陆地棉MYB类转录因子基因GhTT2克隆及功能初步分析

原花青素作为植物重要的次生代谢产物,是植物应对生物和非生物胁迫的一种重要防御手段,也是影响植物发育和品质的重要因素。原花青素作为花青素生物合成的一条末端通路在模式植物中已有研究,但是具体代谢和调控机制尚不明确;原花青素作为棕色棉纤维呈色的主要物质,其棉纤维呈色的生化与分子机制仍未完全阐明。本研究从陆地棉(Gossypium hirsutum)中克隆了一个MYB类转录因子基因GhTT2 (transparent testa 2),并对其基因结构、表达模式、亚细胞定位及功能进行了分析。结果表明：GhTT2转录因子具有典型的MYB结构域,在纤维中优势表达,其转录水平随花青素含量增加而降低;该基因可被原核诱导表达;与GFP融合的重组蛋白定位在细胞核;酵母转化结果表明GhTT2具有转录激活功能;在棉花中沉默GhTT2基因的表达,导致原花青素含量显著降低,表明其可能参与调控陆地棉原花青素的生物合成。本研究结果为深入阐明MYB类转录因子参与调控植物原花青素生物合成途径的分子机制提供参考。     

植物生长素反应因子研究进展

生长素反应因子（ARFs）是植物生长和发育的重要调节因子,在生长素早期反应蛋白（Aux／IAAs）的参与下,通过和生长素反应基因启动子区AuxRE元件的JTGTCTC序列结合,共同调控这些基因的表达。近年来关于生长素反应因子的分子结构和ARF与Aux／IAA的相互作用及其对植物生长和发育的影响、作用的靶基因以及分子机制受到人们的重视,并在这些方面做了大量的研究。     

启动子诱捕在棉花基因组中的功能分析

利用根癌农杆菌介导的遗传转化,将启动子诱捕（Promoter trapping）元件插入到棉花基因组,获得141个独立的转化子,其中97％的转化子经PCR扩增为阳性。不同组织中GUS基因的表达频率为：根部48％,茎的微管组织9．2％,叶5．2％,花51％;同时检测了不同植株中GUS基因的表达模式,发现GUS基因在不同株系的植株间的表达模式呈现较大的差异,有些植株中GUS基因是组织特异表达,有些则是器官特异表达,有些则在多个器官中均有表达。所建立的启动子诱捕系统中的GUS基因高频率、多模式和时空特异性表达为分离基因及其调节序列、开展功能基因组研究奠定了坚实的基础。     

植物原花青素生物合成及调控研究进展

原花青素是通过类黄酮途径生成的一类多酚类化合物。原花青素具有重要的生物学功能,不仅是植物应对生物和非生物胁迫的一种重要防御手段,还能影响植物外观、风味和品质,因此原花青素合成途径一直是作物性状改良的研究热点。该文主要在模式植物拟南芥研究的基础上,综述了原花青素生物合成研究的最新进展,讨论了原花青素遗传工程应用前景和主要限制因素,旨在为进一步开展原花青素的研究和应用提供参考。     

基于花青素代谢培育蓝色花卉的研究进展

花色是植物吸引昆虫传播花粉的主要因素,对于植物在自然界的生存必不可少,也是观赏植物最重要的性状之一。在蓬勃发展的花卉产业中,色彩各异花卉的培育,可以弥补自然花色的匮乏,但是令人垂涎的蓝色花比较难培育。花色的多样性主要是由花青素及其衍生物的种类和含量等因素决定的,飞燕草色素的合成是形成蓝色花的关键因素,许多植物体内缺少合成飞燕草色素的结构基因。近年来,利用基因工程技术培育蓝色花的研究也时有报道。文中以常见的观赏植物为例,基于花青素代谢调控,从影响飞燕草色素合成的关键因素和不同分子改良途径培育蓝色花等几个方面对植物花朵呈色的机制进行了综述,并展示不同分子育种策略可能在其他领域的应用,为其他植物或经济作物的色泽改良如彩色棉蓝色纤维的培育等提供参考和技术支持。     

可变剪切在植物成花转换中的作用

精确调控成花转换, 确保植物在适宜环境下开花, 对于植物的成功繁殖和物种繁衍至关重要。开花由多种分子机制在转录、转录后和蛋白质水平进行调控。可变剪切(AS)是一种普遍的转录后水平调控过程, 可从单个基因产生多个转录本, 从而丰富转录组和蛋白质组的多样性。大量研究表明, 可变剪切在成花转换过程中发挥重要作用。根据发育和环境条件, AS能够影响mRNA的稳定性和/或蛋白亚型的功能, 从而调控开花相关基因的功能转录本和/或功能蛋白水平。揭示成花相关pre-mRNA的AS作用将进一步增进人们对开花相关基因功能以及整个成花转换调控网络的认识。该文归纳了涉及成花转换的AS研究进展, 并针对各个调控途径进行总结, 以期为进一步研究植物AS和成花转换调控机制提供参考。     

陆地棉GhrbcMT基因克隆、表达与功能初步分析

植物的rbcMT基因编码核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基N-甲基转移酶(ribulose1,5 bisphosphate carboxylase/oxygenase large subunitε-N-methyltransferase, rbcMT),可能催化双功能酶核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基14位赖氨酸的ε-氨基的甲基化过程,目前在豌豆、小麦、烟草等中被鉴定出,可能参与调控植物生长发育,但有关GhrbcMT基因生物学功能研究尚未报道。该研究以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)为材料,提取叶片总RNA,反转录合成cDNA,利用PCR技术克隆棉花核酮糖1,5-二磷酸加氧酶/羧化酶大亚基甲基转移酶基因(GhrbcMT)全长cDNA,对该基因进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)对GhrbcMT基因进行组织特异性表达分析,并用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术降低GhrbcMT在植株中的表达水平,同时用乙醇浸泡法提取野生型与GhrbcMT干涉株系的叶片叶绿素进行含量分析。结果显示, GhrbcMT蛋白质序列存在多个潜在磷酸化与糖基化位点, Loop结构占56.94%,构象灵活。GhrbcMT基因在棉花叶片中特异性表达, GhrbcMT干涉株系的GhrbcMT表达水平显著降低,棉花出现明显的生长缓慢、节间距缩短、植株矮小、花药败育等表型, GhrbcMT基因表达水平的降低对棉花植株的营养生长和育性具有显著影响。该研究通过对1,5-二磷酸核酮糖加氧酶/羧化酶大亚基甲基转移酶功能初步探究,为进一步探究植株生长发育和育性调控机理提供参考。