基于转录组测序的羽衣甘蓝叶色相关基因分析

叶色是羽衣甘蓝重要的观赏性状之一。本研究采用Illumina Hi-Seq2500高通量测序技术,对基因型纯合的紫叶和白叶羽衣甘蓝叶片进行转录组测序,筛选差异基因并与GO和KEGG数据库比对进行注释分析,分析羽衣甘蓝叶色形成相关基因。结果显示,获得高质量短读序共104 608 770条,筛选出紫叶相对白叶的差异表达基因1 993个,其中上调表达基因1 094个,下调表达基因899个。根据GO功能分类可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类64功能组。根据KEGG代谢通路分析可以分为171类,在叶色相关的类黄酮生物合成途径中黄酮醇合成酶(FLS)、二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)上调以及类胡萝卜素生物合成途径中的类胡萝卜素β-环化酶上调与紫叶形成关系密切。本研究丰富了羽衣甘蓝的转录组信息,获得了一些差异表达基因,为进一步研究羽衣甘蓝叶色形成的遗传机制提供了有价值的信息。     

三种土壤条件下紫茎泽兰根际的酶活性及细菌群落状况

紫茎泽兰被列为我国危害最严重的外侵植物,为探索其侵入机制,以四川省凉山州的3种主要土壤?红壤、黄壤和紫色土为研究对象,比较了根际和非根际土壤(距离根系约20 cm)的酶活性及细菌群落。结果表明,尽管土壤类型不同,根际酶活性(过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶)及微生物量碳氮显著高于非根际,说明紫茎泽兰的根系生命活动促进根际微生物生长繁殖,数量增加,活性增强,有益于土壤养分供应,促进紫茎泽兰生长,提高生存竞争优势。在不同类型的土壤中,紫茎泽兰根际细菌的分类单元数和主成分方差比非根际降低或无显著变化,说明紫茎泽兰对土壤细菌群落的影响因土壤而异。3种土壤的优势菌株种类差异极大,根际20种优势细菌中仅链霉菌1(Streptomyces1)为共有菌株,非根际仅有绿弯菌(Chloroflexi KD4-96)为共有菌株,说明紫茎泽兰能在细菌群落不同的土壤上生长,具有极强的适应性。但是,3种土壤的优势细菌均为放线菌门、变形菌门和拟杆菌门,合计占细菌总量的60.69%—78.75%;就同一种土壤而言,根际20种优势细菌中有8—11株与非根际相同。因此,土壤类型是决定细菌群落的主要因素,但因紫茎泽兰入侵而发生一定程度的变化。     

观赏羽衣甘蓝BoDFR基因的克隆及表达分析

为揭示羽衣甘蓝二氢黄酮醇4 还原酶 (DFR)基因调控花青素合成的功能,该研究对不同叶色羽衣甘蓝的叶片花青素含量进行测定,根据结球甘蓝DFR序列信息,利用 RT PCR 技术克隆羽衣甘蓝BoDFR基因并进行实时荧光定量表达分析。结果表明: BoDFR的cDNA全长为1 158 bp,编码385个氨基酸,其蛋白相对分子质量为42 925.06 Da,预测亚细胞定位为细胞质;蛋白质二级结构分析表明α 螺旋和无规则卷曲为DFR 蛋白的主要二级结构元件。序列比对显示 DFR 蛋白具有 NADPH 结合位点和底物结合位点,属于NADB Rossmann 超基因家族。系统进化分析表明,BoDFR与结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)DFR亲缘关系最近。花青素含量测定显示,紫叶羽衣甘蓝叶片中花青素含量最高,粉叶羽衣甘蓝含量较高,而白叶羽衣甘蓝叶片中检测不到花青素。实时荧光定量 PCR 分析表明,BoDFR基因表达量与花青素含量高低一致,其中紫叶羽衣甘蓝叶片中BoDFR基因的表达量最高,而白叶羽衣甘蓝心叶中仅微量表达。     

结球甘蓝PRX基因家族全基因组鉴定与逆境条件下的表达分析

Ⅲ类过氧化物酶（class Ⅲ peroxidases, PRX）在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要的作用，本研究利用生物信息学方法对结球甘蓝PRX基因家族进行鉴定，预测其结构和功能，并分析PRX基因在逆境条件下的表达模式，旨在明确甘蓝PRX基因家族的进化关系和功能。结果表明，结球甘蓝基因组中共鉴定出125个BoPRX基因家族成员，不均匀的分布在9条染色体上；编码氨基酸173-488 aa，大部分为亲水蛋白；亚细胞定位预测BoPRX基因大部分定位在叶绿体上。系统进化分析将甘蓝PRX蛋白分为5个亚族，每个亚族的成员都含有相似的外显子/内含子结构和蛋白质保守基序；启动子区域分析发现，BoPRX启动子序列中含有多种与激素和逆境等胁迫响应相关的顺式调控元件；基于转录组数据的热图分析显示，BoPRXs表达在叶绿体中最多。荧光定量PCR分析显示，6个BoPRX基因均受NaCl和PEG诱导上调；在ABA处理下，除BoPRX100外其余基因的表达在大部分时间被抑制，这些基因均受到ABA的差异调控，说明这些BoPRX基因都参与了ABA信号通路。综上所述，本研究揭示了PRX的复杂调控依赖于PRX的类型和信...     

三个甘蓝WRKY基因的克隆及其对非生物胁迫的表达

WRKY蛋白质是一类参与植物生长发育、生物和非生物胁迫以及其他生物过程的转录因子。研究甘蓝WRKY基因在逆境胁迫下的响应机制，为进一步研究BoWRKYs的抗逆功能奠定基础。以甘蓝（Brassica oleracea var. capitata L.）幼苗为试材，RT-PCR克隆BoWRKY40(BolC02g035760.2J)、BoWRKY46(BolC04g031460.2J)和BoWRKY70(BolC04g035730.2J)3个BoWRKYs；采用同源重组法构建pSuper1300:BoWRKYs-GFP载体，进行亚细胞定位；实时荧光定量PCR检测BoWRKYs在ABA、PEG8000和NaCl胁迫下的响应模式。结果表明，BoWRKY40、BoWRKY46和BoWRKY70的cDNA全长分别为873、831和864 bp，分别编码290、276和287个氨基酸，预测蛋白分子量为32.41、32.08和32.52 kD，理论等电点为6.77、6.18和5.62；多重比对分析发现3个BoWRKY蛋白结构域与拟南芥、番茄、玉米和棉花的WRKY结构域高度相似；亚细胞定位显示，3个Bo...     

基于极端混合池（BSA）全基因组重测序的羽衣甘蓝白色叶基因定位

筛选羽衣甘蓝白色叶形成相关的关键基因和位点以及心叶颜色性状的遗传规律，以羽衣甘蓝红叶亲本WR、白叶亲本WB及其构建的F2分离群体为试验材料，从F2群体中挑选红叶和白叶植株各20株，分别构建2个DNA混合池，对子代混合池和亲本分别开展50×和20×覆盖深度的全基因组重测序，定位白叶性状关联区间，并根据基因注释信息预测候选基因。结果表明，重测序获得3 987 718个单核酸多态性（SNP）标记，获得位于第2、3和9染色体的8个显著关联区间，根据基因注释和功能分析，筛选到8个候选基因（Bol030253、Bol029431、Bol012077、Bol007709、Bol030318、Bol030235、Bol030286和Bol005195）。将8个基因确定为羽衣甘蓝白叶的候选基因，可能在羽衣甘蓝叶片颜色形成过程中起着重要作用。