植物糖信号与激素信号之间的联系

植物激素与糖作为信号分子,调控植物生长发育过程中的种子萌发、幼苗生长、根和叶的分化、花芽形成、果实成熟、胚形成和衰老等.拟南芥糖信号转导突变体与激素信号转导突变体的表型、遗传、生理与分子生物学的研究表明,糖与各种植物激素之间存在复杂的关系.文章介绍葡萄糖与ABA、乙烯、IAA、CTK、GA等激素之间的联系.     

萱草叶片响应低温胁迫的转录组分析

低温胁迫是萱草（Hemerocallis fulva）生长过程中经常会遭遇的一种非生物胁迫。比较了萱草叶片在低温处理（10、5、0 ℃）下转录组与对照（15 ℃）数据的差异,共筛选出差异表达基因2 457个,其中上调基因1 253个,下调基因1 204个。差异表达基因主要富集在细胞过程、代谢过程和催化活性等49个GO过程,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等42条KEGG代谢途径中。其中参与植物激素信号转导通路的差异表达基因发生了不同程度的变化,GH3.10基因上调至对照组的13.624倍,IAA1基因下调0.120倍;参与可溶性糖合成通路的差异基因发生了0.076~28.114倍不同程度的变化。随后对3个低温处理组共有的29个差异表达基因进行热图和网络调控分析,基于基因在网络调控中的位置,对ABCF5、OFPs和SWEETs等基因在冷应答的作用进行了分析。本研究结果为进一步挖掘萱草低温响应的关键基因及耐寒萱草种质开发、分子育种提供了一定的理论支撑。     

柑橘果糖激酶基因的克隆及表达

植物果糖激酶(FRK)在果糖磷酸化中起重要作用.通过PCR技术从温州蜜柑(Citrus unshiu Marc.)基因组中扩增得到编码果糖激酶基因的2个基因组DNA片段,分别命名为Cufrk1、Cufrk2,利用RT-PCR从果实中分离到了与Cufrk1外显子序列一致的cDNA序列,并通过RACE技术分离到这个基因的全长cDNA序列,命名为CuFRK1(GenBank号:AY561840).Cufrk1与Cufrk2编码氨基酸序列相似性为68%.CuFRK1 cDNA全长为1 459 bp,5'端和3'端的非翻译区分别为167 bp和239 bp,该序列含有一个完整的开放读码框,编码350个氨基酸,蛋白质分子量约为37.5 kD,等电点为5.03,含有2个果糖激酶糖特异结合域及3个ATP结合域,其氨基酸序列与其他植物中已分离的果糖激酶基因相似性在62%～78%.Northern分析显示,CuFRK1(Cufrk1)与Cufrk2在柑橘幼叶、发育初期果实中表达量较高,在果皮和茎中不表达,在花瓣及成熟果实中表达模式有一定差异.酶活性分析表明,果实中的果糖激酶活性随果实的发育而降低,同时,果实中的果糖不断积累,在果实整个发育过程中果糖含量与果糖激酶活性呈极显著负相关.     

下一代测序cDNA样品制备及优化技术探讨DD

下一代测序技术目前已经应用于微生物、人类、动物、植物等的基因组分析.样品制备是开展大规模测序的必要前提和测序成功的根本保证.对大规模测序造成干扰的主要因素有: polyA干扰测序信号及高丰度基因对低丰度基因的掩盖等.文章以堇菜(Viola verecumda A.Gray)叶片为试材, 提取总RNA, 合成双链cDNA, 利用DSN核酸酶对双链cDNA进行均一化处理, 并对双链cDNA polyA进行了切除, 将处理后的cDNA进行了TA克隆, 挑取100个克隆随机测序.结果表明, 未处理的cDNA样本测序有15个克隆由于polyA的存在而影响了附近碱基的正确阅读, 独立克隆只有62个, 而处理后的cDNA样本经测序未发现polyA, 独立克隆有94个.序列分析发现, 经过处理的cDNA样本随机测序有两个克隆是经MALDI-TOF检测在样本中有蛋白质峰, 而基因克隆一直没有分离到的序列.以处理后的cDNA样本为模板扩增2个已知表达丰度差异较大的基因显示, 处理后这2个基因的PCR扩增产量差异明显减小.这些结果表明polyA切除、DSN核酸酶处理的cDNA样本完全满足大规模测序、寻找新基因的要求.     

杨梅果实发育进程中的碳水化合物代谢

以‘乌紫’和‘荸荠’两个杨梅品种为试材,测定了干鲜重、糖含量、可滴定酸含量、蔗糖和己糖代谢相关酶活性的动态变化。结果表明,杨梅果实的干鲜重、含糖量的快速增长和可滴定酸含量的快速下降均发生在果实发育后期。成熟‘乌紫’杨梅果实的蔗糖含量约占总糖的2／3以上,而‘荸荠’杨梅仅为总糖的49％。‘荸荠’杨梅的转化酶和蔗糖合酶分解活性随着果实发育呈上升趋势,‘乌紫’杨梅的则变化不大。两个品种的蔗糖磷酸合酶活性随着果实发育呈上升趋势,但蔗糖合酶合成活性到果实发育中期后下降。两个品种的己糖激酶活性变化相似,但果糖激酶活性的变化趋势不同。     

转化酶和己糖激酶调控草莓聚合果内糖积累

以设施栽培的草莓品种‘枥乙女’为试材,用高效液相色谱法分析了果实发育进程中草莓聚合果内不同部位糖含量及相关酶活性的变化。果实成熟过程中草莓聚合果果顶部分含糖量高,中间部位次之,果柄端最低。转化酶活性呈现与糖含量相似的梯度变化。己糖激酶和果糖激酶则表现出与糖梯度相反的变化。上述结果表明,聚合果顶端转化酶活性高,有利于形成蔗糖梯度,从而促进光合产物向果顶端转移;聚合果近果柄端的己糖代谢酶活性高,促进果柄端的己糖消耗,导致果柄端相对低的糖含量。     

APETALA3/DEFICIENS和PISTILLATA/GLOBOSA基因与植物花发育

APETALA3(AP3)/DEFICIENS(DEF)和PISTILLATA(PI)/GLOBOSA(GLO)为植物花器官发育B类基因,控制双子叶植物花瓣和雄蕊的发育,它们属于MADS-box基因家族,编码转录因子,这些基因的突变能导致花瓣转变为萼片,雄蕊转变为心皮。近年来已经在多种植物中克隆到了AP3/DEF和PI/GLO基因,AP3/DEF和PI/GLO基因在拟南芥中只在花器官中表达,而在玉米等植物维管束、叶片等组织中也有表达。现对有关AP3/DEF和PI/GLO基因表达及其在植物系统发育学研究方面的进展进行综述。     

桃ACO基因反义转化桃幼胚子叶的研究

用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens )和基因枪两种方法,以桃(Prunus persica L. Batsch)幼胚子叶为受体,转化桃ACC氧化酶（ACO）反义基因片段,经筛选培养获得了卡那霉素抗性芽。微芽嫁接培养抗性芽部分可成株。PCR、Southern 杂交和GUS基因表达等分子检测,初步表明外源反义ACO基因已经整合到桃基因组中。     

利用GFP/RFP双荧光指示载体鉴定特异性启动子功能

在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。     

柑橘果糖激酶基因的克隆及表达

植物果糖激酶(FRK)在果糖磷酸化中起重要作用。通过PCR技术从温州蜜柑(Citrus　unshiu　Marc.)基因组中扩增得到编码果糖激酶基因的2个基因组DNA片段,分别命名为Cufrk1、Cufrk2,利用RT-PCR从果实中分离到了与Cufrk1外显子序列一致的cDNA序列,并通过RACE技术分离到这个基因的全长cDNA序列,命名为CuFRK1(GenBank号:　AY561840)。Cufrk1与Cufrk2编码氨基酸序列相似性为68%。CuFRK1　cDNA全长为1　459　bp,5'端和3'端的非翻译区分别为167　bp和239　bp,该序列含有一个完整的开放读码框,编码350个氨基酸,蛋白质分子量约为37.5　kD,等电点为5.03,含有2个果糖激酶糖特异结合域及3个ATP结合域,其氨基酸序列与其他植物中已分离的果糖激酶基因相似性在62%￣78%。Northern分析显示,CuFRK1(Cufrk1)与Cufrk2在柑橘幼叶、发育初期果实中表达量较高,在果皮和茎中不表达,在花瓣及成熟果实中表达模式有一定差异。酶活性分析表明,果实中的果糖激酶活性随果实的发育而降低,同时,果实中的果糖不断积累,在果实整个发育过程中果糖含量与果糖激酶活性呈极显著负相关。