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。     

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β-葡萄糖苷酶基因FaBG1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FaBGl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FaBGl基因的鳊码区核苷酸序列。该1，845bp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，FaBG7含有5个跨膜区，在进化上高度保守。围绕果实着色期间FaBGt基因转录水平以及ABA含量分析表明，随着果实的着色增加，FaBG7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，ABA含量继续上升，至成熟时述到高峰。本研究结果表明FaBG7可能参与革摹果实的着色启动。     

柑桔TIFY基因结构特征及响应低温表达分析

TIFY基因家族是一类包含TIFY结构域的植物特有转录因子,与植物的生长发育密切相关,且在非生物逆境响应中起着重要作用。"龟井2501"是温州蜜柑品种"龟井"的一个抗寒芽变品种。基于华中农业大学甜橙基因组数据库(http://citrus.hzau.edu.cn/orange/index.php)数据,分析了3个TIFY基因家族成员(Cs1g17210、Cs1g17220和Cs4g07130)的基因结构特征,并利用qRT-PCR分析了经低温诱导后这些基因在"龟井2501"植株叶片中的表达水平。结果表明,(1)3个TIFY基因含有TIFY结构域和Jas motif,属于JAZ蛋白亚家族基因;(2)3个TIFY基因的启动子含有LTR、DRE core、STRE、TC-rich repeats等逆境相关顺式作用元件以及MeJA(茉莉酸甲酯)响应元件、ABA(脱落酸)响应元件等激素响应相关元件,推测3个TIFY基因可以响应多种非生物胁迫;(3)Cs1g17220和Cs4g07130在果实中高表达,可能与果实发育相关;(4)在"龟井2501"中,3个TIFY基因受低温诱导在早期上调表达,且低温胁迫程度越大,其受诱导上调表达的倍数越高。本研究可为进一步解析TIFY基因家族在柑桔中的作用和功能提供重要线索。     

冬枣两个乙烯受体编码基因的克隆及序列分析

 根据植物乙烯受体ETR1家族氨基酸和核苷酸的保守区序列设计简并引物, 通过RT2PCR从半红期冬枣果实中分离了两个1 058 bp的乙烯受体cDNA片段。在分析已知序列基础上, 分别通过3′RACE及对两个基因上游5′端编码区的扩增, 得到了两个包含完整开放阅读框(ORF) 以及3′端非编码区( 3′UTR) 的乙烯受体编码基因, 即ZjETR1和ZjERS1。它们分别编码738个和632个氨基酸。这两个编码基因的氨基酸与其它植物乙烯受体氨基酸高度同源, 分别属于ETR1亚类和ERS1亚类乙烯受体。     

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...     

枣E类MADS基因在花和果中的表达及其蛋白互作研究

以'金丝小枣'花和果实为试材进行E类MADS-box基因的生物信息、表达、亚细胞定位及蛋白互作研究.3个E-type MADS-box基因分别位于SEP1/2、SEP3和SEP4进化支.与其他物种的同源序列相比,E类蛋白在进化中非常保守.3个E类基因在枣的花和果实中均有表达,ZjSEP1/2在花不同发育时期表达比较稳定...     

桃Aux/IAA家族基因鉴定及在果实成熟过程中的表达分析

通过生物信息学鉴定桃基因组中生长素/吲哚乙酸(Aux/IAA)基因家族,并对其在溶质型和硬质型桃果实成熟阶段的表达水平进行q RT-PCR检测。结果表明:桃Aux/IAA基因家族包含22个成员,这些基因集中分布在5条染色体上,以第1条染色体上含有最多,为8个。大部分Aux/IAA基因包含高度保守的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ功能域,聚类分析表明其分为10类。基因结构分析显示这些基因包含2~5个外显子。荧光定量PCR分析表明10个Aux/IAA基因在溶质型桃果实的表达量高于对应时期硬质型桃果实,其中5个基因随着溶质型桃果实的成熟上调表达,特别是ppa010303m、ppa010871m和ppa020369m。试验结果表明桃Aux/IAA家族成员在结构上高度保守,其中多个成员(尤其是ppa010303m、ppa010871m和ppa020369m等)可能参与调控桃果实的成熟。     

生物农药脱落酸和寡糖在番茄上的应用

以番茄品种“安娜”、“保罗塔”、“倍盈”为试材,研究了脱落酸和寡糖对番茄产量、抗病性及经济效益的影响.结果表明:施用脱落酸和寡糖后,3个番茄品种均表现增产,平均增产率为21.6％,其中“安娜”增产最多;施用脱落酸和寡糖后使番茄果实增大,品种“保罗塔”效果最明显,其次是“安娜”,最后是“倍盈”;“安娜”的果实横径最大,其次是“保罗塔”;供试3个品种的果实重量增加明显;喷施脱落酸的大棚发病率较低.     

‘芙蓉李’糖转运蛋白家族基因鉴定及表达分析

基于‘芙蓉李’（Prunus salicina）基因组数据,采用生物信息学分析方法鉴定糖转运蛋白家族基因,并对其蛋白质理化特性、亚细胞定位、系统进化树、蛋白质保守结构域以及表达模式进行分析。共鉴定出49个该家族基因,根据保守结构域和系统发育分析将其分为7个亚家族。蛋白质介于313～948个氨基酸之间,预测定位于质膜或液泡膜;所有的蛋白都含有保守的糖转运体结构域（PF00083）,其中大多数含有12个跨膜螺旋。通过比对‘芙蓉李’果实发育过程的RNA-seq数据,对49个基因进行表达谱分析,其中15个在果实不同发育阶段差异表达;qRT-PCR分析表明,15个差异表达基因中有9个基因与果实葡萄糖和蔗糖含量显著正/负相关,其中1个肌醇转运蛋白亚家族基因（PsINT4）、1个糖转运蛋白亚家族基因（PsSTP11）、1个糖促进蛋白亚家族基因（PsSFP5）和1个液泡单糖转运蛋白亚家族基因（PsTMT1）在‘芙蓉李’果实发育过程中具有较高的表达量,可能在‘芙蓉李’果实发育和成熟过程中对糖分积累起重要作用。     

猕猴桃后熟过程中ABA响应结合因子AcAREB1调控AcGH3.1的表达

以‘红阳’猕猴桃为试材,研究脱落酸(ABA)对果实采后成熟过程中生长素(IAA)代谢的影响。结果表明,外源ABA处理能够加速自由态IAA的降解,提高IAA-Asp含量,同时可以显著促进IAA降解相关基因AcGH3.1的表达。从猕猴桃基因组数据库中分离鉴定到5个ABA响应结合因子基因(AcAREB1～AcAREB5),荧光定量PCR显示,5个基因在果实采后成熟过程中均能不同程度响应ABA。酵母单杂交结果显示,AcAREB1能够直接结合到AcGH3.1的启动子上。亚细胞定位显示AcAREB1定位在细胞核上。酵母自激活试验表明AcAREB1具有转录激活活性。这些结果表明,在猕猴桃果实成熟过程中,AcAREB1可以响应ABA,调控AcGH3.1的表达,从而促进IAA的降解,最终使得果实开始软化成熟。     

蜡梅胚胎晚期丰富蛋白基因CpLEA的克隆及表达分析

从蜡梅 （Chimonanthus praecox）花cDNA文库中获得了1个胚胎晚期丰富蛋白（LEA）基因的cDNA全长序列,命名为CpLEA（GenBank登录号：JF412788）,该基因cDNA含有一个273 bp编码91个氨基酸的开放阅读框,从蜡梅基因组DNA中扩增该基因发现,该基因含有两个大小分别为35 bp和707 bp的内含子。生物信息学分析显示,CpLEA的编码蛋白含有4个胚胎晚期丰富蛋白第3族LEA蛋白特有的11个氨基酸的基元重复序列,进化树分析表明该编码蛋白与榛子的LEA蛋白亲缘关系最近。通过原核表达获得了与预期大小一致的融合蛋白。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在蜡梅成熟种子中表达量最高,在根中几乎不表达;在盛开期花的各个部位中又以雌蕊中的表达量最高;在花发育早期表达量较高,随后下降并保持相对稳定,在衰败期突增并达到最高;检测该基因在脱落酸（ABA 50 μmol · L^-1）、低温（4 ℃）、高温（42 ℃）、干旱（30% PEG6000）和高盐（NaCl 1 mol · L^-1）5种外源非生物胁迫因子作用下的表达特性。结果表明,该基因能够被ABA、低温、高温、PEG 和NaCl诱导表达,并在随后的时间内呈现出不同的表达模式。表明CpLEA可能在蜡梅花发育和多种非生物胁迫响应中发挥作用。     

桃果实中miR160a与其靶基因ARF的鉴定及对IAA的响应分析

以水蜜桃品种‘小白凤’果实为试材,利用miR-RACE技术验证了桃mi R160a的精确序列,克隆了其3个ARF靶基因(PpARF18、PpARF17和PpARF18-like)的ORF序列。利用RLM-RACE技术以及qRT-PCR方法对Ppe-miR160a作用于3个靶基因的模式及频度进行了分析。结果表明,Ppe-miR160a的精确序列与预测序列在5′端和3′端均存在1个碱基的差异,其3个靶基因ARF均含有高度保守的B3和生长素响应DNA结合域。RLM-5′RACE结果显示,Ppe-miR160a以裂解的方式作用于3个ARF靶基因,且裂解位点均位于Ppe-miR160a5′端的第9和第10位碱基之间。IAA响应分析表明,与对照相比,IAA处理后的桃果实中Ppe-miR160a以及3个靶基因3′端裂解产物的表达量均显著升高。以上结果表明桃果实中的Ppe-miR160a通过介导其3个靶基因的裂解参与生长素信号途径调控。     

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。     

NAC转录因子在果实发育成熟过程中的作用研究进展

就NAC基因结构与功能及对果实发育和成熟的调控作用研究进行了综述,提出NAC转录因子通过乙烯途径和多重激素途径影响果实成熟。乙烯途径包括：乙烯诱导NAC转录因子,NAC转录因子调控乙烯信号系统上游转录因子,和直接调控主要乙烯合成基因影响果实成熟;多重激素途径包括,通过生长素、脱落酸及赤霉素/油菜素内酯等途径,影响果实成熟。     

多抗番茄新品种京番102 的选育

京番102 是以自交系TB0098 为母本，以自交系TB0993 为父本配制而成的多抗性冬春茬粉果番茄一代杂种。早熟，播种至始收112 d（天）左右，无限生长类型，植株生长势强。中大型果，果实正圆形，果色靓丽，单果质量220～260 g；每穗坐果数3～5 个，果实均匀，商品果率高，持续坐果能力强。含有抗番茄黄化曲叶病毒病Ty1 和Ty3 基因位点、抗番茄花叶病毒病Tm2^a 基因位点、抗根结线虫Mi-1 基因位点和抗灰叶斑病Sm 基因位点，抗烟草花叶病毒病，每667 m² 产量9 000 kg 左右，适合北京、天津、河北、山东、辽宁等北方地区冬春茬保护地种植。     

黄肉桃中PpSGRs对蓝光的响应及其对贮藏中类胡萝卜素积累的影响

为揭示蓝光处理促进黄肉桃果实类胡萝卜素积累的机制,以黄肉桃‘金丽’果实为研究对象,从桃基因组中筛选出PpSGR1和PpSGRL基因进行生物信息学分析,并通过q-PCR分析PpSGR1和PpSGRL在不同组织和不同发育阶段果实及其在40 μmol · m^-2 · s^-1蓝光处理果实中的表达。结果表明,PpSGR1具有多半胱氨酸保守域,属于SGR亚族;PpSGRL基因C端突变失去多半胱氨酸保守域,属于SGR-Like亚族;PpSGR1和PpSGRL都含有叶绿体信号肽,与梅亲缘关系最近。PpSGRs在‘金丽’桃不同组织和不同成熟阶段果实中均有表达,其中PpSGR1与果实采后类胡萝卜素的合成密切相关。蓝光处理可快速抑制桃果实PpPIF3进而抑制PpSGR1的转录,促进贮藏前期果实中PpPSY的表达,提高类胡萝卜素的合成和积累。同时,蓝光处理可能通过促进桃果实内源乙烯合成,上调PpSGR1表达进而抑制PpPSY转录水平,降低桃果实贮藏后期类胡萝卜素的合成能力。     

桃果实PpSIZ1基因对低温和外源褪黑素处理的响应

为了探索SUMO E3连接酶（SIZ1）基因与桃（Prunus persica L. Batsch）果实采后低温贮藏期间冷害发生的关系,对桃基因组中的SIZ1基因进行生物信息学分析,同时采用qRT-PCR分析该基因在‘湖景蜜露’桃果实低温贮藏以及外源褪黑素减轻冷害进程中的表达特征。结果表明,PpSIZ1开放阅读框全长2 637 bp,编码878个氨基酸组成的蛋白质多肽。进化树分析发现,PpSIZ1与梅PmSIZ1的同源性最高,含有与拟南芥AtSIZ1相似的SAP、PHD、PINIT、SP-RING和SXS保守结构域,属于SUMO E3连接酶家族。qRT-PCR分析表明,低温（0 ℃）胁迫能诱导桃果实PpSIZ1表达水平的提高;100和200 μmol · L^-1褪黑素处理能显著减轻桃果实低温贮藏期间冷害的发生,其中100 μmol · L^-1褪黑素处理抑制冷害的效果最好,这种效果可能与PpSIZ1介导的SUMO化有关。     

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.     

黄瓜CsSUN和CsLNG1调控果实大小的机理分析

对黄瓜Q30(CsSUN/CsLNG1)及以其为遗传背景的3个近等基因系材料,即Q30(CsSUN/CsLNG1)、QK1.2-S(Cssun/CsLNG1)、QK2.1-S(CsSUN/Cslng1)、QK1.2+2.1-S(Cssun/Cslng1)进行组织形态、内源激素和转录水平的分析结果表明:与QK1.2-S和QK2.1-S相比,Q30果实最为细长,茎粗最小,植株最高。在果实各发育期,Q30的细胞最小,而细胞密度最大。Q30在开花前6 d的BR/ABA及GA3/ABA显著低于3个近等基因系,随着果实发育差异逐渐缩小。各材料ZT/ABA和IAA/ABA在果实发育各时期基本无显著差异。开花前6d和开花当天Q30的CsSUN表达量均显著高于QK1.2-S和QK1.2+2.1-S,Cs LNG1表达量显著高于QK1.2-S,整体来看也高于QK1.2+2.1-S;与细胞膨胀相关的基因Csa1G422480 (木葡聚糖内转葡糖基酶基因)、 Csa6G014540 (扩张蛋白基因)、 BR生物合成基因Csa1G524640和GA3调节基因Csa3G872170的定量分析结果却相反,在子房期Q30中的表达量显著低于3个近等基因系。随着果实发育,Q30的CsSUN表达水平与QK1.2-S和QK1.2+2.1-S差异逐渐缩小,CsLNG1与QK2.1-S和QK1.2+2.1-S差异也逐渐缩小,而Csa1G422480、Csa6G014540、Csa1G524640、Csa3G872170表达水平反而逐渐上升,后期甚至显著高于3个近等基因系。综上所述,CsSUN和Cs LNG1控制Q30黄瓜细长果实是由于子房期抑制了细胞增大,导致细胞体积小,细胞密度增大;进入果实迅速增长期后该基因对细胞大小的抑制作用减弱,在原有数量基础上细胞逐渐变大,果实持续增长。