香蕉果实MaGBSSI基因家族的克隆及表达分析

以"巴西"蕉(Musa acuminata L.AAA group cv.Brazilian)为试材,利用同源克隆法获得4个颗粒结合淀粉合成酶I(Granule-Bound Starch Synthase I,GBSSI)基因家族成员的cDNA全长,运用MEGA 5.05软件进行聚类分析,并通过quantitative real-time PCR(qPCR)技术检测MaGBSSI基因家族成员在香蕉果实不同发育时期及成熟阶段和不同组织中的表达情况。结果表明:香蕉4个MaGBSSI基因家族成员MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-3、MaGBSSI-4的cDNA全长分别为1 851、1 851、675、1 845bp,登录号分别为KF512020、KF512021、KF512022、KF512023。聚类分析发现,香蕉MaGBSSI基因家族与其它植物GBSSI基因同源性达65%。qPCR分析发现,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在香蕉根、球茎、叶片和苞片等营养器官中明显上调表达,而MaGBSSI-3在花、果皮、果肉等生殖器官中表达量比较高,在根、球茎及叶片中几乎不表达。香蕉果实发育过程中,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在0~30d明显上调表达,而MaGBSSI-3在香蕉果实发育30~60d表达量比较高,在0~30d几乎不表达,且随着果实的成熟,MaGBSSI-3表达量逐渐下降。研究结果为阐明香蕉果实的直链淀粉生物合成及降解机制并对其进行表达调控奠定了基础。     

桃FLA家族基因的生物信息学及表达分析

从桃基因组数据库筛选出了12个假定的成束状阿拉伯半乳糖蛋白(FLA)基因序列。对其蛋白结构进行分析,结果显示PpFLA7不具有特定的阿拉伯糖或半乳糖糖基化位点,不属于典型的FLA家族。PpFLA6的氨基酸组成和保守域的分布与其他成员相比差别较大。聚类分析结果表明PpFLAs家族可以分为CladeⅠ、CladeⅡ和CladeⅢ3类。利用荧光定量PCR(qPCR)对不同组织和成熟阶段果实中的FLA进行表达分析,发现各个成员在不同时期的组织中差异化表达,其中PpFLA4在果实成熟阶段显著上调表达,暗示其可能在桃果实的成熟阶段扮演重要角色。     

高丛越橘果实香气成分的GC/MS分析

 采用静态顶空和气相色谱-质谱联用技术,以早、中、晚熟高丛越橘品种为材料,研究了高丛越橘果实香气成分。结果表明：高丛越橘挥发性物质以醇类、酯类、萜类物质为主。共检测出67种挥发性成分,品种间具有较大差异,其中都克检测出16种,蓝乐17种,蓝丰27种,泽西13种,埃利奥特26种,达柔25种。都克特征香气成分为丁酸乙酯、大马酮、2-甲基丁酸乙酯、D-柠檬烯和2-丁酮。蓝乐特征香气成分为2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯和乙酸丁酯。蓝丰特征香气成分为2-甲基丁酸乙酯、乙酸-(E)-3-己烯酯、β-芳樟醇、丁酸乙酯、乙酸己酯、(E)-2-己烯醛和(Z)-3-己烯-1-醇。泽西特征香气成分为紫罗兰酮、2-甲基丁酸乙酯和丁酸乙酯。埃利奥特特征香气成分为乙酸己酯、β-芳樟醇、D-柠檬烯和己醛。达柔特征香气成分为丁酸乙酯、乙酸己酯、D-柠檬烯和β-芳樟醇。这些特征香气物质相互作用构成了高丛越橘品种特有的风味。     

桃Aux/IAA家族基因鉴定及在果实成熟过程中的表达分析

通过生物信息学鉴定桃基因组中生长素/吲哚乙酸(Aux/IAA)基因家族,并对其在溶质型和硬质型桃果实成熟阶段的表达水平进行q RT-PCR检测。结果表明:桃Aux/IAA基因家族包含22个成员,这些基因集中分布在5条染色体上,以第1条染色体上含有最多,为8个。大部分Aux/IAA基因包含高度保守的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ功能域,聚类分析表明其分为10类。基因结构分析显示这些基因包含2~5个外显子。荧光定量PCR分析表明10个Aux/IAA基因在溶质型桃果实的表达量高于对应时期硬质型桃果实,其中5个基因随着溶质型桃果实的成熟上调表达,特别是ppa010303m、ppa010871m和ppa020369m。试验结果表明桃Aux/IAA家族成员在结构上高度保守,其中多个成员(尤其是ppa010303m、ppa010871m和ppa020369m等)可能参与调控桃果实的成熟。     

蝴蝶兰AP2/ERF家族基因的克隆及在低温下表达特性分析

用RT-PCR方法从‘大辣椒’蝴蝶兰叶片中克隆得到4个AP2/ERF家族基因,命名为PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4。蛋白结构域和序列比对发现PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4均含有1个AP2结构域, PhAP2/ERF2还含有1个B3结构域。进化树分析表明4个蛋白与兰科AP2/ERF家族成员亲缘关系最近,PhAP2/ERF1属于AP2/ERF家族DREB亚家族中的A1类,PhAP2/ERF2属于RAV亚家族,PhAP2/ERF3属于ERF亚家族的B4类,PhAP2/ERF4属于DREB亚家族中的A2类。用实时荧光定量PCR方法检测低温驯化和低温胁迫条件下PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4在‘大辣椒’和‘富乐夕阳’蝴蝶兰叶片中的表达特性,结果表明：4个基因在‘大辣椒’叶片中的表达趋势一致,表达量在低温胁迫早期达到最高,在胁迫中晚期有所下降;而4个基因在‘富乐夕阳’叶片中的表达趋势有较大差异,PhAP2/ERF1和PhAP2/ERF2的表达在低温处理整个过程中没有被诱导或仅有较小幅度增加,PhAP2/ERF3对低温的响应时间显著晚于‘大辣椒’,PhAP2/ERF4的表达趋势与‘大辣椒’差异较小。蝴蝶兰AP2/ERF在抗冷品种‘大辣椒’和不抗冷品种‘富乐夕阳’叶片中的表达差异暗示AP2/ERF基因家族在蝴蝶兰低温胁迫响应中起重要调控作用。     

欧李NAC基因家族的鉴定及表达分析

【目的】对ChNAC基因进行鉴定并分析其表达模式,明晰ChNAC基因结构,预测其潜在功能,筛选抗逆相关基因,为欧李抗逆性状形成的分子机制研究提供理论依据。【方法】在全基因组数据的基础上对ChNAC基因进行生物信息学分析,并对不同非生物胁迫处理下ChNAC基因的转录组数据进行分析。【结果】欧李NAC基因家族有76个家族成员,33个ChNAC基因编码碱性氨基酸,17个ChNAC基因编码酸性氨基酸,26个ChNAC基因编码中性氨基酸。ChNAC蛋白均为亲水性蛋白,80%ChNAC蛋白为不稳定蛋白,79%ChNAC蛋白定位于细胞核中。ChNAC基因可分为17个亚族,主要为OsNAC7、ANAC001、ONAC003等亚族。ChNAC基因多存在于Chr5染色体上,有8对ChNAC基因由染色体大片段复制而来,其中ChNAC01、ChNAC20、ChNAC64这3条基因是互为共线性。启动子分析结果表明ChNAC基因可能参与欧李的生长发育、激素调控及胁迫响应等方面。【结论】ChNAC基因的表达具有组织特异性。ChNAC基因家族成员响应不同的胁迫处理,尤其是ChNAC49基因在盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫...     

桃生长素反应因子和生长素/吲哚乙酸蛋白家族基因的克隆及表达分析

生长素对果实发育起着重要的调控作用。生长素反应因子（auxin response factor,ARF）和生长素/吲哚乙酸蛋白（auxin/indoleacetic acids protein,Aux/IAA）是生长素信号转导系统中的两个关键因子,在转录水平上对生长素参与的生理活动进行调控。为探索生长素调控桃果实发育的机制,选取ARF家族的1 个基因PpARF1,Aux/IAA 家族的5 个基因PpIAA3、PpIAA9、PpIAA17、PpIAA26 和PpIAA29,克隆其全长cDNA 序列并进行生物信息学分析,对它们在桃果实不同发育时期中果皮和种子的表达进行qRT-PCR 检测。序列分析表明：这6 个基因的编码区全长分别为2 037、594、1 194、618、384 和723 bp,分别编码678、197、397、205、127 和240 个氨基酸;氨基酸序列比对分析显示桃PpARF1 蛋白序列和草莓的FvARF1（XP_004300014.1）同源性最高,达到90.56%,PpIAA 家族的5 个蛋白同源性很低,只有23.77%;荧光定量PCR 结果显示,在花后52 d（果实发育硬核期）,PpIAA3 和PpIAA17 在中果皮中的表达量显著升高;PpIAA26、PpIAA29 和PpARF1 在种子中的表达量显著升高。预示生长素可能在桃果实发育硬核期发挥着重要的调控作用。     

赤霉素与氯吡苯脲对越橘果实品质影响的分析及评价

以越橘品种‘瑞卡’为试材,分别于初花期、盛花期、落花期与果实膨大期喷施25、50、75、100 mg·L^-1赤霉素(GA3)和5、10、15、20 mg·L^-1氯吡苯脲(CPPU)以及GA3+CPPU(25+5、25+10、50+5、50+10 mg·L^-1)的组合处理,研究不同时期和不同处理对越橘‘瑞卡’果实品质的影响,以期为GA3与CPPU在越橘栽培生产上应用提供参考依据。结果表明:果实膨大期各处理对果实品质的影响优于开花期,并且GA3与CPPU组合处理的效果优于二者单独处理,通过主成分分析得出50 mg·L^-1 GA3+10 mg·L^-1组合处理综合得分最高,与对照比较,单果质量提高33.1%,可溶性固形物含量、维生素C含量、可溶性蛋白质含量和花色苷含量分别提高15.3%、13.9%、20.6%和14.4%;可滴定酸含量和种子数量分别降低15.9%和16.9%,果实综合品质较好。     

草莓果实中脱落酸受体基因FaABAR/CHLH表达变化及其影响因素分析

 为了探讨脱落酸调控草莓果实成熟的信号识别机制,以‘北农香’草莓花后1 ~ 4周的果实为试材,在克隆脱落酸受体基因FaABAR/CHLH的基础上,通过荧光定量PCR研究了果实发育过程中该基因表达量的变化及其影响因素。结果表明,草莓果实中脱落酸受体FaABAR/CHLH基因编码一个含有1 381个氨基酸的蛋白,且该蛋白含有一个金属离子螯合酶H亚基超家族保守区。在果实发育的前期（小绿、大绿和浅绿果期）,FaABAR/CHLH基因表达量维持较高水平;随着果实的加速褪绿,其表达量迅速降低,至白果期降到最低点;随着果实着色启动,其表达量又迅速上升。ABA和高pH能促进FaABAR/CHLH基因在转录水平上的表达,而蔗糖则抑制该基因转录水平。草莓果实中脱落酸受体基因FaABAR/CHLH表达水平的变化进一步揭示了ABA在调控果实成熟中的重要作用。     

LED补光组合对大棚越橘生长发育的影响

以2年生南高丛越橘‘Emerald’为材料,以大棚内自然光作为对照,研究LED光源的红蓝光(3︰1和6︰1)、紫外光(UVA)对植株长势、叶片光合作用、碳氮代谢、开花基因表达及开花率、果实品质的影响。结果表明:红蓝光组合处理下‘Emerald’的植株营养生长较旺盛,株高、1年生枝条长度和粗度显著高于对照。此外,红蓝光(6︰1)处理下叶片的叶绿素相对含量、比叶重和净光合速率均显著提高。红蓝光组合也可诱导植株开花,开花基因FT表达量和开花率明显高于对照。紫外光下叶片的氮含量、开花率及FT基因表达量显著高于对照。不同光质组合补光对‘Emerald’的果实品质有显著影响,红蓝光(3︰1)处理下果实的质量、横纵径、可溶性固形物、可溶性糖、花青素含量和糖酸比均高于对照。总之,不同光质补光会促进越橘‘Emerald’的生长发育,红蓝光6︰1组合对促进营养生长作用相对较大,红蓝光3︰1组合对提高果实品质效果较好。紫外光虽能改变植株形态和促进开花,但果实品质提高效果较红蓝光处理稍弱。     

Use of Plant Growth Regulators in Blueberry Production in the Southeastern U.S.

Abstract

Blueberry (Vaccinium sp.) production has expanded rapidly in the Southeastern U.S. over the past two decades, and various production problems have been encountered. These problems include poor pollination, low fruit set, freeze damage, variable yields, and small fruit size among others. Plant growth regulators (PGRs) have been utilized to overcome some production problems with some degree of success. This paper reviews findings of research that has been conducted over the past few years with PGRs and blueberries in the Southeast.     

葡萄LIM家族基因特征及表达模式分析

为了明确LIM家族基因在葡萄非生物胁迫下的表达特性,在生物信息分析的基础上,以‘黑比诺’葡萄(Vitis vinifera‘Pinot Noir’)试管苗为试验材料,利用q RT-PCR技术检测了不同逆境处理对葡萄LIM家族基因成员表达的影响。结果显示,葡萄LIM基因家族有14个成员,可分为4个亚族,各亚族编码蛋白氨基酸数量差异较大,但亚族内差异较小;分析葡萄基因和拟南芥基因间的选择压发现,二者存在钝化选择关系;多序列比对发现,该家族基因成员含有1或2个锌指结构的保守结构域;保守基序分析结果表明,所有基因均包含motif2;基因结构显示Vv LIM含有4～15个外显子;14个基因中有11个编码蛋白存在互作关系。该家族基因存在大量的光诱导元件和水杨酸等逆境胁迫相关元件。基因芯片表达数据表明,高表达的基因主要存在生长旺盛的组织中。q RT-PCR分析发现,Vv LIM1在100 mmol·L^-1NaCl、10%PEG和50 mg·L^-1 SA胁迫下表达量与对照相比显著上调,且随处理时间的延长表达量显著增加。     

越橘叶片转录组SSR发掘及其多态性研究

对高丛越橘品种‘布里吉塔’叶片转录组序列进行了简单重复序列（SSR）位点搜索和分析,发现了22 058个SSR位点,总发生频率为21.32%。SSR重复类型以二核苷酸发生频率最高（77.70%）,三核苷酸次之（21.45%）。选用53对SSR引物在8个越橘属植物中进行PCR扩增,筛选出15对条带清晰且能稳定扩增的SSR核心引物。使用核心引物对39份越橘属种质进行分析,有效等位基因数最大值为7.11（VcSSR19）,最小值为1.41（VcSSR41）,平均值为3.90。香农多样性指数变化范围是0.64 ~ 2.31,平均值为1.55。观察杂合度和期望杂合度的变化范围分别是0.050 ~ 0.900和0.293 ~ 0.870,平均值分别为0.457和0.677。使用5对引物可以完全区分39份种质中的38份。南高丛越橘品种‘莱格西’和‘蓝雨’与蔓越橘品种、越橘属野生种具有更近的亲缘关系,是与野生种进行杂交育种的合适种质。     

越橘糖酸组分及含量分析

采用高效毛细管电泳仪,对高丛越橘和半高丛越橘品种的糖酸组分和含量进行了分析。结果表明,越橘品种的果糖含量在21.38 ~ 45.13 mg · g-1之间,平均为31.72 mg · g-1;葡萄糖含量在20.53 ~ 45.79 mg · g-1之间,平均为31.20 mg · g-1;果糖和葡萄糖含量的比值为1︰1.02。苹果酸含量在0.16 ~ 3.73 mg · g-1之间,平均为0.61 mg · g-1;柠檬酸含量在1.50 ~ 13.13 mg · g-1之间,平均为7.31 mg · g-1;柠檬酸含量占总酸含量的92.30%,说明越橘品种有机酸以柠檬酸为主。越橘品种间糖和有机酸含量的变异系数在14.25% ~ 95.45%之间,高丛越橘种内各组分变异大于半高丛越橘;各糖酸组分比较,果糖变异最小,苹果酸变异最大。     

草莓和蓝莓果实花青素提取及定量方法的比较

 本研究旨在比较果实花青素提取液的提取效果以及花青素分析方法的准确性。用丙酮-水-甲酸（A）、乙腈-乙酸（B）、乙醇-水-乙酸（C）、甲醇-水-乙酸（D）以及含有盐酸的甲醇（E） 等5种提取液分别提取了草莓和蓝莓果实中的花青素,用比色法和液相色谱法分别测定了花青素的含量。试验结果表明：由于提取液中有机溶剂和酸种类的不同,提取效果差异甚大。提取草莓花青素时,以D的提取效果最好,其次是E、C、A,B的提取量最低,还不到D的1/3。提取蓝莓花青素得到的结果与草莓相似。用比色法分析,D、E、C提取液提取的草莓和蓝莓果实的花青素含量明显低于液相色谱分析的结果, 但B提取液比液相色谱结果高2倍以上,A提取液提取蓝莓时比色法与液相色谱法的结果相近,而提取草莓时比色法比液相色谱结果高出约50%。建议花青素的定量方法应尽量使用液相色谱法,对同一种果实,尤其是以低沸点醇类作提取液时可以用比色法。     

越橘果实转录组及R2R3-MYB转录因子分析

以‘泽西’越橘（Vaccinium corymbosum‘Jersey’）不同发育阶段的果实为试材,构建De novo转录组测序文库并进行数据分析,利用WebLogo 3、CLC Sequence Viewer 6等软件和荧光定量PCR技术对所获数据中的R2R3-MYB转录因子进行生物信息学分析和表达分析。结果表明,转录组测序共获得有效数据6.01 Gb,通过组装得到Unigene序列60 481个。功能注释结果显示,有39 612个Unigene可以注释到GO和COG等数据库上;20 869个Unigene无匹配信息。利用GO和COG分类工具可将这些序列分别划分为55个和25个功能类别,涉及信号转导和转录调控等功能。利用所获数据分析越橘R2R3-MYB基因,结果表明共得到21个R2R3-MYB。序列分析显示,这21个基因均含有完整的R2R3-MYB区域,在此区域内2（G）和4（W）等30个氨基酸保守不变。进化树分析结果显示,越橘R2R3-MYB基因分为11个亚组。其中,S4、S5和S6亚组中有6个基因涉及到花青苷生物合成。荧光定量PCR结果分析显示,这6个基因在果实发育的7个阶段均能表达,但表达模式不同,这6个基因可能对越橘果实着色具有一定作用。