葡萄Actin基因家族的鉴定及进化和表达分析

采用生物信息学方法从葡萄(Vitis vinifera Linn.)全基因组中鉴定Actin基因家族,并对各基因的染色体定位和结构特征,编码蛋白质的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统进化,以及不同组织的基因表达进行研究.结果表明:葡萄Actin基因家族16个基因分布在12条染色体上.16个基因的结构特征及其编码蛋白质的理化性质差异较大.16个基因的长度及其内含子总长度的变化范围较大,编码序列(CDS)和外显子总长度的变化范围较小.除登录号GSVIVG01008254001和GSVIVG01014035001的基因外,其他14个基因的GC含量均低于其CDS的GC含量.除登录号GSVIVG01008254001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质的理论相对分子质量为12534.54~82612.33,理论等电点为pI 4.92~pI 9.13.16个基因编码蛋白质的消光系数为14105~73645,脂肪族氨基酸指数为65.54~92.06,其中9个为稳定蛋白,7个为不稳定蛋白.除登录号GSVIVG01014035001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质均为亲水性蛋白.登录号GSVIVG01016517001的基因编码的蛋白质定位于细胞质和细胞核,其他15个基因编码的蛋白质定位于细胞质.二级结构和三级结构显示:葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质均由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,且总体以无规则卷曲为主.系统进化分析和不同组织的基因表达分析结果显示:与拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕相似,葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质分为3个亚家族,ClassⅡ亚家族(营养型)包括登录号GSVIVG01003099001和GSVIVG01026580001的基因编码的蛋白质,这2个基因在所有组织中的表达均较高;ClassⅢ亚家族(生殖型)包括登录号GSVIVG01033494001、GSVIVG01024980001和GSVIVG01016550001的基因编码的蛋白质,这3个基因在花粉、雄蕊和花中的表达均较高;ClassⅠ亚家族包括其他11个基因编码的蛋白质,这11个基因在各组织中的表达总体上较低.研究结果显示:葡萄Actin基因家族的表达具有组织特异性.     

不同光质补光对促早栽培‘瑞都香玉’葡萄果实品质的影响

以4年生‘贝达’嫁接的早熟葡萄品种‘瑞都香玉’为试材,研究设施促早栽培条件下,紫外光、蓝光和红蓝光不同光质补光对果实品质的影响,结果表明: 促早栽培节能日光温室内环境属于典型的弱蓝紫光和弱紫外光环境.与对照(未补光)相比,夜间6 h的蓝光和紫外光补光处理可显著加快葡萄果实发育过程中质量和果粒纵横径的增大、果实糖含量的升高以及酸含量的下降,红蓝光效果不明显.果实成熟期紫外光补光处理果实的单粒质量最高,蓝光与红蓝光处理显著高于对照;蓝光补光处理果实葡萄糖、果糖和总糖含量最高,紫外光次之,红蓝光略高于对照.与对照相比,蓝光补光处理可显著加快果实中里那醇、α-萜品醇、橙花醇等萜烯类组分含量高峰的出现,而紫外光、红蓝光补光处理差异较小.果实成熟期蓝光补光处理果实中里那醇、香茅醇等萜烯类物质含量最高,紫外光补光处理里那醇含量较高,香叶醇、己醛、E-2-己烯醛等主要香气物质的含量最高,而红蓝光补光处理里那醇的含量与对照相比有所降低.紫外光、蓝光和红蓝光3种光质补光处理均增加了果实中醛酮类物质的种类及含量.表明蓝光补光处理果实发育最快,成熟最早,糖含量最高,里那醇等萜烯类物质含量高峰出现的时间最早;紫外光补光处理果实的单粒质量最大,主要萜烯类组分含量高;红蓝光补光处理对改善果实品质的效果不明显.     

不同颜色果袋对‘巨峰’葡萄果实中挥发性成分的影响

以‘巨峰’葡萄为试材,研究白袋、绿袋、红袋、蓝袋4种不同颜色果袋对葡萄成熟期果实中挥发性成分的影响,为葡萄专用果袋的研发提供理论依据.结果表明:不同颜色果袋可为葡萄果实的发育提供特定的光环境,不同套袋处理葡萄成熟期果实中的挥发性成分差异显著.‘巨峰’葡萄成熟期果实中检测到酯、醛、醇、酮类、萜烯类和芳香族化合物,对照、白袋、绿袋、红袋和蓝袋处理成熟期果实检测到的挥发性组分分别为33、37、38、32和34种.与对照相比,白袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛、癸醛含量增加;绿袋处理除3-己烯酸乙酯、反式-2-己烯酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、反式-2-己烯醛、(反,反)-2,4-己二烯醛、癸醛、苯乙醇外,其他共有组分的含量均出现降低;红袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现降低;蓝袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等主要酯类物质的含量未发生较大变化,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现升高.在非共有组分中,套袋处理中醇类组分的种类减少,萜烯类、芳香族化合物的种类增加.总体上,蓝袋处理果实中主要的‘果香型’酯类组分含量最高,白袋处理果实中主要的酯类组分及‘青草香型’的醛类组分含量较高,绿袋、红袋处理果实主要香气组分含量较低.     

温度和盐胁迫对草莓开花进程和相关基因表达的影响

为探究草莓花器官对高温、低温、盐胁迫的响应特征,该研究以草莓品种‘甜查理’为试材,设置0℃、4℃、25℃(CK)、37℃、200 mmol/L NaCl、400 mmol/L NaCl等逆境胁迫处理,考察草莓花外观形态、生长发育状态、花器官抗氧化酶活性,以及3个草莓花器官分生组织特异性基因、12个成花途径基因、3个抗氧化酶基因、6个抗逆基因的表达等。结果显示:(1)0℃、4℃、37℃、200 mmol/L NaCl、400 mmol/L NaCl溶液处理均抑制了草莓花的开放,0℃低温显著抑制草莓花器官的开放,并对草莓的花器官造成伤害。(2)当草莓植株受到高温、低温、盐胁迫时,其花器官内抗氧化酶SOD、POD、CAT活性及MDA含量均得到提高,其相关抗氧化酶基因的表达水平也相应提高。(3)0℃、4℃、37℃以及200 mmol/L NaCl、400 mmol/L NaCl溶液处理均显著降低了草莓花器官FaAP1、FaLFY、FaFD、FaSOC1等成花基因的表达量;0℃低温诱导了FaICE、FaRD29A、FaCOR、FaAFP等4个抗寒基因的表达水平;200 mmol/L NaCl、400 mmol/L NaCl的盐胁迫显著提高了FaP5CS基因的表达量。研究表明,0℃、4℃、37℃、200 mmol/L NaCl、400 mmol/L NaCl溶液处理不同程度抑制了草莓的开花进程,对草莓花器官造成伤害;不同逆境胁迫处理显著提高了草莓花器官SOD、POD、CAT活性以及MDA含量,相应的抗氧化酶基因表达得到上调,同时显著降低了草莓成花途径相关基因表达,增强了相关抗逆基因的表达水平。     

国际葡萄品种目录数据库的使用与分析

葡萄是世界上最重要的果树之一,在世界范围内拥有上万份的种质资源,其遗传多样性非常丰富。近年来,随着葡萄产业与计算机信息通信技术的飞速发展,建立葡萄种质资源网络数据库显得尤为重要。1984年,德国Geilweilerhof葡萄育种研究所在国际植物遗传资源委员会(IPGRI,现更名Bioversity International)与国际葡萄和葡萄酒组织(OIV)支持下,建立了世界上最丰富的葡萄种质数据库——国际葡萄品种目录(VIVC,Vitis International Variety Catalogue)。为了让广大葡萄育种者和科研人员更好地认识VIVC的功能及其所登录的大量葡萄种质的特点,达到促进对葡萄种质资源的利用与创新,本研究介绍了VIVC的主要功能与数据库中登录的葡萄种质资源的情况,并对这些葡萄种质的育种地区、用途、果皮色泽、花器类型、种子有无等性状以及SSR标记在葡萄种质鉴定中的利用等进行了分析。