‘红地球’葡萄VvARF18功能分析

【目的】生长素响应因子ARF是生长素信号转导途径中的重要调控因子,在植物生长发育和各类生理过程中发挥着重要作用。分析‘红地球’葡萄VvARF18启动子、异源表达、内源激素含量及其对激素响应的表达,以探究VvARF18在‘红地球’葡萄生长素（IAA）信号转导途径及花芽分化进程中的作用机理。【方法】以设施‘红地球’葡萄花芽为试验材料,通过同源克隆获得VvARF18序列,利用在线数据库PLACE分析启动子的顺式作用元件。以pCAMBIAI2300植物表达载体为基础,通过双酶切和同源重组法构建植物超表达载体pC2300-VvARF18。采用电击法将重组载体pC2300-VvARF18转化至根癌农杆菌GV3101菌株中,以本氏烟草叶片为外植体,通过农杆菌介导的愈伤组织转化法转入烟草中,经PCR检测获得阳性转基因幼苗。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对转VvARF18烟草株系表达水平进行分析,筛选出高表达量的转基因株系培养至T3代,并分别进行IAA和GA3处理,以分析VvARF18的表达情况。通过酶联免疫法测定转基因烟草花芽和叶片中的IAA、GA、ABA、CTK含量。【结果】‘红地球’葡萄...     

红地球葡萄生长素响应因子VvARF7基因克隆及其光响应分析

生长素是一类重要的植物内源激素，在植物的生长发育过程中具有重要作用，而生长素响应因子(ARF)是一类受生长素调节的转录因子，在生长素信号调控途径中起重要作用。因此，本研究以设施栽培的红地球葡萄VvARF7基因为对象，对其进行生物信息学及在红蓝光处理下的表达响应分析，为进一步研究其作用机制提供参考。结果显示，VvARF7基因全长3 468 bp,编码1 155个氨基酸，相对分子质量为12 958,蛋白质等电点为6.66。VvARF7与河岸葡萄VrARF7-like亲缘关系最近，为亲水蛋白质；二级结构中β-转角占8.14%,延伸链占14.63%,α-螺旋占27.27%,无规则卷曲占49.96%,属于核定位蛋白质。启动子序列分析结果表明，VvARF7主要包括激素应答和光调控顺式作用元件。qRT-PCR结果表明，在花芽分化过程中处理组VvARF7相对表达量在5月30日-8月15日低于对照组，花芽分化后期(6月30日-7月30日)在处理组中的相对表达量显著低于对照组。由此推测VvARF7响应红蓝光(4∶1)参与葡萄花芽分化过程的调控。     

‘红地球’葡萄花芽分化过程中的转录组分析

【目的】 葡萄是我国重要的果树树种,花芽分化直接影响葡萄的质量和数量。对‘红地球’葡萄花芽分化过程中的花芽进行比较分析,探索‘红地球’葡萄花芽分化机制,挖掘关键基因,为了解‘红地球’葡萄花芽分化提供理论基础。【方法】 对‘红地球’葡萄花芽分化过程中4个发育阶段：S1（未分化期）、S2（花原始体发育期）、S3（花序主轴发育期）和S4（花序二级轴发育期）的芽进行形态学观察和植物激素测定,并进行转录组测序分析及验证。【结果】 ‘红地球’葡萄花芽分化过程中共发现13 729个差异基因,其中S1-S2、S2-S3、S3-S4和S1-S4分别有4 158、2 050、3 425和7 652个差异基因。在S1-S4差异基因的富集调控网络中发现差异基因在激素介导的信号通路、脱落酸代谢过程、对酸性化学物质的反应和植物细胞壁组织或生物发生等通路富集。在激素介导的信号通路中发现大量与生长素、赤霉素和脱落酸等相关基因,测定表明,生长素在S2时期含量最高,而在S3和S4时期含量最低;赤霉素含量在花芽分化过程中不断降低,在S4时期为S1时期的80%;脱落酸含量在S1和S4时期较高,而在S2时期最低。此外,S1-S4差异基因来自转录因子家族（MYB、ERF、bHLH和MADS-box等）,表明这些转录因子家族基因参与了‘红地球’葡萄花芽分化。对差异表达的13个MADS-box家族基因进一步分析表明,MADS8、AGL65、AGL15、AGL12和MADS2在花芽分化进程中表达上调,而AGL30、LeMADS、FBP24、AGL14和MADS3表达下调。对这些MADS-box基因进行qRT-PCR验证,基因表达趋势与转录组数据一致且相关系数较高,表明数据分析结果可靠。【结论】 ‘红地球’葡萄花芽分化是一个复杂的生物过程,其中,植物激素介导的信号通路以及MADS-box家族基因在花芽分化中发挥重要作用。研究结果提供了一个关于转录因子、基因和激素的信息,有助于揭开这一复杂的发育过程,并为‘红地球’葡萄花芽分化综合模型的建立提供理论基础。