蝴蝶兰几丁质酶基因的克隆及表达特性分析

利用RT-PCR及RACE技术,克隆到蝴蝶兰1个几丁质酶基因PhCHT(GenBank登录号为KT992851),该基因cDNA全长1 210bp,包含37bp的5′-UTR、933bp开放阅读框和240bp 3′-UTR,编码310个氨基酸;该蛋白为糖苷水解酶第19家族成员,兼具有溶菌酶活性;生物信息学分析显示,该蛋白具N-端信号肽和跨膜结构,为胞外分泌蛋白;该蛋白与海枣、谷子、油棕和拟南芥的几丁质酶类似蛋白相近,并且在系统进化树上与甘蔗和陆地棉的Ⅶ类几丁质酶同属一个分支。PhCHT基因的表达分析表明,PhCHT在蝴蝶兰营养器官和生殖器官中均有表达,根中表达量最高;13℃/8℃低温处理3、6、9和15d时该基因的表达被抑制,4℃低温处理1、2和4h表达量升高。研究表明,PhCHT基因能够响应短期的冷胁迫。研究结果为进一步研究蝴蝶兰几丁质酶的系统进化及抗性育种奠定了基础。     

蝴蝶兰PhalPI基因的克隆及在花器官突变体中的表达分析

为深入研究兰科植物花器官发育的调控机理,从蝴蝶兰花瓣中克隆了一个B类MADS-box转录因子PhalPI（GenBank登录号为KY020416）。序列分析表明,该基因的cDNA全长为944 bp,含完整的开放阅读框,可编码210个氨基酸,属于BGLO/PI蛋白家族,与蝴蝶兰属的PhPI10和PeMADS6基因关系最近;表达模式分析表明,PhalPI基因在生殖器官中表达,在营养器官中不表达,在授粉后的子房中,该基因的表达水平降低。在5种花器官突变体中,PhalPI基因在萼片唇瓣化突变体的萼片和蕊柱中表达水平明显升高;在雄蕊花瓣化突变体的萼片和侧瓣中表达水平降低,在其唇瓣和蕊柱中显著升高;在侧瓣合柱化突变体的蕊柱中,PhalPI基因的表达也发生了显著升高;PhalPI基因表达的改变与花器官形态的突变相关;而在侧瓣唇瓣化和侧瓣花药化突变体中,PhalPI基因的表达水平没有变化。推测该基因在决定蝴蝶兰侧瓣和唇瓣的发育中起重要的调控作用。     

蝴蝶兰PhTSJT1基因的克隆及在低温胁迫下的表达分析

本研究从蝴蝶兰叶片中克隆了茎部特异基因Ph TSJT1的全长序列(GenBank登录号为MF797883),并分析了其在不同组织及低温胁迫下的表达特性。结果表明,Ph TSJT1基因全长994 bp,编码239个氨基酸,属于Class-Ⅱ谷氨酰胺酰胺基转移酶超家族成员;同源性分析表明,该蛋白与多种植物的茎部特异蛋白和铝诱导蛋白有较高的同源性,进化上与小兰屿蝴蝶兰的茎部特异蛋白亲缘关系最近;该基因在营养器官中表达水平较高,在花器官中表达水平较低;13℃/8℃(昼/夜)的低温胁迫抑制PhTSJT1基因的转录表达,并随着低温胁迫时间的延长,Ph TSJT1基因的表达水平逐渐降低,在温度恢复正常时其表达水平升高;4℃冷胁迫低温条件下,PhTSJT1基因在处理1 h时,表达水平升高,处理8 h时表达水平最高,16 h后表达水平逐渐降低。由此推测,PhTSJT1参与4℃冷胁迫的分子调控。本研究不但有助于理解热带亚热带植物的耐冷机制,也为蝴蝶兰新品种的遗传改良提供帮助。     

CO2加富与两种供N水平对非洲菊光合生理及生长发育的影响

CO₂加富会促进植物的光合作用和生长发育,但长期的CO₂加富常因植物较低的氮（N）含量而降低这种促进作用。本文在大气CO₂浓度（40 0μmol·mol-1）和CO₂加富（800μmol·mol-1）条件下,研究不同N水平（15 mmol·L-1和30 mmol·L-1）对非洲菊光合生理和生长发育的影响。结果表明,CO₂加富显著提高非洲菊叶片的净光合速率,在整个试验期间CO₂800+N15比CO2400+N 1 5平均增加3 5%;CO₂800+N 3 0平均比CO2400+N 3 0增加了6 5%;在试验末期,CO₂800+N 3 0显著大于CO₂800+N15。非洲菊叶片中可溶性糖和淀粉含量在CO₂加富条件下显著增加,但随着试验处理时间的延长,CO₂800+N30的增加趋势小于CO₂800+N15;CO₂加富降低了非洲菊叶片中蛋白质和N含量,N的增加则缓解了这一下降趋势;在生长发育方面,CO₂加富不但促进了非洲菊的生长,而且提前了非洲菊的花期,增加了非洲菊的花朵数目,增大了花朵直径,增粗了花梗,增加了花朵花色素苷含量,显著提高了非洲菊的观赏品质。同时,增加的N与CO₂互作对非洲菊花部品质也有显著促进作用。以上数据表明,在非洲菊的栽培中,增加CO₂浓度的同时,提高N肥的供给是非常必要的。