辣椒GMS育性相关miRNA的鉴定和表达分析

研究辣椒花药中sRNA分布,筛选育性相关miRNA,通过miRNA及其靶基因的表达分析探讨miRNA对雄性育性的调控。利用高通量测序技术对辣椒细胞核雄性不育两用系处于小孢子单核靠边期的花药进行sRNA测序,同时分析两材料间miRNA的表达差异。通过qRT-PCR技术验证差异分析结果,并对miRNA及其靶基因在小孢子发育不同时期的表达模式进行分析。在构建的不育株和可育株两个文库中共发掘出857个可信度高的miRNA;筛选得到42个表达差异显著的miRNA;通过靶基因预测与注释,预测出的差异表达miRNA的靶基因中与繁殖有关的基因有152个,与生殖过程有关的基因有151个。通过qRT-PCR验证了选出的9条miRNA的存在,其表达差异与测序分析结果基本一致;单核靠边期多数miRNA负调控其靶基因,不同发育时期其调控模式会发生变化。本研究为揭示辣椒miRNA与雄性育性的关系提供了重要信息。     

miRNA调控园艺作物生长发育研究进展

miRNA(microRNA)是真核生物中广泛存在的内源性非编码小RNA，通过碱基互补配对与靶基因的mRNA结合，切割靶mRNA或者抑制靶mRNA的翻译来抑制靶基因的表达。本研究综述了miRNA调控园艺作物生长发育的研究进展，重点阐述了miRNA在园艺作物根、叶、花、果实等器官发育过程中的重要作用。     

基于高通量测序发掘番木瓜果实成熟相关miRNA

【目的】番木瓜是典型的呼吸跃变型果实,外源乙烯处理使番木瓜呼吸跃变提前,促进果实成熟。分离番木瓜果实成熟相关miRNA,为深入了解呼吸跃变型果实的成熟分子机制奠定基础。【方法】利用高通量测序技术对乙烯(ETH)、1-MCP和清水对照(CG)处理的番木瓜果实进行miRNA和转录组高通量测序,然后对测序获得数据进行生物信息学分析,进行miRNA鉴定和靶基因预测,并与转录组测序结果进行关联分析。【结果】乙烯、1-MCP和对照处理分别获得10 734 196、16 486 803和16 067 290条纯净序列,共鉴定出523个miRNA。其中,已知miRNA个数为1-MCP(303)、CG(214)和ETH(239),新miRNA个数为1-MCP(184)、CG(188)和ETH(114)。与对照相比,在乙烯处理中上调和下调表达的miRNA分别是123和72条。靶基因预测共获得5 053个靶基因,KEGG功能富集分析显示它们参与了戊糖、葡萄糖醛酸转换、淀粉和蔗糖代谢、卟啉和叶绿素代谢、类胡萝卜素合成等代谢途径。筛选出的番木瓜果实成熟衰老相关候选miRNA,包含4个果实软化调控相关miRNA(miR167-y、miR4993-x、miR3946-x和miR5059-x)、3个果实颜色调控相关miRNA(miR4993-x、miR815-y和miR7810-x)、3个激素调控相关miRNA(miR4993-x、miR8004-x和miR9722-x)和4个转录因子调控相关miRNA(miR5641-y、miR9722-x、miR838-y和miR319-y)。【结论】筛选的番木瓜果实成熟衰老相关miRNA为今后果实成熟衰老调控网络研究提供了可能的线索。     

基于microRNA深度测序的猕猴桃性别分化初探

利用新一代高通量测序技术,对猕猴桃雌花和雄花中表达的小RNA进行了测序,分别得到雌花18 408 610条序列和雄花11 191 469条序列。通过生物信息学分析,共鉴定和预测得到39个保守miRNA家族和400个新的miRNA家族,其中有170个miRNA家族在雌、雄花样品间显著差异表达。对差异表达miRNA进行靶基因的预测及注释,结果显示,靶基因产物具有包含核苷三磷酸水解酶的磷酸环结构域的miRNA数量最多。在猕猴桃25号连锁群（Chr25）上共预测得到3个miRNA,其中novel-ach-miR362的靶基因Achn298021可能与猕猴桃花的性别发育有关。     

植物果实发育调控的分子机理研究进展

果实的发育与成熟是一个复杂的过程,果实大小、形状、颜色、品质、风味等都随着果实发
育和成熟而变化,并受一系列果实发育相关基因的影响和调控。研究植物果实发育调控的分子机理对于今
后提高果实品质具有重要的意义。因此,本文主要综述了拟南芥和番茄中果实发育与成熟相关基因的发掘
与相互作用,以及果实发育调控的分子机理研究进展,为今后的果实发育研究和育种工作的开展提供一定
的理论指导。     

库尔勒香梨9个新miRNA克隆鉴定

利用在小RNA高通量测序试验中筛选出的脱萼组与宿萼组差异表达新miRNA基因,采用 Stem-loop法对总体表达量居前20位、在脱萼组和宿萼组中具有显著性差异表达、在子房和萼片组织中具有显著性差异表达的新miRNA进行成熟体的克隆鉴定、前体序列二级结构分析、qRT-PCR试验以及靶基因预测。结果显示,在不同的样本中有9个新miRNA（novel_miRNA）的成熟体序列以及4个novel_miRNA的表达量与高通量测序结果完全一致,并且预测得到大量具有生物学功能的靶基因。新发现的miRNA可能与‘库尔勒香梨’萼片脱落和宿存有密切关系。     

植物微RNA的生物学功能及其在砧穗互作中的作用研究进展

微RNA(microRNA或miRNA)在调控植物生长发育、胁迫应答和信号转导等方面发挥重要作用,是目前生物科学的研究热点。本文总结了植物miRNA的产生机理、特征及对靶基因的作用机制,miRNA在植物生长发育、胁迫应答、激素调节及信号转导中的功能,植物嫁接后miRNA表达的变化、砧穗间遗传物质的转运,及其对植物抗性的影响。展望了加强miRNA在砧穗互作中的研究,利用miRNA提高植物的抗性、品质和产量等的重要意义。     

辣椒果实发育相关基因的电子克隆及生物信息学分析

以cDNA-AFLP分析辣椒果实发育获得的长度为193 bp的TDF_9-68-11为研究对象,采用电子克隆、PCR验证和生物信息学分析等方法,研究了辣椒果实发育相关基因的电子克隆及生物信息学功能分析,以期为辣椒果实发育相关基因的研究提供参考依据。结果表明：经过电子克隆最终获得长为1 167 bp的拼接序列,设计引物PCR扩增和测序获得全长714 bp的序列,与拼接序列高度一致;该序列编码分子量为17.96 kD氨基酸链,其等电点为7.76偏中性;氨基酸链具有跨膜特性,可能存在5个磷酸化位点,该氨基酸链二级结构含有的α螺旋占42.3%、延伸链占19.6%、β转角占12.2%,以及26.4%的随机卷曲结构。氨基酸序列比对可以初步推断该氨基酸序列的功能与果实发育中醇脱氢相关生化反应有关。     

辣椒不同层果实中辣椒素、抗坏血酸和可溶性糖含量的变化

辣椒的品质受基因型和环境因子共同影响。辣椒素、抗坏血酸和可溶性糖含量是辣椒果实品质的重要指标。本试验研究了不同果实层位对辣椒品质的影响，以期为辣椒栽培生理研究及辣椒生产提供理论依据。     

不同发育时期对山茱萸果实品质变化规律的影响

以不同发育时期的山茱萸果实为试材,采用果实形态结构观察以及植物生理学方法,研究了不同发育时期对山茱萸果实品质变化规律的影响,以期为果实发育过程中的物质积累研究提供参考依据。结果表明:依据果实外部形态及内部结构特征,可以将山茱萸果实发育划分为3个时期,依次为幼果期、中果期和成熟期。不同发育时期山茱萸果实品质指标呈规律性变化。对果实发育过程中多项品质指标进行综合评价,确定幼果期为山茱萸果实品质形成的关键时期,成熟期果实纵、横径和单果干质量的变化趋于稳定,可以为采收期的确定提供参考依据。     

梨BAHD家族基因的鉴定及石细胞分化相关成员的筛选

[目的]在全基因组水平鉴定梨酰基辅酶A依赖型酰基转移酶(BAHD)家族基因,系统分析其在果实发育过程中的生物学功能,并筛选出与梨果实石细胞分化相关的BAHD家族成员.[方法]以Pfam转移酶家族蛋白质结构模型(PF02458)和模式植物HCT基因为参考,通过BAHD家族的保守基序HXXXD和DFGWG来鉴定梨BAHD家族基因,并结合梨果实不同发育时期和粗皮果转录组数据初步筛选BAHD家族中与石细胞分化相关的成员.[结果]从梨(Pyrus bretschneideri'Dangshansu')基因组中共筛选得到了 92个转移酶基因,其中的81个基因含有BAHD家族保守基序.这81个基因不均匀地分布在梨的15条染色体上,其中14个基因在基因组上有串联关系,15个基因有共线性关系.通过分析梨果实石细胞分化关键时期与粗皮果转录表达谱发现,19个BAHD家族基因在库尔勒香梨果实中表达丰度较高,且在石细胞分化时期及粗皮果中差异性表达,分别为木质素(4个基因)、香豆素(1个基因)、表皮蜡(1个基因)、木栓质(6个基因)和叶绿性挥发物(2个基因)合成酶相关基因,及油菜素内酯(3个基因)和黄酮类(1个基因)修饰相关酶编码基因以及1个功能未知基因.[结论]部分BAHD家族成员在库尔勒香梨果实发育过程中可能参与木质素、香豆素、表皮蜡及木栓质的生物合成,同时还参与黄酮类及挥发性物质的修饰过程.     

SlGLK2转录因子在番茄品种Heirloom果实中的功能及变异分析

Goldern2-Like(SlGLK2)基因是调控未成熟果实叶绿体发育重要的转录因子。番茄(Solanum lycopersicum)未成熟果实中叶绿体对成熟果实的糖类、风味物质积累和提高番茄品质具有一定的作用。Heirloom品系作为优异的种质资源,在果实颜色、大小、形状和风味等方面有很大差异。以32个Heirloom品种为研究材料,通过表型调查研究果实表型性状,检测果实不同部位和不同发育时期叶绿素含量,筛选20个Heirloom品种克隆SlGLK2基因和启动子序列,运用荧光定量PCR分析调控果实叶绿体发育的相关基因,从而分析基因间的调控关系,以期研究SlGLK2转录因子对Heirloom品种叶绿体发育的影响。结果表明:含有SlGLK2基因的品种,未成熟果实拥有深绿色果肩,其不同发育时期绿色果实果肩的叶绿素含量明显高于果实底部。在SlGLK2基因上游非编码区和编码区共发现21个单核苷酸多态性(SNPs),经聚类分析发现,部分SNPs与未成熟果实的表型相关。果实叶绿体发育相关基因的表达分析表明TKN2、TKN4和在番茄果实的果肩部表达量明显高于果实底部,且TKN2、TKN4位于SlGLK2上游并调控SlGLK2基因的表达。     

番茄果实cDNA-AFLP分析体系的构建

构建番茄果实的cDNA-AFLP分析体系,以便于进行相关的cDNA-AFLP分析研究.从番茄果实的4个不同的发育时期采集材料,对其RNA提取、反转录、AFLP分析、特征谱带回收纯化等步骤进行了优化和构建.TRIZOL法提取的番茄果实总RNA样品较为完整,纯度较高;利用改进的两步法反转录方法也能够满足该研究的需要;构建的特异谱带回收和纯化方法是该研究继续深入下去的基础.该研究为利用cDNA-AFLP分析方法对基因差异表达进行深入研究奠定了研究的基础.     

草莓果实外源基因瞬时表达系统的建立

将东北红豆杉紫杉烷13α-羟基化酶(Taxane13α-hydroxylase,13OH)基因全长cDNA正向插入到pCAMBI-A1304,构建其植物表达载体pCT13OH;将水稻小RNA169d(microRNA169d,miRNA169d)基因前体(precursor)全长DNA正向插入到pCAMBIA1305.1,构建其植物表达载体pCO169d。用电击法把它们导入根癌农杆菌GV3101,获得有关工程菌株。用1mL无菌注射器分别将这2种工程农杆菌悬浮液注射到草莓(Fragaria×ananassa)授粉后1周、2周、3周的果实中,发现授粉后2周果实适宜注射,可用于瞬时表达。对授粉后2周的果实进行不同注射部位、根癌农杆菌不同活化时期和根癌农杆菌悬浮液不同注射量试验,以蒂部注射、根癌农杆菌活化12h和0.5mL悬浮液注射量的效果最好,与结构基因13OH和调节基因miRNA169d相融合的GUS基因都得到表达,瞬时表达成功。     

辣（甜）椒果实相关性状遗传研究进展

果实是辣椒最主要的经济产出品,因此在长期的栽培选育过程中,较注重对辣椒果实大小、形状、颜色、辛辣味等重要经济性状的选择。通过对有益等位基因及有益突变的利用,可以创新辣椒种质资源,获得综合性状优良的辣椒新品种。本文综述了近年来国内外在辣（甜）椒果实质量、形状、颜色、硬度、辛辣性的基因定位及分子生物学方面的研究成果及进展,并对辣椒果实性状基础研究方向进行了展望。     

基于辣椒基因组测序探究辣味在种群中的进化

辣椒(Capsicum annuum)是美洲最古老的驯化作物之一,在全世界被广泛种植。本研究对CM334(墨西哥地方品种)进行了全基因组测序和组装(覆盖度为186.6×),同时还对另外两个栽培种和一个野生种分别进行了重测序和从头(de novo)测序。结果表明辣椒基因组大小约为番茄的4倍,辣椒基因组上存在大量gypsy转座子和花椰菜病毒家族元件的积累。结合转录组综合分析认为,辣椒素合成酶基因表达模式的改变及新功能化是导致辣椒素生物合成的原因,研究还发现辣椒与番茄在乙烯合成及果实成熟调控方面存在明显不同的分子模式。辣椒参考基因组的发布为辣椒营养品质和药用价值的改善提供了重要平台。     

黄瓜果实发育相关性状的分子调控研究进展

黄瓜作为一种世界范围内的重要蔬菜经济作物,其果实的正常发育与产品的品质密切相关。黄瓜果实发育的相关性状主要包括果实大小、果皮颜色、表面刺瘤、果实风味、单性结实能力等。近年来,随着黄瓜基因组全测序的完成及分子生物学的发展,国内外专家对黄瓜果实发育相关性状的分子调控机制进行了深入研究,分别在不同程度上揭示了各类性状的分子调控机制。笔者将针对黄瓜果实正常发育相关的主要性状,阐述其受到的关键基因调控的作用机制。     

《中国蔬菜》2013·6 学术论文导读

植物果实发育调控的分子机理研究进展蒋励等(中国农业大学农学与生物技术学院,北京100193)-《中国蔬菜》2013(6) 果实的发育与成熟是一个复杂的过程,果实大小、形状、颜色、品质、风味等都随着果实发育和成熟而变化,并受一系列果实发育相关基因的影响和调控.研究植物果实发育调控的分子机理对于今后提高果实品质具有重要的意义.因此,本文主要综述了拟南芥和番茄中果实发育与成熟相关基因的发掘与相互作用,以及果实发育调控的分子机理研究进展,为今后的果实发育研究和育种工作的开展提供一定的理论指导.     

果树miRNAs研究进展

模式植物的研究表明,miRNA作为一种转录后调控因子,在植物的生长发育、逆境胁迫应答等生物学过程中发挥着重要的调节作用。截至目前,虽然已经从多种果树中鉴定了大量的miRNAs,但大多数miRNAs的靶基因和功能特性还不清楚。笔者总结了目前果树中miRNAs的研究进展,特别是miRNAs在葡萄(Vitis vinifera)、桃(Prunus per-sica)、梨(Pyrus spp.)、苹果(Malus domestica)和柑橘(Citrus spp.)等具有重要经济价值的果树等方面的作用,比如调控果树生长发育与果实品质、激素信号转导和环境胁迫应答。探讨了果树miRNAs的前景和研究方向。