RUS家族对植物生长发育的调控作用

叶绿体基因组编码许多参与光合作用和其他代谢过程的关键蛋白质,在叶绿体中合成的代谢物对于植物正常的生长发育至关重要。根对紫外线-B辐射敏感[Root-UVB (ultraviolet radiation B)-sensitive, RUS]蛋白属于叶绿体蛋白,由高度保守的DUF647结构域组成,在参与植物形态发生、物质运输和能量代谢等多种生命活动的调控中发挥作用。本文就近年来关于RUS家族在植物的胚胎发育、光形态建成、维生素B6稳态、生长素转运和花药发育等生长发育过程中的相关研究进行回顾和总结,为深入研究其在植物生长发育中的分子调控机制提供了参考。     

茄科蔬菜花青素苷分子调控研究进展

花青素苷是一种分布广泛的水溶性色素,不仅赋予了果实多彩的外表,还是天然食用色素的重要来源。近年来有关茄科蔬菜花青素苷的研究逐渐增多,文中从花青素苷结构及其生物合成途径、茄科蔬菜中花青素苷合成代谢的结构基因和调节基因、影响合成的环境因素等方面进行回顾和总结,为进一步阐明茄科蔬菜花青素苷的合成及调控机理、更好利用花青素苷进行果色品质育种的创新提供一些参考。     

WRKY12调控植物发育的分子机制

WRKY转录因子是高等植物中最大的转录因子家族之一,参与植物多个生长发育进程,其调控网络复杂。WRKY12是具有典型代表性的WRKY家族成员。文中对WRKY12在多个生长发育过程中的最新调控机制进行了综述,并且比较了WRKY12与WRKY13之间的功能差异。这为深入研究WRKY12调控植物发育机制提供参考,也为探索WRKY家族其他成员自我调控以及WRKY家族因子之间的协同机制提供较为清晰的研究思路和借鉴策略。     

功能雄性不育茄子差异基因及代谢途径分析

以茄子功能雄性不育系 (S13) 和可育系 (F142) 为材料,对花蕾不同发育时期的细胞学特征进行观察,发现S13花药中环形细胞簇的解体时期比F142延迟2 d,开花当天F142的裂口组织及内绒毡层的细胞解体,而S13中无此现象发生。转录组测序分析表明,F142和S13开花前8天、5天和开花当天的花药共有1 436个差异表达基因 (DEGs) (651个表达上调,785个表达下调)。GO显著性分析表明差异基因主要富集在生物学过程中涉及单细胞生物过程、代谢过程和细胞过程的单基因簇 (Unigene) 较多,分子功能中涉及较多的有催化活性和结合功能;KEGG注释发现,差异基因主要富集在次生代谢产物的生物合成、代谢途径、内质网蛋白质加工、氨基酸的生物合成、碳代谢和植物激素信号转导。选取16 465个基因进行加权基因共表达网络构建分析 (Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),共鉴定到15个基因共表达模块,其中3个为S13在3个花蕾发育时期高度相关特异性模块 (Plum2、Royalblue和Bisque4模块);KEGG富集表明,特异性模块可以富集到苯丙烷类生物合成、光合作用、卟啉与叶绿素代谢、α-亚麻酸代谢、多糖的生物合成和代谢、脂肪酸降解以及戊糖与葡萄糖醛酸的相互转化等相关通路,这些基因可能在S13花蕾发育过程中发挥重要作用。研究结果为进一步探索茄子花药开裂机制提供了一定的参考。     

芥菜HDA9突变体构建及其与开花整合子SOC1、AGL24启动子互作

芥菜HDA9是去乙酰化酶家族成员,能通过开花信号整合子(SOC1、AGL24)调控开花时间,但其深入的分子调控机制仍不清楚。利用重叠延伸PCR将芥菜HDA9的3个关键活性位点(Asp~(172)、His~(174)和Asp~(261))分别突变为Ala,构建氨基酸位点突变体HDA9~(D172A)、HDA9~(H174A)和HDA9~(D261A)。进一步将突变体融合到pGADT7载体,酵母单杂交表明,HDA9突变后仍能与开花整合子SOC1、AGL24的启动子结合。双荧光素酶系统深入检测发现,尽管HDA9~(D172A)、HDA9~(H174A)和HDA9~(D261A)与SOC1、AGL24启动子的结合仍存在,但作用强度均显著减弱。由此暗示,芥菜HDA9的第172、174和261这3个关键活性位点可在一定程度上调节它与开花整合子的相互作用。这为HDA9开花分子调控及功能解析等深入研究奠定了基础。     

植物不同类型表皮毛调控模型研究进展

表皮毛是植物地上部分表皮细胞向外突出延伸的特化毛状结构,不仅可以保护植物免受病虫的危害,还具有一定的经济和药用价值,对其调控的分子机制的阐明有利于植物的分子设计育种和遗传改良。近年来,模式植物拟南芥表皮毛形成的调控模式基本被阐明,其他植物表皮毛的调控机制也取得很大进展。鉴于此,文中综述了拟南芥和棉花(单细胞表皮毛)及番茄和青蒿(多细胞表皮毛)在基因和激素水平上对表皮毛的发育调控,同时简要介绍了其他典型单、双子叶植物表皮毛相关的研究进展,最后,展望了植物表皮毛的研究方向和应用前景。     

黄瓜霜霉病及寄主抗性机制研究进展

在黄瓜生产中,由古巴假霜霉菌(Pseudoperonospora cubensis)引起的霜霉病危害严重,影响叶、茎和花序生长发育,导致黄瓜产量及品质降低。通过对黄瓜霜霉病的病原菌检测和防御途径、影响及调控因素、抗病原菌候选基因发掘、蛋白质组和基因组分析、黄瓜霜霉病QTL连锁标记开发及其抗病育种等多方面的最新进展进行综述,以期为今后进一步揭示黄瓜乃至农作物对霜霉病的抗性机制研究提供借鉴和参考。     

植物DNA甲基化作用机制的研究进展

DNA甲基化是表观遗传学的一种重要修饰形式,也是一种重要的基因表达调控机制。DNA甲基化的异常模式可导致植物生长发育异常。文中从植物DNA甲基化模式入手,对DNA甲基化在调控基因表达和维持基因组稳定性的分子功能、DNA甲基化在植物发育、参与植物对生物和非生物胁迫的反应等方面的相关研究进行回顾和总结,为深入了解DNA甲基化的作用机制并将DNA甲基化应用于植物新品种的培育和遗传改良研究提供一定的参考。     

芥菜BjuWRKY75基因表达及其与开花整合子BjuFT互作

芥菜(Brassica juncea)是十字花科芸薹属一年或二年生蔬菜,其产品器官的产量和品质会受到开花时间的影响。WRKY家族成员具有响应生物和非生物胁迫、发育调控和信号转导等作用。WRKY75是WRKY家族中能够调节开花的重要成员,但在芥菜中的开花调控机制还未见报道。本研究克隆了芥菜BjuWRKY75基因,发现其编码蛋白具有高度保守的WRKY结构域,属于Ⅱ类WRKY蛋白,与黑芥BniWRKY75同源性最高。BjuWRKY75在花中表达丰度显著高于叶和茎,并且在叶中表达较为稳定。BjuWRKY75定位于细胞核,能够与含有W-box应答元件的开花整合子BjuFT的启动子相互作用,且能转录激活下游基因表达。BjuWRKY75转入拟南芥可显著提早开花。综上说明,BjuWRKY75能够直接靶向BjuFT从而促进开花。这为深入研究BjuWRKY75开花分子调控奠定了基础。