十字花科植物PEBP基因家族的分子进化

近年来植物基因组测序物种数量的指数增长, 为我们对植物环境适应性状的遗传和变异的全面理解提供了保障。磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine-binding protein, PEBP)在植物的开花转变和株型建立中起着重要作用, 一直是植物生物学研究关注的热点领域之一。然而对该家族并没有利用新近测序的基因组数据进行比较基因组分析, 制约了对其在分子水平上的进化研究。为了确定PEBP基因家族的分子进化机制, 本研究利用生物信息学方法开展了7种十字花科植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)、琴叶拟南芥(A. lyrata)、小鼠耳芥(A. pumila)、亚麻荠(Camelina sativa)、甘蓝(Brassica oleracea)、白菜(B. rapa)和油菜(B. napus)的PEBP基因家族成员的全基因组鉴定、结构特征和比较进化分析。从7个物种中共鉴定出91个PEBP基因, 系统进化分析表明它们分属5个亚家族: MFT、FT/TSF、TFL1、CEN和BFT。基因结构分析发现甘蓝、白菜和油菜的CEN基因内含子明显比其余4个物种的内含子长。蛋白结构域分析表明MFT比其他4个亚家族成员少了一个motif 2, TFL1比其他亚家族多了motif 8。选择压力分析发现7个物种PEBP同源基因均受到较强的纯化选择, 其中TFL1亚家族受到的纯化选择最弱。共线性分析表明十字花科植物PEBP基因家族随古代多倍体事件发生不同程度的扩张, TSF在甘蓝、白菜和油菜中丢失。非生物胁迫下, 在拟南芥中过量表达小鼠耳芥的一个MFT基因, 转基因拟南芥种子的萌发率明显低于野生型, 暗示MFT基因在调控种子萌发上的功能保守。本研究为深入研究十字花科植物PEBP基因的进化特征和生物学功能奠定了基础。     

植物肉桂酰辅酶A还原酶基因克隆研究进展

木质素单体合成的过程中涉及了许多酶的参与,而肉桂酰辅酶A还原酶(cinnamoyl-CoA reductase,CCR)是该过程中的一个关键酶。综述了CCR基因在植物体内的克隆、基因功能及在植物组织中的表达情况,并介绍了该基因在植物的抗病虫害和抗逆性研究、饲草和能源上的应用潜力,为进一步研究CCR基因生物学功能和利用奠定了基础。     

辣椒CaPI的克隆与功能分析

【目的】PISTILLATA(PI)基因属于典型的Type II型MADS-box基因家族成员,是ABC(D)E模型中的B类基因,在植物发育过程中起着重要作用,但辣椒PI同源基因功能研究未见报道。探索辣椒PI基因功能,为深入研究植物PI同源基因的功能机制奠定基础。【方法】利用RT-PCR的方法从一年生辣椒（Capsicum annuum L.）花器官的cDNA中克隆PI同源基因CaPI,并通过生物信息学方法分析其理化性质、亚细胞定位、蛋白结构和系统进化关系;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析基因在辣椒不同组织中的表达特征;构建植物过表达载体35S:CaPI,通过floral-dipping法转化拟南芥。【结果】该基因开放阅读框648 bp,编码215个氨基酸,相对分子质量为25.13 kD。氨基酸多重序列比对表明,CaPI蛋白N端含有“MGRGKIEIKRIEN”保守基序。系统进化树分析证实,CaPI与马铃薯、番茄和矮牵牛的PI同源基因亲缘关系较近。RT-qPCR证实CaPI主要在花中表达,在花萼中表达量最高,其次是花瓣,在雄蕊中低表达,而在雌蕊中几乎不表达。在拟南芥中过...     

PEG引发对芹菜种子活力影响的研究

以芹菜种子为试验材料,研究了不同浓度的聚乙二醇（PEG）及其不同浸种时间对芹菜种子活力指标以及电导率的影响。结果表明,选择50mg／L的PEG处理芹菜种子能够显著提高其发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、芽长、根长、鲜重和干重。不同浓度PEG处理的芹菜种子的浸泡电导率和绝对电导率均显著低于对照组,且以50mg／L的PEG处理的两种电导率值最低。因此,通过选择50mg／LPEG浸泡芹菜种子4h,能够使其活力得到显著的提高。     

根际不同供氮水平对紫青菜生长和营养品质的影响

为了解根际供氮对紫青菜(Brassica campestris ssp.chinensis var.communis)生长和营养品质的影响,用不同水平的NH_4NO_3处理,对紫青菜的生理特性和营养品质进行研究。结果表明,随着供氮水平的增加,紫青菜的鲜质量、干质量、根系活力和游离氨基酸含量均呈先上升后略下降趋势;硝酸还原酶(NR)活性、叶绿素含量、NO_3~–含量和可溶性蛋白质含量均呈上升趋势;DPPH·自由基清除率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)同工酶和过氧化氢酶(CAT)同工酶活性等均提高;而花青素苷相对含量、可溶性糖含量、维生素C(Vc)含量、总酚含量和FRAP值均呈下降趋势。根际NH_4NO_3为75~300 mg L~(–1)时,紫青菜的鲜质量和干质量较低;NH_4NO_3达1200 mg L~(–1)时,其鲜质量和干质量又低于600 mg L~(–1)处理的,植株积累较多NO_3~–,导致营养品质下降,同时根际也积累NH4NO3。因此,600 mg L~(–1)的根际NH_4NO_3是适宜的氮水平,其鲜质量和干质量均最高、营养均衡、抗氧化能力强。     

强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应

选用强筋小麦品种济麦20和弱筋小麦品种山农1391,在大田试验条件下,分别于籽粒灌浆前期(花后6—9 d)、中期(花后16—19 d)和后期(花后26—29 d)对小麦进行弱光照处理,研究了籽粒产量、蛋白质组分及加工品质的变化。灌浆期弱光显著降低小麦籽粒产量,灌浆中期对济麦20和灌浆后期对山农1391的产量降幅最大。弱光处理后,籽粒氮素积累量及氮素收获指数减少。但弱光使籽粒蛋白质含量显著升高,其中灌浆中期弱光升幅最大,原因可能是由于其粒重降低造成的。弱光对可溶性谷蛋白无显著影响,但增加不溶性谷蛋白含量,使谷蛋白聚合指数显著升高,面团形成时间和稳定时间亦升高,籽粒灌浆中、后期弱光对上述指标的影响较前期大。灌浆期短暂的弱光照对改善强筋小麦粉质仪参数有利,但使弱筋小麦变劣;并均伴随籽粒产量的显著降低这一不利影响。     

高温胁迫对不同热敏型辣椒同工酶及DNA甲基化的影响

分别以耐热型晚熟紫色辣椒‘7036’和热敏型早熟绿色辣椒‘9050’为材料,研究了40℃高温胁迫对其POD同工酶以及DNA甲基化表达的影响。结果显示:(1)在POD同工酶表达方面,未经高温胁迫的辣椒‘7036’比其它处理多出1条带,而同工酶活性在2种辣椒中呈现不同的变化趋势。(2)随着高温胁迫时间延长,辣椒‘7036’DNA无甲基化和全甲基化比率增加,半甲基化和总甲基化比率降低,而辣椒‘9050’只有高温处理7d(T_7)的甲基化水平变化与之类似,但半甲基化和全甲基化比率的绝对值远低于辣椒‘7036’。(3)高温处理7d的DNA甲基化模式中,辣椒‘7036’去甲基化C型条带比率较高,辣椒‘9050’以超甲基化B型条带为主。实验表明,高温胁迫下紫色辣椒‘7036’的POD同工酶活性恢复,半甲基化水平大幅下降和全甲基化水平快速上升以及去甲基化等变化可能与其耐高温胁迫特性相关。     

小麦×玉米单倍体植株再生体系的建立

为获得一定规模的小麦单倍体植株以构建小麦DH(Double Haploid)群体,采用小麦(Triticum aestivum,2n=42)与玉米(Zeamays,2n=20)远缘杂交诱导小麦单倍体胚,经胚拯救产生单倍体植株,研究了1/2MS培养基中幼胚取材时期、幼胚大小、4℃处理时间、暗处理时间对单倍体胚培养再生成苗的影响,结果表明:授粉后12天~16天取材的幼胚经胚拯救后成苗率无明显差异;0.5mm~1.0mm大小的幼胚成苗率显著高于0mm~0.5mm和1.0mm~1.5mm大小的幼胚成苗率;1天~3天短期4℃处理对胚萌发具有一定促进作用,但处理3天后,出愈率和成苗率降低;胚培养过程中12天左右的24h暗处理能有效提高成苗率。     

禾谷镰刀菌粗毒素对不同抗性小麦品种成熟胚脱分化与再分化的影响

以5个赤霉病抗性水平不同的小麦品种为材料,研究了禾谷镰刀菌粗毒素对小麦成熟胚脱分化与再分化的影响.结果表明,小麦成熟胚愈伤组织的诱导率和分化率在品种间、毒素浓度间、毒素浓度×品种间差异极显著.低浓度（5 g/L）禾谷镰刀菌粗毒素能够促进抗性较强品种的出愈速度,高浓度禾谷镰刀菌粗毒素（10 g/L和15 g/L）对成熟胚愈伤组织的出愈速度起到抑制作用,随着浓度提高,抑制作用增强.成熟胚愈伤组织的诱导率和分化率随着禾谷镰刀菌粗毒素浓度升高而下降,品种的抗性越差下降幅度越大.10 g/L毒素浓度,5个品种成熟胚愈伤组织的SOD活性均比对照（0 g/L）增加;20 g/L毒素浓度,5个品种成熟胚愈伤组织的SOD活性均有所下降,抗性品种苏麦3号和郑9023的SOD活性仍高于对照,其它3个感性品种低于对照,SOD活性与小麦品种的赤霉病抗性水平存在一定关系.研究结果为小麦赤霉病抗性育种提供了一定的技术支撑.     

60Co-γ 诱变皖麦50HMW—GS变异的筛选及其M3代品质分析

为了探讨60Co-γ 射线对小麦HMW—GS组成的变异,以及变异后代的稳定性和品质变异效应,获得优质的种质资源,本试验用200Gy 60Co-γ射线辐照皖麦50于种子,SDS—PAGE法对M2代HMW—GS组成进行变异筛选,并对M3代HMW—GS组成变异稳定性进行鉴定和GMP含量、GMP粒度、部分营养及加工品质进行测定。结果表明：655株M2群体中,有1个单株HMW—GS组成发生变异,变异率0．15％;HMW—GS组分由亲本的7＋9／2＋12变为1／7＋9／2＋12,并在M3代保持稳定;M3代5个变异穗行,蛋白质含量、GMP含量、GMP／Pr均比皖麦50提高,GMP粒度分布范围扩大,粒径大于10．28μm的比例增加。