花生种子发育过程中脂肪酸积累规律的研究

以鲁花14为材料,对花生种子发育过程中荚果和种子的发育情况以及花生种子脂肪酸的累积过程进行了研究。结果表明,在果针入土的第39天,小种子(远离果针一端)的平均长度超过大种子(靠近果针一端),在接近成熟时,小种子的平均质量超过大种子。在花生种子中,可以检测到12种脂肪酸。按含量由高到低依次为油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、花生酸、二十四烷酸、花生烯酸、异油酸、亚麻酸、棕榈油酸、豆蔻酸。在花生种子发育过程中,脂肪酸含量随种子的发育逐渐增加,油酸含量不断增多,而亚油酸则呈缓慢减少的趋势。在接近成熟时,油酸和亚油酸占全部脂肪酸含量的79.4%。油酸亚油酸的比值随着种子的发育呈逐渐增大的变化规律。     

花生Clp蛋白酶基因(AhClpP)的克隆与序列分析

Clp蛋白酶通过蛋白质水解作用来清除细胞内由逆境引起的异常和具有潜在毒性的蛋白或多肽,从而保证细胞正常的生理功能。从优质大花生鲁花14种子不同发育时期混合cDNA文库中发现一条序列,全长为1 212 bp,3′端含有polyA尾,通过blastx搜索得知其为Clp蛋白酶基因。该序列与GenBank中EZ736390.1的序列相似性达到99%。以该花生cDNA序列为模板设计引物,以花生幼嫩种子cDNA为模板克隆得到花生Clp蛋白酶基因。序列分析表明,AhClpP基因的开放阅读框长度为843 bp,编码280个氨基酸,预测其分子量为30.9 kDa,等电点为9.07,编码的蛋白包含S14-ClpP-2保守结构域,无信号肽,定位于线粒体。通过与其他植物Clp蛋白酶的氨基酸序列比对,发现与拟南芥、蓖麻的Clp蛋白酶同源性较高。花生AhClpP基因的克隆为进一步研究其生物学功能和应用奠定了基础。     

花生~(60)Co-γ辐射诱变和突变体库的构建

为了获得花生新种质,对花生干种子进行60Co-γ辐射诱变处理并构建花生突变体库,获得了一些有价值的突变体材料,如高油突变体、高蛋白突变体、大种子和小种子突变体、大叶和小叶突变体、卷叶突变体等。通过分析这些突变体的不同性状发现,辐射处理对株高、叶片形态、含油量、蛋白含量、单株结荚数、单粒重、油亚比、出仁率等性状的影响极为显著。对7个性状(单株果仁重、蛋白含量、亚油酸含量、油酸含量、含油量、单粒重和单株荚果重)进行相关性分析,结果表明,油酸含量与亚油酸含量为高度线性相关;含油量与蛋白含量、亚油酸含量、油酸含量均为显著性相关;而含油量与单株荚果产量呈低度线性相关。这些突变体的获得为今后进行花生遗传育种以及机理研究提供了可靠的原材料和中间材料,也为花生功能基因组学研究提供了丰富的材料。     

小麦TaLTR基因的克隆及初步表达分析

以小麦山融3号为试验材料,克隆了TaLTR cDNA序列(Low temperature-responsive RNA-bind-ing protein)。序列分析表明,TaLTR序列包含完整的ORF区,编码蛋白含有162个氨基酸,其氨基端包含一个RRM(RNA recognition domain)超家族保守的结构域,羧基端则富含甘氨酸;经半定量RT-PCR分析,表明TaLTR参与低温、干旱、盐胁迫逆境反应。     

花生FAD基因家族的全基因组鉴定与表达模式分析

脂肪酸去饱和酶(FAD)是合成不饱和脂肪酸的关键酶,在植物维持各项生命活动、应对生物与非生物胁迫方面具有重要作用。本研究对花生基因组中的FAD基因家族进行鉴定与生物信息学分析,并利用花生转录组数据对花生FAD(Ah FAD)基因的表达模式及可变剪接形式进行分析。结果显示,在花生基因组中共有31个Ah FAD基因,分为6类,Ah SAD基因亚家族有12条序列,AhFAD2有6条序列,Ah FAD3有4条序列,Ah FAD4/5有3条序列,Ah FAD6有2条序列,Ah FAD7/8有4条序列。聚类分析表明,Ah FAD有两大分支:游离Ah SAD分支和膜结合Ah FAD分支;膜结合Ah FAD分支中Ah FAD4/5起源最早,ω-3 Ah FAD由ω-6Ah FAD进化而来;单双子叶聚类于不同分支。表达模式分析表明,Ah SAD、AhFAD2和Ah FAD3在种子中表达水平较高,Ah FAD4/5、Ah FAD6、Ah FAD7/8在叶中表达量最高。可变剪接分析表明,Ah FAD亚家族之间可变剪接形式差异明显,其中有12个Ah FAD基因发生了可变剪接。TTS和TSS是发生最多的可变剪接事件,其次是IR,最少的是AE和ES。     

花生荚果发育及其调控研究进展

花生是重要的油料与经济作物,在农业种植业结构调整中发挥重要作用。荚果是花生的收获器官,深入 研究花生荚果发育及其调控,可以为高产育种提供理论依据。本文从花生荚果发育过程和内外限制因素的调控作 用,并结合激素、营养元素、遗传学研究以及DNA、RNA等分子调控机制,综述了近年来花生荚果发育相关的研究进 展,为后续研究提供参考。     

花生远缘杂交后代的氨基酸含量变异分析

本实验室利用野生花生(A.monticola)与栽培品种(黑花生、桂花红)杂交,获得了一些具有高产性状的花生新材料。通过对这些远缘杂种后代种子的氨基酸含量进行检测,共能检测到17种水解氨基酸和20种游离氨基酸。其中含量最高的是谷氨酸,其次是天冬氨酸和精氨酸,三者的总和占总氨基酸含量的46.1%～47.3%。不同株系间氨基酸含量的变异系数有较大差异。本研究可为利用远缘杂交获得高产优质的花生新材料提供一定的理论依据。     

花生FAT基因家族的全基因组分析

酰基-ACP硫酯酶(fatty acyl-ACP thioesterase,FAT)是控制植物种子油脂合成的关键酶,根据其氨基酸序列和底物特异性不同可分为FATA和FATB两类。为了更深入了解花生FAT(Ah FAT)的特点与功能,本研究对Ah FAT家族基因进行了全基因组生物信息学分析。在花生基因组中共有20个FAT基因,不均匀分布在2个基因组的12条染色体上。20个Ah FATs可以分为Ah FATA和Ah FATB两个亚家族,Ah FATA亚家族有2个基因,Ah FATB亚家族有18个基因。Ah FATA家族基因具有6或8个外显子,Ah FATB家族基因结构较为复杂,外显子数目5~8个;Ah FATs都不具有跨膜结构域但是都具有保守的Acyl-ACP_TE结构域。对Ah FAT家族基因进行可变剪接分析,发现只有少数发生了可变剪接,且具有组织特异性。对Ah FATs表达模式分析的结果显示,Ah FATAs和Ah FATBs都在种子发育后期表达量较高。     

花生AhDGAT2a基因启动子的克隆和功能验证

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是三酰甘油(TAG)合成途径的限速酶,对脂肪酸合成的调节具有关键作用。为了研究AhDGAT2a的表达调控,利用GenomeWalking方法从鲁花14基因组中克隆了AhDGAT2a上游5¢侧翼调控区1200 bp序列,即AhDGAT2a启动子(pAhDGAT2a)序列,并利用生物信息学软件分析其包含的调控元件,发现其含有多个TATA-box和CAAT-box、光调控元件、胁迫防御相关元件和激素响应元件。用pAhDGAT2a构建pAhDGAT2a:GUS植物表达载体并转化烟草品种SR1。利用组织染色法鉴定转基因烟草的GUS表达模式,发现在转基因烟草的各个器官均有GUS酶活,而在柱头、花药和幼嫩种子中表达量较高,说明pAhDGAT2a具有一定的组成型启动子活性。     

花生AhDREB转录因子对逆境胁迫的响应

DREB(Dehydration Responsive Element Binding Protein)转录因子是AP2/ERF类转录因子的一个亚家族,在植物抗逆过程中发挥关键作用。为更深入地理解花生Ah DREB转录因子的特点与功能,本研究采用生物信息学的方法对Ah DREB基因家族进行了分析。本研究发现花生中共有22个Ah DREB基因,并进一步分析了Ah DREB基因家族成员基因结构特点、遗传进化关系、组织表达情况以及逆境胁迫响应。研究结果表明,Ah DREB转录因子可以分成6类,每一类基因结构具有明显不同的特点。Ah DREB在22个正常不同组织中表达量均较低,但在逆境胁迫条件下,部分Ah DREB基因表达明显提高。本研究为深入分析Ah DREB基因在逆境胁迫中的作用奠定了理论基础。