葡萄生长调控因子GRF家族基因的鉴定及表达分析

开展葡萄生长调控因子GRF(Growth-regulating factor)家族成员的基因结构、蛋白保守基序、亚细胞定位预测、同线性、系统进化树及顺式作用元件等分析；利用qRT-PCR技术开展有核和无核葡萄不同组织器官、种子发育不同时期及激素响应表达模式分析。葡萄GRF家族共有8个成员，其中7个分布于6条染色体，编码氨基酸数为213～604，所有成员均定位于细胞核。根据进化关系分为4组(A～D)，同组VvGRF的外显子—内含子结构、保守基序数和类型均具有保守性。所有葡萄GRF蛋白N端均含有QLQ和WRC保守结构域，C端至少含有TQL或FFD结构域之一。同线性分析发现，VvGRF3和VvGRF4存在并联重复。VvGRF启动子区发现大量与生长发育、激素响应及胁迫响应相关顺式作用元件。大部分VvGRF在营养器官叶片中高表达，VvGRF2在生殖器官花和果实中高表达；VvGRF3和VvGRF6在无核葡萄种子发育过程中表达量显著高于有核葡萄，而VvGRF8在有核葡萄种子发育前期表达量显著高于无核葡萄；VvGRF响应GA₃和IAA诱导，且大部分基因在处理0.5或1 h后下调。     

辣椒MYB基因家族的鉴定及与辣味关系分析

利用生物信息学方法从辣椒全基因组数据库中筛选出172个MYB转录因子,并对其序列特征、染色体定位、进化关系、蛋白质保守基序和基因结构等进行综合分析,同时通过辣椒果实不同发育阶段胎座组织转录组测序筛选与辣味可能相关的MYB基因。结果表明,辣椒MYB有1R、2R（R2R3）、3R、6R等类型,其中R2R3型居多,结构域分析表明其具有典型的W型R2R3保守基序;获取20个motif元件并进行位置分析,发现同一支MYB蛋白具有相似的结构特征;进一步与拟南芥聚类得到37个类群,推测具有多种生物学功能。转录组测序发现,CaMYB98、CaMYB168等12个MYB表达量符合‘黄魔王’辣椒果实胎座组织在不同发育期的辣椒素含量变化规律,推测其可能通过特异位点的结合来上调或下调相关蛋白的表达,从而达到对辣椒素代谢路径的调控,可作为辣味调控的重要候选基因进一步研究。     

辣椒B-box转录因子家族的鉴定及表达分析

以辣椒基因组数据为基础,利用生物信息学方法,对辣椒B-box家族基因进行了染色体定位、基因结构、系统进化及组织表达模式等分析,并通过qRT-PCR方法对该家族基因在激素及非生物胁迫下的转录水平进行了检测。辣椒全基因组中共鉴定出26个BBX家族成员,分布于辣椒12条染色体上。系统进化分析分析发现,辣椒BBX蛋白成员可进一步分为5类:groupⅠ～Ⅴ。其中,groupⅠ包含两个B-box结构域;groupⅡ和Ⅲ中的蛋白除CaBBX25外,都包含B-box1、B-box2和CCT结构域;groupⅣ仅包含1个B-box结构域;groupⅤ含有1个B-box和1个CCT结构域。同一进化分类中的成员通常具有相同或者相似的外显子数,其蛋白中保守基序的构成也具有较高的相似性。组织特异性表达分析发现,除D类基因外,其他17个基因在不同器官或者果实的不同发育时期都有着较高的表达水平。qRT-PCR分析发现,10个CaBBX基因受到激素和非生物胁迫不同程度的诱导表达。     

辣椒组蛋白去乙酰化基因家族分离鉴定及表达分析

组蛋白去乙酰化在基因表达调控方面扮演重要角色,在植物的生长发育、器官构建及逆境胁迫和激素信号应答中发挥重要作用。在基因组范围内,利用生物信息学方法对辣椒的组蛋白去乙酰化(HDAC)基因家族的各成员、分布及结构和功能等进行分析。预测结果显示辣椒HDAC家族包含14个蛋白质,分为3个亚族,其中RPD3/HDA1成员最多,为10个;HD2具有3个成员,SRT2仅有1个成员;其主要分布在8个染色体上,且进化分析结果表明辣椒HDAC基因成员与拟南芥家族具有相似分类。在辣椒HDAC结构域中包含18个重要的基序,同组中的HDAC成员蛋白序列的氨基酸保守结构域基本一致,且各亚族成员的氨基酸保守结构域组成特异,表明这些基序的存在对HDAC蛋白功能的执行是必需的。分析辣椒发育过程中HDAC各成员表达谱数据发现,Ca HDA1在果皮和胎座成熟过程中表达量逐渐升高,说明该基因可能参与了辣椒后期果实的发育过程。这将为辣椒HDAC家族基因的深入研究和功能解析提供实验参考依据。     

NAC转录因子在果实成熟中的调控作用

NAC转录因子是植物中最大的特异性转录因子家族之一，其依赖由高度保守的N端结构域和高度变异的C端转录调控结构域组成独特的NAC结构域发挥功能，在果实成熟的调控中发挥着重要的作用。在介绍NAC转录因子的结构特征及不同物种NAC基因的成员与分类的基础上，总结了近年来NAC转录因子在果实成熟过程中的积极作用，包括促进果实软化影响果实质地，促进叶绿素降解及类胡萝卜素、类黄酮和花色苷的合成决定果实着色、调控糖分积累影响果实糖酸比例以及促进多种芳香化合物合成积累形成果实特有风味、果实脱涩等方面，并阐述了NAC转录因子与内源激素特别是乙烯和ABA交互在调控果实成熟中的重要作用。总结了NAC转录因子调控果实成熟的潜在机制以及影响NAC表达的因素与分子通路，旨在为在果实成熟性状遗传改良与调控技术研发提供重要参考。     

植物卵形家族蛋白综述

卵形家族蛋白(OFPs)是一类植物特有的具有保守OVATE结构域的转录因子,其首先发现于番茄中,与果实形状有关。OFPs广泛分布于植物界,其调节植物生长和发育的功能,包括果实形状的改变、胚囊和花粉发育以及次级细胞壁的合成等。近年来,主要集中在拟南芥AtOFP1的研究上。染色质免疫沉淀试验表明AtOFP1直接调控AtGA20ox1表达,其还可能通过与不同类型的转录因子(包括KNOX和BELL类)相互作用。该研究总结了OVATE基因的发现,阐明了OFPs在调节植物生长和发育中的最新进展,并分析了其可能的调控机制,以期为植物中研究OFPs生物学功能提供借鉴。     

新疆野苹果NAC基因分析及抗腐烂病基因筛选

【目的】探明新疆野苹果(Malus sieversii)中NAC基因资源,筛选潜在的抗腐烂病NAC基因。【方法】以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的NAC蛋白为种子构建隐马可夫模型,从新疆野苹果转录组数据库中鉴定NAC转录因子,利用Protparam及qRT-PCR等手段对其理化性质、亚细胞定位、保守基序、系统进化及腐烂病菌侵染后的表达谱进行分析。【结果】从新疆野苹果中鉴定到165个NAC基因,根据蛋白系统进化关系分为12个亚组,且MsNACs在各亚组间分布不均。蛋白理化性质分析结果表明,MsNACs大多属酸性,且多为亲水性蛋白。保守基序分析结果表明,大多数MsNAC转录因子拥有由7个保守基序组成的完整NAC结构域,少数存在亚结构域的缺失。膜结合域分析结果表明,有18个MsNACs蛋白具有膜结合域,且大多定位于细胞核,少数定位于内质网、线粒体等其他细胞器。表达分析结果表明,34个MsNACs在腐烂病菌侵染后差异表达,可根据表达模式分为A、B、C三个亚簇,其中MsNAC073和MsNAC102表达变化剧烈,分别在5 dpi下调近6倍和上调近140倍。【结论】基于新疆野苹果转录组数据,首次对MsNAC家族基因进行鉴定、分类和表达量分析,为新疆野苹果抗病响应关键NAC基因的功能研究奠定了基础,也为其他物种中抗病基因的筛选提供了参考。     

猕猴桃AdCCS1基因的克隆及其表达调控

采用RT-PCR法从‘米良1号’猕猴桃中分离到1 066 bp的铜锌超氧化物歧化酶分子伴侣蛋白基因AdCCS1,登录号为KY471361。AdCCS1的开放阅读框为984 bp,编码327个氨基酸,包含3个典型结构域（N端结构域、中间结构域和C端结构域）和2个保守的金属结合位点（MXCXXC和CXC）。基因结构分析显示AdCCS1由6个外显子和5个内含子组成。系统进化分析表明AdCCS1聚在双子叶植物分支中,与茶树CsCCS的亲缘关系最近。此外,AdCCS1的5′端调控区存在多种光响应、胁迫响应和激素响应应答元件。定量PCR分析显示,AdCCS1在猕猴桃叶片中的表达量最高,其次是成熟果、花、幼果和茎,在根中的表达量最低。猕猴桃果实中AdCCS1在4 ℃低温贮藏过程中的表达量均比25 ℃贮藏中同期的低,说明低温抑制AdCCS1的表达。脱落酸和赤霉素处理后AdCCS1的表达下调,但二者的应答模式不同。     

金线莲ArLBD1基因克隆、亚细胞定位及表达分析

以金线莲(Anoectochilus roxburghii)叶片的转录组数据为基础,采用RT-PCR技术克隆到了金线莲ArLBD1转录因子基因,采用生物信息学、原核表达、Western blot、亚细胞定位及qPCR等方法对该基因功能进行初步分析,以期为进一步研究其功能提供参考依据。结果表明：ArLBD1基因CDS长度864 bp,编码287个氨基酸。ArLBD1蛋白分子量为30.62 kD,理论等电点为6.25,不稳定系数55.55,属于不稳定蛋白。ArLBD1蛋白含有LOB superfamily保守结构域,第7～28氨基酸为C基序,第36～84氨基酸为GAS基序,第89～107氨基酸为类亮氨酸拉链基序,具有完整的类亮氨酸拉链基序,属于ClassⅠ。系统进化分析表明ArLBD1与拟南芥AtLBD36的亲缘关系最近,其次是AtLBD6。SDS-PAGE电泳及Western blot结果显示,ArLBD1基因在大肠杆菌中成功诱导表达。亚细胞定位分析发现ArLBD1蛋白定位在细胞核。qPCR分析结果表明,ArLBD1基因在金线莲叶、茎和根中都能检测到表达,在叶片表达量最高,其次是根,茎的...     

甜樱桃DELLA蛋白基因PaGAI的克隆与表达分析

 利用RT-PCR和RACE技术从甜樱桃（Prunus avium L.）嫩叶中克隆了赤霉素信号转导途径中的关键负调控因子DELLA蛋白基因cDNA全序列,将其命名为PaGAI。该基因cDNA全长2 310 bp,开放阅读框ORF为1 788 bp,推测其编码一个含有595个氨基酸残基的多肽链,蛋白质分子量约64 kD。生物信息学分析结果表明,PaGAI编码蛋白具有DELLA蛋白保守结构域,其N端存在两个非常保守的酸性结构域DELLA和VHYNP作为信号感知区域,C端有VHIID、RVER 和SAW结构域作为阻遏区域。PaGAI与其它植物的DELLA蛋白具有较高的同源性,其中与苹果MdRGL2b蛋白同源性最高,达到84%。构建pGEX-4T-1/PaGAI原核表达体系,并转化E. coli BL21,经0.5 mmol · L-1 IPTG诱导蛋白表达,SDS-PAGE检测获得了分子质量为91 kD的融合蛋白,半定量RT-PCR分析表明,PaGAI在花、果实、叶片、韧皮部中普遍表达,在花与韧皮部中的表达远远强于在果实与叶片中的表达。     

硅对不同辣椒品种生理特性、镉积累及化学形态的影响

采用盆栽试验方法研究了重金属Cd（10 mg?kg-1）胁迫下,叶面喷施有机Si和无机Si对不同辣椒品种生长、抗氧化酶活性及辣椒体内Cd形态和积累量的影响。结果表明：在Cd污染（10 mg?kg-1）土壤上,2个辣椒品种对叶面喷施有机Si或无机Si的反应不同。喷施Si后,世农朝天椒的果实干质量较对照分别增加28.1 %、11.4 %,艳椒425的果实干质量较对照分别降低了32.3 %、55.1 %;喷施Si提高了辣椒叶片CAT和POD活性;辣椒果实中Cd的形态以FNaCl>FHAC>FE>FHCl>>FW>Fr,喷施Si明显降低了世农朝天椒果实中乙醇提取态Cd、氯化钠提取态Cd含量和Cd总提取量,增加了艳椒425果实中氯化钠提取态Cd、醋酸提取态Cd含量和Cd总提取量;辣椒中Cd积累量以茎>根或叶>果实,叶面喷施有机Si或无机Si明显减少Cd在2个辣椒品种果实中的蓄集,艳椒425和世农朝天椒果实Cd积累量降幅分别为19.1 %、23.3 %和13.4 %、26.1 %;在相同处理条件下,辣椒果实中Cd的含量和积累量均以艳椒425>世农朝天椒。     

辣椒种质资源ITS 与系统进化分析

 以核糖体DNA 内转录间隔区（Internal Transcribed Spacer，rDNA ITS 区）作为DNA 条形码 对辣椒进行系统进化分析。利用收集的17 份辣椒资源，提取总DNA，进行PCR 扩增和测序，并从GenBank 下载辣椒属的主要栽培种浆果状椒（Capsicum baccatum）、茸毛椒（C. pubescens）、灌木状辣椒（C. frutescens）和野生种（C. eximium）、野生种（C. lycianthoides）的ITS 序列，进行系统进化与亲缘关系分 析。结果表明，以野生种（C. eximium）的ITS 序列为参考序列，利用Clustalx 2.1 软件进行比对，发现3 个中华辣椒、茸毛椒和灌木状辣椒在ITS1 区有15 个碱基缺失。以茄科番茄属（lycopersicon）栽培种‘上 海906’作为外类群，在进化树标尺约0.11 处，22 个辣椒属ITS 序列可分为6 个分支。全部一年生辣椒 （14 个）聚在一支。中华辣椒（3 个）和灌木状辣椒聚在一支，表明中华辣椒与灌木状辣椒亲缘关系相 对较近。野生种（C. eximium）、浆果状椒、茸毛椒和野生种（C. lycianthoides）分别单独为一支。     

荆州市甜菜夜蛾幼虫在不同蔬菜上的种群动态变化

2009年在荆州市调查了不同蔬菜上甜菜夜蛾幼虫的动态变化。结果表明,甜菜夜蛾发生初期主要在豇豆上发生较多,随着发生量的增大,寄主种类逐渐扩展,在荆州蔬菜寄主主要包括白菜、花椰菜、辣椒、雪里蕻及大葱等。2009年甜菜夜蛾幼虫在辣椒上的密度最大,其次是豇豆。     

甜椒抗番茄斑点萎蔫病毒的种质创新

番茄斑点萎蔫病毒病是我国辣椒生产的一种新兴和潜在重大威胁病害。利用引进的中国辣椒(Capsicum chinense Jack.)抗源材料PI152225,通过种间杂交和分子标记辅助回交选育,历时10年,将抗性基因Tsw转育到中椒系列骨干亲本一年生辣椒(Capsicum annuum L.)大果甜椒自交系0516中,创新材料0516(Tsw)的生长势和果实长度超过对照0516,商品性和配合力与骨干亲本0516差异不显著。     

辣椒的辣味遗传控制与辣椒素生物合成研究进展

 辣椒的辣味源于其果实胎座中合成的辣椒素和二氢辣椒素等生物碱类物质。就辣椒辣味的 遗传特征,影响因素,辣椒素类物质生物合成途径及相关基因进化,辣味性状QTL 定位,Pun1 和pAMT 基因分子标记辅助选择进行了综述。     

笃斯越橘响应低温和短光周期的蛋白质组分析

以3年生笃斯越橘苗为材料,将苗木分别置于对照(23℃,日照长度14 h),低温短日照(4℃,日照长度10 h)和低温长日照(4℃,日照长度14 h)的人工气候室中。处理21 d后,采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)蛋白质组学技术测定枝条蛋白质表达变化情况。结果显示:通过质谱鉴定出5 972个蛋白质,600个差异表达蛋白,其中在低温短日照与对照比对组中,丰度显著上调蛋白有140个,丰度显著下调蛋白有114个;在低温长日照与对照比对组中,丰度显著上调蛋白有255个,丰度显著下调蛋白有122个;在低温短日照与低温长日照比对组中,丰度显著上调蛋白有39个,丰度显著下调蛋白有187个。这些蛋白主要参与(1)RNA代谢,(2)蛋白质翻译后修饰,(3)碳水化合物转运和代谢,(4)能量代谢和转换,(5)脂质代谢,(6)次生代谢产物合成,(7)抗氧化与胁迫防御,(8)光合作用,(9)无机离子转运和代谢。结果表明与抗冻性有关的蛋白差异表达主要受低温诱导,少数蛋白表达受低温和光周期共同影响,低温短光周期更有利于抗冻性形成。低温锻炼可显著提高RNA代谢、蛋白质翻译后修饰、抗氧化和防御反应、次生代谢产物合成以及脂质代谢过程中许多蛋白质的丰度,提示这些代谢途径和相关蛋白可能在笃斯越橘抗冻机制中起重要作用。     

辣椒碱基–抗坏血酸转运蛋白(NAT)家族基因的鉴定和表达分析

利用生物信息学手段,在辣椒‘遵辣1号’中鉴定到12个碱基–抗坏血酸转运蛋白(NAT)基因,命名为CaNAT01～CaNAT12,它们不均等的分布在7条染色体上,片段复制和串联复制是其扩增的原因。CaNATs包含多个跨膜结构域,等电点主要集中在8.39～10.15。系统进化分析发现植物中的NAT起源于D亚组基因,后经过分化,在双子叶植物中稳定存在4个亚组,C亚组基因间的核苷酸差异最小,在进化过程中最保守,CaNATs在这4个亚组均有不同分布。辣椒NAT家族基因具有明显的组织表达差异性,部分基因在根、茎以及果实发育过程中具有重要的调控作用。在低温、高温、干旱和盐胁迫下通过qRT-PCR分析发现Ca NATs具有不同程度的响应,对低温和高温具有较强的响应。     

辣椒AFLP反应体系的优化与建立

以5个辣椒（Clapsjcum annuum L.）材料为研究对象,对AFIJP反应体系中的DNA用量、酶切连接时间、预扩增产物的稀释倍数等关键因素进行优化分析,建立了适宜辣椒作物的AFLP反应体系。研究结果：酶切连接反应中,基因组DNA适宜用量为100ng,反应时间是6h最为合适,预扩增产物适宜稀释倍数在30-50倍时较为理想。     

枸杞Lb＿PPR1的克隆及其在不同育性品种中的表达分析

三角状五肽重复(Pentatricopeptide repeats,PPR)蛋白定位于多种细胞器中,参与细胞核和细胞器中特异单链RNA的转录后修饰和编辑,在植物生长发育的多个阶段均发挥着重要的作用。分别从枸杞(Lycium barbarum)雄性可育系‘宁杞1号’和不育系‘宁杞5号’中克隆了Lb_PPR1基因,并对其编码蛋白质进行理化性质、亚细胞定位、保守结构域、蛋白结构以及系统进化等方面进行预测分析。结果显示,‘宁杞1号’和‘宁杞5号’中Lb_PPR1基因的开放阅读框均为1 977 bp,编码658个氨基酸,但其中存在20个碱基和14个氨基酸的差异。Lb_PPR1蛋白包含14个串联重复的PPR保守基序,属于PLS家族,该蛋白定位在细胞膜和细胞质。二级、三级结构预测显示该蛋白以α螺旋为主。同源进化分析得出Lb_PPR1蛋白与同属茄科的辣椒和烟草PPR蛋白亲缘关系最近。利用实时荧光定量PCR检测Lb_PPR1在枸杞不同组织器官及不同发育阶段花药中的表达特性。结果显示,Lb_P     

涮辣与辣椒属5 个栽培种亲缘关系的研究

 利用筛选出的11 对ISSR 引物对涮辣（Capsicum frutescens L. var. shuanlaense）和辣椒属5个栽培种[一年生辣椒（Capsicum annuum）、灌木状辣椒（C. frutescens）、中国辣椒（C. chinense）、浆果状辣椒（C. baccatum）和绒毛辣椒（C. pubescens）]共计71 份种质的DNA 进行PCR 扩增,共扩增出 112 条谱带,多态性平均为90.17%,材料间遗传相似系数在0.049 ~ 0.875 之间。在相似系数为0.31 时,涮辣与C. frutescens 聚在一组,说明涮辣属于C. frutescens。Capsicum frutescens var. shuanlaense 与C.annuum 亲缘关系最近,其次是C. chinense,与C. baccatum 亲缘关系较远,与C. pubescens 亲缘关系最远。相似系数为0.397 时,供试的66 份C. annuum 材料进一步分为7 个亚组,个旧皱壳辣、建水樱桃椒各自单独聚在一起,其它基本按长角椒（var. longum）、指形椒（var. dactylus）+ 短锥椒（var. breviconoideum）、灯笼椒（var. grossum）、樱桃椒（var. cerasiforme）和簇生椒（var. fascicutatum）聚类,与辣椒植物形态学分类结果大体一致。