基于WGCNA发掘谷子穗部类黄酮合成途径调控关键基因

类黄酮是植物重要的次生代谢物质,在植物生长发育中发挥着重要的作用,此外,类黄酮具有抗氧化活性,对人体十分有益。谷子籽粒营养丰富全面,是一种保健型杂粮,深受我国人民喜爱。谷子作为C4模式植物,正在受到越来越多的关注。目前谷子籽粒类黄酮代谢及调控机制研究较少。本研究利用高类黄酮品种晋谷21 (JG21)及低类黄酮品种牛毛白(NMB)谷穗为材料,分析JG21与NMB小穗发育不同阶段类黄酮靶向代谢组及JG21小穗发育不同阶段转录组,结合加权基因共表达网络分析挖掘可能参与调控类黄酮代谢的转录因子,并在不同水平的类黄酮品种中进行表达分析初步验证。结果发现, 2个品种小穗中主要富集的类黄酮组分为芹菜素、牡荆素及柚皮素,三者共占总类黄酮含量的79%以上。类黄酮代谢基因共表达网络中包含38,921个基因,共划分为32个模块,其中turquoise模块、green模块及magenta模块与类黄酮代谢显著相关。利用类黄酮代谢通路差异表达基因作为关键基因筛选出与类黄酮代谢调控相关的27个转录因子家族,并通过启动子结合基序分析筛选获得11个转录因子。Pearson相关性分析表明,11个转录因子中有7个候选转录因...     

苦荞全生育期芦丁积累与其生物合成途径相关基因表达分析

【目的】探究苦荞全生育期芦丁含量变化与其合成途径关键酶基因和调控因子MYB基因表达量之间的相关性,以期进一步明确苦荞植株体内芦丁生物合成的分子机制。【方法】以九江苦荞为试验材料,整个生育期分别在萌发期、子叶期、真叶期、盛叶期、现蕾期、盛花期、灌浆期和籽粒成熟期共8个时期取材(S1—S8)。采用RT-PCR方法,克隆获得与黄酮类代谢相关的MYB类转录因子基因。采用T-coffee软件进行氨基酸同源序列比对及保守结构域分析。与拟南芥黄酮类代谢相关的MYB转录因子及荞麦同源MYB转录因子序列比对,基于邻近法构建系统进化树;实时荧光定量PCR技术分析芦丁合成途径中5个关键酶Ft CHS、Ft F3H、Ft4CL、Ft FLS-like和Ft UFGT及上述克隆到的MYB转录因子在不同组织中的表达模式。基于高效液相色谱法(HPLC)测定全生育期取材组织的芦丁含量。同时采用相关性分析方法分析不同组织中芦丁含量变化与基因表达模式的相关性。转换上述数据为矩阵,采用欧式距离法构建共表达层次聚类图谱。【结果】克隆到2个MYB类转录因子,即Ft MYB7和Ft MYB9,其核酸序列长度分别为876和912 bp,分别编码291和303个氨基酸残基。氨基酸序列同源性比对分析结果表明,二者均具有典型的R2R3保守结构域,为R2R3类型的MYB转录因子。结合Nr数据库中17个苦荞和3个拟南芥黄酮类代谢相关MYB转录因子同源氨基酸序列构建系统进化树,结果表明这22个基因分成6大类群,其中Ft MYB7属于第II类群,Ft MYB9属于第IV类群,二者分属于不同类群,暗示这2个MYB转录因子可能涉及调控植物生长发育过程中不同功能类型。荧光定量结果显示,Ft MYB7在S3(真叶期)和S5(现蕾期)基因相对表达量最高,达到501和867倍;Ft MYB9在S1(萌发期)和S2(子叶期)相对表达量最高,分别为34和72倍。上述基因表达量与芦丁含量变化模式相关性分析表明,8个生长时期中,Ft4CL、Ft CHS、Ft F3H、Ft UFGT和Ft MYB7相对表达模式与芦丁含量变化幅度呈正相关,其相关系数分别为0.748、0.683、0.704、0.890和0.862。而Ft FLS-like和Ft MYB9与芦丁含量的变化幅度呈负相关,其相关系数分别为-0.442和-0.501。【结论】Ft MYB7和Ft MYB9转录因子在整个生育时期中表达模式存在明显差异。其中Ft MYB7可能在苦荞芦丁积累的过程中起到正调控作用,而Ft MYB9则为负调控作用。     

La(NO_3)_3对马哈利樱桃组培苗快繁的影响

研究了不同浓度的La(NO3)3对马哈利樱桃组培苗快繁的生长发育和生理作用的影响,结果表明:(1)在添加不同浓度的La(NO3)3(5~40 mg.L-1)与不添加La(NO3)3的马哈利樱桃组培苗快繁培养基上相比,平均出芽数、单株鲜重、株高和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性以及叶绿素含量都有所提高。(2)不同浓度之间的La(NO3)3(5~40 mg.L-1)对马哈利组培苗的平均出芽数、单株鲜重、株高和SOD、POD以及叶绿素含量都有所不同,其中La(NO3)3浓度为20 mg.L-1时,为马哈利樱桃组培苗生长发育的最适浓度。     

渗透调节物质及有机附加物对小麦体细胞胚发生影响的研究(英文)

[Objective] The study aimed to reveal the effect of osmosis-regulating substances and organic appendices on somatic embryogenesis in wheat. [Method] The suitable concentration combination of appendices was optimized by adding different concentrations of osmosis-regulating substances including mannitol, sorbitol and organic appendices such as Gln, CH and LH, into the somatic embryogenesis in wheat. [Result] The mannitol or sorbitol lower than 40 g/L was helpful for improving somatic embryogenesis; there was no significant difference in the induction rate of somatic embryogenesis when 300-500 mg/L Gln、CH or LH was respectively added into the induced medium, while somatic embryogenesis could be enhanced dramatically in the presence of 500 mg/L Gln together with 300 mg/L CH. [Conclusion] Somatic embryogenesis could be improved to some extent by different concentrations of osmosis-regulating substances and organic appendices, which laid foundation for establishing a more perfect system of somatic embryogenesis in wheat.     

HPLC法测定30个荞麦品种芦丁含量的研究

采用快速高效液相色谱法(HPLC)测定30个荞麦品种不同组织中的芦丁含量,为开发利用荞麦的药用价值提供科学依据。色谱条件为:安捷伦C18柱(150 mm×4.6 mm,5μm),柱温30℃,流动相甲醇∶水(V/V)为46∶54,流速1 mL/min,进样量5μL,检测波长257 nm。结果表明,苦荞花、叶和茎的平均芦丁含量高于甜荞,各器官芦丁含量大小依次为花>叶>茎。该方法灵敏、可靠、重现率好,为进一步选育高芦丁含量的荞麦品种以及将其用于医药工业的提取奠定了基础。     

谷子MRP蛋白家族序列特征、分子进化及表达模式分析

本研究旨在深入了解谷子叶酸转运家族成员的基因结构和表达模式,为谷子体内叶酸转运分子机制的研究奠定基础。使用Phytozome、Clustal X、MEGA7.0等在线工具和软件,对谷子MRP家族成员进行生物信息学分析;基于谷子谷穗有参转录组测序数据,分析谷子MRP家族成员表达模式。结果显示,谷子MRP蛋白家族成员共21个,在7号染色体分布最多,有8个基因;17个谷子MRP蛋白偏碱性和4个偏酸性,根据疏水值判断其均为亲水性蛋白;成员SiMRP7、SiMRP12基因的表达量与谷子组织中的总叶酸含量表现出协同降低的趋势,推测这两个蛋白可能对谷子叶酸的积累起到调控作用。本研究有助于进一步鉴定叶酸转运相关蛋白,为后续研究叶酸代谢途径及谷子基因挖掘提供了理论基础。     

正交优化枣树ISSR-PCR反应体系的研究

为建立适用于枣树ISSR-PCR的最佳反应体系,本研究针对Mg2+、dNTPs、TaqDNA聚合酶和引物共4个因素分别设置4个浓度水平进行正交优化设计。采用极差、方差和多重比较的方法进行分析,以期获得最佳优化体系。研究结果表明:20μLISSR-PCR反应体系中4个因素的最佳浓度分别为2.0mmol/LMg2+、0.2mmol/LdNTPs、0.05U/μLTaqDNA聚合酶和0.6μmol/L引物。采用该优化体系对枣树不同品种进行扩增,扩增条带清晰、锐利,进一步证实了该体系的稳定性。     

花青素积累与谷子低温胁迫响应的关系

为探究花青素积累与谷子低温胁迫响应的关系,本研究以绿叶和富含花青素的紫叶谷子品种为材料,通过对不同品种幼苗进行低温和常温(对照)处理,观察叶片中色素分布,测定叶片光合作用以及花青素、相对叶绿素、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量。结果表明,低温诱导后紫叶品种叶片花青素主要分布在叶肉细胞和上下表皮细胞,而绿叶品种叶片中几乎无花青素积累。低温诱导后紫叶品种花青素变化明显,绿叶品种无明显变化;与对照相比,低温诱导12 d紫叶品种B13、B45、B55花青素含量分别增加了234%、226%、126%。低温诱导后,紫叶品种叶片的净光合速率(Pn)和相对叶绿素含量均降低,但SS和Pro含量显著升高,MDA含量无规律性变化。相关性分析结果表明,低温诱导12 d紫叶品种叶片花青素含量与相对叶绿素含量、Pn呈极显著负相关,而与Pro含量、SS含量呈极显著正相关,相对叶绿素含量与Pn呈正相关。由此可知,紫色谷子品种叶片花青素的合成可以被低温诱导,且与Pro、SS共同参与植物对低温胁迫的响应。本研究为探索紫叶谷子的抗寒性以及扩大其种植区域提供了理论依据。     

蛋壳粉末对白菜根肿病的防治效果

以蛋壳粉末为试材,采用灌菌法和密封菌土法接种,测定了蛋壳粉末对白菜根肿病的防治效果。结果表明:密封菌土法接种比灌菌法接种更易发病;在室内蛋壳粉末对白菜根肿病的防治效果测定结果显示,1∶5蛋壳粉末和土壤混合处理对白菜根肿病的防效最高(64.2%)。室内蛋壳粉末盆栽测试结果显示,1∶5蛋壳粉末和土壤混合处理的pH值为6.95,比对照pH值提高了1.4。因此,采用具有钙离子为主成分的蛋壳粉末和土壤混合处理能有效地防治白菜根肿病。     

高等植物线粒体基因组研究进展

高等植物线粒体基因组在目前已知生物中是最大、最复杂的, 阐述了高等植物线粒体基因组的最新研究进展。从全基因组的测序方法开始,重点介绍了高等植物线粒体基因组的组成和结构特点,特别是基因含量、内含子、基因间隔序列、RNA编辑、重复序列、叶绿体和细胞核与线粒体之间的DNA交换以及线粒体基因的遗传起源和进化等热点问题,以期为更好的了解核质互作、植物进化等科学问题奠定基础。