马铃薯块茎淀粉合成相关基因在脱落酸和蔗糖诱导下的表达分析

【目的】在马铃薯块茎中确定能够促进淀粉合成基因表达的脱落酸(abscisic acid,ABA)和蔗糖处理体系。【方法】利用不同的溶液和条件,对马铃薯幼嫩块茎进行ABA、蔗糖和ABA+蔗糖处理;采用实时荧光定量PCR检测处理块茎中直链淀粉合成关键酶(granule-bound starch synthaseⅠ,GBSSⅠ)基因、支链淀粉合成关键酶(starch branching enzymeⅢ,SBE3)基因和淀粉合成限速酶大亚基(ADP-glucose pyrophosphorylase large subunit 3,APL3)基因的表达,确定处理体系能否诱导基因表达;确定处理体系后,进一步检测其他9个淀粉合成基因的表达。【结果】实时荧光定量PCR检测表明：当处理溶液中包含氯化钙、琥珀酸钠和氯霉素等试剂,且马铃薯块茎置于处理溶液中28℃黑暗处理36 h时,与对照相比,ABA或蔗糖处理可明显升高GBSSⅠ和APL3的表达。对其他9个淀粉合成相关基因表达的检测结果显示：大部分合成基因正向响应ABA或蔗糖处理。【结论】本研究利用马铃薯块茎确定了能够促进淀粉合成基因表达的ABA和蔗糖处理...     

水分胁迫诱导的玉米叶片钙调素基因表达及其与ABA和H_2O_2的关系

以玉米(Zea mays L.)为材料,探讨了水分胁迫下玉米钙调素(CaM)基因CaM1、CaM2和CaM3在叶片中转录水平的变化;并对水分胁迫下脱落酸(ABA)积累和H2O2产生与CaM基因表达的关系进行了研究.结果表明,25% PEG 6000模拟的水分胁迫能够诱导上述玉米CaM基因在叶中的表达,其中对CaM1和CaM3的影响较为显著,3个基因具有各自不同的表达模式.外源ABA处理也能显著诱导这3个基因的表达,施用ABA合成抑制剂FLU明显抑制了水分胁迫下CaM基因表达,暗示水分胁迫下CaM基因表达增强依赖于ABA的积累.外源H2O2处理下3个CaM基因均出现2次表达增强的情况,ROS抑制剂或清除剂并不影响外源ABA诱导的CaM基因的前期表达,仅抑制了后期表达,暗示H2O2参与ABA诱导的CaM基因表达后期的调控,它们之间可能存在交谈机制,并且这种机制在不同CaM基因之间具有普遍性.     

寡糖对小麦脱落酸合成的影响

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种植物激素,可作为信号分子参与调控植物的生理活动。来自海洋的褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)可刺激小麦叶片中内源性ABA积累。本研究通过对相关基因转录情况的研究发现,褐藻胶寡糖能上调小麦中ABA合成基因Ta NCED,Ta AOX和Ta BG的转录。使用脱落酸从头合成抑制剂氟啶酮(fluridone)后,外源施加褐藻胶寡糖不能诱导小麦中内源ABA产生。说明褐藻胶寡糖诱导内源性ABA的产生可能是通过ABA合成信号通路实现的。     

低温胁迫对赤霉素代谢的调控研究

通过4℃处理,对模式植物拟南芥与烟草赤霉素(GA)代谢相关基因的表达进行了分析,结果表明:低温胁迫 抑制赤霉素前体GGPP 合成通路众多基因的表达,而促进催化GA 失活酶编码基因及赤霉素受体基因的表达。通 过对超表达PtGA20ox、PtGA2ox1 及AtCBF1 的转基因烟草及4℃处理野生型烟草植株GA1 含量及代谢相关基因的 表达分析表明,低温胁迫下,GGPP 合成与GA 失活酶编码基因的表达属于主动调控,低温响应通路中关键因子 CBF1 可能参与了此调控过程,而赤霉素受体基因表达受到了低水平GA 的反馈调控。该研究揭示低温胁迫下生长 延滞可能是植物主动响应环境变化的过程,通过抑制前体积累及加速失活而降低GA 水平可能在植物适应低温胁 迫过程中发挥着重要作用。      

ABA与内源抑制物对洋白蜡种子离体胚萌发时呼吸作用的影响

洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica Var.)种子中存在ABA等内源抑制物,其对离体胚发芽时的呼吸速率、呼吸途径以及细胞色素氧化酶和6-P-葡萄糖脱氢酶的活性都有一定的影响,但影响程度和作用方式与外源ABA有很大的差别.外源ABA处理的胚具有抗氰呼吸,而内源抑制物处理的胚不具抗氰呼吸.外源ABA和内源抑制物二者不同程度地改变了洋白蜡离体胚的糖酵解——三羧酸循环和磷酸戊糖途径的比例,ABA则较大地诱导了磷酸戊糖途径.这种影响呼吸作用的明显差异表明内源抑制物质与外源ABA在作用方式上存在差别;同时也表明洋白蜡种子的休眠是多种抑制物质(包括内源ABA)的综合效应.     

水稻丙二烯氧化物合成酶基因OsAOS1的表达研究

茉莉酸(Jasmonate,JA)为植物病虫害抗性反应中重要的信号分子,茉莉酸类物质生物合成途径中的关键酶为丙二烯氧化物合成酶(Allene oxide synthase,AOS)。已知水稻AOS基因家族包括4个成员,Os-AOS1～OsAOS4。已有研究表明,水稻OsAOS2基因的过量表达提高了内源PR1基因的表达、增强了水稻对稻瘟病的抗性。本研究分析了OsAOS1基因表达的组织和器官特异性以及外源JA处理对OsAOS1基因表达的影响,同时利用转基因技术研究了OsAOS1基因在调控内源PR1基因表达中的作用。研究结果表明:OsAOS1基因表达的组织和器官特异性不同于OsAOS2基因;外源JA处理诱导OsAOS1基因的瞬时表达,然而OsAOS2基因的诱导表达延迟;OsAOS1过量表达抑制烟草中内源PR1基因的表达。据此推测OsAOS1基因可能不参与依赖于PR1的抗病反应。     

木薯块根淀粉积累分子机制综述

该文综述了相关的淀粉合成机理以及调控木薯淀粉合成关键酶的生化特性基因调控研究进展,认为人们对木薯淀粉的生物合成机理、关键酶的生化特性与表达调控等方面有了很大的突破。     

外源ABA对小麦叶片中ABA含量的影响

对晋麦47进行外源ABA的处理,用酶联免疫固相抗原吸附法测定ABA的含量,研究了外源ABA对内源ABA含量的影响.结果表明,经过外源ABA处理的小麦较未处理的小麦叶片内的ABA含量明显增加.在同样环境下未处理的对照组叶片ABA含量为0.301 μg/g;经过处理的小麦叶片ABA含量为3.46 μg/g,内源ABA含量增加了3.16 μg/g,说明增加外源ABA可以大幅度提高小麦内源ABA的含量.     

茉莉酸合成关键酶基因FaOPR3调控草莓果实成熟

为了研究茉莉酸(Jasmonic acid,JA)合成路径关键酶基因FaOPR3在草莓果实成熟中的作用,测定了八倍体红颜草莓果实成熟过程中内源JA含量,并用外源茉莉酸甲酯(Me JA)涂抹草莓果实观察其果实着色情况及测定相关酶基因的表达,同时使用瞬时基因表达对草莓果实进行FaOPR3基因的超表达和干扰。结果显示草莓果实中内源JA含量从小绿果期到白果期急剧上升,到果实成熟后开始下降。草莓果实涂抹外源JA,能够促进果实发育和成熟。FaOPR3基因的过量表达可诱导果实内源JA含量的增加,并且可诱导色素合成基因FaCHS、FaCHI、FaF3H、FaUFGT、FaDFR的表达量上升。而FaOPR3基因干扰后果实内源JA含量降低,并且抑制相关色素代谢基因表达。说明FaOPR3基因能够促进草莓果实着色和成熟。     

外源GA_3和ABA处理条件下‘兰州百合’鳞茎内源激素的变化

【目的】研究外源激素赤霉素(GA_3)与脱落酸(ABA)处理对休眠解除过程中兰州百合鳞茎内源激素的变化规律.【方法】以百合品种‘兰百1号’为试验材料,采取外源GA_3与ABA浸泡处理百合种球12h,测定在2℃贮藏条件下,兰州百合鳞茎内源激素的含量.【结果】在打破休眠过程中,外源GA_3处理的百合鳞茎内源GA_3、ABA、IAA与ZR含量及比值变化的速率加快、提前达到最值,且百合鳞茎萌发时间提前15d;ABA处理结果正好相反,变化速率变缓、延缓到达最值,且百合鳞茎萌发时间推迟20d.【结论】根据相关分析结果初步判定,‘兰州百合’打破休眠主要受内源GA_3和ABA的调控,可能还与两者的比值有关.外源GA_3会促进‘兰州百合’休眠的解除,外源ABA则会抑制休眠解除,二者均可通过使与休眠相关的内源激素变化来调控休眠进程.     

木薯淀粉分支酶基因MeSBE2.2的克隆和表达分析

为了明确淀粉分支酶(SBE)在木薯淀粉合成中的功能,利用RT-PCR方法克隆得到了MeSBE2.2序列,并通过实时定量PCR(Q-PCR)分析其转录特点。结果表明,MeSBE2.2全长2 053bp,编码616个氨基酸,其编码蛋白质序列与蓖麻SBEII氨基酸序列的同源性最高,为91%。研究其转录特点发现:MeSBE2.2在块根和叶片中的表达模式有品种间差异性;器官特异性表达分析结果表明,MeSBE2.2主要在木薯块根中柱中表达;于3个不同生长时期的表达分析发现,MeSBE2.2在块根中表达平稳,在叶片中其表达量随植株生长呈显著下降趋势。本研究结果为进一步研究SBE家族在木薯块根淀粉合成中的功能提供了重要依据。     

ABA对甜瓜果实成熟和软化的调节

以甜瓜为材料,分析了果实发育成熟过程中生理生化变化,克隆了ABA生物合成关键酶9-顺环氧类胡萝卜素双加氧酶基因NCED的保守序列并进行表达分析,研究了ABA,NDGA、1-MCP及1-MCP+ABA对果实成熟软化的影响.结果表明:NCED基因在甜瓜果实始熟期大量表达,内源ABA高峰出现在此之后.乙烯释放量,ACC含量和ACO活性在果实成熟初期极低,其各自峰值的出现迟于ABA高峰10 d左右.外源ABA处理显著促进果实成熟和软化,各项成熟指标比对照提前8 d.NDGA处理效果相反;1-MCP和1-MCP+ABA处理与NDGA处理相似,但效果较小.ABA启动了甜瓜果实成熟,它通过诱导乙烯合成相关酶基因的表达而参与了成熟与软化过程,乙烯则主要在成熟后期,尤其是在果实固有风味形成过程中起主导作用.     

木薯MebZIP7和MebZIP9基因的克隆及其转录活性分析

为揭示碱性亮氨酸拉链转录因子(Basic leucine zipper,bZIP)家族在木薯块根发育和淀粉积累中的功能。本研究克隆了木薯bZIP基因家族2个成员MebZIP7和MebZIP9,系统分类比较发现它们为A亚族,属于ABF(ABA-response-element-binding factor)类基因,亚细胞定位试验发现它们具有核定位特征。通过实时荧光定量PCR(qPCR)分析证明MebZIP7和MebZIP9在栽培品种块根和叶片中表达显著高于野生型,二者均受外源脱落酸(ABA)诱导,在块根中快速增加10.7和6.3倍,然后下降;叶片中均为4.5倍,时间滞后。进而对于其在大田条件下多个栽培品种和野生型不同发育时期块根及叶片中的表达进行分析,证明MebZIP9在栽培品种发育不同时期块根和叶片中的转录活性均显著高于野生型,且块根中更突出;MebZIP7在块根发育早中期高于野生型。说明ABF类基因参与木薯ABA信号通路且影响块根淀粉积累。     

桑树脱落酸生物合成相关基因的鉴定及转录表达分析

【目的】9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）、醛氧化酶（AAO）和玉米黄质环氧化酶（ZEP）在脱落酸（abscisic acid,ABA）间接途径合成中发挥主要调节作用,它们是ABA合成相关基因。以桑树栽培品种嘉陵40号（Morus atropurpurea Roxb.）果实为材料,测定其发育过程中ABA的含量,分析桑椹成熟过程中ABA合成相关基因的转录表达、ABA及其合成抑制剂对果实发育的影响,为研究ABA在桑椹成熟和衰老过程中的作用机制提供基础数据。【方法】根据从单倍体川桑（Morus notabilis Schneid.）基因组数据库（http://morus.swu. edu.cn/morusdb）下载的ABA合成相关基因序列,对其DNA及推导的氨基酸序列进行分析。使用RNAiso Plus（TaKaRa）提取总RNA。以cDNA为模板,利用real-time PCR方法检测不同时期和不同处理桑椹中ABA合成相关基因的转录表达差异。利用高效液相色谱法,测定桑椹发育过程中的ABA含量。【结果】在川桑基因组数据库筛选鉴定到6个ABA合成相关基因：1个MnAAO、2个MnZEP和3个MnNCED。MnNCED1-3氨基酸序列高度保守,聚类分析表明它们与双子叶果树NCEDs序列同源性较高,与单子叶植物同源性较低;转录分析表明它们在叶中转录水平相对高于其他组织,在根中最低。其中MnNCED2和MnNCED3在根、皮、冬芽、雄花、叶中的转录水平较高。随着果实的发育,ABA含量在转色期开始逐渐上升。外源ABA处理后,桑椹脱落率升高,而氟啶酮（fluridone）可以抑制桑椹的脱落。MnNCED1-3在果实发育中后期的转录水平较高,与ABA含量的升高相一致,而MnAAO和MnZEP1-2在中后期下调。离体桑椹经ABA处理后,MnNCED1、MnAAO和MnZEP1的转录水平直到第4天才出现上调,MnNCED3在第3天和第4天被上调,MnZEP2一直上调;氟啶酮处理后MnNCED1和MnZEP2的转录表达量只在第1天和第3天被下调,MnAAO和MnZEP1只在第4天升高,MnZEP1只在处理后第1天被下调,MnNCED2在ABA和氟啶酮处理后均被下调。【结论】从桑树中获得了6个ABA合成相关基因MnAAO、MnZEP1-MnZEP2和NCED1-NcED3,MnNCEDs在果实发育中后期的转录表达相对较高,并与ABA的含量变化相一致,可能对ABA的合成起主要调控作用,外源ABA处理能够促进桑椹的成熟和脱落,氟啶酮处理能够抑制桑椹的成熟和脱落。     

NaCl胁迫下宁夏枸杞ABA代谢相关基因差异表达分析

为解析宁夏枸杞响应NaCl胁迫的ABA代谢分子调控机制,检测NaCl胁迫下宁夏枸杞叶片脱落酸（ABA）含量变化,并利用RNA-seq和qRT-PCR技术研究NaCl胁迫下ABA代谢相关基因的差异表达规律。结果表明,不同浓度NaCl胁迫下,宁夏枸杞叶片中ABA含量随NaCl浓度的增加呈现增加趋势;通过转录组测序筛选得到21个ABA代谢相关的差异表达基因,从100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L NaCl处理下的宁夏枸杞叶片中检测到ABA代谢相关的差异表达基因分别有17、11、9个,qRT-PCR检测结果与转录组测序结果基本一致。宁夏枸杞通过相关基因的差异表达调控ABA代谢和信号通路,从而参与调控其响应NaCl胁迫。     

干旱胁迫对苗期木薯内源激素含量的影响

以SC124、KU50、C4和SC8四个木薯品种为试验材料,运用酶联免疫吸附测定法,研究了盆栽条件下干旱胁迫对苗期木薯根系与叶片中内源激素脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA）和玉米素核苷（ZR）的含量以及四种激素间平衡关系的影响。结果表明：随着干旱程度的加强,四种激素的含量在不同木薯品种内呈现不同的变化趋势。干旱至第10天时,ABA含量在苗期木薯叶片内增加,在根系内含量也增加（KU50除外）;IAA在叶片中含量下降,根系内含量因品种不同,变化趋势相差明显,其中SC124和KU50中IAA含量显著下降,而在SC8和C4中含量上升;GA含量在四种品种的根系中均下降,叶片GA含量在C4和KU50中略有下降而在SC124和SC8中上升;ZR含量在四种品种的根系中均下降,叶片中ZR含量在C4中上升,SC8中下降,而在KU50和SC124中无明显变化。IAA/ABA,ZR/ABA在根系中比值下降,SC124降幅最大,SC8降幅最小,KU50、C4降幅居中,说明IAA/ABA,ZR/ABA与木薯的抗旱能力具有一定相关性。该研究结果解释了苗期木薯根系和叶片内源激素对干旱胁迫的适应性反应,为筛选不同木薯抗旱品种提供了理论依据。     

毛棉杜鹃芽形态分化期间封顶叶内源激素含量变化的研究

本研究观察了毛棉杜鹃(Rhododendron moulmainense Hook.f.)花芽与叶芽的分化进程,测定了花芽和叶芽形态分化过程中封顶叶内源赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)的含量变化,探讨了毛棉杜鹃花芽分化与内源植物激素的关系.结果表明:毛棉杜鹃花芽分化与叶芽分化形态特征与所持续的时间明显不同,花芽分化时期从7月中下旬至9月中旬,历时约40～45 d,而叶芽分化持续35～40 d;在花芽和叶芽形态分化期,花芽封顶叶的ABA和ZR含量明显比叶芽封顶叶的高,而且其含量呈显著上升趋势,而GA3和IAA则相反,花芽封顶叶中ABA/GA3、ABA/IAA、ZR/GA3和ZR/IAA的比值都明显高于叶芽,并呈显著上升趋势,表明封顶叶内源激素及其各自之间的平衡关系对毛棉杜鹃的花芽形态分化起着重要的调控作用.     

Annotation and validation of genes involved in photosynthesis and starch synthesis from a Manihot full-length cDNA library

A full-length cDNA library from leaf and root tissues of cassava (Manihot esculenta) Arg7 and one accession of its wild ancestor W14 (M. esculenta ssp. flabellifolia) has been constructed. The library is comprised of four sub-libraries, containing 32640 recombinant clones, 6028 cDNA clones from their 5′ ends, and 128 clones from the 3′ ends were sequenced. In total, 5013 high-quality expressed sequence tags (ESTs) and 1259 unigenes were obtained. Of these, 746 unigenes were identified by their sequence homologies to ESTs from model plants, and 323 unigenes were mapped onto 114 different KEGG pathways. From these, 24 differentially expressed genes involved in starch metabolism and photosynthesis were identified and five of them were selected to compare their expression level between Arg7 and W14. Notably, Arg7 has a higher net photosynthesis rate in leaves, higher ribulose-1,5-bisphosphate carboxy-lase oxygenase activities in leaves, and higher AGPase activity in roots. This resource is the first EST collection from wild cassava and should be of value for gene discovery, genome annotation and studies of Manihot evolution.     

干旱胁迫对持绿性高粱光合特性和内源激素 ABA、CTK含量的影响

【目的】研究干旱胁迫对不同持绿性高粱光合特性以及叶片和根系中内源激素含量的影响,为高粱持绿性资源的发掘和应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验的方法,选用持绿性高粱B35和非持绿性高粱三尺三为试验材料,设置无干旱胁迫（土壤含水量为田间最大持水量的75%-80%）和干旱胁迫两种水分处理（土壤含水量为田间最大持水量的45%-50%）,分别在开花期和灌浆期进行干旱胁迫,研究干旱胁迫下不同持绿性高粱光合作用、叶绿素荧光特性以及叶片和根系中内源激素（脱落酸和细胞分裂素）含量的变化,并分析干旱胁迫下叶片和根系中内源激素含量的动态平衡以及叶片中内源激素含量与光合特性参数间的相关性。【结果】开花期和灌浆期干旱胁迫均抑制了不同持绿性高粱的光合作用,但干旱胁迫下B35的叶绿素含量（Chl）、光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、光系统Ⅱ（PSⅡ）的初始叶绿素荧光（Fo）、最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭系数（qL）以及电子传递速率（ETR）的降低幅度均明显小于三尺三;且在灌浆期三尺三Chl的衰减程度更为明显,Pn的下降程度也更大。同时,干旱胁迫使三尺三在灌浆期PSⅡ反应中心结构受到了损害或失活。开花期和灌浆期干旱胁迫提高了不同持绿性高粱根系和叶片中脱落酸（ABA）的含量,B35叶片和根系中ABA含量的增幅显著高于三尺三,且在灌浆期的增幅更大;干旱胁迫降低了不同持绿性高粱根系和叶片中细胞分裂素（CTK）的含量,三尺三根系和叶片中CTK含量的降低程度明显高于B35,且在灌浆期减幅更大。B35和三尺三叶片中ABA的含量高于根系,CTK的含量低于根系;干旱胁迫降低了叶片和根系中CTK/ABA的比值,并且在开花期和灌浆期B35的降低程度均大于三尺三。ABA含量与Pn呈显著负相关,与ETR呈极显著负相关;除Fo外,CTK含量与Gs呈显著正相关,与Chl、Pn、Fv/Fm、qL和ETR呈极显著正相关。【结论】干旱胁迫下,持绿性高粱比非持绿性高粱具有较高的叶绿素含量和光合能力。ABA和CTK共同作用调控气孔的运动,并影响光合速率及光合电子传递等其它光合生理过程。     

ABA上调水稻叶片中OsHsf基因的表达

运用半定量PCR方法研究了ABA和H_2O_2诱导水稻热激转录因子基因OsHsfA4a和OsHsfA2的表达情况。结果表明:ABA和H_2O_2均能上调水稻OsHsfA4a和OsHsfA2基因的表达,分别在4 h处理时间内产生2个表达高峰;H_2O_2清除剂和抑制剂预处理试验证明,ABA对水稻OsHsf基因的诱导作用是通过ABA诱导产生的H_2O_2而实现的。