科研产出
不同葡萄砧木品种需冷量及低温时长对芽休眠相关基因表达的影响
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究不同葡萄砧木品种需冷量及低温时长对芽休眠相关基因表达的影响，为筛选热区葡萄低需冷量砧木品种及探究葡萄萌芽进程调控机制提供理论依据。【方法】以15个葡萄砧木品种的冬季修剪枝梢为试验材料，进行不同低温时长处理，处理温度为（4±1）℃，测定各砧木品种的需冷量，统计各葡萄砧木品种萌芽进程；并研究需冷量有差异的葡萄砧木品种，在低温处理打破休眠过程中枝梢中可溶性总糖和淀粉含量变化；通过实时荧光定量PCR检测砧木芽中休眠相关基因的相对表达量。【结果】贝达、SO4、101-14、110R、188-08、3309C、140R、Valliant、山河2号、BR No. 2、Fercal和5C等12个品种需冷量为0 h,1103P需冷量为168 h。1103P砧木枝梢中可溶性总糖含量随着低温处理时长增加呈显著增加趋势（P<0.05，下同）；在低温处理304 h时，可溶性总糖含量最高，达2.55μg/g，此时枝梢中淀粉含量显著降低，仅0.06μg/g，低需冷量的3309C枝梢中淀粉含量在3个低温时长处理间无显著差异（P>0.05，下同）。1103P砧木随着低温处理时长增加，胼胝体合成酶基因VvCALLOSE SYNTHASE1的相对表达量呈显著下降趋势，未低温处理的1103P冬芽中VvCALLOSE SYNTHASE1基因的相对表达量显著高于3309C。3个低温时长处理中，1103P芽中β-1,3-葡聚糖酶基因VvGLU1、ABA合成关键酶基因VvNCED1、GA20-氧化酶基因VvGA20ox-2、响应低温胁迫的重要转录因子基因VvbHLH92和开花抑制基因VvSVP的相对表达量在低温处理304 h时最高。未进入内休眠的3309C在低温处理过程中，VvCALLOSE SYNTHASE1和VvSVP基因的相对表达量无显著变化，未经低温处理时的3309C芽中VvGLU1基因、ABA合成诱导因子基因VvXERICO和VvbHLH92基因的相对表达量最高。3个低温时长下1103P芽中VvSVP基因的相对表达量均显著高于3309C。【结论】筛选出贝达、SO4、101-14、110R、188-08、3309C、140R、Valliant、山河2号、BR No. 2、Fercal和5C等12个不需经低温处理即可萌芽的砧木品种，葡萄的萌芽受品种需冷量、营养和休眠相关基因的共同调控。
全文链接
请求原文
慈姑蔗糖合成酶基因家族的鉴定和表达分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：蔗糖合成酶(Su Sy)是植物进行蔗糖代谢的关键酶之一，控制着植物体内糖分的合成和运输，在植物的生长和代谢中起着重要作用。作为唯一的催化蔗糖分解与合成的可逆反应酶，蔗糖合成酶及其功能一直是揭示植物生长发育规律的重要研究内容。本研究以生物信息学手段对慈姑SuSy基因家族及其成员进行鉴定和表达分析。结果表明，慈姑SuSy家族共获得83个SuSy基因。这些基因编码的蛋白质的氨基酸长度位于180～1 084 aa之间，等电点变化位于4.52～9.56之间，平均值为6.29，大部分蛋白表现呈酸性。与马铃薯和拟南芥进化比较，110个SuSy基因被分成11个亚族，马铃薯和拟南芥中的SuSy基因全部存在于Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ组中。同时，热图分析发现83个SuSy基因成员在2个慈姑品种中的表达存在明显差异，且不同的球茎发育阶段也存在差异表达，说明它们在不同品种慈姑中的功能存在差异。本研究为后续对慈姑SuSy基因功能研究及蔗糖-淀粉代谢调控的应用提供理论基础。
全文链接
请求原文
澳洲坚果MiMYB3基因克隆及结构与功能分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究R2R3-MYB转录因子家族成员在澳洲坚果生长发育、生物胁迫和非生物胁迫等的调控机制,利用PCR技术从澳洲坚果品种'桂热1号'叶片中克隆MiMYB3基因.采用生物信息学和荧光定量PCR(RT-qPCR)对其结构及功能进行分析预测.本研究克隆获得MiMYB3基因cDNA序列全长1 110 bp(NCBI登录号:MN254977.1),开放阅读框(ORF)长度为951 bp,共编码316个氨基酸.MiMYB3属于R2R3-MYB家族,其不存在跨膜结构、无信号肽且定位于细胞核的不稳定亲水蛋白.系统进化分析将MiMYB3与At-MYB94、AtMYB96、AtMYB30、AtMYB31 和 AtMYB60 聚类为 S1 亚族.RT-qPCR 分析发现 MiMYB3 基因主要受水杨酸处理诱导显著上调表达,表明MiMYB3响应水杨酸处理.推测MiMYB3调控澳洲坚果水杨酸生物合成途径相关基因的表达进而参与植物抗病过程,为深入研究其结构和功能打下基础.
全文链接
请求原文
干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗是世界上重要的糖料作物，但我国甘蔗主产区多数为丘陵旱坡地，季节性干旱频繁，已严重影响我国甘蔗糖业的可持续发展。植物激素脱落酸（ABA）不仅调节植物生长发育，在植物应对逆境胁迫的生理生化响应中更不可或缺。本研究选用甘蔗品种‘桂糖42号’为材料，桶栽土培方式，设置对照（CK）、CK+ABA、干旱、干旱+ABA等4个处理，探讨干旱胁迫下叶面喷施ABA对苗期甘蔗生理生化特性和相关基因表达的影响，为应用ABA提高甘蔗抗旱性提供理论基础。结果表明，正常淋水条件下甘蔗叶面喷施ABA处理（CK+ABA）的主要生理生化参数与基因表达量变化与CK差异不显著；甘蔗叶片相对含水量随着干旱胁迫程度加剧而逐渐下降，丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量显著上升，而干旱+ABA处理能提高甘蔗的保水能力，并减少MDA的积累，使其含量处于较低水平；干旱胁迫显著降低甘蔗叶绿素含量，而干旱+ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱胁迫引起的光系统Ⅱ实际光化学效率（ΦPSⅡ）下降有明显的缓解作用；干旱胁迫下，甘蔗内源ABA合成限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）编码基因、脯氨酸（Pro）合成关键酶Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）编码基因及过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化物酶（POD）编码基因的表达量显著增加，内源ABA含量、Pro含量和CAT、SOD、APX、POD活性显著提高，而干旱+ABA处理能更进一步增强上述基因的表达，使ABA含量、Pro含量及相关抗氧化酶活性的增幅更显著，从而提高干旱胁迫下甘蔗清除过量活性氧的能力，降低H2O2含量，提高甘蔗抗旱性。
全文链接
请求原文
甘薯扩展蛋白IbEXPA2基因克隆和表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：扩展蛋白(Expansin)是细胞壁的重要组成成分,参与细胞壁的舒张,与植物器官生长发育密切相关.甘薯是一种块根类作物,其块根不仅是繁殖器官,也是储能器官,因此,开展甘薯块根生长膨大机理研究具有重要意义.本研究在前期转录组学研究基础上,克隆到一个可能与块根膨大相关的扩展蛋白基因IbEXPA2,并进行生物信息学和qPCR表达分析.生物信息分析表明,IbEXPA2编码253个氨基酸,包含DPBB_1和Pollen_allerg_1结构域,具有一段信号肽及23个氨基酸的跨膜结构域.该基因编码的蛋白与三裂叶薯expansin-A4蛋白(登录号:XP_031109781.1)的同源性最高,为98.03%;时空表达分析表明该基因在甘薯品种'西瓜红'和'桂经薯8号'块根中表达显著高于纤维根,'西瓜红'生长的各个时期块根中表达均显著高于茎和叶,在移栽50 d时表达量最高,为对照纤维根的8.49倍;'桂经薯8号'生长多数时期在块根中的表达也显著高于茎和叶,在移栽35 d时表达量最高,为对照的8.11倍.推测该基因参与甘薯块根生长膨大调控.
全文链接
请求原文
荔枝多胺氧化酶(PAO)基因家族的全基因组鉴定与表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了探究PAO基因在荔枝（Litchi chinensis Sonn.）生长发育过程中的生物学功能，本研究基于荔枝全基因组数据，利用生物信息学方法筛选与鉴定荔枝PAO基因（LcPAO）成员，并对其理化性质、系统发育、结构、染色体定位、顺式作用元件、蛋白结构、miRNA靶位点和表达模式进行了分析。结果表明，一共鉴定得到10个LcPAO基因，全部为亲水蛋白。系统发育分析发现LcPAO落在4个亚族中的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ亚族。LcPAO1～LcPAO3和LcPAO9～LcPAO10属于典型的PAO蛋白，LcPAO4～LcPAO8还含有一个特异的SWIRM结构域，属于非典型PAO蛋白。顺式作用元件分析表明其主要含光响应元件、逆境胁迫相关元件以及激素响应相关元件。miRNA靶位点分析发现LcPAO基因受到22个miRNAs的靶向调控。转录组表达模式分析发现，除了LcPAO1和LcPAO4，余下的LcPAO基因可能与荔枝果皮着色相关。所有的LcPAO基因均可能与荔枝的化学控花相关。除了LcPAO1所有的LcPAO基因均可能与荔枝果实脱落相关。本研究为深入研究LcPAO基因的功能和调控机制提供参考。
关键词： 荔枝 多胺氧化酶（PAO） 生物信息学 表达分析
全文链接
请求原文
阳桃木质素合成相关基因AcaCAD2克隆与表达分析
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：肉桂醇脱氢酶(Cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD, EC1.1.1.195)是植物木质素合成途径的关键酶,参与多种生物和非生物胁迫的过程,与植物的生长发育密切相关。为探究AcaCAD2基因在阳桃木质素合成过程中的作用及表达规律,本研究通过克隆得到阳桃AcaCAD2基因,并对其进行生物信息学和表达模式分析。结果表明, AcaCAD2含有1 074 bp的开放阅读框,编码368个氨基酸,属于稳定亲水性蛋白,不含跨膜结构和信号肽。结构域分析发现该蛋白具有典型的CAD结构域,包含2个Zn~(2+)结合位点和1个NADP~+辅酶结合位点。系统发育分析表明AcaCAD2与拟南芥At CAD5和At CAD4亲缘关系较近,亚细胞定位分析发现AcaCAD2蛋白定位在细胞膜中。q RT-PCR结果显示该基因在阳桃小枝发育的过程中呈现先增加后降低的趋势,在阳桃叶、花、果、叶芽中表达相对较弱,呈现出明显的组织特异性。本研究结果为进一步探究AcaCAD2对阳桃木质素合成的影响提供了理论参考。
全文链接
请求原文
芒果赤霉素氧化酶基因GA3ox的克隆、表达及亚细胞定位分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidases,GA3ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)生物合成途径中的关键限速酶之一.芒果中GA3ox基因的功能及其表达模式未见报道.本研究利用RACE技术克隆了一个芒果GA3-氧化酶基因(GA3ox),该基因全长cDNA序列为1 680 bp,编码氨基酸381个,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 146bp,蛋白分子量为42.6 kD,等电点为5.13,不含信号肽,不含跨膜结构域.系统发育树分析发现,该基因编码的蛋白主要与开心果亲缘关系较近,其次为克莱门柚、甜橙、麻疯树等植物.通过拟南芥原生质体亚细胞定位分析发现,该基因主要定位在细胞质中.通过对乔化、矮化芒果品种不同发育时期的叶片的实时荧光定量PCR分析发现,该基因主要在矮化品种中表达量较高,在乔化品种各个时期表达量较低,且差异不大.矮化品种中主要在开花期表达量最高,坐果期7-8周含量最低,但都高于乔化品种的任何取样时期.该基因的克隆和表达分析为下一步功能的研究及其在芒果株形调控分子机制提供理论依据.
全文链接
请求原文
火龙果溃疡病菌实时荧光定量PCR内参基因的筛选
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：火龙果溃疡病是由火龙果溃疡病菌引起的重要真菌病害,近年来在世界火龙果产区的爆发严重影响了火龙果产业的发展.为研究火龙果溃疡病菌响应逆境胁迫的基因表达和功能,需要筛选火龙果溃疡病菌在各种条件下表达稳定的内参基因.以火龙果溃疡病菌菌株LJ02 为研究对象,以在马铃薯葡萄糖液体培养基(PDW)培养的菌丝体为对照组,以在LB培养基培养的菌丝体和分别在添加过氧化氢、吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑的PDW培养的菌丝体为处理组.利用实时荧光定量PCR技术以及内参基因稳定性评估软件(geNorm、NormFinder、Bestkeeper和RefFinder),评估 18 个候选内参基因(CYT1、SDH2_1、TBCC、SUI1、RPL19、PPH、ATP5B、UBE2_16、RPL13、UBE2_2、PRS17、SUCLA2、ATP5A、TUB1_2、ACT1、EFTU、EF1A和GAPDH)的表达稳定性.结果显示,火龙果溃疡病菌的 18 个候选基因在上述培养条件下的Ct值介于 14.80-24.66 之间,表达水平适中;稳定性最高的内参基因是CYT1,其次为SUI1,GAPDH和ACT1 的稳定性最差;最少使用 2 个内参基因组合可以提高定量PCR分析结果的准确性,此时SUCLA2 和ATP5A是最稳定的内参基因组合.该结果可为研究火龙果溃疡病菌生物学过程中的基因表达提供理论依据.
关键词： 火龙果溃疡病菌 内参基因 实时荧光定量PCR 菌丝生长 表达分析 非生物胁迫 内参基因分析软件
全文链接
请求原文
阳光玫瑰葡萄生长期花芽分化形态进程及相关生理分子水平变化研究
《果树学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探讨阳光玫瑰葡萄生长期花芽分化进程及相关生理分子水平变化,为葡萄生产调控及花芽分化深入研究提供理论参考.[方法]以4年生阳光玫瑰葡萄为试材,通过徒手剥离冬芽鳞片在体式解剖镜下观察冬芽形态结构变化,测定花芽分化过程中第5节位叶片内碳水化合物、矿质元素含量及冬芽内9个成花关键基因的表达.[结果]南宁地区阳光玫瑰葡萄在新梢6片展叶期时开始花芽形态分化,在末花期进入花序原基分化期.叶片可溶性总糖、淀粉含量在花序原基分化期后显著升高.叶片P、K、Ca和Mg元素含量在花芽形态分化起始时下降,在花序原基分化后60 d时含量显著降低.冬芽中VvFT和VvSOC1基因在花芽分化起始时表达水平较高;VvLFY、VvAP1、VvFUL、VvAP2、VvAP3和VvAG基因均在花序原基分化期及花序原基分化期后80~100 d出现表达波峰,VvFLC基因在花序原基分化后60~100 d的表达水平较高.[结论]南宁地区阳光玫瑰葡萄花芽分化进程开始较早.生产上在果实膨大期和软化期前后应适当补充磷、钾、钙、镁肥,以促进果实发育、花序原基及其各级穗轴分化.VvFT和VvSOC1基因参与诱导始原基及花序原基分化,VvLFY、VvAP1、VvFUL、VvAP2、VvAP3和VvAG基因可能均参与促进花序原基及其各级穗轴分化.
关键词： 阳光玫瑰葡萄 花芽分化 矿质元素 碳水化合物 基因表达
全文链接
请求原文
