云锦杜鹃苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及功能分析

苯丙氨酸解氨酶(phenylalaninammo-nialyase,PAL)是植物香气化合物中苯甲酸甲酯合成途径的关键酶。为探究云锦杜鹃Rhododendron fortunei RhPAL基因的功能,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆RhPAL基因全长cDNA序列,并应用高效液相色谱-质谱(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)联用技术分析云锦杜鹃不同发育阶段的不同组织中RhPAL基因表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明,从云锦杜鹃花cDNA中克隆得到RhPAL基因,含有完整的cDNA开放阅读框(open reading frame,ORF)序列长2145bp,编码715个氨基酸,与其他物种的PAL蛋白质氨基酸序列具有较高的同源性;qRT-PCR分析表明,在不同花期的花瓣中,RhPAL表达量呈上升趋势,在衰败期表达量最高,雌蕊的表达量远远高于雄蕊,同时,新叶高于老叶,叶片的表达量高于花瓣和花蕊。通过酶联检疫法检测分析云锦杜鹃不同花期的花...     

杜鹃花TPS基因家族鉴定及与萜类物质代谢的关系分析

萜烯合成酶（terpene synthase,TPS）能催化不同的前体物质生成不同的萜类化合物,是合成萜类物质的关键酶。为探究杜鹃花TPS基因家族成员在萜类物质代谢过程中的表达模式,本文基于杜鹃花基因组数据库,利用生物信息学方法对杜鹃花TPS基因（TPS）进行家族成员鉴定;通过云锦杜鹃和诺娃杜鹃两种不同种高山杜鹃的转录组测序结果,结合qRT-PCR、顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析两种杜鹃不同发育时期花瓣中TPS家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明,从杜鹃花基因组数据库中共鉴定获得47个RsTPS成员,RsTPS家族成员长度在591-2 634 bp之间,含有3-12个外显子不等,编码196-877个氨基酸;RsTPS家族成员主要分布在叶绿体和细胞质;系统进化分析结果显示RsTPS基因分为5个亚组。通过分析转录组数据得到7个功能注释为TPS的基因家族成员,发现TPS1、TPS10、TPS12和TPS13的表达量在4个时期中呈现出先上升,到盛开期达到顶峰后再下降的趋势。对基因表达量变化与萜类物质含量变化进行相关性分析,发现TPS1、TPS4、TPS9、TPS10、TPS12和TPS13表达量与云锦杜鹃不同时期花瓣中萜类物质含量变化呈显著性正相关,推测这6个基因家族成员可能是参与云锦杜鹃花香调控的关键基因。     

两个不同葡萄种对高湿弱光气候的表现

在高湿弱光条件下 ,对欧亚种葡萄无核白鸡心、京玉、汤姆逊无核、火红无核、深红无核、红地球、里查马特和美人指与欧美杂交种葡萄巨峰、藤稔、醉金香和金星无核进行了研究。与欧美杂交种比较 ,欧亚种葡萄普遍表现徒长 ,花芽形成困难 ,产量低下。高湿弱光使大部分欧亚种葡萄 PS 光化学效率 Fv/ Fm、光化学猝灭系数 q P、最大荧光 Fm和 PS 非环式电子流的量子效率 PS 下降 ,而初始荧光 Fo与非光化学猝灭系数 q N上升 ,净光合作用与初始荧光 Fo、最大荧光 Fm、PS 光化学效率 Fv/Fm、PS 非环式电子流的量子效率 PS 、光化学猝灭系数 q P和荧光非化学猝灭系数 q N之间存在着显著或极显著的相关性(r=- 0 .782 1* ,r=0 .9384 * * ,r=0 .8176 * ,r=0 .90 11* * ,r=0 .880 1* * ,r=- 0 .86 2 5 * * ) ,表明光合结构受到一定的破坏。大部分欧亚种葡萄叶片叶绿素 a与叶绿素 b显著或极显著低于欧美杂交种葡萄 ,表明吸收光的能力较差 ;部分欧亚种葡萄叶片叶绿素 a/ b与欧美杂交种无明显差异 ,表明利用散射光的能力较强 ;叶绿素 a/ b与乙醇酸氧化酶活性存在着显著的负相关 (r=- 0 .780 0 * ) ,叶绿素 a/ b高的品种光呼吸也高。大部分欧亚种葡萄乙醇酸氧化酶活性低于欧美杂交种 ,乙醇酸氧化酶活性与产量和净光合速     

葡萄花青素苷生物合成研究进展

花青素苷是一类重要的天然色素物质,是植物主要呈色物质之一,并在人类健康保护方面发挥越来越重要的作用。同时,它又是一类复杂性状,不仅与遗传基因相关,还与外界温度、湿度、光质及栽培措施等因素息息相关。葡萄花青素苷是近年来花青素苷研究的热点,主要从葡萄花青素苷的结构多样性和合成途径等方面展开简要综述,以期为葡萄花青素苷复杂性状的遗传机理和调控作用机制与分子育种及葡萄优质早熟栽培研究上提供有益的信息。     

低温胁迫对“繁景”杜鹃生理特性及叶片超微结构的影响

"繁景"杜鹃为杂交后代优良新种,研究其对低温的耐受能力,为宁波及周边城市将其作为绿化植物提供参考。该研究以一年生杂交后代优良株系"繁景"为材料,采用盆栽试验,利用人工降温的方法,研究不同低温(0℃,-3℃,-6℃,-9℃)对其生长状态、生理生化及叶片超微结构的影响。结果表明:在-3℃和0℃的低温胁迫下,叶绿素含量降低缓慢且与处理前变化不显著,在-9℃和-6℃的低温胁迫下,其叶绿素含量要显著低于处理前和对照组,不同低温处理下,叶片光合速率均呈下降趋势,至试验结束时,光合速率与温度成正比。在-9℃和-6℃低温胁迫下,其叶片相对电导率和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的含量增长最快,且过氧化氢酶(Cata-lase,CAT)、以及超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性下降幅度最大,在-3℃和0℃低温胁迫下,MDA的含量增长较明显,但可溶性蛋白,CAT,POD及SOD活性变化不明显。温度降低对其叶片超微结构的影响较大,在0℃和-3℃低温胁迫下,其细胞结构正常;在-6℃低温胁迫下,类囊体结构开始模糊,淀粉粒和嗜锇颗粒变大且增多;在-9℃低温胁迫下,细胞膜开始解体,叶绿体被膜破损缺失严重,空洞化程度严重,部分细胞甚至成为空细胞。综合各指标变化情况,杜鹃优良株系能耐受的较低温度为-6℃。因此,杜鹃该优良株系为较耐寒品种,可作为宁波及周边城市良好的杜鹃花绿化候选材料。     

葡萄TST基因家族鉴定及表达分析

【目的】液泡膜糖转运蛋白（tonoplast sugar transporter,TST或者TMT）是植物发育过程中发挥重要作用的一种糖转运蛋白。为探究该基因家族在葡萄生长发育中的作用,并进一步为阐明TST基因功能提供坚实的基础。【方法】通过同源分析法从葡萄基因组中鉴定出13个TST基因,对基因的结构和编码蛋白质进行生物信息学分析;利用qRT-PCR技术分析‘鄞红’葡萄发育过程中不同组织的TST表达水平,并与不同时期葡萄果肉中可溶性糖含量进行相关性分析。【结果】结果表明：该基因家族分布在6条染色体上,存在3对片段重复和3对串联重复基因;根据系统发育将其分为3个亚家族,各亚族家族成员结构相似;顺式作用元件表明TST基因含有大量与激素、光和胁迫响应相关的顺式作用元件;蛋白质结构均显示该家族由α-螺旋和无规则卷曲组成,各亚族蛋白模型相似;qRT-PCR结果显示,VvTST在不同组织中均有表达,并存在时空表达特异性;对葡萄果肉中基因表达量变化与可溶性糖含量变化进行相关性分析发现,4个VvTST（VIT_18s0001g12560、VIT_18s0122g00850、VIT_04s0023g01860和VIT_03s0038g03940）的表达水平与葡萄果肉中可溶性糖的积累呈现相似趋势。【结论】上述研究结果表明,VvTST可能对葡萄果肉中可溶性糖积累起到至关重要的作用。     

盐胁迫对‘鄞红’葡萄光合特性及叶片细胞结构的影响

采用水培法,研究了不同浓度(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)Na Cl处理对1年生‘鄞红’葡萄幼苗生长、光合特性及叶片细胞结构的影响,为盐碱地‘鄞红’葡萄的栽培提供参考。结果表明:低浓度盐分(Na Cl≤0.4%)对葡萄生长、叶绿素含量、叶片细胞结构、气体交换参数以及叶绿素荧光参数影响不显著。随着盐浓度增大,葡萄生长受到抑制,叶片表皮层、栅栏组织、海绵组织变厚,海绵组织和栅栏组织细胞间隙变大,栅栏组织细胞叶绿体肿胀,内含淀粉粒和嗜锇颗粒变大且增多;同时,叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、光化学电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数q P以及栅栏组织/海绵组织比逐渐下降,非光化学猝灭系数q N逐渐上升;尤其在0.8%Na Cl浓度胁迫下,葡萄生长、叶绿素含量、叶片细胞结构、气体交换参数以及叶绿素荧光参数均发生显著性变化。由此表明,‘鄞红’葡萄能在较低含盐量(Na Cl≤0.4%)的基质中正常生长。     

基于转录组分析弱光胁迫对葡萄幼苗的影响

葡萄在生长过程中,常常暴露在光照不足的环境条件下,弱光严重影响葡萄的正常生长发育。为了探究弱光胁迫对葡萄生理生化的影响,本研究以‘鄞红’葡萄幼苗为试验对象,对其在不同弱光强度胁迫下（CK、T1、T2、T3和T4,胁迫强度逐渐增大）各种生理指标变化及部分处理组的转录组进行分析。结果表明,低强度弱光胁迫对葡萄光合作用以及生理生化的影响并不显著;随着胁迫强度的增大,葡萄叶片表皮层、栅栏组织、海绵组织变薄,海绵组织和栅栏组织细胞间隙变大,过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性逐渐下降,同时可溶性蛋白含量下降,游离脯氨酸含量上升。在遮光率为80%的胁迫下,葡萄光合作用以及其他生理生化各指标均发生显著变化。RNA-seq数据显示CK和T2、CK和T4、T2和T4的差异表达基因分别为13 913、13 293和14 943个,大部分差异代谢通路均与植物的抗逆响应密切相关;多个抗逆信号通路的基因表达发生变化,包括JA/MYC2途径、MAPK信号途径。此外多酚氧化酶、硫氧还蛋白等多个抗氧化相关基因以及光敏色素相关基因的表达也发生变化,以上结果表明,在弱光胁迫下,‘鄞红’葡萄可能通过调整活性氧清除剂的表达水平,以维持体内活性氧的平衡状态,同时通过调整光合色素和光反应结构蛋白的表达水平,以维持体内光合作用的平衡与正常运作。本研究将为葡萄耐弱光生理响应机制的探究、抗弱光葡萄品种的选育及设施栽培条件的优化提供理论与技术支持。     

比利时杜鹃花RhDFR基因克隆及分析

二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)是植物花青素合成过程中的关键酶,能够催化二氢黄酮醇生成无色花青素。该试验以红色和白色比利时杜鹃花(Rhododendron hybridum Hort.)不同器官和不同发育时期的花瓣为实验材料,利用反转录(RT-PCR)和RACE技术克隆RhDFR基因,利用植物酶联免疫试剂盒(ELISA)测定不同发育时期的花瓣RhDFR酶活性,利用qRT-PCR技术定量分析不同器官和不同发育时期的花瓣RhDFR基因,构建pET-28a-RhDFR原核表达载体对RhDFR蛋白进行制备和纯化,为进一步探究杜鹃花DFR基因功能以及花色的分子机理奠定基础。结果表明：(1)成功获得比利时杜鹃花RhDFR基因全长1 253 bp,其开放阅读框1 035 bp,编码344个氨基酸,含有1个NADPH结合保守基序和1个底物结合区域,具有高度保守性;系统进化分析显示,比利时杜鹃花RhDFR蛋白与越橘(Vaccinium corymbosum)DFR蛋白亲缘关系最近。(2)ELISA试剂盒分析显示,比利时杜鹃花不同发育时期的花瓣DFR酶活性呈先上升后下降的趋势,并于红花初开期和白花盛开期的...     

光照强度对葡萄愈伤组织形成过程中相关酶活性和基因表达的影响

文中分析了葡萄愈伤组织诱导和继代培养的最佳光照强度并探索葡萄愈伤组织褐变的机理。以金手指葡萄的幼嫩茎段为材料,设置0、500、1 000、1 500、2 000、2 500、3 000和4 000 Lx等8个光照强度,研究不同光照强度对葡萄愈伤组织的诱导率、褐化率及相关酶活性和基因表达的影响。结果表明,在0、500、1 000和1 500 Lx光照强度处理下,愈伤组织的诱导率均达到92%以上,显著高于其他处理(P0.05),其中1 000和1 500 Lx光照强度处理愈伤组织及其继代培养的生长势良好且褐化程度较轻;绿原酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸和香豆酸与葡萄愈伤组织褐变关系密切,其中绿原酸的含量与褐化程度呈显著正相关(P0.05);POD和PPO酶活性与褐化率呈极显著负相关(P0.01);POD、PPO和PAL酶基因的表达量与褐化率呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关。因此,葡萄愈伤组织诱导和继代培养适宜的光照强度为1 000-1 500 Lx,光照强度过高或过低对其正常的生理生长都有较大负面影响。