橡胶树树皮中ACC氧化酶基因(HbACO7)的表达特性及功能探究

天然橡胶是重要的工业原材料,主要来自橡胶树树皮中的乳管。乙烯能促进橡胶树乳管产胶和排胶,在树皮上施用乙烯利（一种乙烯释放剂）或乙烯可显著提高胶乳产量。基于本课题组前期获得的橡胶树基因组和转录组数据,克隆橡胶树中乙烯合成通路关键酶——1-氨基环丙烷基-1-羧酸（ACC）氧化酶基因家族（HbACOs）的全部8个家族基因,研究其组织表达模式。结果表明：在分析的7种组织中,尽管HbACO基因存在不同程度的冗余表达,但每种基因的组织表达模式具有明显的特异性,其中HbACO7是树皮中表达量最高的家族基因。HbACO7基因的表达在割胶季节的不同月份发生明显变化,其中在8月的表达量最高。成功构建了HbACO7基因的原核表达载体,实现其在大肠杆菌BL21中的诱导表达。纯化后的HbACO7重组蛋白具有明显的ACO酶催化活性,成功地催化了乙烯的体外合成。该结果将为后续橡胶树树皮中的乙烯生物合成调控机制研究提供参考。     

81份辣椒种质资源表型性状的遗传多样性分析

本研究以81份辣椒为研究材料,对20个表型性状进行遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析。结果表明：20个表型性状的Shannon-Wiener多样性指数（H’）的变化范围为5.91～6.32,其中叶形的H′值最高,1个数量性状的变异系数（coefficient of variation, CV）为29.28%,表明81份辣椒种质的表型性状具有丰富的遗传多样性。相关性分析表明,各表型性状间的相关系数中达到显著或极显著的性状有65对,说明大部分表型性状间相互影响。主成分分析结果表明,前4个主成分累计贡献率为57.526%,代表了辣椒表型性状的主要信息量,说明这4个主成分可反映20个表型性状的基本特征;从特征值和贡献率来看,果形、果肩形状、叶形、首花节位、辣味、果色表明光滑度、子叶颜色、主茎色、花药颜色、下胚轴颜色和花柱颜色是引起辣椒种质表型差异的主要因素。聚类分析结果表明,在遗传距离为16.0时,81份辣椒种质可聚为5个类群,有效区分了不同亲缘关系的种质;其中第Ⅰ类群包含21份种质,均为黄灯笼辣椒,主要特征是浅绿色子叶、扁灯笼果形、辣味极辣;第Ⅱ类群包含38份种质,以灯笼椒为主...     

植物中SWEET蛋白的研究进展

SWEET蛋白属于一类新型的糖转运蛋白,介导糖类物质的跨膜双向运输.之前的研究证实SWEETs作为糖外排转运蛋白在植物生长发育的一系列生理过程中起着重要的作用.其参与韧皮部的装载和植物激素的转运、花、果实和种子的发育、植物与病原菌之间的互作和植物与微生物之间的共生等.本研究将围绕SWEET蛋白的结构特征、系统进化、转运...     

橡胶树HbRAN1基因的克隆与表达分析

利用本课题组获得的二代测序(FLX454)转录组数据库,筛选并克隆获得到1条969 bp的核苷酸序列,该序列编码1个由221个氨基酸组成的25.11 ku蛋白,氨基酸同源性分析发现,此氨基酸序列具有GTPase活性区域,属于小G蛋白RAN亚家族,且与蓖麻、烟草、水稻、小麦等的RA N1基因序列高度同源,命名为HbRA N1(GenBank登录号:KC577150).实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因受割胶、伤害、高温、低温、干旱及乙烯利等因素调控,同时其表达模式与橡胶树死皮程度相关,但对SA、GA、JA、ABA、CTK、2,4-D等激素处理应答不明显.结果表明,HbRA N1基因编码1个典型的RAN蛋白,可能在橡胶树抗逆过程中起作用,可作为橡胶树抗逆分子育种的靶标基因.     

参薯金属硫蛋白基因DaMT2a的克隆与表达分析

金属硫蛋白属于一类富含半胱氨酸,能够与重金属离子结合的低分子量蛋白质,在植物抗逆过程中起着重要作用。本研究从参薯中克隆了一个金属硫蛋白基因,命名为DaMT2a (与金属硫蛋白MT2a同源),序列分析显示克隆获得的金属硫蛋白基因的c DNA长度为540 bp,包含了3个外显子和2个内含子,编码79个氨基酸,具有金属硫蛋白基因家族的保守结构域。进化树分析表明DaMT2a属于金属硫蛋白Type2类成员。利用实时荧光定量PCR技术研究了其在正常组织及胁迫条件下的表达特性。结果表明DaMT2a主要在参薯的茎和雄花中大量表达,机械伤害可显著上调DaMT2a基因表达,高温处理则明显下调DaMT2a基因表达,乙烯利和脱落酸处理上调DaMT2a基因的表达。本研究为参薯抗逆相关金属硫蛋白基因的筛选和功能鉴定提供了参考依据。     

巴西橡胶树CCaMK基因家族成员的鉴定和表达分析

钙/钙调素依赖型蛋白激酶(CCa MK,calcium-and calmodulin-dependent protein kinase)是一种钙离子结合蛋白,在钙信号传导过程中起重要作用。本研究以已发表的CCa MK序列作为检索序列,对橡胶树和其他5种植物(木薯、水稻、杨树、蓖麻和拟南芥)的基因组和转录组数据进行全面搜索,鉴定得到6个CCa MK基因,其中包括一个橡胶树CCa MK基因,命名为Hb CCa MK1。序列分析发现:5种植物的CCa MK氨基酸序列同源性较高,为73%~94%。基因结构分析发现,Hb CCa MK1和所分析的其他植物CCa MK一样均,含有6个内含子、1个蛋白激酶结构域和3个EF-hand结构域;从结构和进化上看,Hb CCa MK1和蓖麻、木薯2种植物的CCa MK具有较近的亲缘关系;在表达方面,Hb CCa MK1在橡胶树根中表达丰度最高,其次为树叶和花;另外,Hb CCa MK1的表达还与叶片发育、真菌侵染和低温胁迫有关。     

刺梨果实转化酶提取方法的比较及酶学特性分析

刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)果实蔗糖转化酶通过调控蔗糖分解影响果实的生长发育和品质形成。基于不同提取方法能够影响植物蔗糖转化酶的提取效率和活性,本研究以‘贵农7号’刺梨为材料,比较了液氮研磨样品和提取液研磨样品下6种提取刺梨果实转化酶方法的效果,探究了可溶性转化酶的酶学特性。结果表明：液氮研磨法对刺梨果实转化酶活性影响较大,其中可溶性酸性转化酶（Soluable acid invertase,SAI）活性丧失严重,而细胞壁酸性转化酶(Cell wall-bound invertase,CWI)和中碱性转化酶(neutral or alkaline invertaes,N/A-INV)均无活性。采用提取液研磨样品,用Hepes-NaOH法提取刺梨果实转化酶的效果最好,SAI、CWI和N/A-INV的酶活性最高,分别为3.16、2.09和2.09μmol(glucose,fructose)/[g(FW)·h];磷酸钠法次之。从比活力来看,Hepes-NaOH法提取的可溶性转化酶比活力亦最好。酶学特性分析表明SAI的最适温度为60℃、最适pH值为4.5-5.0、Km值为87.15mM;N/A-INV的最适温度为45-50℃、最适pH值为8.5、Km值为3.46mM。本研究结果为刺梨果实蔗糖转化酶的提取和蔗糖转化酶生物学功能的深入研究奠定了基础。     

巴西橡胶树HbACO16基因的克隆与功能分析

天然橡胶是一种战略性工业原料,中国消费的天然橡胶严重依赖进口。外源乙烯刺激可以激活橡胶树树皮乙烯的合成并提高橡胶树胶乳产量,但是其分子机制仍不清楚。1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)是植物体内乙烯生物合成途径中的关键酶,本研究从橡胶树树皮中克隆了预测的HbACO16的编码序列,通过生物信息学对其理化性质进行初步分析,该基因编码362个氨基酸,等电点为6.04,预测蛋白大小为48 kD。为了进一步验证其体外酶活性,在大肠杆菌中表达了HbACO16的重组蛋白,结果表明HbACO16重组蛋白不具有ACO酶活性。本研究为解析橡胶树内源乙烯合成中关键蛋白ACO的生理功能提供了参考。     

一种大量提取猕猴桃不同组织高质量总RNA的方法

在CTAB法的基础上,经过多方面改进,提取了"红阳"猕猴桃7种组织(果实、雄花、雌花、叶片、种子、皮、根)的总RNA。利用琼脂糖凝胶电泳和超微量核酸蛋白测定仪检测了该方法和试剂盒法提取的RNA的完整性、纯度和浓度。结果显示:采用这两种方法提取到的猕猴桃不同组织的总RNA,能检测到18S和28S两条清晰完整的条带,A₂₆₀/A₂₈₀值在1.8～2.0间,A₂₆₀/A₂₃₀值大于2.0。进一步的RT-PCR验证结果表明采用这两种方法提取到的RNA质量较高,均达到了分子生物学实验的要求。因此,本文改良的CTAB法适用于猕猴桃各组织高质量总RNA的大量提取。     

植物中活性氧的研究进展

为了增强对ROS功能的认识,增加对ROS在橡胶树死皮病中的作用以及对橡胶树高产分子机制的了解,本研究归纳了ROS产生和清除途径、影响其代谢的因子、ROS在植物中的功能以及ROS检测方法等,着重分析了橡胶树乳管细胞中的ROS产生和清除体系,指出线粒体也是乳管细胞中产生ROS的重要细胞器,并在最后做出展望。