外源ABA及其抑制剂钨酸钠对木薯块根类胡萝卜素相关基因和蛋白的影响

旨在研究外源ABA及其抑制剂钨酸钠(Na_2WO_4)对木薯块根类胡萝卜素相关基因和蛋白的影响。以木薯品种华南9号(Manihot esculenta Crantz SC9)为材料,HPLC测定块根β-胡萝卜素;Western blot分析相关蛋白表达量;QPCR分析相关基因表达量。结果显示,外源ABA及钨酸钠能提高块根β-胡萝卜素的含量;其中外源ABA与钨酸钠都提高了类胡萝卜素合成途径基因PSY2与LCYB表达,并抑制降解相关的ZEP与NCED3基因的表达,从而能够在转录水平的变化上解释β-胡萝卜素含量的变化,且LCYB与ZEP在转录与翻译水平具有一致性;与质体相关PAP1基因和FBN1a在处理下上调表达在一定程度上增加了质体小球的数量;外源ABA及钨酸钠使活性氧(ROS)相关的超氧化物歧化酶(Fe-SOD和Cu/Zn-SOD)表达量升高保护了块根中类胡萝卜素的稳定。这三者共同作用,提高了块根β-胡萝卜素的含量。     

木薯品种(系)类胡萝卜素代谢相关基因和蛋白表达水平分析

以白心木薯华南6068、华南9号、紫叶黄心木薯BGM019和粉红木薯Mirasol为材料,探究木薯块根膨大期和成熟期与类胡萝卜素代谢通路相关的14个基因和4种蛋白质表达水平变化。用HPLC检测块根β-胡萝卜素含量的变化,分别用qRT-PCR和Western blot方法对类胡萝卜素代谢通路相关基因和蛋白酶的表达水平进行分析。以华南6068为对照,研究结果表明:华南9号和紫叶黄心木薯BGM019成熟期中的类胡萝卜素合成途径关键基因PSY2、LCYB基因显著高于膨大期,而降解相关的关键基因CCD1、NCED3在成熟期的表达量显著低于膨大期(P0.05)。粉红木薯Mirasol成熟期中PSY2、LCYB的显著下调与CCD1、NCED3的显著上调(P0.05)是造成β-胡萝卜素含量差异的原因之一。通过分析不同木薯品种(系)在膨大期和成熟期块根类胡萝卜素代谢途径相关基因的表达水平,有助于解析β-胡萝卜素积累的分子机理。此外,Western blot结果显示抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、超氧化物歧化酶和HSP70虽然和块根类胡萝卜素代谢途径没有直接关联,但它们在木薯膨大期和成熟期块根表达水平有显著差异(P0.05)。     

中间锦鸡儿CiNAC1基因促进转基因拟南芥叶片的衰老

NAC转录因子家族是植物特有的、最大的转录因子家族之一,参与植物生物胁迫和非生物胁迫应答、激素信号转导、植物次生生长、细胞分裂和植物衰老等多种过程,在植物生长发育过程中起着重要的作用。以中间锦鸡儿Ci NAC1基因的过表达拟南芥纯合体株系为材料,以野生型为对照,对Ci NAC1基因功能进行分析。结果发现,乙烯处理后,Ci NAC1基因过表达株系与野生型拟南芥相比,叶片衰老提前、叶绿素含量降低、离子渗透率升高。实时荧光定量PCR检测发现,乙烯处理后Ci NAC1基因过表达株系中与叶绿素降解相关的基因SGR1、SGR2、PPH,以及与衰老相关的基因SAG13、SAG29、ORE1、SINA1、VNI2和乙烯信号途径中的重要转录因子EIN3的表达量均明显高于野生型拟南芥。表明Ci NAC1基因在乙烯诱导的叶片衰老过程中发挥重要作用。     

石榴果肉PgF3′5′H基因克隆及不同温度处理下的表达分析

为探讨不同温度处理对采后石榴果肉花青苷含量的影响及花青苷合成相关基因(F3′5′H)在石榴果肉花青苷生物合成途径中的作用,该研究以"玉石籽"石榴为试材,于不同温度(0℃、5℃、10℃、15℃)处理下测定石榴果肉花青苷含量,同时利用RACE技术克隆了石榴果肉花青苷合成相关基因,命名为PgF3′5′H,GenBank登录号为KU058892;并利用RT-PCR技术分析PgF3′5′H基因在不同贮期温度下石榴果肉中的表达特性。结果表明:(1)不同温度处理下,石榴果肉花青苷含量随着贮藏时间(0~56d)的增长呈上升趋势;在整个贮藏过程中,15℃条件下,花青苷含量最高,10℃次之,5℃和0℃则处于较低水平;15℃时花青苷含量在14d后表现不稳定。(2)PgF3′5′H基因全长cDNA为1 199bp,开放阅读框918bp,编码305个氨基酸,在N端36~39处含有细胞色素P450家族基因的特征保守氨基酸序列(CYP基序"PPGP");生物信息学分析表明,该基因编码的氨基酸序列与巨桉的EgF3′5′H2、麻风树的JcF3′5′H2和荷花的NnF3′5′H2氨基酸序列一致性分别高达86%、82%和81%。(3)在0℃、5℃、10℃处理条件下,石榴果肉PgF3′5′H基因表达量随着贮藏时间(0~56d)的延长均呈上升趋势,15℃处理下,石榴果肉PgF3′5′H基因表达量不稳定;石榴果肉PgF3′5′H基因表达与花青苷含量呈显著正相关关系。研究结果为深入探讨采后石榴果肉花青苷的含量变化奠定了基础。     

植物激素处理和环境胁迫对‘金魁’猕猴桃AdRAVs基因表达特性的影响

以‘金魁’猕猴桃(Actinidia deliciosa‘Jinkui’)组培苗及2年生扦插苗为实验材料,采用qRT-PCR技术对0.1 mmol·L-1水杨酸(SA)、0.05 mmol·L-1茉莉酸甲酯(MeJA)、0.01 mmol·L-11-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)和0.01 mmol·L-1脱落酸(ABA)4种植物激素处理后0、4、12和48 h,低温(4℃)和0.2 mol·L-1 NaCl胁迫0、4、12和48 h,高温(48℃)胁迫0、2和4 h及恢复培养6 h,以及干旱胁迫14 d后叶片中AdRAV1、AdRAV2和AdRAV3基因的相对表达量进行了测定。结果显示：不同处理条件下3个AdRAVs基因相对表达量的变化存在一定差异。 SA、MeJA和ACC处理后4和12 h,AdRAV1基因的相对表达量显著(P<0.05)升高,但ABA处理后该基因的相对表达量无明显变化;SA、MeJA、ACC和ABA处理后48 h,AdRAV2基因的相对表达量显著降低;4种植物激素处理后4、12和48 h,AdRAV3基因的相对表达量总体上显著降低。低温胁迫下,AdRAV1和AdRAV2基因的相对表达量无明显变化,但胁迫48 h时AdRAV3基因的相对表达量却显著升高。 NaCl胁迫12 h时,AdRAV1和AdRAV2基因的相对表达量均显著升高,而AdRAV3基因的相对表达量则显著降低。高温胁迫4 h时, AdRAV1基因的相对表达量显著降低, AdRAV2基因的相对表达量显著升高;胁迫2 h时,AdRAV3基因的相对表达量显著降低;恢复培养6 h时,3个基因的相对表达量均无法恢复至起始水平。干旱胁迫14 d后,AdRAV1基因的相对表达量显著高于对照(正常浇水);AdRAV2的相对表达量高于对照,而AdRAV3基因的相对表达量则低于对照,且均与对照无显著差异。研究结果表明：不同胁迫条件对‘金魁’猕猴桃AdRAVs基因的表达特性有不同诱导效应。根据实验结果,推测AdRAV1、AdRAV2和AdRAV3基因可能参与SA、MeJA、ACC和ABA信号转导途径以及耐盐和耐高温过程;并且,AdRAV1基因还可能参与耐旱过程,而AdRAV3基因则可能参与耐寒过程。     

盐胁迫下OsDSR2 RNAi转基因水稻的生理特性及转录组学分析

为探究盐胁迫下OsDSR2 RNAi转基因水稻的生理特性和差异基因的表达调控,以中花11(ZH11)植株为对照,对OsDSR2 RNAi转基因水稻幼苗进行生理特性和转录组学分析,结果表明:正常条件下,ZH11和Os DSR2 RNAi转基因水稻中叶绿素含量和根部Na+/K+均显著低于ZH11,其他各项生理指标均没有显著性差异,而盐胁迫处理后,Os DSR2 RNAi转基因水稻中的叶绿素含量、可溶性糖(SS)含量、过氧化氢酶(CAT)活性与ZH11相比没有明显变化,但转基因植株中的细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量、Na+/K+显著或极显著低于ZH11,脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性显著或极显著高于ZH11。Os DSR2 RNAi转基因水稻在盐胁迫前后共产生68个差异表达基因,其中有55个上调表达,13个下调表达。GO分析结果显示,差异表达基因主要富集在胁迫应激反应、分解代谢等生物学过程中。KEGG分析结果表明,差异表达基因主要参与类胡萝卜素生物合成、油菜素内酯生物合成以及表皮素,软木脂和蜡质生物合成代谢通路中,进一步通过RT-q PCR验证了Osb ZIP16、Os LEA3、RAB21等差异表达基因参与水稻的胁迫应答反应。综上,在生理层面上,Os DSR2 RNAi转基因水稻主要通过降低细胞膜透性、MDA含量和Na+/K+,增加Pro含量,提高SOD和POD活性,抑制叶绿素的降解来提高耐盐性;在分子水平上,Os DSR2主要通过脱落酸(ABA)、油菜素内酯(BR)信号通路参与调控Osb ZIP16、Os LEA3、RAB21等逆境相关基因的表达来提高苗期水稻的耐盐性,为进一步阐明Os DSR2参与调控水稻耐盐的详细分子机制奠定基础。     

番茄(Solanum lycopersicum)类胡萝卜素降解关键基因筛选

类胡萝卜素衍生挥发物对提升番茄风味至关重要。为筛选调控类胡萝卜素衍生挥发物合成的关键基因,以90个番茄自交系中香气寡淡的TI4001和香气浓郁的CI1005为材料,分析了番茄类胡萝卜素裂解双加氧酶(SlCCDs)基因在不同组织及不同发育期果实中的表达量,果实不同成熟期类胡萝卜素及其衍生挥发物的含量。发现在7个SlCCDs基因中,SlCCD1A和SlCCD1B基因在番茄果实中表达量最高,且随着果实发育成熟表达量显著升高。果实中类胡萝卜素及其衍生挥发物含量也显著升高。SlCCD1A和SlCCD1B基因表达量与类胡萝卜素及其衍生挥发物含量之间极显著正相关。推测SlCCD1A和SlCCD1B基因是裂解类胡萝卜素合成挥发物的关键基因。     

栀子果实中八氢番茄红素脱饱和酶基因的克隆与表达分析

[目的]栀子果实中富含类胡萝卜素衍生物—西红花总苷。拟从果实中克隆西红花总苷生物合成途径中的八氢番茄红素脱饱和酶基因。[方法]利用RACE的方法克隆Gj PDS基因,绝对定量PCR法检测在不同组织中的表达。[结果]从果实中克隆了一个长1 746 bp的Gj PDS基因,编码由581个氨基酸组成的八氢番茄红素脱饱和酶序列。与水稻(Oryza sativa)PDS蛋白A链的氨基酸序列有83%的一致性,与菠萝泛菌(Pantoea ananatis)PDS蛋白A链的氨基酸序列一致性低。Gj PDS基因为组成性表达基因,它在栀子果肉中的表达量最高,是叶片中表达量的1.6倍,茎中表达量的3.5倍,种子中表达量的13.1倍。[结论]从栀子果实中克隆了一个1 746 bp的Gj PDS基因,它主要在栀子果肉中表达,可能与西红花总苷的生物合成有关。该基因今后可以用作西红花总苷生物合成途径的调控靶点。     

‘LD-1'砧米良一号猕猴桃的耐涝性

猕猴桃是一类不耐涝的植物,为了解决猕猴桃的涝害问题,吉首大学近年来尝试用‘LD-1’作为猕猴桃的耐涝性砧木。该研究以米良一号实生苗砧米良一号猕猴桃和‘LD-1’砧米良一号猕猴桃为材料,观测根系淹水后叶片可溶性糖含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、SOD 活性和形态的变化规律,探讨了‘LD-1’砧米良一号猕猴桃的耐涝性。结果表明：(1)米良一号实生苗砧米良一号猕猴桃根系淹水后,可溶性糖含量6 d 后极显著(P<0.01)升高;丙二醛含量8 d 后显著(P<0.05)升高;叶绿素含量和可溶性蛋白质含量没有显著变化;SOD 活性6 d 后显著(P<0.05)升高,8 d 后不再有显著变化;叶片2 d 后出现轻度萎蔫,10 d后全部枯死。(2)‘LD-1’砧米良一号猕猴桃根系淹水后,可溶性糖的含量4 d 后显著(P<0.05)升高;丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和 SOD 活性无显著变化;叶片10 d 后未出现显著的萎蔫和枯死现象,30 d 后仍正常。这说明米良一号实生苗砧米良一号猕猴桃耐涝性较弱,‘LD-1’砧米良一号猕猴桃耐涝性较强,‘LD-1’作砧木显著增强了米良一号猕猴桃的耐涝性。该研究结果为‘LD-1’在米良一号猕猴桃栽培上的应用提供了依据。     

水稻幼苗条纹突变体yss1的转录组分析

利用60Co辐射诱变籼稻品种"Ⅱ-32B",筛选得到一个水稻幼苗条纹突变体yss1,该突变体在水稻五叶期前表现出明显的条纹叶表型;色素分析表明yss1叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量明显低于野生型,五叶期后突变体和野生型无显著差异。利用转录组分析水稻三叶期野生型和突变体yss1中的基因表达,表明与野生型相比,yss1中表达差异显著的基因432个,其中274个表达上调,158个表达下调。GO分析显示叶绿素合成途径中多数基因表达上调,类胡萝卜素合成过程中的相关基因受到不同程度地调控。因此,推测YSS1基因通过调节叶绿素和类胡萝卜素合成过程中的基因表达,进而调控光合色素的合成。     

黄秋葵类胡萝卜素合成基因LCYB的克隆与分析

本研究应用RT-PCR和RACE技术克隆得到cDNA全长1797 bp的黄秋葵番茄红素β-环化酶基因LCYB,开放阅读框(ORF) 1509个碱基;预测编码503个AA,理论分子量(Mw)为56.288 kD,等电点(pI)为4.577;编码的蛋白与陆地棉(Gossypium raimondii)、黄麻(Corchorus olitorius)和可可(Theobroma cacao)同源蛋白的相似性均在88%以上,显示其高度的保守性,将基因命名为HyLCYB,GeneBank登录号为：KX257998。Motif Scan分析显示,蛋白氨基酸序列88 ~ 481位为HyLCYB保守结构域,并在88 ~ 113位含有1个FAD结合域。通过荧光定量PCR 分析表明,LCYB基因在黄秋葵根、茎、叶、花和果荚中都有表达;叶片生长中以成熟叶中表达最高,果实发育中以花后7天高表达。建立与优化了黄秋葵类胡萝卜素超高效液相检测体系,黄秋葵中主要含有β-胡萝卜素和叶黄素。β-胡萝卜素在成熟叶中含量最高, 果实以花后7天的果实含量最高,与LCYB基因的表达存在一定的相关性。     

脐橙晚熟突变体"奉晚"与原品种"奉节72-1"的果实着色差异

测定了果实成熟过程中“奉晚”和“奉节72．1”两个脐橙（Citrus sinensis L．Osbeck）品种果皮中叶绿素和总类胡萝卜素的含量,并采用RT-PCR技术研究了相关酶的基因表达。结果表明：“奉晚”脐橙果皮中叶绿素含量的显著降低发生在11月份,“奉节72．1”则发生存10月中下旬到11月上旬;“奉晚”脐橙果皮中的总类胡萝卜素含量显著积累始于12月中旬,而“奉节72.1”品种则始于11月初。另外,“奉晚”脐橙果皮中叶绿素含量在10～11月显著高于原品种,总类胡萝卜素含量在12-1月显著低于原品种。从基因表达分析结果看到,“奉晚”脐橙果皮中与类胡萝卜素合成酶相关的基因较强表达的时间也整体迟于“奉节72．1”脐橙;叶绿素水解酶基因表达在10～12月中旬表达较“奉节72—1”弱,翌年1月份则较“奉节72．1”强。     

模拟干旱胁迫处理下北柴胡种苗MYC2基因的调控研究

该研究以北柴胡一年生种苗为材料,使用质量分数为10%、20%的PEG6000营养液进行模拟干旱胁迫实验,检测北柴胡根内源信号物质OPR、JA含量,转录因子BcMYC2和柴胡皂苷生物合成途径中4个关键酶基因HMGR、IPPI、FPS、β AS表达量,以及柴胡皂苷a、d含量,探究模拟干旱胁迫下茉莉酸信号通路调控BcMYC2进而影响柴胡皂苷生物合成的机制。结果表明：(1) PEG6000模拟干旱胁迫处理北柴胡种苗后,20% PEG6000处理组根内OPR含量在2 h时出现峰值,10% PEG6000处理组的根内OPR含量在6 h时出现峰值;两个胁迫组内源JA含量均在2 h时出现峰值。(2)两个胁迫处理组北柴胡根内BcMYC2相对表达量均在2 h处出现峰值,之后的2~4 h时间段内大幅度下降,且20% PEG6000处理组的BcMYC2相对表达量高于10% PEG6000处理组;其余4个柴胡皂苷生物合成途径关键酶基因HMGR、IPPI、FPS、β AS的相对表达量均在4 h时出现峰值,晚于BcMYC2相对表达量出现峰值的时间。(3)经模拟干旱胁迫处理后,北柴胡根内的柴胡皂苷含量在36 d内逐渐上升;在处理36 d时,20% PEG6000处理组的柴胡皂苷含量略高于10% PEG6000处理组,且两处理组均显著高于对照组。研究发现,经PEG6000模拟干旱处理后,北柴胡根内信号物质OPR及JA含量提高,促进BcMYC2的表达,进而提高柴胡皂苷生物合成途径中的关键酶基因的表达,最终显著提高了根内柴胡皂苷的含量。     

香蕉一个Ⅲ类酸性几丁质酶基因与果实成熟关系的研究

为了解Ⅲ类酸性几丁质酶基因(MaCHⅢ)与香蕉果实采后成熟过程的相互关系,对经乙烯和1-甲基环丙烯(1-MCP)处理的巴西香蕉果实采后乙烯释放量、Ⅲ类酸性几丁质酶基因(MaCHⅢ)表达以及几丁质酶活性进行了测定.结果显示:(1)乙烯催熟处理的香蕉果实,乙烯释放量比对照处理的果实提前15 d达到高峰;1-MCP处理的香蕉果实,乙烯生物合成和果实成熟明显受到了抑制.(2)外源乙烯加速了MaCHⅢ基因的下调表达和Ⅲ类酸性几丁质酶活性的下降,MaCHⅢ表达量和Ⅲ类酸性几丁质酶活性分别在采后第3天和第4天下降到最小值.(3)1-MCP处理使MaCHⅢ基因呈现上调表达,Ⅲ类酸性几丁质酶活性上升,MaCHⅢ基因表达量和Ⅲ类酸性几丁质酶活性分别在采后18 d和25 d达到高峰.研究表明,MaCHⅢ基因可能与香蕉果实采后成熟呈负相关.     

枫香秋季变色期叶色变化及其生理基础

为探究秋季枫叶呈色的关键生理因素,该文以转色期叶色为绿色、黄色和红色的枫香单株为试材,研究了L^*、a^*、b^*值变化与叶片色素、可溶性糖及可溶性蛋白质含量变化的相关性。结果表明:(1)在变色期,3种色彩枫香叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素均大量降解,花色素苷不同程度积累。(2)绿色叶单株叶绿素和类胡萝卜素始终保持较高含量,花色素苷含量上升4.2倍,叶片内色素含量比值始终保持稳定; 黄色叶单株叶绿素和类胡萝卜素含量最低,花色素苷含量上升4.4倍,b^*值与叶绿素含量极显著负相关,与类胡萝卜素含量显著负相关,与花色素苷/类胡萝卜素含量比值极显著正相关; 红色叶单株叶绿素和类胡萝卜素含量略高于黄色叶单株,花色素苷含量上升27.2倍,a^*值与叶绿素含量、类胡萝卜素含量极显著负相关,与花色素苷含量显著正相关,与色素含量比值无显著相关性。(3)红色叶单株具有较高的可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量。因此,在枫香叶片变色期,保持较高的叶绿素和类胡萝卜素含量,维持色素含量比值稳定使叶片呈现绿色; 叶绿素和类胡萝卜素的大量降解,以及花色素苷/类胡萝卜素含量比值的升高使叶片呈现黄色; 叶绿素的降解和花色素苷的大量合成使叶片呈现红色。     

海拔对白肋烟质体色素含量及相关基因表达的影响

以‘鄂烟1号’为供试品种,于湖北恩施选取高、中、低3个海拔(海拔高度分别为1 560m、1 200m、800m)种植区,研究不同海拔白肋烟主要生育期(旺长期、成熟期)内烟叶质体色素含量及其合成代谢过程中相关基因表达的差异,探讨白肋烟质体色素代谢对海拔高度的生理响应机制。结果表明:烟叶叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量及旺长期类胡萝卜素总量均以中海拔地区最高,且显著或极显著高于其他海拔梯度;成熟期高海拔烟叶类胡萝卜素总量最高,且较旺长期明显增加。叶绿素及旺长期类胡萝卜素合成有关的基因均为中海拔表达最强,成熟期类胡萝卜素合成基因在高海拔表达最强。结果说明‘鄂烟1号’更适宜种植在中海拔地区。     

耕作方式对成熟期烤烟质体色素及其降解产物含量的影响

以烤烟(Nicotiana tobacum L.)品种'吉烟9号'为材料,通过田间定位试验研究了6种耕作方式下成熟期烤烟质体色素及降解产物含量的变化规律,以揭示耕作方式影响烤烟品质的原因.结果表明:不同耕作方式之间烤烟叶绿素含量存在显著差异(P<0.05),且均显著低于传统耕作方式(对照),其叶绿素降解产物新植二烯的含量均显著高于对照(P<0.05),并以深耕+前膜后草覆盖处理最高,是对照的153.84%.在不同覆盖条件下各耕作方式的烟叶类胡萝卜素含量与对照相比则呈增加趋势,其类胡萝卜素降解产物总量显著高于对照(P<0.05),并以深耕+前膜后草覆盖处理最高,是传统耕作方式的158.61%;深耕+前膜后草覆盖处理的类胡萝卜素主要降解产物β-大马酮、巨豆三烯酮、香叶基丙酮、二氢猕猴桃内酯、法尼基丙酮的含量均较其他5个耕作方式高,该处理这些降解产物含量分别比对照显著增加47.55%、51.24%、47.54%、21.01%、56.65%(P<0.05).可见,深耕+前膜后草覆盖促进延边烟区烤烟叶片叶绿素的降解,维持较高的类胡萝卜素及其降解产物的含量,有效提高烤烟品质,是该烟区较佳的烤烟耕作模式.     

不同成熟度对烤后烟叶中质体色素及其降解产物的影响

研究了不同成熟度河南南阳烤烟烟叶中质体色素及其降解产物含量变化的结果表明：（1）烟叶中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素的含量随成熟度的提高呈下降趋势。（2）未熟到成熟的南阳烟区中部叶中,叶绿素降解产物新植二烯含量逐渐下降,成熟时最低,之后又有回升的趋势;类胡萝卜素降解产物含量的变化随成熟度的进度呈现不同的变化规律。     

黄秋葵番茄红素β-环化酶LCYB基因的克隆与分析

应用RT-PCR和RACE技术克隆得到cDNA全长1797 bp的黄秋葵(Hibiscus esculentus L.)番茄红素β-环化酶基因LCYB,开放阅读框(ORF)包含1509个碱基;预测编码503个氨基酸,理论分子量(Mw)为56.288 kD,等电点(p I)为4.577;编码的蛋白与陆地棉(Gossypium hirsutum L.)、黄麻(Corchorus capsularis L.)和可可(Theobroma cacao L.)同源蛋白的相似性均在88%以上,显示其高度的保守性,将基因命名为HeLCYB,GenBank登录号为:KX257998。Motif Scan分析显示,蛋白氨基酸序列88~481位为HeLCYB保守结构域,并在88~113位含有1个FAD结合域。通过荧光定量PCR分析表明,HeLCYB基因在黄秋葵根、茎、叶、花和果荚中均有表达;叶片生长中以成熟叶中表达最高,果实发育中以花后7d高表达。建立与优化了黄秋葵类胡萝卜素超高效液相检测体系,结果显示黄秋葵中主要含有β-胡萝卜素和叶黄素。β-胡萝卜素在成熟叶中含量最高,果实以花后7 d含量最高,与HeLCYB基因的表达呈正相关。本研究揭示了HeLCYB基因表达和类胡萝卜素积累的特性,为开展黄秋葵类胡萝卜素分子调控机制研究奠定了基础。     

枳砧红绵蜜柚嫁接黄化苗的光合特性及其CgSGR基因克隆与表达分析

该研究以枳砧‘红绵蜜柚’(Hm/Pt)为试验材料,以枳砧‘琯溪蜜柚’(Gx/Pt)和香橙砧‘红绵蜜柚’(Hm/Cj)为对照,测定分析3种砧穗组合蜜柚的光合特性、叶绿素含量差异;利用RT-PCR技术克隆并分析滞绿基因(CgSGR)表达,为进一步研究枳砧‘红绵蜜柚’嫁接不亲和机理奠定基础。结果显示:(1)枳砧‘红绵蜜柚’嫁接苗净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶肉羧化效率明显低于2个对照组合,且3种砧穗组合以上各指标的最大值均出现在嫁接后第98天。(2)3个嫁接组合的叶绿素含量变化趋势一致,但枳砧‘红绵蜜柚’在整个试验期间的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素显著低于2个对照组合。(3)成功克隆获得‘红绵蜜柚’滞绿蛋白SGR调控基因序列,命名为CgSGR(GenBank登录号:MF945620);CgSGR基因片段长度为816bp,序列编码一个含有271个氨基酸的蛋白质,分子量为30.62kD,属于稳定的碱性亲水性蛋白;SGR序列多重比对结果显示,‘红绵蜜柚’CgSGR序列与柑橘属柚、甜橙和克里曼丁橘之间一致性较高,其中‘红绵蜜柚’与柚无碱基差异,与甜橙在第33bp处有1个变异位点,与克里曼丁橘在33、52、118、159、622和765bp处有6个变异位点;系统进化树表明,CgSGR与柑橘属甜橙、克里曼丁橘的距离最近,与荔枝关系较近,与其它物种的关系较远。(4)实时荧光定量PCR结果表明,CgSGR基因在香橙砧‘红绵蜜柚’中的表达量总体均低于其他2个组合材料,而嫁接139d后,3个材料均随着植株黄化,CgSGR基因的表达水平均呈上升趋势,且枳砧‘红绵蜜柚’的CgSGR基因表达显著高于2个对照组合。(5)随着嫁接苗的生长发育,CgSGR的表达水平总体变化趋势与净光合速率、叶绿素的变化趋势相反。研究认为,枳砧‘红绵蜜柚’CgSGR基因的表达量在嫁接苗叶绿素降解过程中上调,其可能参与调控黄化幼苗的叶绿素降解。