黄瓜CsGA20ox1异源表达促进拟南芥植株发育

GA20ox1在植物的种子萌发和植株生长发育过程中起着重要的作用,而黄瓜CsGA20ox1基因在植株生长发育的作用尚不明确。本实验以黄瓜和拟南芥为材料,采用同源克隆和PCR技术分离克隆了黄瓜赤霉素20-氧化酶基因CsGA20ox1,对黄瓜CsGA20ox1基因在植株生长发育的作用进行了初步探究。系统进化树分析显示,CsGA20ox1与At GA20ox1亲缘关系最近;基因表达分析表明CsGA20ox1在黄瓜幼叶和开花当天的子房中表达量较高。亚细胞定位表明黄瓜CsGA20ox1同时在细胞核和细胞质中表达。通过农杆菌介导的遗传转化获得CsGA20ox1超量表达拟南芥转基因植株,拟南芥转基因植株的发芽速率得到显著提高,并且莲座叶面积、叶片面积和叶柄长度显著增大。DIC实验统计结果表明CsGA20ox1增大了表皮细胞面积。     

番茄RAV基因家族鉴定及生物信息学分析

RAV (Related to ABI3/VP1)基因是植物特有的转录因子,在调控胁迫响应和生长发育等过程中起着重要作用。为了明确番茄RAV基因家族成员并为其功能研究奠定基础,本研究在番茄全基因组范围内鉴定了RAV基因并对其进行系统的生物信息学分析。结果表明,番茄中有9个RAV家族基因,可以分为4个分支且同一分支内的基因结构和结构域相对保守。番茄、水稻和拟南芥RAV基因的同源进化关系、基因结构和保守基序分析结果表明,3个物种中的RAV基因的进化相对保守,预示着其功能的相似性。共线性分析结果表明,片段复制事件对番茄RAV基因家族的进化和扩张起着重要作用。与水稻RAV基因相比,番茄和拟南芥的RAV基因的进化关系更近。顺式作用元件分析表明,番茄RAV可能通过参与激素代谢参与逆境胁迫和生长发育等生物学过程。本研究结果揭示了番茄、拟南芥和水稻RAV基因的同源进化关系和番茄RAV基因的潜在功能,为进一步研究番茄RAV基因的生物学功能提供理论基础。     

黄瓜SUN家族的鉴定及其对逆境的响应

黄瓜(Cucumis sativus L.)是中国主要蔬菜作物之一,具有很高的经济价值。植物特有的IQ67结构域蛋白(SUN)家族成员是钙传感器的下游靶标,能够参与植物发育和基础防御反应。本研究通过黄瓜基因组新组装版本(v3.0),对黄瓜SUN基因家族成员进行了全基因组的鉴定和分析。结果表明,黄瓜SUN基因家族包含29个成员,编码的蛋白均含有保守的IQ67结构域。黄瓜SUN家族成员基因启动子区域含有多个响应激素和胁迫反应的顺式作用元件,通过分析公共已发表的转录组数据,本研究发现SUN家族基因可能在黄瓜果实生长发育及生物和非生物胁迫中起重要作用。研究结果为进一步了解SUN家族基因的功能提供了一定基础。     

黄瓜果实表面蜡粉形成及其影响因素研究进展

根据国内外相关研究结果,综述了黄瓜果实表面蜡粉及其形成机制、影响蜡粉形成的因素以及嫁接对蜡粉形成的影响。黄瓜果实表面的蜡粉是由4～8个无核细胞组成且表面硅化的球状体,蜡粉形成过程有硅参与,蜡粉的有无或多少受一对主效基因控制,同时可能存在与之相关的修饰基因。温度、湿度、光照等环境因素以及嫁接砧木均对蜡粉形成有显著影响,砧木可能通过改变嫁接黄瓜的硅吸收特性而影响蜡粉的形成。     

黄瓜果刺大小遗传分析

以大果刺黄瓜自交系CNS5和小果刺黄瓜自交系RNS4为亲本,构建P_1、F_1、P_2、B_1、B_2和F_26世代群体,利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析法,对连续两季的黄瓜果刺大小的表型值(基座直径)进行遗传分析,以探究黄瓜果刺大小性状的遗传规律。结果表明,黄瓜果刺大小的遗传符合C-0模型,即加性-显性-上位性多基因混合遗传模型。多基因加性和显性效应均为正向,基因上位性效应累计为正向。2016~2017年连续两季F_2群体中多基因遗传率分别是79.21%和71.25%,相对较高,环境效应分别为20.79%和28.75%,影响较小。在基因定位策略上,选择高代回交群体效果会更好。     

番茄过表达SlMYB102对种子萌发及生长的影响

番茄（Solanum lycopersicum L.）基因组中已鉴定到121个R2R3-MYB转录因子,但其中绝大多数的生物学功能仍然未知。为探究R2R3-MYB转录因子基因SlMYB102的功能,从‘Micro-Tom’番茄中,利用PCR技术克隆了SlMYB102的编码区,全长为1 089 bp。保守结构域和系统进化树分析显示,SlMYB102蛋白包含两个保守的MYB结构域,与马铃薯的StMYB34同源性最高。亚细胞定位结果显示,SlMYB102编码的蛋白定位于细胞核中。SlMYB102在根、茎、叶、花和未绿熟、红熟果实中均有表达,在茎、叶、花中表达量较高。利用农杆菌介导,将35S::SlMYB102转入番茄,获得了两个过表达株系。与野生型相比,过表达株系种子萌发速率明显升高,而植株高度、叶面积、地上部及地下部的鲜质量均显著降低。显微观察结果表明,与野生型相比,过表达株系叶片表皮细胞面积大小并没有变化,推测过表达SlMYB102是通过减少细胞分裂来抑制番茄植株的生长。     

番茄AP2/ERF超家族重鉴定及过表达SlERF.D.3株系表型分析

基于番茄基因组数据库的更新,系统地对番茄AP2/ERF超家族成员进行了更新,并对其进行了染色体定位、保守基序、基因结构和对灰霉菌及生长素胁迫响应的分析。共鉴定出141个ERF家族基因,其中新鉴定出的ERF亚家族成员42个;随机分布在12条染色体上,大都只含有外显子而无内含子,部分基因不同程度的受到灰霉菌和生长素处理的诱导表达。作为拟南芥AtERF109在番茄中的同源基因,SlERF.D.3的表达可被灰霉菌抑制且可迅速强烈地响应生长素处理。为进一步明确SlERF.D.3的生物学功能,以番茄‘Ailsa Craig’为材料克隆了此基因的编码区,构建过表达载体并转化番茄,获得了3个T0代过表达株系。与野生型相比,转基因株系的叶片较细长、向下卷曲,且果实出现乳状突起。这为研究SlERF.D.3在调节番茄的生长发育和胁迫响应过程中的作用奠定了基础。     

黄瓜TRM基因家族鉴定及分析

黄瓜是我国极为重要的一种经济作物,而果实大小是黄瓜最重要的性状之一。CsTRM5是已被定位到的控制黄瓜果形的少数基因之一,但是目前研究者对黄瓜中TRM (TONNEAU1 Recruiting Motif)家族的认识还比较少。本研究通过生物信息学技术对黄瓜TRM家族基因进行分析,从氨基酸序列的相似性、不同物种TRM的进化关系、结构域、亚细胞定位等方面进行了比较。黄瓜TRM家族共有28个成员,主要分布在1、2、3、5四条染色体上,都有细胞核定位信号。通过等电点分析我们发现,黄瓜中TRM一半偏酸性,一半偏碱性。表达特异性分析表明,大部分TRM在果实中的表达量较高,这说明TRM可能对于果实的生长发育有重要作用。