石榴果实发育期果皮褐变及相关酶活性变化

为探明石榴果实发育期果皮褐变及其相关酶活性、总酚和抗氧化能力的变化规律及相互关系,以泰山红和泰山三白甜石榴为试材,研究各发育期果皮褐变度、多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、总酚含量和DPPH自由基清除率的变化。结果表明,2个品种果皮褐变度、PPO活性、POD活性、总酚含量和DPPH自由基清除率随着发育天数的增加逐渐降低,均在7月15日达到最高。2个品种果实发育期果皮PAL活性呈先降低后升高再降低的变化趋势,分别在7月15日和9月13日出现峰值。泰山红抗褐变能力高于泰山三白甜,二者分别在9月23日和9月13日采收能减轻褐变的发生。相关性分析表明,PAL、PPO、POD、总酚和DPPH自由基清除率均与石榴果实酶促褐变密切相关,石榴果实酚类物质含量高低与其抗氧化能力极显著正相关。本研究结果为深入揭示石榴果实褐变机理提供了理论依据。     

不同石榴品种果实酚类物质及抗氧化活性研究

为探明石榴不同栽培地区和不同品种间酚类物质含量分布特征,筛选抗氧化能力强的功能型优良品种,以山东、云南、新疆和四川地区8个主栽石榴品种的成熟期果实为试材,利用常规品质分析方法和高效液相色谱技术,对其果实品质、酚类物质和抗氧化能力进行分析。结果表明,石榴品种间果实各品质指标存在显著差异,其中,喀什甜单果质量、可溶性糖和维生素C含量最高,甜绿籽固酸比最高,泰山红可溶性固形物含量最高,红玛瑙可滴定酸含量最高。不同石榴品种果皮中酚类物质含量与抗氧化能力均最高;果汁次之,种子最低。喀什甜果皮和红玛瑙种子中酚类物质含量和DPPH自由基清除率均最高;果汁中花青苷含量和DPPH自由基清除率分别在千籽红和大青皮甜中最高,安石榴苷、没食子酸、鞣花酸、总黄酮和总酚含量在红玛瑙中最高;果皮中安石榴苷含量(平均为135.00 mg·g-1)占总酚的48.94%,是石榴果实中最主要的酚类物质。果实品质指标间、果实品质与酚类物质间存在一定的相关性,安石榴苷、没食子酸、鞣花酸、花青苷、总黄酮和总酚间互为正相关,各指标与DPPH自由基清除率均正相关。红玛瑙、喀什红和千籽红果实的综合品质佳,富含酚类物质,是值得推广和开发利用的优良品种。研究结果为石榴加工产品的研发和新品种选育提供了理论依据。     

有机基质栽培对巨峰葡萄花色苷合成基因表达的影响

为明确有机基质栽培对葡萄花色苷合成的影响,以巨峰葡萄为材料,分别采用液相色谱(HPLC)技术和RT-PCR技术,研究有机基质栽培对葡萄果皮花色苷含量及其生物合成相关基因表达的影响。结果表明,有机基质组的花色苷总含量明显高于对照组;有机基质栽培使巨峰葡萄果实整个发育期或部分着色期果皮花色苷生物合成途径中PAL、4CL、CHS、CHI、F3Hs等结构基因和Vlmyb A1-1、Vvmyb A1等调节基因的转录表达上调。本研究结果为巨峰葡萄有机基质栽培技术的应用与推广提供了理论依据。     

山东石榴品种对枝条干腐病的抗性评价及其病原菌鉴定

为明确山东省主要石榴品种对枝条干腐病的抗性及引起枝条干腐病的病原菌种类,本研究对山东省枣庄市的20个主要石榴品种进行田间抗性评价。通过组织分离法对病原菌进行分离,利用柯赫氏法则验证其致病性,并通过显微形态特征观察及分子生物学分析开展病原菌鉴定。结合形态学、致病性测定和分子生物学分析结果,将石榴枝条干腐病病原菌鉴定为单间座壳菌(Diaporthe eres)。抗性评价结果显示,白皮酸、碧榴表现为近免疫;大青皮、秋艳、岗榴1号、大马牙、峄城三白、冰糖籽、黑美人表现为抗病;枣庄玛瑙、墨石榴、九洲红、青皮软籽、黄金榴、枣庄软仁表现为中抗;冠榴、谢花甜、红皮马牙表现为感病;大红袍和泰山红表现为高感。筛选得到的近免疫、抗病品种可作为石榴抗性育种和种质资源改良提供研究材料。本研究结果为山东石榴枝条干腐病的抗病机理研究和系统性防控提供了参考。     

丝瓜多酚氧化酶PPO基因家族的克隆与表达分析

多酚氧化酶(PPO)是参与酚类物质氧化的主要酶类之一,在果蔬褐变中发挥重要作用。为探究丝瓜中PPO基因家族的功能,以闽丝3号丝瓜为试验材料,通过转录组测序和RT-PCR方法获得了3个丝瓜PPO基因家族的c DNA序列,依次命名为Lc PPO1(Gen Bank登录号为KM506756)、Lc PPO2(Gen Bank登录号为KR819890)和Lc PPO3(Gen Bank登录号为KX092429);Lc PPO1基因全长2 026 bp,包含一个1 794 bp的ORF,编码598个氨基酸;Lc PPO2基因全长2 071 bp,ORF为1 722 bp,编码574个氨基酸;Lc PPO3基因全长2 189 bp,ORF为1 779 bp,编码593个氨基酸;3个基因均无内含子,其编码的蛋白与甜瓜、黄瓜同源蛋白的相似性较高。生物信息学分析表明,3个基因编码的酶蛋白均无信号肽,无跨膜结构域,为亲水性稳定蛋白,Wolf Psort预测其亚细胞定位于叶绿体。Lc PPO具有PPO蛋白的典型特征,分别具有PPO1-DWL、PPO1-KFDV 2个结构域和一个能够结合2个铜离子(Cu A、Cu B)的中央域酪氨酸酶。实时荧光定量PCR分析显示,Lc PPO家族的3个基因在丝瓜根、茎、叶、花和果实中均有表达。在丝瓜采后储藏期间,3个PPO基因初期表达上调,后期表达量受到抑制;在丝瓜鲜切条件下,Lc PPO1和Lc PPO2基因表达量总体呈先上升后下降趋势,Lc PPO3基因鲜切后表达量均低于采后0h。Lc PPO基因家族基因表达、PPO活性、总酚与丝瓜褐变关系密切,其中Lc PPO1、Lc PPO2在普通丝瓜果肉褐变过程中可能发挥着重要作用。本研究结果为进一步揭示丝瓜褐变的发生机理和丝瓜品种遗传改良奠定了一定的理论基础。     

酚类物质与牡丹试管苗褐变关系的初步分析

为探究牡丹组培褐变过程中产生主要酚酸的成份及含量,以3个牡丹品种(乌龙捧盛、太平红、凤丹白)试管苗为材料,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)测定了3个品种在增殖过程中未褐化与褐化试管苗体内酚酸的种类和含量。结果表明:3个品种的牡丹试管苗中均含有苯甲酸、4-羟基苯甲酸、咖啡酸、没食子酸、没食子酸甲酯、莽草酸、儿茶酚、芍药苷、3-羟基-4-甲氧基苯乙酮、绿原酸10种酚酸;没食子酸、4-羟基苯甲酸、咖啡酸在褐化试管苗中的含量均低于未褐化试管苗;芍药苷、没食子酸甲酯、苯甲酸、莽草酸、儿茶酚在褐化试管苗中含量高于未褐化试管苗;3-羟基-4-甲氧基苯乙酮在褐化和未褐化试管苗中的含量存在品种间差异,在乌龙捧盛和太平红中,褐化试管苗的含量低于未褐化试管苗,而在凤丹白中褐化试管苗的含量高于未褐化试管苗。因此,没食子酸、4-羟基苯甲酸、咖啡酸、芍药苷、没食子酸甲酯、苯甲酸、莽草酸、儿茶酚、3-羟基-4-甲氧基苯乙酮9种酚酸与牡丹试管苗褐化密切相关,而绿原酸对牡丹褐变影响较小。本研究对解决牡丹试管苗的褐化问题,提高试管苗质量具有重要的指导意义。     

三角褐指藻pds基因生物信息学与诱导表达分析

岩藻黄素是一类具有重要药用价值和开发价值的新型海洋药物,八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是三角褐指藻类岩藻黄素生物合成途径中的一个重要的限速酶。为了更好地开发和利用岩藻黄素,通过RT-PCR克隆了三角褐指藻pds基因(Ptpds,Gen Bank序号:XM_002184476.1)c DNA全长序列,并从基因层面分析了外源诱导子对岩藻黄素生物合成的诱导机制,进一步探究Ptpds的结构和表达特性。结果表明,Ptpds基因cDNA全长2 442 bp,开放阅读框(ORF)为1 773 bp,编码589个氨基酸,并含有一个NAD(P)-binding结构域;蛋白分子结构预测结果表明,三角褐指藻PDS蛋白(PtPDS)分子呈亲水性,含有转运肽、信号肽、跨膜结构域等结构。系统进化树分析显示,PtPDS与新型微藻的PDS蛋白亲缘关系较近,且在所选取的藻类中进化地位较为原始。诱导表达结果表明,Me JA、ASA、AA、ACS等4种诱导子均能促进Ptpds基因的表达,且在4种诱导子处理下,三角褐指藻中的岩藻黄素含量变化与Ptpds基因的表达水平变化呈现高度的一致性,说明Ptpds基因是Me JA、ASA、AA、ACS等诱导子促进三角褐指藻岩藻黄素的生物积累的关键酶基因之一。本研究结果为探究藻类岩藻黄素合成机理提供了依据,并为利用代谢工程手段提高岩藻黄素含量奠定了理论基础。     

光诱导转录因子MdMYB1对苹果果皮花青苷合成调控的表达分析

MdMYB1是调控苹果(Malus domestica)果皮着色的重要转录因子。黄绿色苹果脱袋后果面现红色,为了研究其花青苷合成表达调控机制,本研究采用Real-time PCR方法分析了光照对4种不同颜色苹果黄绿色品种金冠和陆奥、红色品种富士、深红色品种红星果皮转录因子MdMYB1表达的影响。研究表明,不同颜色苹果品种着色速度、面积和MdMYB1转录表达速度及累积量有关。通过金冠、红星苹果果实套袋处理,研究了果皮着色过程中结构基因苯丙氨酸解氨酶(MdPAL)、花青素合成酶(MdANS)、查尔酮异构酶(MdCHI)和类黄酮糖基转移酶(MdUFGT)的相对表达变化,结果表明,红星处理和对照转录因子MdMYB1及结构基因在着色过程中是持续表达的,而黄绿色品种金冠则没有出现持续表达的态势。金冠苹果转录因子MdMYB1与结构基因MdCHI表达模式相同,与MdPAL相似,经分析MdMYB1和结构基因MdCHI和MdPAL启动子序列,金冠苹果携带等位基因MdMYB1-2,其启动子区域有多个G-box光结合位点,据此推测,光照调控的光敏色素通过结合其启动子区域的G-box位点来调控转录因子MdMYB1-2;MdCHI在启动子区域含有顺式作用元件MBS,MdPAL含有顺式作用元件MBS和MBSⅡ,说明转录因子MdMYB1-2调控结构基因MdCHI表达,并有可能调控基因MdPAL或有密切相关性。结果表明,红星果皮全面着色可能与着色期转录因子及结构基因的持续表达和基因间协调表达有关;而金冠果皮在着红色过程中光诱导的转录因子MdMYB1调控的结构基因起决定性作用。     

三角褐指藻crtiso基因克隆与表达调控研究

为探索三角褐指藻岩藻黄素的生物合成与crtiso基因表达调控的关系,本研究通过转录组测序获得了三角褐指藻crtiso基因cDNA全长序列,并研究了乙酰水杨酸(ASA)、花生四烯酸(AA)、甲基茉莉酸(MeJA)和硫酸铈铵(ACS)4种诱导子不同浓度处理对三角褐指藻crtiso基因表达的影响。结果表明,三角褐指藻crtiso cDNA全长2 116 bp,开放阅读框(ORF)1 902 bp,编码635个氨基酸。crtiso蛋白为亲水性不稳定蛋白,相对分子质量67 803.00 Mr,理论等电点7.14,蛋白质二级结构中的主要构成元件是α螺旋、β折叠和无规则卷曲,并存在保守区域和结构域。系统进化树分析表明,三角褐指藻crtiso蛋白与海虹束毛藻亲缘关系较近。诱导子表达结果表明,ASA、AA、MeJA和ACS均能显著提高三角褐指藻crtiso基因的表达水平,当ASA、AA、MeJA和ACS质量浓度分别为10 mg·L~(-1)、0.1 mg·L~(-1)、50μmol·L~(-1)和0.2 mg·L~(-1)时,三角褐指藻crtiso基因表达量最高。相关性分析表明,三角褐指藻crtiso基因表达量与岩藻黄素含量呈线性关系,表明三角褐指藻岩藻黄素的生物合成是通过调控crtiso基因的表达来实现的,本试验结果为进一步研究岩藻黄素的合成代谢提供了重要的依据。     

两种不同耐贮性桃果实采后乙烯合成和果实软化相关基因表达的差异

以商业成熟期的桃(Prunus persica)栽培品种秦王(极耐贮)和沙红(不耐贮)为试材,采用气相色谱测定乙烯释放量;利用实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR,q RT-PCR)技术分析乙烯合成关键酶和果实软化相关基因在两个品种中的表达差异。研究结果表明,秦王果实在贮藏期间ACC合成酶基因(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase gene,Pp ACS1)相对表达量极低,乙烯释放速率也极低,一直保持较高的硬度;而沙红果实在贮藏过程中Pp ACS1的相对表达量随软化进程迅速增加,释放大量乙烯,果实硬度下降快。秦王果实中ACC氧化酶基因(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase gene,Pp ACO1)虽有一定的表达量,但没有随贮藏时间而增加;而Pp ACO1在沙红桃中随果实的软化表达量呈显著上升的趋势。秦王果实中细胞壁降解酶果胶甲酯酶基因(pectin methylesterase gene,Pp PME)和多聚半乳糖醛酸酶基因(polygalacturonase gene,Pp PG)的表达量都极低;而在沙红果实中其表达量均呈持续增加趋势。此外,秦王果实中扩张蛋白基因(expansin gene,Pp EXP)的表达量也较低;而在沙红中表达量较高。N-聚糖加工酶α-甘露糖苷酶基因(α-mannosidase gene,Ppα-Man)和β-氨基己糖苷酶基因(β-hexosaminidase gene,Pp Hex1,Pp Hex2)在沙红和秦王贮藏期间均有较高表达量,且秦王中的表达量显著高于沙红(P<0.05)。这表明秦王果实采后不软化是由于Pp ACS1的转录受阻,不能产生乙烯,从而致使细胞壁水解酶Pp PME和Pp PG几乎不表达,果胶代谢受阻,因而果实一直保持较高硬度;而沙红果实在采后贮藏中释放大量乙烯,促进了Pp EXP、Pp PME和Pp PG的表达,引起细胞壁果胶的大量降解,导致果实迅速软化。而Ppα-Man、Pp Hex1和Pp Hex2可能不是秦王软化过程的关键基因。本研究为阐明桃果实成熟软化机理及其高效培育耐贮品种提供基础资料。     

籼稻胚性愈伤组织继代培养基体系优化及愈伤组织褐化原因剖析

农杆菌(Agrobactrium tumefaciens)介导的转化技术己广泛应用于粳稻品种(Oryza sativa ssp.japonica)中,但迄今未能找到适合于籼稻品种(O.sativa ssp.indica)高效遗传转化的农杆菌介导转化体系,籼稻品种的愈伤组织在继代过程中的严重褐化是最主要的制约因素之一.本研究以籼稻品种93-11为材料,通过响应面设计分析方法,进行二次多项式回归拟合,预测数学模型,研究2,4-二.氯苯氧基乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)浓度、N6-呋喃甲基腺嘌呤(kinetin,KT)浓度和碳源中蔗糖和麦芽糖的比例对籼稻品种愈伤组织诱导的影响,确定了最适宜93-11成熟胚诱导愈伤组织的培养基成分:以MS为基本培养基,添加2.92 mg/L 2,4-D、0.59 mg/L KT、16.37 g/L蔗糖和13.63 g/L麦芽糖;并以此优化培养基继代籼稻愈伤组织.为了研究93-11愈伤褐化的原因,采用组织学与解剖学方法,观察93-11正常愈伤组织和褐化愈伤组织.结果表明,两者的表观结构存在较大差异,正常愈伤组织表面粗糙,凹凸不平;褐化愈伤组织表面结构看似光滑,但是放大后发现这种平滑结构是由于所有细胞失去规则圆形变为无活性扁平状,且细胞不易成团,细胞之间空隙小而少形成的.用qRT-PCR技术分析了褐化相关基因在褐化愈伤组织中的表达情况,发现切伤后与褐化相关的基因生长素输入载体1基因(auxin1,AUX1)和蔗糖非依赖1蛋白激酶2基因(sucrose non-fermenting 1-related nrotein kinase 2,SnRK2)的表达量虽然都比较低,但是在93-11成熟胚诱导的正常愈伤组织和褐化愈伤组织中存在明显差异,而酚类物质氧化途径中与酚类物质合成的基因苯丙氨酸解氨酶基因(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)和多酚氧化酶基因(polyphenol oxidase,PPO)在正常愈伤组织还是褐化愈伤组织中都没有检测到表达量.发现组织培养切伤是愈伤组织褐化的主要原因,为进一步阐明愈伤组织的褐化机理提供参考.     

云南红梨色素变化规律及套袋对果实品质的影响

以高接的早熟、中熟、晚熟3个梨树品系为试材,研究在果实发育期间色素(叶绿素、花青苷、胡萝卜素)的动态变化规律以及色素之间的相互关系;同时研究套袋对果实上色及品质的影响。结果表明:①果实发育过程中,果皮随叶绿素的降解,花青苷大量合成。在研究红梨上色时发现,花青苷含量与叶绿素含量呈负相关,相关系数和回归系数分别是:早熟R2=0.9283,回归系数b=-2.6101;中熟R2=0.4781,回归系数b=-1.2509;晚熟R2=0.5588,回归系数b=-1.2340。②胡萝卜素含量的变化与花青苷的基本一致,在果实花青苷大量积累的同时,胡萝卜素也大量积累。③在同时满足外观和内在品质的要求下,以采用单层白色膜袋套袋为最佳选择。     

烟草NtMYB4a基因酵母双杂交诱饵载体的构建及互作蛋白的筛选

为探究NtMYB4a是否与其他蛋白质发生互作,并共同影响烟草次生代谢产物的合成和响应非生物胁迫,通过构建NtMYB4a基因酵母双杂交诱饵载体,从烟草cDNA文库中筛选出与NtMYB4a互作的候选蛋白,并利用实时荧光定量PCR初步验证低温胁迫下候选蛋白和NtMYB4a的共表达关系。结果表明,从cDNA文库中初步筛选出39个与NtMYB4a互作的蛋白,经回交验证排除假阳性,最终得到6个与NtMYB4a具有互作关系的蛋白,分别是RALF-like 22蛋白、锌指A20/AN1结构域蛋白、液泡分选蛋白、天冬氨酸蛋白酶、B2蛋白和应激增强蛋白。在低温胁迫下,6种互作蛋白的基因表达量变化趋势与NtMYB4a相似,均呈升高—降低—升高的趋势。相关性分析发现,液泡分选蛋白、B2蛋白、RALF-like 22蛋白和应激增强蛋白基因的表达与NtMYB4a的表达呈正相关关系,锌指A20/AN1结构域蛋白和天冬氨酸蛋白酶基因的表达与NtMYB4a的表达呈较弱的负相关关系,推测NtMYB4a可能与这些蛋白互作参与烟草低温胁迫的防御调控。本研究结果为进一步探究NtMYB4a参与响应非生物胁迫的分子调控机制提供了依据。     

草酸对冷藏去壳马蹄笋的保鲜效果及机制研究

为探讨外源草酸延缓采后去壳马蹄笋木质化和褐变的效果及其作用机制,本试验以马蹄笋为试验材料,笋去壳后于水和5 mmol·L^-1草酸溶液中浸泡10 min,而后晾干并于温度6 ±1℃,相对湿度80%~85%条件下贮藏10 d,测定其品质指标以及与木质化、褐变、抗氧化相关酶的活性和基因表达量。结果表明,草酸处理抑制了去壳马蹄笋切面的褐变(P<0.05),延缓了笋肉木质化(P<0.05);草酸处理抑制了呼吸速率、相对电导率、超氧阴离子自由基($O_2^{·-}$)产生速率以及丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)含量的上升,抑制了苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、多酚氧化酶(PPO)的活性及其编码基因的相对表达量(P<0.05),提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及其编码基因的相对表达量。综上,草酸处理能够有效抑制采后去壳马蹄笋的木质纤维化和褐变,延缓品质劣变。本研究结果为草酸在马蹄笋采后保鲜的应用提供了理论依据。     

谷子SiPSY1基因与米色形成相关性分析

为明确谷子八氢番茄红素合成酶基因与谷子米色形成的相关性,本研究从黄色和白色2种不同米色谷子中克隆出SiPSY1基因的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析,同时,利用实时荧光定量PCR方法检测该基因在谷子米色形成过程中的表达模式。结果表明,SiPSY1基因编码序列(CDS)全长为1 248 bp,共编码415个氨基酸。SiPSY1蛋白的理论分子量为46.866 kDa,等电点为8.97,为不稳定亲水性蛋白。该蛋白的二级结构由α螺旋(57.35%)、不规则卷曲(29.64%)、延伸链结构(9.88%)和β转角(3.13%)四种结构组成。SiPSY1蛋白与玉米ZmPSY1的同源性较高,二者的亲缘关系较近。在谷子米色形成的初期和中期,黄色米色品种籽粒中SiPSY1基因的表达水平显著高于白色米色品种,而在米色形成后期,该基因在白色米色品种中的表达水平显著提高,并高于在黄色米色品种中的表达水平。随着籽粒成熟米色的形成,SiPSY1基因在黄色米色品种七月黄中的表达量呈先上升后显著下降的趋势,在白色米色品种中呈逐渐上升的趋势。通过对SiPSY1基因结构和表达特性的分析,初步推测谷子米色差异及形成与SiPSY1基因结构无关,而与基因的表达特性有一定的相关性。本研究结果为进一步阐明SiPSY1基因的功能以及谷子米色形成的分子机制奠定了基础。     

烟叶成熟期氮代谢酶活性、基因表达与烤烟氮素利用效率的关系

【目的】 谷氨酰胺合成酶 (NtGS1和NtGS2) 和硝酸还原酶 (NtNit) 基因的表达丰度反映了作物氮素代谢的特征。研究不同氮效率烤烟品种成熟期叶片的氮代谢相关酶活性和相关基因的表达,加深理解不同烤烟品种叶片氮素代谢的生理生化机制,为耐氮肥品种选育提供理论基础。 【方法】 以氮效率不同的三个烤烟品种豫烟10号、K326和NC89为材料进行盆栽试验。在叶龄35、45、55、65、75 d (以幼叶长1 cm、宽0.5 cm时作为叶龄第1天) 取第12片叶 (自下向上数),采用实时荧光定量PCR技术,测定叶片谷氨酰胺合成酶基因 (NtGS1和NtGS2) 和硝酸还原酶基因 (NtNit) 的表达丰度,同时采用常规生理生化测试技术对叶片酶活性和NH₄+ 浓度、总氮、可溶性蛋白、质外体相关指标以及氨气挥发量进行测定。 【结果】 各品种NtGS1表达丰度自叶龄35 d始大幅上调,于55 d达到最大值后表达下调。NtGS2表达丰度自35 d始呈持续下调表达。NtNit表达整体变化趋势与NtGS2相似。在叶龄45～65 d,上述三种基因的表达丰度均表现为NC89 > K326 > 豫烟10号,且品种间表达差异达极显著水平。 NtGS1基因表达丰度与叶片总氮、叶片铵浓度、质外体铵浓度以及氨气挥发量呈极显著负相关,与NR活性和质外体pH呈显著负相关。NtGS2基因表达丰度与GS活性、总氮、可溶性蛋白含量和质外体pH呈极显著正相关,与NR活性、叶片铵浓度呈显著正相关,而与质外体铵浓度和氨气挥发量呈显著负相关。NR基因表达丰度与总氮、可溶性蛋白含量、叶片铵浓度呈显著正相关,与氨气挥发量呈显著负相关。 【结论】 氮低效烤烟品种成熟期叶片中两种谷氨酰胺合成酶同工酶活性均较低,氮素转移和再利用能力差,导致植株吸收的氮素以氨气形式挥发损失量大,叶片衰老速度较快。而氮高效品种氮素同化和再利用能力较强,氨气挥发量小,易发生贪青晚熟。      

桃果实向光素基因PpPHOT1和隐花色素基因PpCRY2的克隆与表达分析

蓝光是调节植物生长发育最重要的环境因素之一。为了研究蓝光对桃果实类胡萝卜素合成的影响,本试验利用RT-PCR结合RACE的方法,从桃果实中克隆了向光素基因PpPHOT1以及隐花色素基因PpCRY2的c DNA全长序列。序列和生物信息学分析结果表明,PpPHOT1含有向光素所共有的蛋白保守功能域,即N端的LOV结构域和C端的丝/苏氨酸激酶结构域;而PpCRY2则含有隐花色素所共有的蛋白保守功能域,即N端的光裂解酶类似结构域(PHR)和C端的DAS功能域。蓝光处理显著增强了桃果实PpPHOT1和PpCRY2基因的表达,这表明PpPHOT1和PpCRY2可能是桃果实采后响应外源蓝光信号的重要因子。此外,PpPHOT1和PpCRY2在金丽果实中的表达量显著高于湖景蜜露果实,表明蓝光处理诱导金丽类胡萝卜素积累效应更显著,这可能与果实的品种有关。本研究结果为揭示蓝光诱导桃果实类胡萝卜素合成的分子机理提供了一定的理论依据。     

青稞OMT1基因克隆及原核表达分析

类黄酮O-甲基转移酶(FOMT)是一种在植物甲基化黄酮代谢合成中有着重要作用的酶,但在中国青藏高原的特色作物青稞中研究较少。为了更好了解该酶及编码基因在青稞中的生理功能及作用,以高总黄酮青稞品系94-19-1为材料,通过RT-PCR扩增、克隆得到青稞OMT1基因的ORF序列。结果表明,该基因ORF长1 071 bp,编码356个氨基酸,预测蛋白分子量为38.65 KDa,等电点为5.33。序列比对分析发现,所克隆的基因与NCBI数据库收录的大麦Hv OMT1基因有99.44%的一致性,氨基酸序列存在5个残基差异,编码的蛋白序列具有OMT蛋白家族典型的保守结构域。进一步将该基因连接到原核表达载体转化大肠杆菌,最终成功将该基因所编码的蛋白在大肠杆菌诱导表达,并利用亲和层析柱分离技术,将该表达蛋白进行了纯化。这为进一步研究该酶蛋白功能和选育高品质青稞品种奠定了基础。     

三角褐指藻GPAT生物信息学及表达差异分析

三羧酸甘油酯(TAG)是植物细胞中油脂的主要储存形式,甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)是TAG生物合成过程中的第1个限速酶。为探明三角褐指藻油脂含量变化与GPAT基因表达量之间的关系,本研究利用转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了三角褐指藻GPAT的cDNA全长,并对其进行生物信息学分析;通过RT- qPCR研究不同光照强度和温度下三角褐指藻GPAT的表达差异及总脂含量。结果表明,三角褐指藻GPAT的cDNA全长序列为1 743 bp,含有1个长度为1 305 bp的ORF,编码434个氨基酸,含有3个保守序列区。保守结构域分析表明, 三角褐指藻GPAT属于LPLATs超家族,且具有GPAT特征性的酰基结合位点。系统进化分析表明,三角褐指藻GPAT与大洋洲海链藻的亲缘关系最近。RT- qPCR结果显示,随着光照强度和温度的提高,三角褐指藻GPAT表达量均呈先上升后下降的趋势,且在25℃、37.5 μmol·m^-2·s^-1时达到最大值,与藻体内总脂含量变化趋势一致;此外,GPAT表达量与总脂含量随着温度的变化呈显著正相关(r=0.980, P<0.05),推测三角褐指藻GPAT可能是三角褐指藻脂类代谢途径的关键基因。本研究为今后利用基因工程手段提高植物体内油脂含量提供了优质的基因资源,同时为进一步揭示三角褐指藻脂类物质合成的分子调控机制奠定了一定的理论基础。