油木奈果实苯丙氨酸解氨酶基因的分离与表达分析

该试验从(木奈)褐变果实均一化全长cDNA文库中获得一个苯丙氨酸解氨酶全长基因,命名为PsPAL,并对该基因进行了生物信息学分析和表达模式的研究.结果表明:(1) PsPAL基因全长2 497 bp,开放阅读框为2 154bp,编码718个氨基酸,蛋白质分子量为78 kD,理论等电点为6.6.(2)系统进化树比对分析表明,PsPAL蛋白与蔷薇科甜樱桃PaPAL属于同簇,具有苯丙氨酸解氨酶-组氨酸解氨酶(PAL-HAL)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)保守区域.(3) P.sPAL在(木奈)果实发育的前期表达量较高,在花后50 d表达量最高,随后开始下降,在成熟果中表达较弱.(4)荧光定量PCR分析表明,在响应机械损伤和低温处理后,与对照相比,PsPAL呈明显的上调表达趋势;高温和无氧处理后PsPAL呈先上升后下降的趋势;乙烯处理后,PsPAL呈上调-下调-上调的变化趋势.     

苦瓜果实β-半乳糖苷酶基因的克隆、表达及亚细胞定位

根据已构建苦瓜果实均一化文库中获得的1个与β-Gal基因相关的EST序列,采用经3’RACE技术,克隆获得1 个苦瓜β-Gal基因的cDNA 序列McGAL,全长为2261bp,开放阅读框2187bp,编码719个氨基酸。该基因在GenBank 基因数据库的登录号为AFD54987.1。应用生物信息学软件对McGAL氨基酸序列分析表明,McGAL含有糖苷水解酶家族35的保守结构域G-G-P-[LIVM]-x-Q-x-E-N-E-[FY],C端不含凝集素结构域。二级结构显示,该酶含有α-螺旋（19.89%）,伸展链（26.98%）,β-转角（6.54%）和无规卷曲（46.59%）。McGAL氨基酸序列与鹰嘴豆、苜蓿、绿豆、大豆、羽扇豆的氨基酸序列的同源性分别达到73%、73%、73%、72%和71%。亚细胞定位结果表明,McGAL定位在线粒体膜上。荧光定量结果表明,McGAL在果实绿熟期表达量最高并随之下降,该基因可能与果实成熟软化初期相关。     

茶树CsIDI1和CsIDI2基因的克隆及其表达分析

该研究在茶树转录组测序基础上,以铁观音品种茶树为材料,采用RT-PCR技术,克隆了茶树异戊烯基焦磷酸异构酶(IDI)的2个编码基因(CsIDI1和CsIDI2)的cDNA全长序列。CsIDI1的全长为1 378bp,其开放阅读框(ORF)长度894bp,编码297个氨基酸,亚细胞定位预测位于叶绿体上,其氨基酸序列与葡萄IDI的相似性达95%;CsIDI2的全长为1 216bp,其ORF长度为717bp,编码238个氨基酸,亚细胞定位预测位于细胞质上,其氨基酸序列与芝麻IDI相似性达96%。CsIDI1和CsIDI2均含有典型的NUDIX水解酶域。荧光定量PCR结果表明,CsIDI1和CsIDI2基因在茶树地上部不同组织都有表达,但CsIDI2的表达量相对较高;品种间表达量分析显示,它们在父本黄旦品种及杂交后代高香型乌龙茶品种中的表达量显著高于母本铁观音品种,表现出香气上的杂种优势;在乌龙茶做青过程中,随着摇青的进行,CsIDI2的表达被显著诱导,表明CsIDIs在茶叶萜类香气物质形成中发挥重要功能。     

茉莉花JsPAL基因及其启动子克隆与表达分析

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)为茉莉花(Jasminum sambac)花香物质苯丙烷类合成的限速酶。为了解茉莉花花香形成的分子机理,以双瓣茉莉花瓣为材料,采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,克隆获得茉莉花苯丙氨酸解氨酶基因的全长cDNA(GenBank:KM406501.1),命名为JsPAL,其全长cDNA为2 220 bp,开放阅读框(ORF)为2 140 bp,编码712个氨基酸,含有lyase_I_like超家族蛋白保守域、活性位点及多肽结合位点。采用染色体步移技术,获得该基因的启动子序列。JsPAL基因上游调控序列为1 201 bp,其含有开花相关元件(CCAATBOX1)、PAL相关元件(BOXLCOREDCPAL、PALBOXPPC、PALBOXLPC、TATABOXOSPAL)以及花特异苯丙烷类相关元件(MYBPLANT)等与花香形成相关的重要顺式作用元件。实时荧光定量PCR检测结果表明,在不同组织和花瓣发育过程中,JsPAL基因在茉莉花的花蕾、花瓣中表达量较高,并且在花瓣开放过程中的22:00前表达量较高,而后呈下调趋势。     

琯溪蜜柚和度尾蜜柚自交和互交胚珠发育状况的比较

用石蜡切片技术对溪蜜柚 (Citrus grandis cv.Guanxim iyou)和度尾蜜柚 (C.grandis cv.Duweimiyou)自交和互交胚珠发育进行了比较观察。溪蜜柚的自交授粉后胚珠发育有 2种不同情形 (I型和 II型 ) , 型在授粉后5 d的珠心组织细胞有变形现象 ,接着胚囊萎缩 ,但外珠被能生长发育到 5 0 d左右 ; 型受精后胚乳发育异常 ,种子不能发育。度尾蜜柚自交胚囊中胚乳没有出现 ,在授粉后 35 d左右珠心组织和囊腔同时萎缩。互交胚珠发育正常 ,成熟果实有籽。表明两品种是自交不亲和的 ,导致了果实无籽。但两者的识别反应和阻抑部位不同 ,溪蜜柚 I型可能出现在受精前 , 型出现在受精后 ,而度尾蜜柚自交花粉管可能没有进入胚囊 ,是一种受精前的障碍。瘪籽的大小与不亲和障碍发生的时期有关。实验为进一步研究两品种的自交不亲和性遗传机理提供了实验证据 ,将有助于解决由于果实无籽导致的汁胞粒化、裂果、裂瓣等品质问题。     

二乔杜鹃无菌株系建立的初步研究

以二乔杜鹃顶芽为外植体,探讨不同花色类型、不同消毒时间、培养基中不同生长调节剂组合对其无菌株系建立的影响。结果表明,以0.1%升汞作表面消毒剂,顶芽外植体的最适消毒时间为10 min;在相同消毒条件下,白花类型的污染率低于红色类型,红花类型外植体的褐变率低于白花类型;含较高浓度ZT的初代培养基中外植体的褐变率较低。     

‘弥河银瓜’高效植株再生体系的建立

建立了以薄皮甜瓜品种‘弥河银瓜’子叶为外植体的高效再生体系。取生长5d的甜瓜子叶为外植体,置于MS+2.0mg·L-16-BA+0.5mg·L-1IBA+3.5%蔗糖+0.7%琼脂(pH5.8)的诱导培养基上培养,可获得100%芽分化频率。在不定芽伸长过程中,生长调节剂最佳浓度为0.5mg·L-16-BA+0.1mg·L-1IAA。潮霉素是较合适的筛选抗生素。     

夜香树均一化全长cDNA文库的构建及EST分析

为构建高质量的夜香树(Cestrum nocturnum)均一化全长c DNA文库,以其花朵为材料,采用DSN均一化技术与改进的SMART技术相结合,将连接产物进行脱盐浓缩后电转化进行构建。结果表明,未脱盐连接产物的转化效率为1μL连接产物有7000个菌落,理论重组率为96%;脱盐后,提升为4.1×106个菌落,理论重组率为98%;蓝斑也有插入片段,实际重组率应为100%;插入片段大小平均为1.6 kb。随机挑取500个单克隆(含50个蓝斑)测序,共获得464条EST,单一序列(unigene)为426条,占91.8%,其中片段重叠群26个,单基因400个,冗余率仅为8.1%,表明构建文库的均一化效果较好,可满足后续功能基因的筛选和基因信息的研究。     

茉莉花芳樟醇生物合成关键基因的克隆与表达分析

芳樟醇是芳香植物的重要挥发性化合物之一,橙花叔醇/芳樟醇合酶基因(NES/LINS)是芳樟醇化合物生物合成的重要调控基因。该研究以茉莉花花瓣为材料,基于茉莉花花瓣转录组测序结果,分别采用RT PCR和染色体步移技术,克隆获得NES/LINS基因的全长cDNA序列及其启动子序列,并应用SPEC GC MS和qRT PCR技术检测茉莉花开放过程中芳樟醇化合物的相对含量及JsNES/LINS基因的表达水平,并分析JsNES/LINS在植物激素处理后的表达水平,为进一步揭示JsNES/LINS基因在茉莉花芳樟醇的生物合成调控中的作用提供理论依据。结果表明：(1)获得的JsNES/LINS基因(登录号为：MH513857.1)cDNA全长为1 843 bp,开放阅读框(ORF)全长为1 755 bp,编码584个氨基酸,为亲水性稳定蛋白;NCBI BLAST分析显示,JsNES/LINS与油橄榄OeNES、金鱼草AmNES/LINS1和AmNES/LINS 2以及山茶花CsLINS的相似性分别为56%、54%、54%和50%。(2)亚细胞定位结果显示JsNES/LINS定位于细胞质中;获得了JsNES/LINS起始密码子上游1 141 bp启动子序列,PlantCare预测结果显示,该序列包含多种与植物激素和光照等响应相关的顺式作用元件。(3)GC MS分析显示,芳樟醇化合物的相对含量在茉莉花未开放18:00 时最低,半开放22:00时达到最大,随后呈下降趋势。(4)qRT PCR结果显示,JsNES/LINS的相对表达量变化与芳樟醇化合物的相对含量变化趋势一致;经IAA、GA、ABA及MeJA处理后JsNES/LINS的表达量受到不同程度的诱导表达,其中MeJA的诱导作用最为明显,诱导作用由大至小分别为：MeJA>GA>ABA>IAA。研究推测,JsNES/LINS在芳樟醇化合物的生物合成过程中具有重要调节作用,且受植物激素调控表达。     

红蓝光调控茉莉开花的转录组分析

茉莉花是多年生常绿灌木植物,因其香气芬芳怡人,常被作为天然香料的原材料。本研究通过红光和蓝光分别处理茉莉植株,以白光模拟日光作为对照,观察茉莉植株开花早晚情况,结果表明,红光处理可促使茉莉花提前开花且增加花蕾数量,而蓝光延迟茉莉开花但花蕾数量减少,且各组之间花蕾数量差异显著。采用Illumina Hiseq/Miseq 2000高通量测序技术对红光组、蓝光组及白光组的顶芽部分进行转录组测序,共得到2 452 457条单基因簇(Unigene),其中1 760 723个Unigenes注释到GO、COG、KEGG、KOG、NR、Pfam、Swiss-Prot、NOG数据库。差异表达基因分析显示,对照组vs红光组共获得894个DEGs,对照组vs蓝光组共获得2 690个DEGs,红光组vs蓝光组共获得3 828个DEGs,共有的DEGs有72个。KEGG富集分析显示对照组vs红光组与对照组vs蓝光组共有的显著富集通路包括次生代谢物生物合成、苯丙素生物合成、吲哚生物碱生物合成、光合作用、植物激素信号传导和植物-病原体相互作用等,并从中筛选出24条差异表达基因,采用荧光定量PCR技术检测其表达水平,进行相关性分析,结果表明与转录组数据显著相关。通过对转录组数据进一步分析,发掘出大量调控开花相关的激素(IAA、ETH、GA、CTK、ABA、SA、JA)信号转导基因、开花途径相关调控基因(PHY、CRY1、FPA、AGL和SOC1)以及转录因子(bHLH、MYB、WKRY)家族基因,有助于阐明不同光质调控茉莉开花的差异表达机理。