镉胁迫下麻疯树转录组测序分析

麻疯树是一种能适应多种恶劣环境条件的能源植物,目前关于其抵抗重金属胁迫的分子调控机理尚不清楚。从组学水平整体分析其基因表达模式对于筛选关键基因、解析镉胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。利用Illumina测序技术对水培条件下培养的处理组(Cd 100)和对照组(CK)麻疯树幼苗叶的转录组进行高通量测序,两个数据库的测序数据经de novo组装得到50448条高质量的Unigene。两个样品中发现了2551条差异表达基因,其中539条上调基因,2012条下调基因。根据不同数据库的注释信息,发现麻疯树镉胁迫引起叶片中多种代谢途径的变化,包括碳代谢,光合作用,植物激素信号转导以及植物病原响应途径。DAVID分析显示镉胁迫引起了麻疯树叶中与离子转运相关基因的变化,导致叶片中Na离子和铁离子稳态的变化。转录因子分析发现WRKY和ZIP在镉胁迫中发挥重要作用。用qRT-PCR技术对随机挑选的5个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。深入探讨了麻疯树镉胁迫的分子机理,为进一步应用于基因工程和植物修复提供基础。     

麻疯树的二萜成分

从麻疯树（Jatropha curcas L.)的根中分离得到3个二萜,鉴定为麻疯树酚酮A（iatropholone A)。麻疯树酚酮B（jatropholone B)和一个新的二萜,其结构推定为16－羟基麻疯树酚酮（16-hydroxyjatropholonc),定名麻疯树醇（jatrophol),同时还得到麻疯素（jatrophin),β-谷甾醇－β-D－葡萄糖甙（β－D－glucoside-β-sitosterol),tomentin,蒲公英脑（taraxerol)以及β-谷甾醇。     

木本油料植物麻疯树的研究进展

近来,麻疯树(Jatropha curcas L.)因可以作为生物柴油的原料而受到广泛关注。虽然麻疯树具有含油量高且可在边际土地种植的优势,但同时存在理想品种缺乏、种植面积限制、基础研究薄弱等方面的问题。为了使常规育种和生物技术改良工作者更好地了解麻疯树的研究进展,确定日后麻疯树育种和遗传改良的方向,综述了麻疯树种质资源与遗传多样性分析、生理及对环境适应性、组学研究、油脂合成功能基因研究、育种等方面国内外的最新进展。     

能源植物麻疯树分子育种研究进展

麻疯树作为一种重要的能源植物,虽然在常规育种方面的研究比较多,但在分子育种上仍处于起步阶段。在详细综述了国内外能源植物麻疯树基因的克隆,组织培养再生体系的建立相关研究进展的基础上,重点介绍了农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法和纳米载体转化法等几种新技术在麻疯树育种中的应用,提出了当前麻疯树分子育种中存在的问题,并对其前景进行了展望。     

麻疯树的二萜成分

从麻疯树（Jatropha curcas L.)的根中分离得到3个二萜,鉴定为麻疯树酚酮A（iatropholone A)。麻疯树酚酮B（jatropholone B)和一个新的二萜,其结构推定为16－羟基麻疯树酚酮（16-hydroxyjatropholonc),定名麻疯树醇（jatrophol),同时还得到麻疯素（jatrophin),β-谷甾醇－β-D－葡萄糖甙（β－D－glucoside-β-sitosterol),tomentin,蒲公英脑（taraxerol)以及β-谷甾醇。     

不同非生物胁迫对麻疯树幼苗光合速率等生理指标的影响

对麻疯树(Jatropha curcas L.)幼苗在不同非生物胁迫下的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)等生理指标的变化进行了研究。结果表明,在缺磷处理中,麻疯树叶片Pn保持在对照的90%左右,气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)在处理2 d后显著增加,Gs上升20%～40%,Ci升高4%～16%,Tr变化不大;处理17 d时,麻疯树的P含量下降55%～85%,而干重只下降3%。缺氮处理9 d时麻疯树叶片的Pn下降到最低,之后维持在对照的64%左右,Gs在处理2～7 d显著高出对照15%～57%,处理9～16 d恢复到对照水平,Ci从第2天开始上升,高出对照4%～24%,Tr变化不大;处理17 d时组织中N含量显著下降47%～78%,植株干重下降23%。盐胁迫处理5 d后,麻疯树叶片Pn降低到对照的54%,之后维持在对照的48%左右,Gs、Ci和Tr与Pn的变化一致,均呈下降趋势;处理17 d,叶柄和茎中P含量增加37%～54%,组织中K+/Na+下降87%～96%,植株干重下降18%。干旱胁迫处理6 d,叶片Pn快速下降至29%,Gs、Ci和Tr与Pn整体变化趋势一致;处理第7天,叶片细胞膜透性增加67%,停止浇水17 d后植株干重下降55%,同时叶片卷曲下垂,老叶脱落。麻疯树植株Pn在缺磷胁迫过程中最早达到相对稳定状态,其次为盐胁迫和缺氮胁迫。这说明麻疯树植株对缺磷环境具有良好的适应性,而对缺氮环境适应性相对较差;耐盐类型可能属于逃避盐害中的聚盐植物,适应干旱环境的机制属于御旱性类型。     

麻疯树植物资源研究概况

麻疯树为大戟科麻疯树属植物,主要分布于热带和亚热带地区,绝大多数生长在美州和亚洲热带地区。主要概述了麻疯树的化学成分、毒理研究、药理活性及其临床应用等研究的一些进展,并且探讨了麻疯树的开发利用前景。     

麻疯树的组织培养及植株再生

1　植物名称　麻疯树 (Ｊａｔｒｏｐｈａｃｕｒｃａｓ)。2　材料类别　无菌萌发的种子苗 (种子采自四川省攀枝花 )。3　培养条件　基本培养基为ＭＳ。无菌苗萌发培养基 :( 1 )ＭＳ 6 ＢＡ 5 .0ｍｇ·Ｌ- 1 (单位下同 ) ＩＢＡ 0 .1 ;( 2 )ＭＳ 6 ＢＡ 2 .5 ＩＢＡ 0 .1 ;     

麻疯树育种与栽培研究进展（综述）

近年来,能源植物麻疯树的育种和栽培技术取得了一系列进展.本文从麻疯树种质资源收集、常规与分子育种、适宜区区划以及栽培技术等方面进行综述,并对当前栽培育种研究中存在的问题和今后的发展策略进行探讨.     

麻疯树几丁质酶性质的研究

为了评价麻疯树几丁质酶的性质,本研究采用不同pH的提取缓冲液提取麻疯树种子的几丁质酶,并比较分析了不同温度、不同反应时间对几丁质酶活性的影响。结果表明,在提取液pH为7．0时获得的几丁质酶活性最高;且在55℃时与底物胶体几丁质温育60min后可达最高酶活性。同时,本研究还提取麻疯树幼苗不同器官几丁质酶,并比较其比活力,结果表明,在叶中几丁质酶比活力最高,而根中比活力最低。实验结果为进一步研究麻疯树提供了理论依据。     

半红树植物水黄皮分子生物学研究进展

水黄皮Millettia pinnata L.是豆科的一种具有巨大发展潜力的生物柴油能源树种,同时也是一种典型的半红树植物。文中综述了近年来国内外关于水黄皮分子生物学方面的研究进展,重点包括基于分子标记的水黄皮遗传多样性和系统发育研究,基于高通量测序技术的水黄皮基因组和转录组研究,以及水黄皮基因和基因组片段的分离及相关分析;最后还结合当前研究的现状,展望了水黄皮未来研究工作的发展前景。     

三种麻疯树种子油脂理化特性比较

以海南近海岸陆地上正常生长、结实的3个不同基因型麻疯树（南油1、2和3号）种子为材料,分析比较3种种子及其种子油的理化特性.结果表明：南油1、2和3号麻疯树种子长、宽、厚度和表面积差异均不显著,但南油2号种子千粒重显著大于1、3号、不完善粒率显著小于1、3号,其种子饱满度好,结实性状优.南油3号种子种仁含油量显著高于1、2号,而1、2号间无显著差异.3种麻疯树种子油的过氧化值、折射率和皂化值无显著差异,而南油2号的酸值显著低于1、3号;三者碘值皆低于100,且南油2号的碘值显著小于1、3号.3种麻疯树油脂肪酸成分主要是油酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸和十七碳酸,且皆以不饱和脂肪酸为主,南油2号的饱和脂肪酸含量相对较高.与南油1号相比, 南油2、3号的应用潜力相对大.     

中国麻风树种质资源SSR遗传多样性的研究初报

麻风树（Jatropha curcas）是世界上最有潜力的能源植物之一。本研究针对来自全国6省区的219份麻风树种质资源,应用SSR分子标记对其进行了初步的遗传多样性分析。根据公共数据库中的所有序列设计出了20对SSR及4对eSSR引物,这些引物均能很好地扩增麻风树DNA片段。在上述24个SSR标记中,有8个（33.33%）探测到麻风树群体的DNA多态性。这24个SSR标记共扩增出36个位点,平均每个标记扩增1.5个位点,其中12个（33.33%）位点显现出多态性。这表明中国麻风树是一个具有中等SSR多态性水平的物种,其多态百分率为33.3%。     

麻疯树中ADP核糖基化因子基因的克隆和表达

从麻疯树cDNA文库中筛选到包含完整编码序列的ADP核糖基化因子的cDNA序列,命名为Jc-arf．其长度为887bp,开放阅读框546bp,推测的编码蛋白含181个氨基酸残基,具有典型的GTP结合蛋白家族的特点：P框（GLDAAGKT）、G’框（DVGGQ）和G框（NKQDL）。序列分析显示,Jc-arf矿接近于人类ClassI型arf基因,其蛋白序列与多种植物ARF有很高的同源性。半定量RT-PCR结果显示,Jc-arf的表达具有一定的组织特异性,在花中最丰富。PEG、低温、NaCl胁迫下,Jc-arf的表达受PEG和低温的诱导,而对NaCl胁迫不敏感。     

从麻疯树上胚轴外植体再生植株

以麻疯树上胚轴为实验材料在MS添加IBA和BA的培养基上进行离体培养实验.结果表明,在IBA O.1 mg/L与BA 0.2～0.7 mg/L组合的条件下,不定芽从上胚轴外植体的表面直接被诱导分化,其中以在MS IBA 0.1 mg/L BA 0.5 mg/L上的诱导率最高.从愈伤组织来源的植株再生需要IBA 0.5 mg/L与BA 0.1 mg/L、IBA 0.5 mg/L与BA0.2mg/L以及IBA1.0mg/L与BA0.5mg/L的激素组合,其分化的最佳培养基是MS IBA1.0 mg/L BA0.5 mg/L.生长健壮的不定芽和再生植株能在无激素的MS基本培养基上生根.发育良好的再生苗可成功地转移到温室栽培而没有可见的变异.     

麻疯树乳汁管的解剖学研究

麻疯树(JatrophacurcasL.)的乳汁管能分泌含有多种药用成分的乳汁。采用石蜡切片、冰冻切片和半薄切片技术,在光学显微镜下观察麻疯树乳汁管的类型、分布和大小。结果表明,麻疯树中存在有节连接和非连接乳汁管、无节分枝和不分枝乳汁管;乳汁管普遍分布在皮层和韧皮部,茎和叶脉的木质部存在少量的乳汁管,茎、叶柄、花梗和果柄的髓部有少量分布;靠近维管组织的皮层中的乳汁管直径较大,而靠近表皮的皮层中的乳汁管直径较小,如茎中靠近维管组织的乳汁管直径为40-60μm,而靠近表皮的乳汁管直径为5-18μm。     

麻风树LEC1基因的生物信息学分析

LEC1是调控植物种子发育过程和油脂产量的重要基因。本文选择功能已知的拟南芥LEC1基因为参考序列,对麻风树LEC1基因开展了蛋白组分和理化性质分析,蛋白结构和功能预测,系统进化分析等生物信息学研究,为进一步研究麻风树LEC1基因的生物学功能奠定了基础。     

Integrated genome sequence and linkage map of physic nut (Jatropha curcas L.), a biodiesel plant

The family Euphorbiaceae includes some of the most efficient biomass accumulators. Whole genome sequencing and the development of genetic maps of these species are important components in molecular breeding and genetic improvement. Here we report the draft genome of physic nut (Jatropha curcas L.), a biodiesel plant. The assembled genome has a total length of 320.5 Mbp and contains 27 172 putative protein‐coding genes. We established a linkage map containing 1208 markers and anchored the genome assembly (81.7%) to this map to produce 11 pseudochromosomes. After gene family clustering, 15 268 families were identified, of which 13 887 existed in the castor bean genome. Analysis of the genome highlighted specific expansion and contraction of a number of gene families during the evolution of this species, including the ribosome‐inactivating proteins and oil biosynthesis pathway enzymes. The genomic sequence and linkage map provide a valuable resource not only for fundamental and applied research on physic nut but also for evolutionary and comparative genomics analysis, particularly in the Euphorbiaceae.