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<正>RhA G基因抑制玫瑰花瓣数量的增加花的发育受多种因素调控。众所周知,温度在控制开花时间中起着关键作用。然而,温度调节花期的机制仍然未知。中国农业大学的Nan Ma及其合作伙伴,研究了低温显著增加玫瑰(Rosa hybrida)花瓣数量的机制。研究显示,拟南芥AGAMOUS C功能基因的同系物RhA G的表达与花的发育有关。沉默RhA G基因模拟低温对花     

乙烯和1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶基因参与玫瑰花发育过程中细胞程序化死亡的调控

作为植物有性繁殖器官--花的花瓣通常生命周期短,其中有一个敏感的、严格控制的细胞程序化死亡过程.为了揭示细胞程序化死亡过程中发生的反应或者其组成成分,解释玫瑰花发育过程中的细胞程序化死亡过程的机理,测定了在整个花发育过程中玫瑰花瓣的乙烯释放速率、ACC合酶基因的转录产物(mRNA)、ACC合酶活性以及ACC含量.结果显示在花发育过程前期(阶段1、2)检测不到乙烯产生,在花瓣完全绽开时花瓣中乙烯开始产生.在花发育后期(阶段4、5)花的衰老与乙烯释放速率的升高同时发生.在花发育前期没有ACC合酶基因的转录产物积累,该基因在花瓣完全绽开时开始表达,在花发育后期逐渐增强.ACC合酶活性与ACC含量的变化趋势与乙烯的一致.在玫瑰花发育后期乙烯诱导和调控花瓣的细胞程序化死亡.ACC合酶基因、ACC合酶以及ACC都是玫瑰花瓣程序化死亡过程中的重要调控因子.     

RcAGL61基因调控雄蕊和花瓣之间转变影响月季花瓣数量

【目的】为了探究月季重瓣性状的调控机制,课题组前期筛选到一个与花发育相关的AG同源基因RcAGL61,本研究对该基因的功能进行了分析。【方法】利用荧光定量PCR（qRT-PCR）对该基因在‘窄叶藤本月季花’ב月月粉’杂交群体中重瓣株系和单瓣株系花芽5个发育时期的表达模式进行了分析,以重瓣株系和单瓣株系为材料,克隆RcAGL61,并进行生物信息学分析、亚细胞定位及VIGS实验。【结果】（1）该基因表达水平在单瓣株系的五个发育时期均显著高于重瓣株系,在单瓣株系花发育的S4-S5期比S1-S3期表达量明显升高。（2）RcAGL61编码区序列在单瓣株系和重瓣株系中一致,长度为495 bp,与RcAG基因序列相似度为30.75%,编码164个氨基酸,含有一个MADS-Box保守结构域,属于MADS-Box基因家族。（3）亚细胞定位发现RcAGL61蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核。（4）沉默该基因后,瓣化雄蕊数量增加,雄蕊数量减少,花瓣数量增加,萼片数量和雌蕊数量无显著变化。【结论】RcAGL61参与调控了雄蕊原基和花瓣原基间的转变,影响了月季的花瓣数量。     

基于MADS-box诱饵与蛋白质相互作用的拟南芥花瓣发育分子网络拓展

阐明花器官发育调控机理具重要的进化、发育和生态学意义。该文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)花瓣发育为例, 整合蛋白质互作、亚细胞定位、基因芯片和基因功能注释等数据库, 通过组建蛋白质互作可信预测模型, 获得拟南芥花瓣蛋白质互作网络, 以含有MADS-box结构域蛋白为诱饵在网络中进行一级拓展, 得到含38个蛋白质和67对互作的拓展网络。基于拓展网络, DAVID基因功能注释表明, 多数蛋白质涉及的生物学过程与花发育调控相关; 提取到19个候选四元互作, 涉及ABCDE模型基因之外的8个基因, 其中含MADS-box结构域的AGL16可能是B类基因新成员或其冗余; SEU、LUH、CHR4、CHR11、CHR17和AT3G04960为拟南芥花瓣AP1-AP3-PI-SEP四聚体的候选靶标基因。研究结果为深入解析拟南芥花瓣发育分子调控网络奠定了基础。     

金花茶花瓣转录组分析及花瓣发育调控基因挖掘

花瓣大小是影响金花茶(Camellia nitidissima)观赏价值的主要因素之一,但金花茶花瓣发育形成机制尚不清楚。将金花茶花瓣发育过程划分为幼蕾期(S1)、初蕾期(S2)、显色期(S3)、半开期(S4)、盛开期(S5)五个阶段,利用RNA-seq技术分析花发育过程中转录组的动态变化,以期对金花茶花瓣发育形成的转录机理进行初步探究。通过对金花茶花瓣发育过程中的差异表达基因进行富集分析和趋势分析,发现生长素转导途径所含差异表达基因数量最多,部分AUX1/LAX共转运体、AUX/IAA基因、SAUR等生长素应答基因在开花过程中明显上调,表明生长素是调控花瓣生长重要的调控因子。MYB、bHLH、锌指蛋白等转录因子、木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(XTH)、果胶酯酶(PE)、果胶裂解酶(PL)等部分下游功能基因,其中XTH显著富集于GO分类中的水解酶活性,表明它们可能对金花茶花瓣的生长起重要调控作用。此外,对FT、SOC1、AP3、PI、SEP3等开花调控关键基因在金花茶花瓣发育过程中的表达情况进行了分析,结果表明这些基因主要以中低表达为主。高表达基因进行KEGG富集分析结果表明,次生代谢物质合成伴随着金花茶花瓣的整个发育过程。这些结果为进一步揭示金花茶花瓣发育的转录调控机制奠定了理论基础。     

利用抑制性差减杂交技术筛选草原龙胆花器官发育特性基因

目的:探讨草原龙胆花发育的分子机制,为进一步阐述花器官同源异型、属于MADS-box基因家族的一系列基因在调节开花植物花瓣和雄蕊的发育中的作用奠定基础。方法:以草原龙胆不同发育时期的花器官(萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊)原基的cDNA作为试验方(tester),以茎叶组织的cDNA作为驱动方(driver),利用抑制性消减杂交技术构建了一个富集花器官发育特性基因的抑制性差减cDNA文库。对抑制性差减cDNA文库进行筛选、测序及Blast同源性比较。结果:获得了与花器官发育相关的特异性基因。结论:构建了抑制性差减cDNA文库,为克隆草原龙胆花器官发育特异性基因全长序列奠定了基础。     

重瓣花的形成机理及遗传特性研究进展

重瓣花表现为花瓣、花轮数量增加,或花瓣面积增加等,重瓣花育种是观赏植物育种的重要目标之一.近年来,随着分子生物学相关技术的迅速发展,尤其是许多与重瓣花形成相关的基因被克隆,人们对重瓣花形成的机理有了更深的认识.本文对近年来重瓣花起源、遗传特性、形成的分子机制和影响因素等研究进展进行综述,以明确重瓣花形成的机理,为重瓣花新品种培育和生产应用提供参考.     

兰花花发育的分子生物学研究进展

兰科植物是开花植物中最大的家族之一,其花高度进化,具有花瓣状的萼片,特化的唇瓣和雌雄蕊合生的蕊柱,是单子叶植物花发育生物学研究的理想材料。近年来有关兰花花发育基因调控的研究已取得了一些进展,本文从兰花开花转换和兰花花器官的形成两方面综述了近年来国内外关于兰花花发育分子机理方面的研究进展,主要介绍了文心兰、蝴蝶兰和石斛兰的花发育相关基因,并推测了兰花花被的进化发育过程,认为兰花的DEFICIENS(DEF)类基因在早期经过两轮复制,形成了四类DEF基因,从而促进了花萼与花瓣的分离、侧瓣与唇瓣的分离。该文最后对今后兰花花发育研究的发展方向进行了展望。     

玫瑰花瓣压花材料热风干燥动力学模型北大核心CSCD

采用热风干燥获得压花用玫瑰花瓣,研究热风干燥温度、时间对玫瑰花瓣干燥特性、压花艺术美观性的影响,采用SEM表征玫瑰花瓣干燥过程表面微观形态特征,以期建立干燥过程动力学模型并计算动力学参数。结果表明,在试验设计温度范围内,热风干燥温度越高,时间越长,越有利于降低花瓣的水分,但会降低花瓣的艺术美观性,在热风40℃、840 min下干燥,可以获得具有较好艺术美感的玫瑰花瓣压花材料;干燥过程的有效扩散系数为2.524×10-10m2/s,活化能为11.322 k J/mol,动力学模型可用薄层干燥Page模型来描述。     

玫瑰花瓣压花材料热风干燥动力学模型

采用热风干燥获得压花用玫瑰花瓣,研究热风干燥温度、时间对玫瑰花瓣干燥特性、压花艺术美观性的影响,采用SEM表征玫瑰花瓣干燥过程表面微观形态特征,以期建立干燥过程动力学模型并计算动力学参数。结果表明,在试验设计温度范围内,热风干燥温度越高,时间越长,越有利于降低花瓣的水分,但会降低花瓣的艺术美观性,在热风40℃、840 min下干燥,可以获得具有较好艺术美感的玫瑰花瓣压花材料;干燥过程的有效扩散系数为2.524×10-10m2/s,活化能为11.322 k J/mol,动力学模型可用薄层干燥Page模型来描述。     

APETALA1突变影响WRKY基因的基础表达

拟南芥APETALA1（AP1）既是一个花分生组织特征基因又是一个花器官特征基因,在花器官发育中控制花萼和花瓣的发育。通过GUS染色进一步证实AP1主要在茎尖、花萼、花瓣和花托的位置表达。启动子分析发现,AP1启动子区包含了包括W-box在内的大量顺式作用元件,暗示相关转录调控因子参与了对AP1的调控。21个WRKY基因单突变后并不改变AP1在花中的表达,但是AP1突变则增强了检测的10个WRKY基因中7个WRKY基因的表达,暗示AP1参与了对WRKY基因的基础表达的调控。这个结果也暗示AP1可能通过控制花萼和花瓣的发育从而参与了对花的基础抗性。     

梅花‘南京红须’、‘南京红’花色的呈现特征

梅花‘南京红须’、‘南京红’的花色主要存在着花发育阶段导致的时间变化,反映其花色受花发育控制。二者的花色都在蕾期最浓艳,在初花期略淡,在盛花期又稍浓,在末花期最淡,尽管花瓣在花开放时便开始衰老;在整个花发育时期,同一朵花不同层次花瓣的颜色浓淡均为：外层花瓣〉中层花瓣〉内层花瓣,即花瓣在花冠中的具体排列位置决定着该片花瓣的特定颜色深浅;但不同层次花瓣颜色的变化趋势不完全一致。同时,两个品种外层花瓣的总黄酮含量变化与外层花瓣的色度变化成正相关。而花朵在树冠的着生部位导致的花色差异极不显著,表明‘南京红须’、‘南京红’的花色的空间变化极微。本文可为梅花红色花色的机理探索和花色色素生物合成关键酶基因cDNA克隆中的花朵选择提供参考。     

水稻花器官特征决定以及数量控制的分子机制

继双子叶模式植物拟南芥之后,单子叶模式植物水稻的生殖发育研究受到广泛的重视。随着水稻正向和反向遗传学研究的不断深入,人们发现了一些调控水稻花器官特征以及花器官数量的重要基因,使得对水稻花器官发育的调控机制有了更多的了解。本文着重概述和讨论水稻花器官特征决定以及花器官数量控制分子机理研究的最新进展。     

水稻花器官特征决定以及数量控制的分子机制

继双子叶模式植物拟南芥之后, 单子叶模式植物水稻的生殖发育研究受到广泛的重视。随着水稻正向和反向遗传学研究的不断深入, 人们发现了一些调控水稻花器官特征以及花器官数量的重要基因, 使得对水稻花器官发育的调控机制有了更多的了解。本文着重概述和讨论水稻花器官特征决定以及花器官数量控制分子机理研究的最新进展。     

大豆GmAP1基因的功能初探

以大豆天隆1号为材料,根据Glycine max Wm82.a2.v1中大豆基因组的预测序列,克隆出一个AP1同源基因,命名为GmAP1。该基因编码区CDS长度为711 bp,编码一个含236个氨基酸的蛋白质。对蛋白质序列的结构分析结果显示GmAP1蛋白符合MADS-box基因家族特征。为了初步分析GmAP1的功能,利用实时定量RT-PCR分析GmAP1在不同花器官中表达,并且在拟南芥中过表达该基因。在不同花器官中,GmAP1表达量不同,在花萼中表达量较高;花瓣次之。GmAP1过表达植株表现出早花、植株矮小以及花器官(花瓣、雄蕊和雌蕊)数量增多等表型。结果表明,大豆的GmAP1是一个功能保守的AP1基因,在花的发生和花器官发育中起着重要作用。     

梅花‘南京红须’、‘南京红’花色的呈现特征(英文)

梅花‘南京红须’、‘南京红’的花色主要存在着花发育阶段导致的时间变化,反映其花色受花发育控制。二者的花色都在蕾期最浓艳,在初花期略淡,在盛花期又稍浓,在末花期最淡,尽管花瓣在花开放时便开始衰老;在整个花发育时期,同一朵花不同层次花瓣的颜色浓淡均为:外层花瓣>中层花瓣>内层花瓣,即花瓣在花冠中的具体排列位置决定着该片花瓣的特定颜色深浅;但不同层次花瓣颜色的变化趋势不完全一致。同时,两个品种外层花瓣的总黄酮含量变化与外层花瓣的色度变化成正相关。而花朵在树冠的着生部位导致的花色差异极不显著,表明‘南京红须’、‘南京红’的花色的空间变化极微。本文可为梅花红色花色的机理探索和花色色素生物合成关键酶基因cDNA克隆中的花朵选择提供参考。     

百脉根BIO和豌豆突变位点ELE2的比较基因组定位(英文)

豆科两侧对称花的花瓣具有背腹(DV)的分化以及可变的器官内部(IN)非对称性,在大小与形状上显示出不同的发育特征;因而花瓣的发育为克隆决定植物器官的形状与大小的关键基因提供了很好的实验系统。本研究对百脉根中BIO基因进行研究。百脉根bio突变体具有多效性,既影响花器官内部的对称性也影响器官的大小和育性,豌豆ele突变体的表型与bio相似。定位结果表明BIO和ELE2位于豆科基因组的共线性区段,提示BIO和ELE2可能是同源基因突变所致。本研究利用比较基因组定位方法,将BIO和ELE2候选基因锚定在豆科模式植物百脉根和蒺藜苜蓿基因组含有11个同源基因的BAC重叠群上。BIO和ELE2基因的克隆将有助于揭示豆科花瓣形态和大小调控的分子机理,进而为豆科作物遗传改良提供分子理论基础。     

紫花地丁两型花相互转变过程中花部形态结构的变化式样研究

紫花地丁(Viola philippica)是具典型开放花与闭锁花混合繁育系统的植物,其两型花的形态差异为花器官发育研究提供了极好的模型。该文以不同光周期下生长的或在不同光周期间调换的紫花地丁植株为研究对象,基于形态解剖学方法,研究了过渡闭锁花的形态结构、开放花到完全闭锁花或完全闭锁花到开放花的变化式样,以及完全闭锁花与过渡闭锁花中不发育雄蕊与花瓣的位置效应。结果显示:该物种在短日照与中日照下均有开放花与过渡闭锁花形成,短日照下大多数花芽为开放花,少数为过渡闭锁花,中日照下大多数花芽为过渡闭锁花,少数为开放花;长日照下全为完全闭锁花。在过渡闭锁花芽中,存在着一系列雄蕊与花瓣数目不同的过渡类型,既有偏向开放花的5雄3瓣的过渡类型,也有偏向完全闭锁花的2雄1瓣的过渡类型。其中,前一种类型在短日照下的过渡闭锁花芽中所占比例较大,而后一种类型在中日照下所占比例较大。另外,过渡闭锁花与完全闭锁花的雄蕊与花瓣发育程度均存在一定的位置效应,其花芽腹侧的下花瓣(对应于开放花的下花瓣)与相邻的2枚雄蕊普遍发育最好,而后花瓣(相对于前花瓣)的发育与完全闭锁花的基本一样,为器官原基状,与后花瓣相邻的2枚雄蕊也普遍最小,而且也最容易发育为无小孢子发生的膜质状结构或原基状结构。同时,将具完全闭锁花的植株置于短日照下或将具开放花的植株置于长日照下一段时间后,重新诱导的花芽经历一系列过渡闭锁花类型后发生花型的相互转变。因此,不同光周期对紫花地丁两型花发育的影响是渐进的,长日照会抑制部分花瓣与雄蕊的发育,短日照能拮抗并破除长日照对雄蕊与花瓣的抑制。     

牡丹PsAGL6基因克隆与表达分析

该研究在转录组数据分析基础上,通过RT-PCR方法从牡丹(Paeonia suffruticosa.L)品种‘洛阳红’中克隆AGL6基因,并分析了其在不同组织和花型中的表达模式。结果显示:(1)AGL6开放阅读框长度732bp,编码244个氨基酸;结构域分析显示,该基因具有高度保守的MADS MEF2区、K区、AGL6I与AGL6II基序,归类于MADS-box基因家族,命名为PsAGL6,GenBank登录号为MF563611。(2)同源比对分析显示,牡丹PsAGL6与葡萄VvAGL6氨基酸序列相似度最高,达79%。(3)qRT-PCR分析结果显示,PsAGL6在牡丹各器官中均有表达,但营养器官中表达量较低,花器官中表达量较高,其中以萼片最高,花瓣与雌蕊次之;对4种牡丹花型花瓣的表达分析显示,PsAGL6基因在不同花型花瓣中的表达量差异明显,且蔷薇型牡丹花瓣相对表达量最高。研究表明,AGL6基因参与牡丹花器官的形成,为深入研究花器官发育的分子机制提供了帮助。     

草原龙胆MADS-box基因的克隆及表达分析

植物MADS-box 基因家族编码高度保守的转录因子, 参与了包括花发育在内的多种发育进程。为阐释双子叶植物草原龙胆(Eustoma grandiflorum)花器官发育的分子调控机制, 根据MADS-box基因保守序列设计简并引物, 用3'-RACE方法从 草原龙胆中克隆了4个花器官特异表达的MADS-box家族基因。序列和系统进化树分析表明, 这4个基因分别与金鱼草DEF基因、矮牵牛FBP3基因和FBP6基因以及拟南芥SEP3基因具有很高的同源性, 分别属DEF/GLO、AG-like和SEP-l ike亚家族。从而将这4个基因分别命名为EgDEF1、EgGLO1、EgPLE1和EgSEP3-1。推导的氨基酸序列显示, 这些基因编码的蛋白质都包含高度保守的MADS结构域、I结构域和K结构域, 每个基因均有其亚家族特异的C-末端功能域。基因特异性RT-PCR检测结果显示: EgDEF1 在萼片、花瓣、雄蕊及胚珠中高丰度表达, 在心皮中微量表达; 而EgGLO1在花瓣和雄蕊中高丰度表达, 在萼片中微量表达; 在根、茎、叶等营养器官中均未检测到上述2个基因的表达。EgPLE1在雌蕊、心皮和胚珠中特异表达, 但表达的丰度存在差异, 在雄蕊中的表达有所减弱。SEP-like亚家族基因EgSEP3-1在四轮花器官和胚珠中均特异表达,且表达丰度相对一致。