草莓果实β-葡萄糖苷酶基因克隆及成熟期表达分析

为了探讨脱落酸合成相关酶β-葡萄糖苷酶基因是否参与草莓果实成熟的调控,本研究以‘红颜’草莓着色期间的果实为试材,首先通过RT-PCR技术克隆β-葡萄糖苷酶基因的编码区核苷酸序列.该1,845 bp基因在基因组中以单拷贝形式存在,并编码1个含有615氨基酸的多肽.生物信息学分析表明,含有3个跨膜区,在进化上高度保守.围绕果实着色期间基因转录水平以及ABA含量分析表明,随着果实的着色增加,转录水平和ABA含量都逐渐增加,半红后基因表达量逐渐降低,而ABA含量继续上升,至成熟时达到高峰.本研究结果表明可能参与草莓果实的着色启动     

草莓果实ABA积累关键酶基因FaNCED1和FaBG1转录水平的分析

为探讨草莓果实发育过程中ABA积累的酶学调控机制,文章以花后1～4周的‘杜克拉’草莓7个时期果肉为试材,利用实时荧光定量PCR分析ABA积累关键酶基因FaNCED1和FaBG1转录水平。结果表明,在整个草莓果实发育过程中,果肉中FaNCED1基因表达水平明显地分为两个持续上升阶段,即从小绿期至白熟期和始红期至全红期,但二者之间还存在一个短暂下降期,即白熟期至始红期;果肉中FaBG1基因表达水平呈逐渐降低的趋势。结合果肉中ABA含量分析发现,FaNCED1基因转录水平呈现与ABA水平相似的变化趋势。本研究主要得出以下结论:(1)退绿和着色是草莓果实发育成熟过程中两个突出事件;(2)果肉中ABA水平两次持续快速积累分别与草莓果实退绿和着色相偶联;(3)果肉中ABA含量主要由FaNCED1基因决定,而与FaBG1基因关系不大。以上结果为从分子水平调控草莓果实中ABA含量,进而调控果实的发育奠定研究基础。     

FaASR基因超表达促进草莓果实着色

以‘甜查理’草莓为试材,在克隆草莓ASR同源基因的基础上,对草莓中FaASR基因进行生物信息学、时空表达分析,通过调控草莓果实中ASR基因表达水平,分析果实的着色、蔗糖、ABA、色素和果实硬度等生理指标的变化,以及与色素代谢相关基因CHS、UFGT的表达水平,揭示ASR基因调控草莓果实成熟的机制。草莓ASR含有一个典型的与果实成熟和抗逆有关的ABA/WDS区域,ASR基因过量表达可以促进草莓果实提前上色,促进果实内源ABA积累、蔗糖含量增加和果实变软,并且促进与果实花色苷积累相关的关键基因CHS和UFGT的转录水平。该研究有助于深入揭示果实发育信息传递的分子机制,也为今后草莓的分子改良育种奠定重要的基础。     

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。     

脱落酸(ABA)促进果实着色研究进展

着色状况是衡量果实成熟程度和质量优劣的重要评价指标。影响果实着色的因素诸多,其中生长调节物质是影响果实着色的因素之一,笔者对生长调节物质脱落酸(abscisic acid,ABA)影响果实着色的研究进行综述,主要包括ABA影响葡萄、草莓、苹果、桃等果实着色的作用时间、浓度及分子生物学机制,从生理和分子水平阐述ABA促进果实着色机制。详细综述了外源ABA对内源乙烯、ABA等激素的含量及其之间平衡的影响,以及对花色苷合成途径中关键基因和转录因子的影响。旨在通过归纳ABA促进果实着色的研究报道,为外源生长调节物质以及植物内源激素的研究提供参考,为果树高效生产奠定理论基础。     

ABA对葡萄花色苷合成相关基因表达的影响

以京优葡萄为试材．研究果实成熟过程中果皮花色苷含量及其生物合成相关酶基因和转录因子转录水平的变化．同时研究不同浓度ABA处理对花色苷含量和相关基因转录水平的影响。结果表明,葡萄果实发育进入着色期,CHSs、CHIs基因家族中的CHS3、CH12和UFGT、MybAJ、MybAl-2随花色苷合成而大量表达,其转录水平与花...     

转录因子FaNAC56在草莓果实成熟中的功能分析

[目的]研究NAC转录因子FaNAC56在草莓果实成熟中的作用.[方法]根据前期果实成熟过程中的蛋白组数据,以八倍体红颜草莓为试材,克隆FaNAC56基因及其启动子.在蛋白水平,利用MEGA构建FaNAC56系统进化树,并通过生物信息学预测其编码蛋白的二级结构,以及利用烟草进行亚细胞定位;在转录调控水平,利用预测网站分析FaNAC56启动子区顺式作用元件以及下游靶基因,并通过RT-qPCR分析FaNAC56的时空表达模式.最后,利用果实圆片温育方法分析FaNAC56基因受外源激素诱导情况.[结果]FaNAC56基因全长1035 bp,编码344个氨基酸,具有NAC转录因子NAM保守结构域.系统发育分析表明FaNAC56与月季NAC56同源性最高.亚细胞定位显示FaNAC56定位于细胞核内.FaNAC56在果实中高度表达并随果实成熟表达量急剧增加.FFaNAC56启动子区含有ABA、赤霉素、生长素、乙烯等激素和胁迫相关响应元件,其表达水平受这些激素诱导.靶基因分析发现FaNAC56可能响应多种激素、花色苷和蔗糖调控元件.[结论]FaNAC56可能通过多种激素调控草莓果实的发育和成熟.     

葡萄果实β–葡萄糖苷酶基因克隆、原核表达及活性检测

 以‘玫瑰香’葡萄着色期的果肉为试材,通过反转录技术克隆了ABA合成相关酶β–葡萄糖苷酶基因VvBG1的1 518 bp编码区核苷酸序列,其编码1个含有505氨基酸的多肽。生物信息学分析表明,VvBG1含有1个跨膜区和糖基水解酶1超家族保守域。通过BamHⅠ和XhoⅠ限制性内切酶将除去信号的编码区克隆到原核表达载体pET28a（+）中,并转化大肠杆菌表达菌株BL21（DE3）,成功诱导并纯化了VvBG1融合蛋白。经过透析复性和超滤浓缩得到了0.8 mg · mL^-1可溶的融合蛋白。通过纯化蛋白葡萄果肉均浆液孵育试验和GC–MS ABA含量分析证实了葡萄果实中β–葡萄糖苷酶VvBG1具有较高的生理活性。     

脱落酸对‘京香玉’葡萄果实单萜物质合成的影响

为探究脱落酸（Abscisic acid,ABA）对葡萄果实中单萜物质合成的影响,以玫瑰香型鲜食葡萄品种‘京香玉’为试材,在果实始熟前1周和始熟期用300 mg·L-1 ABA浸泡果实2次,测定处理后7、14、21、28和35 d果实中游离态单萜化合物含量以及ABA合成和信号转导通路、单萜合成通路中相关基因的表达量。在果实中共检测到28种单萜类化合物,并随果实的发育成熟不断积累。外源ABA处理的成熟果实中游离态单萜含量比对照提高45.20%。通过实时荧光定量PCR发现,ABA合成基因（VvNCED1、VvGT）在处理后7 d表达量明显高于对照,VvβG1相对表达量在处理后持续上升;ABA信号受体基因VvPYL1、信号转导相关基因VvPP2C2、VvSnRK2.1、VvABI5的转录水平分别在处理后21和35d明显高于对照;单萜合成通路上游关键酶基因（VvDXS2、VvDXS3、VvDXR、VvGPPS）以及单萜合酶基因VvPNLinNer的表达水平在处理后7d明显高于对照。根据以上结果,推测外源ABA处理可增强果实内部ABA信号的转导,进而引起单萜合酶底物水平的提升,加快向单萜类化合物...     

草莓花色苷物质鉴定及关键基因表达分析

建立了应用HPLC–MS/MS快速分离、鉴定草莓花色苷的方法，并对不同果色12个草莓品种的成熟果实进行花色苷定量和定性分析，同时对比分析草莓（Fragaria×ananassa，八倍体）和森林草莓（F.vesca，二倍体）基因组中花色苷合成相关基因的数量和染色体定位，通过RNA-Seq和qRT-PCR分析它们在果实发育过程中的转录水平变化。在草莓中检测到8种花色苷，包括首次检测到的芍药素–3–葡萄糖苷、芍药素–丙二酰葡糖苷和芍药素–3–甲基丙二酰葡糖苷。不同果色草莓果实中总花色苷含量差异较大，均以天竺葵素–3–葡糖苷为主。草莓基因组包含73个花色苷合成相关基因，是森林草莓的3～4倍，均匀分布在4套亚基因组上。RNA-Seq结果显示整体上多拷贝基因在草莓果实中的表达水平没有显著差异，未发生明显的偏向性表达。花色苷合成关键路径基因（PAL1、CHS、CHI、F3H、DFR1、ANS、UFGT），转运基因（GST）和转录因子基因MYB10在草莓果实成熟过程中表达量显著增加，尤其是花色苷积累期，表明这些基因在草莓果实花色苷积累中起关键作用。     

转录因子FabHLH148参与草莓果实的颜色发育

【目的】探究碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix,bHLH）转录因子在草莓果实成熟过程中的功能。【方法】基于转录组测序和基因组数据库,克隆FabHLH148基因;分析其理化性质、保守结构域、预测编码的蛋白质结构、系统进化树、亚细胞定位等;采用RT-qPCR检测其在草莓中的时空表达水平,并构建过表达（over expression,OE）和RNA干扰（RNA interference,RNAi）载体,利用农杆菌介导瞬时侵染草莓果实,观察记录表型,检测FabHLH148表达水平,并测定花色素苷含量。【结果】FabHLH148基因CDS区全长687 bp,编码228个氨基酸,预测蛋白分子质量24.89 ku,理论等电点（p I）为11.65;该基因属于bHLH超家族,因其与二倍体草莓FvbHLH148序列相似度最高,所以将其命名为FabHLH148;亚细胞定位显示,FabHLH148主要定位在细胞核。RT-qPCR结果表明,FabHLH148在草莓不同组织部位均有表达,在果实中有较高表达并随果实成熟表达量显著升高。过表达FabHLH148能够促进果实着色以及花色素...     

基质培对草莓糖酸和某些生理特性的影响

研究了基质培对丰香和枥乙女草莓糖酸和某些生理特性的影响。结果表明基质培草莓的果实可溶性固形物和可滴定酸含量均略有下降,但不影响固酸比。果糖、葡萄糖和蔗糖三者的比例发生了变化,其中葡萄糖稍有增加,果糖和蔗糖略有减少。酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性在果实刚着色时变化不大,糖积累也较少;进入着色期后,AI和NI活性明显升高,糖积累亦较多。ABA含量在果实着色初期几乎为0,果实2/3着色后直线上升,这时果实正处于糖迅速积累阶段,基质培的ABA含量始终略高于土培;IAA含量在果实成熟过程中一直呈下降趋势,A鄄BA含量的迅速增加发生在IAA含量快速下降之后,基质培的IAA含量始终低于土培。     

草莓9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶基因FaNCED的克隆及表达分析

 采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆ABA合成途径中关键基因FaNCED,该cDNA全长2 228 bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1 827个碱基,编码609个氨基酸。序列分析表明,FaNCED编码的氨基酸序列与其他植物的NCED蛋白有很高的同源性。系统进化树分析显示,草莓NCED与同为蔷薇科的湖北海棠聚为一类,与橙、柠檬、温州蜜柚、葡萄等非跃变型果实NCED蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析发现,FaNCED基因在草莓根、茎、叶、花萼和果实中都有表达;在果实成熟过程中FaNCED的表达出现两次高峰,分别在大白果期和红果期,且在红果期表达量最高,并与ABA积累相吻合;FaNCED在果实采后1 d表达略有下降,之后急剧上升,ABA含量变化与FaNCED基因的表达基本一致。FaNCED可能参与调控ABA的合成并在草莓成熟中起一定作用。     

草莓9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因FaNCED的克隆及表达分析

采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆ABA合成途径中关键基因FaNCED,该cDNA全长2228bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1827个碱基,编码609个氨基酸。序列分析表明,FaNCED编码的氨基酸序列与其他植物的NCED蛋白有很高的同源性。系统进化树分析显示,草莓NCED与同为蔷薇科的湖北海棠聚为一类,与橙、柠檬、温州蜜柚、葡萄等非跃变型果实NCED蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析发现,FaNCED基因在草莓根、茎、叶、花萼和果实中都有表达;在果实成熟过程中FaNCED的表达出现两次高峰,分别在大白果期和红果期,且在红果期表达量最高,并与ABA积累相吻合;FaNCED在果实采后1d表达略有下降,之后急剧上升,ABA含量变化与FaNCED基因的表达基本一致。FaNCED可能参与调控ABA的合成并在草莓成熟中起一定作用。     

草莓果实发育过程中糖代谢相关基因的表达分析

 为了分析草莓（Fragaria × ananassa Duch.）果实发育过程中可溶性糖积累与相关基因表达量的关系,以‘杜克拉’草莓7个发育时期的果实为试材,利用实时荧光定量RT-PCR的方法,分析果实发育中蔗糖转运蛋白及糖代谢关键酶（酸性转化酶、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶）4个基因的表达量以及可溶性糖含量的变化趋势。结果表明,蔗糖、葡萄糖和果糖含量随着果实发育都呈逐渐增加的趋势,尤其蔗糖积累与果实成熟的关系较密切。随着果实发育,蔗糖磷酸合成酶基因表达量呈逐渐增加的趋势,尤其在果实发育的后期增加较快;蔗糖合成酶和酸性转化酶基因表达量除了白熟期和转色期外,呈逐渐降低的趋势;蔗糖转运蛋白基因表达量呈先升后降,降后又升的变化趋势,尤其在白熟期前急剧增加。结合可溶性糖和基因变化趋势分析表明,蔗糖转运蛋白和蔗糖磷酸合成酶在草莓果实发育过程中发挥着重要的作用。     

红肉脐橙果实发育过程中番茄红素、β- 胡萝卜素、糖、GA、ABA含量的变化

 研究了红肉脐橙果实发育过程中番茄红素、β - 胡萝卜素、糖分及内源GA和ABA含量的变化, 结果表明: 番茄红素和β - 胡萝卜素含量均于果实膨大期迅速积累, 且于果实着色期(11月12日)达到最大值, 成熟时有一定程度的下降; 蔗糖含量于果实着色前迅速增长, 果实成熟期缓慢积累, 葡萄糖和果糖于果实着色前缓慢积累, 成熟期迅速积累; GA含量在果实膨大期迅速下降, 并于果实转色前(10月10日) 下降到最低值, 以后维持较低水平; ABA含量经过2次迅速上升于果实转色前(10月10日) 达到最大, 进入着色期, ABA含量迅速下降, 成熟期维持在较高水平。     

果实中脱落酸的研究进展与展望

综述了果实中脱落酸（abscisic acid,ABA）的生理作用、代谢及信号转导的研究进展,并提出了果实中ABA从产生到作用的分子机制。果实中ABA的积累主要受4种关键酶的调控,包括NCEDs、CYP707As、GTs和BGs。在果实成熟过程中,ABA信号的启动是通过PYRs等受体蛋白感知,并通过ABI1和SnRK2等蛋白的可逆磷酸化作用将信号传递给下游转录因子和顺式元件,最终促发果实软化、糖分积累及着色等成熟相关基因的表达。进一步深入研究ABA调控果实成熟的信号转导分子机制及ABA、糖和乙烯交叉调控网络是未来重要的研究领域。     

柿果实内切-1,4-β-葡聚糖酶基因克隆与定量表达分析

以成熟期‘富平尖柿’（Diospyros kaki L．‘Fuping Jianshi’）为材料,采用RT-PCR和RACE相结合的方法,克隆柿果实中内切-1,4-β-葡聚糖酶基因（EG）cDNA,并在此基础上采用实时荧光PCR定量技术检测采后常温下柿果及GA,、ABA和1-MCP处理柿果软化过程中该EG基因转录水平的表达特点。试验结果：获得了一个内切-1,4-β-葡聚糖酶基因eDNA,命名为DKEG1（GenBank accession number：HQ222561）,长2叭1b口,编码545个氨基酸,末端含有CBD区域。实时荧光PCR定量技术检测发现常温下对照组柿果采后3d时出现DKEGl基因表达高峰,下降后又逐渐上升,并在12d时出现第2个高峰;赤霉素明显抑制了柿果实在整个后熟过程中DKEGl基因的表达,尽管在6d时也有升高,但与对照相比全程表达量均极低;ABA处理大大提高了DKEGl基因的表达量,没有出现采后3d的表达高峰,但在6～18d期间其表达量均高于对照的最高峰值,其表达高峰出现采后9d;1-MCP处理的柿果表达高峰比对照推迟9d,且前期表达量显著降低,但后期又上升。据此推断柿果实DKEGl的表达受乙烯生成和乙烯信号转导的调控,进而参与果实的后熟软化过程。     

苹果磷酸果糖激酶基因MdPFPβ调控果实可溶性糖积累的功能

为阐明苹果（Malus×domestica Borkh.）磷酸果糖激酶基因MdPFPβ(Pyrophosphate-fructose 6-phosphate 1-phosphotransferase subunit beta,基因序列号MD09G1112800)的生物学功能,首先分析了基因启动子和全长序列信息,该基因包含全长为483 bp完整的开放阅读框,编码161个氨基酸。利用PlantCare数据库进行基因启动子顺式作用元件分析发现,MdPFPβ启动子序列中含有与脱落酸（abscisicacid,ABA）、低温及干旱信号相关的调控元件。荧光定量PCR分析发现,MdPFPβ在苹果叶片和成熟果实中表达量较高,并且受外源ABA的诱导表达。在外施ABA的条件下,MdPFPβ过量表达的苹果愈伤组织中可溶性糖含量明显上升。此外,MdPFPβ转基因番茄植株的光合性能增强,MdPFPβ可能通过调控糖代谢酶的活性最终影响果实中的可溶性糖含量。     

外源乙烯利对草莓果实芳香物质成分与含量的影响

正草莓(Fragaria ananassa)为非呼吸跃变型果实,其内源乙烯含量一般为15～80纳升·千克~(-1)·时~(-1),在果实发育期呈先降后升的趋势~([1])。研究表明,外源乙烯利能促进草莓果实着色和软化,并部分恢复RNAi株系果实的着色~([2]),表明内源或外源乙烯调控草莓果实的成熟与衰老。本试验以罗莎草莓为试材,通过不同浓度乙