‘砀山酥梨’及其褐皮芽变果皮中多胺类物质含量和相关基因表达分析

为研究多胺类物质在‘砀山酥梨’芽变品系‘锈酥’果皮褐色形成中的作用,以‘砀山酥梨’和‘锈酥’花后不同时期果皮为试材,采用HPLC方法测定果皮中多胺类物质的含量,利用RACE技术克隆多胺合成过程中的关键基因,通过Protparam网站与MEGA5.0软件分析相关基因蛋白的理化性质及其系统进化,用荧光定量qRT-PCR方法分析不同时期果皮中相关基因的相对表达量。结果表明:(1)除花后50和150d外,其它时期‘砀山酥梨’果皮中腐胺含量均显著高于‘锈酥’,花后50d、75d、150d时,‘锈酥’果皮中的亚精胺、精胺含量显著高于‘砀山酥梨’果皮。(2)克隆出多胺合成的基因ADC、SPDS和SPMS(GenBank登录号分别为KM923903、KM923905和KM923906),预测ADC和SPMS均为水溶性蛋白、SPDS为疏水性蛋白,它们与苹果的亲缘关系最近。(3)荧光定量PCR结果显示,花后50d,多胺合成中ADC、SPDS和SPMS在‘锈酥’果皮中表达量均显著高于‘砀山酥梨’。研究推测,‘锈酥’果皮中多胺代谢及相关基因的上调表达可能与‘锈酥’的果皮褐色形成有关。     

‘砀山酥梨’及其褐色果皮芽变PbXET基因克隆与表达分析

为研究‘砀山酥梨’及其褐皮芽变木葡聚糖转葡糖苷酶基因(PbXET)表达水平差异,该实验利用RACE技术,克隆了梨PbXET基因;采用实时荧光定量PCR技术,分析了梨树叶片、果皮和果肉等不同组织及花后不同时期果皮中PbXET基因表达差异。结果表明:(1)梨PbXET3(KJ690921)和PbXET4(KJ690922)开放阅读框分别为903bp和891bp,分别编码300和296个氨基酸;氨基酸序列聚类分析显示,PbXET3与苹果MdXET-3以及PbXET4与苹果MdXET-5的亲缘关系最近。(2)半定量PCR分析显示,花后150d,PbXET3和PbXET4基因在‘砀山酥梨’和‘锈酥’不同组织中均有表达,且PbXET3在叶片中表达量很低,在果皮、果肉中表达相对较强,其中叶片中PbXET3表达量低于PbXET4,而果肉和果皮中PbXET3的表达均明显高于PbXET4。(3)荧光定量PCR分析发现,在‘砀山酥梨’和‘锈酥’果皮中,PbXET3和PbXET4基因不同时期的表达量变化趋势不同;与‘砀山酥梨’相比,果皮颜色发生变化(花后100d)之后,‘锈酥’果皮中PbXET3表达量骤减;而果皮颜色发生变化(花后100d)之前,PbXET4表达量均显著降低。由此推测,PbXET3和PbXET4基因参与了‘锈酥’果皮褐色形成的调节,其表达水平差异可能是改变‘锈酥’表皮细胞结构的重要原因之一。     

高温胁迫对‘黄冠’、‘翠玉’梨耐热生理指标及相关基因表达的影响

为探讨高温胁迫对梨树的影响,对2年生‘黄冠’(Pyrus pyrifolia‘Cuiguan’)、‘翠玉’(P.bretschneideri×P.pyrifolia)盆栽苗胁迫后叶片的抗氧化物质、抗氧化酶、渗透物质和激素的变化进行了测定,利用q RT-PCR分析了叶片中抗性基因的表达。结果表明,在高温胁迫下,梨树叶片的叶绿素含量明显下降,而MDA含量则持续上升;梨叶片中的POD和CAT活性总体呈下降趋势,但‘黄冠’的POD和CAT活性均高于‘翠玉’;PRO含量随胁迫时间延长逐渐增加;ASA含量表现出先上升后下降,且‘黄冠’的ASA含量高于‘翠玉’;IAA和ABA含量都随胁迫时间的延长呈下降趋势,但‘黄冠’的IAA和ABA含量比‘翠玉’高。q RT-PCR结果表明,叶片中相关基因的表达量与对应的ASA、IAA和ABA含量变化趋势基本一致。因此,‘黄冠’比‘翠玉’抗高温性能强,且高温处理第4天为‘黄冠’和‘翠玉’梨的生理变化转折点。     

‘砀山酥梨’褐皮芽变中两个ERF基因的克隆与表达分析

为了解梨(Pyrus bretschneideri)中ERF基因的功能, 采用3'' RACE 和PCR 技术从‘砀山酥梨’中克隆了两个ERF基因, 并对其表达进行了分析。克隆的两个ERF基因都具有典型的AP2/ERF 结构域, 属于ERF基因家族, 分别命名为PbERF2 和PbERF4, GenBank 登录号分别为KJ623716 和KJ623718。系统进化分析表明, PbERF2 与枇杷ERF1, PbERF4 与黄瓜ERF1的亲缘关系较近。表达分析表明, PbERF2 和PbERF4 在叶片中几乎不表达, 果皮中的表达量高于果肉;‘锈酥’果皮3 个发育时期的PbERF2 和 PbERF4 表达量均显著高于‘砀山酥梨’, 且均呈现先上升后下降的趋势。这为深入研究梨ERF基因家族的作用机理提供了理论依据。