马尾松PmCBL3基因的克隆及其表达分析

【目的】为明确马尾松(Pinus massoniana)CBL基因结构特征及干旱胁迫下的表达特性,探讨该基因在马尾松抗旱调控过程中的生物学功能。【方法】以马尾松优良家系为试材,采用RT-PCR和RACE方法克隆马尾松CBL基因全长cDNA,运用生物信息学方法,分析其蛋白质性质和亲缘关系,利用荧光定量PCR分析干旱胁迫下的基因表达特性。【结果】获得马尾松的一个CBL同源基因,命名为PmCBL3,该基因cDNA序列全长1 035 bp,包括681 bp的完整开放阅读框,编码226个氨基酸。PmCBL3蛋白含4个EF-hand功能域,且相邻EF-hand功能域之间的氨基酸数目非常保守,属于EFh家族蛋白。系统进化分析表明:该蛋白与其他植物CBL同源性达62%～98%,其中与北美云杉(Picea sitchensis)CBL亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示,PmCBL3在马尾松根中表达量最高,茎和叶次之; 干旱第15天表达量最大,随干旱胁迫加剧,表达量逐渐降低。【结论】PmCBL3基因属于CBLs家族,与北美云杉亲缘关系最近。该基因响应干旱胁迫,推测其可能参与马尾松干旱逆境的应答调控。     

黑莓果实发育过程中蔗糖磷酸合成酶基因的表达分析

【目的】蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase, SPS)是调控植物蔗糖代谢合成的关键酶,在植物光合产物的积累与分配方面有重要作用。本研究旨在探讨黑莓3个SPS基因的系统发育关系、编码的蛋白特性、在不同发育时期、不同组织中的时空表达特性,并分析其与黑莓发育的关系。【方法】以黑莓栽培品种‘宝森’(‘Boysenberry’)为试材,从中克隆和鉴定了3个 SPS 基因家族成员,利用生物信息学和荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)等方法对3个黑莓SPS 基因RuSPS1、RuSPS2和RuSPS3的氨基酸序列、保守作用元件、编码的蛋白特性、蛋白结构及进化关系进行分析,并对这3个基因在黑莓中的时空表达情况与酶活性进行了相关性分析。【结果】多重氨基酸序列比对显示,黑莓SPS蛋白具有植物SPS家族特有的2个保守蛋白结构域及2个相对保守的蛋白磷酸位点;系统进化分析表明,RuSPS基因分为A、B两个亚族,其中RuSPS1和RuSPS3为A亚族成员,RuSPS2为B亚族成员;保守作用元件分析表明, 除RuSPS2含基本的蛋白保守元件外, RuSPS1和RuSPS3都存在不同程度的片段缺失;序列分析和比较揭示了黑莓SPS基因与其他家族的不同特征。qRT-PCR分析显示,3个RuSPS基因在黑莓各个组织器官中均有表达,其中RuSPS1在叶片和果实中表达量较高,在花中的表达量较低;RuSPS2在发育成熟的果实中有大量的表达,在其他器官中表达量较低;RuSPS3在各器官中的表达均较高,说明 SPS基因表达具有明显的组织特异性,3个RuSPS基因都随着果实发育进程在果实和叶片中表现了表达增加的趋势。果实和叶片中SPS酶活性的变化与RuSPS基因表达水平一致。相关分析表明,叶片中SPS活性与RuSPS2显著正相关(P<0.05),果实中SPS活性与RuSPS1显著负相关(P<0.05)。【结论】3个RuSPS基因与黑莓果实发育过程中的蔗糖合成与代谢关系密切,均参与了黑莓的生长发育调控,其中叶片中SPS活性的变化一定程度上是由RuSPS2调控,果实中SPS活性的变化则是由RuSPS1调控。     

意大利蜜蜂AmCht11基因的克隆鉴定和发育时期表达分析

【目的】克隆鉴定和定量PCR分析不同发育时期意大利蜜蜂(Apis mellifera)几丁质酶AmCht11基因。【方法】克隆测序鉴定AmCht11基因序列,通过多重序列比对分析该基因编码的氨基酸序列特征和结构域组成;在线预测AmCht11蛋白的二级结构、三级结构以及相互作用靶蛋白,构建系统进化树分析该蛋白在几丁质酶家族中的分类和进化关系;实时定量PCR分析AmCht11基因的组织表达特征。【结果】AmCht11基因c DNA序列全长1 404 bp,编码468个氨基酸;预测AmCht11蛋白质相对分子质量为53.5 k Da,等电点为7.21。多重序列比对和系统进化分析表明,AmCht11蛋白为几丁质酶GH18家族Group-Ⅷ亚家族成员,该蛋白的氨基酸序列N-端含有跨膜域,具典型的几丁质酶催化结构域,无结合结构域,也不具信号肽。进一步实时定量PCR分析表明,AmCht11基因表达量在意大利蜜蜂幼虫发育第2至第5日龄无明显波动,至幼虫后期第6日龄表达量明显上调。【结论】推测AmCht11基因与意大利蜜蜂幼虫发育后期的蜕皮有关。     

意大利蜜蜂AmCht11基因的克隆鉴定和发育时期表达分析

【目的】克隆鉴定和定量PCR组织表达分析意大利蜜蜂(Apis mellifera)几丁质酶AmCht11基因。【方法】克隆测序鉴定AmCht11基因序列,通过多重序列比对分析该基因编码的氨基酸序列特征和结构域组成;在线预测AmCht11蛋白的二级结构、三级结构以及相互作用靶蛋白,构建系统进化树分析该蛋白在几丁质酶家族中的分类和进化关系;实时定量PCR分析AmCht11基因的组织表达特征。【结果】AmCht11基因cDNA序列全长1404bp,编码468个氨基酸;预测AmCht11蛋白质相对分子质量为53.5kDa,等电点为7.21。多重序列比对和系统进化分析表明,AmCht11蛋白为几丁质酶GH18家族Group-Ⅷ亚家族成员,该蛋白的氨基酸序列N-端含有跨膜域,具典型的几丁质酶催化结构域,无结合结构域,也不具信号肽。进一步实时定量PCR分析表明,AmCht11基因表达量在意大利蜜蜂幼虫发育第2至第5日龄无明显波动,至幼虫后期第6日龄表达量明显上调。【结论】推测AmCht11基因与意大利蜜蜂幼虫发育后期的蜕皮有关。
     

火龙果MADS-box基因家族鉴定及表达分析

目的为了探索火龙果中MADS-box转录因子在成花诱导及花器官形成中的作用机制.方法针对9月份取材的"大红二号"8个不同的组织进行火龙果从头测序,并对MADS-box转录因子全基因家族进行生物信息学的分析.结果在火龙果转录组中一共鉴定出48个具完整结构域HuMADS蛋白,氨基酸长度65～411 aa.依据系统发育分析和结构域的差异,HuMADS基因分布在4个亚家族:Mα(6),Mγ(5),MIKCC(33)和MIKC*(2)以及none组(2),未发现Mβ成员.表达谱分析显示相对于Lineage I而言Lineage II表达水平整体较高,其中Group 1基因主要在花和果实中表达;Group 2基因在枝条、花和果实中均有表达;Group 3基因在Fl510、Fl513和枝条中组织特异性表达.同源分析得到与花器官形成相关的5类功能基因,A类基因AP1(HuMADS18),B类AP3(HuMADS33)和PI(HuMADS38)、C类AG(HuMADS12)、以及D类STK(HuMADS11)和E类SEP1(HuMADS16)、SEP3(HuMADS15和HuMADS17).结论本研究为进一步探索火龙果花发育提供了理论基础.     

‘凤丹’PoERF4基因的克隆及表达分析

【目的】牡丹(Paeonia×suffruticosa)是传统的观赏名花,由于其花期短暂极大限制了牡丹的观赏价值。克隆牡丹品种‘凤丹’(Paeonia ostii‘Feng Dan’)PoERF4基因,研究其序列特征及在不同花期、组织、品种和激素处理下的表达特性,为进一步研究PoERF4基因对牡丹花期和生长发育的调控作用提供理论参考。【方法】以‘凤丹’为研究材料,基于‘凤丹’3代全长转录组测序结果,筛选出同源性高的序列,采用RT-PCR技术克隆PoERF4基因,并进行生物信息学和表达模式分析。【结果】PoERF4基因的开放阅读框(ORF)为747 bp,编码248个氨基酸。PoERF4蛋白分子式为C_{2 217}H_{3 689}N₇₄₇O₉₃₃S₁₇₄,为亲水蛋白,含有保守的AP2超家族结构域,无跨膜结构,二级结构中α-螺旋中包含28个氨基酸,延伸链中包含48个氨基酸,β-转角中包含6个氨基酸。荧光定量分析发现,PoERF4基因在‘凤丹’不同花期的花瓣中,半开期的表达量最高;在不同组织...     

拟南芥MtN3/saliva基因家族分析

MtN3/saliva基因家族是含有2个MtN3/saliva跨膜结构域的膜整合蛋白,其成员广泛存在于真核生物中.目前对该家族功能研究较少,对其跨膜结构域的分子功能还不清楚.在拟南芥中该家族有18个成员,除了最近克隆的RPGl以外其他MtN3/saliva基因的功能均不清楚.对拟南芥MtN3/saliva基因家族进行了较为全面的分析,包括基因结构、染色体分布、蛋白结构域、系统进化关系、基因表达谱等.对其中预测在花药中高表达的4个基因进行了实时定量PCR分析,证实有3个基因在花中高效表达.这些结果促进了对MtN3/saliva基因家族的深入了解.     

吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007多聚半乳糖醛酸酶基因的克隆及表达分析

【目的】克隆吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007(Burkholderia pyrrocinia JK-SH007)多聚半乳糖醛酸酶基因(BpPG),并阐明BpPG基因在B. pyrrocinia JK-SH007定殖中的生物学功能。【方法】通过设计特异性引物(PG-F、PG-F)克隆BpPG基因,并对其全长基因进行生物信息学分析; 采用MEGA 5.0软件进行系统发育树分析; 将B. pyrrocinia JK-SH007接种杨树,利用实时荧光定量PCR方法,分析BpPG基因在B. pyrrocinia JK-SH007定殖过程中的差异表达。【结果】BpPG基因全长2 001 bp,编码666个氨基酸,预测蛋白质分子量69.23 ku,理论等电点为8.37; BpPG蛋白有6个蛋白质结合位点,属于Glycosyl hydrolases family 28家族,为亲水性蛋白,不具有信号肽。二级结构主要包括α-螺旋、β折叠、延伸链和无规则卷曲,三级结构预测结果与二级结构相符。系统进化分析表明,BpPG与PG(GenBank 序列号WP 034181566.1)具有同源性。实时荧光定量PCR结果显示B. pyrrocinia JK-SH007定殖过程中,不同时期的BpPG基因表达量存在差异。【结论】克隆得到BpPG基因,BpPG基因在进化上是保守的,其极有可能在B. pyrrocinia JK-SH007定殖过程中发挥作用。     

杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

【目的】以杉木幼叶为试验材料,通过克隆杉木ClWRKY44基因,分析其表达特性,为揭示杉木抗逆生理的分子机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆杉木ClWRKY44 基因,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位研究,并利用实时荧光定量PCR技术分析其表达情况。【结果】杉木ClWRKY44 基因的开放阅读框(ORF)为1 776 bp,编码591个氨基酸,具有WRKY结构域。系统进化树分析结果显示ClWRKY44 基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATWRKY44 的亲缘关系较密切,其在杉木的不同器官(叶、根、茎) 中均有表达,嫩叶中的表达量最高,茎中次之,根中最低。低温胁迫处理6 h,ClWRKY44 基因相对表达量最高,约是对照组的79.8倍。干旱胁迫处理24 h,ClWRKY44 基因在高浓度干旱胁迫处理下的相对表达量最高,约是对照组的46.6倍。【结论】杉木ClWRKY44基因编码的蛋白质序列与拟南芥ATWRKY44的同源性很高,在调控植物逆境胁迫应答过程中可以发挥功能,为杉木幼苗生长发育的适应性提供参考。     

贵州草海鲫鱼Spo11基因的克隆、生物信息学和表达分析

【目的】探索环境内分泌干扰物壬基酚(Nonylphenol,NP)对贵州草海鲫鱼(Carassius auratus)Spo11 基因表达的影响。【方法】通过PCR方法克隆实验鱼Spo11 基因,利用生物信息学方法分析SPO11蛋白的氨基酸序列、理化性质和结构特点;并设置1个对照组和低、中、高共3个不同剂量NP处理组,用NP质量浓度分别为0,25,50和100μg·L-1的水体浸浴实验鱼28d后,检测各组实验鱼Spo11 基因的表达情况。【结果】Spo11 基因c DNA序列长度为1471bp(Gen-Bank登录号:MF66470),包括66bp的5′非翻译区、编码383个氨基酸的1152bp的开放阅读框和253bp的3′非翻译区。预测SPO11蛋白质相对分子质量为43.23k Da,等电点IP为6.89,主要由亮氨酸、丝氨酸和缬氨酸组成。该蛋白是含有信号肽的不稳性亲水蛋白,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。与对照组实验鱼的Spo11 基因相对表达量相比,中剂量和高剂量的NP处理组实验鱼Spo11 基因相对表达量均有所升高,与前者的差异均具有统计学意义(p<0.05)。【结论】环境内分泌干扰物NP可以影响贵州草海鲫鱼Spo11 基因的表达。
     

B and C floral organ identity functions require SEPALLATA MADS-box genes

Abnormal flowers have been recognized for thousands of years, but only in the past decade have the mysteries of flower development begun to unfold. Among these mysteries is the differentiation of four distinct organ types (sepals, petals, stamens and carpels), each of which may be a modified leaf. A landmark accomplishment in plant developmental biology is the ABC model of flower organ identity. This simple model provides a conceptual framework for explaining how the individual and combined activities of the ABC genes produce the four organ types of the typical eudicot flower. Here we show that the activities of the B and C organ-identity genes require the activities of three closely related and functionally redundant MADS-box genes, SEPALLATA1/2/3 (SEP1/2/3). Triple mutant Arabidopsis plants lacking the activity of all three SEP genes produce flowers in which all organs develop as sepals. Thus SEP1/2/3 are a class of organ-identity genes that is required for development of petals, stamens and carpels.     

建兰花色形成的成分检测

【目的】花色是建兰重要的观赏性状之一。对建兰花色形成的色素类成分进行检测分析,为探索建兰花色形成的物质结构组成及新花色品种培育提供依据。【方法】以建兰复色花瓣为材料,用色差计测定花色表型并进行色度比色,检测两种颜色花瓣的总蛋白含量和pH; 通过高效液相色谱-质谱联用,检测两色组织的主要色素成分和结构组成。【结果】黄绿色花瓣组织亮度值(L*, 70.1±1.7)是红色系花瓣组织的近2倍; 红色花瓣红度值(a*, 51.2±1.9)为黄绿色组织4倍多,而黄绿色花瓣黄度值(b*, 35.2±1.5)为红色组织近3倍,两种颜色组织色度差异较显著; 红色系花瓣组织可溶性蛋白含量[(3.44±0.11)mg/g]是黄绿色花瓣组织2倍多; 从两种颜色组织材料中共检测出12种黄酮醇苷和8种花青素苷。【结论】异鼠李素糖苷为建兰黄绿色花瓣组织特有,天竺葵素-二糖苷、飞燕草葡萄糖苷、山奈酚鼠李糖苷、矢车菊素芸香糖苷、山奈酚芸香糖苷和山奈酚芸香糖苷半乳糖苷为红色花瓣组织特有。     

复合盐碱胁迫对OT百合生长和生理特性的影响

【目的】揭示百合在复合盐碱胁迫下的生理响应特征。【方法】以OT杂种系百合‘红色宫殿’(Lilium ‘Red Palace’)种球为试验材料,用不同浓度的单盐(NaCl)、中性混合盐[m(NaCl):m(Na₂SO₄)=1:2]和碱性混合盐[m(NaCl): m(Na₂SO₄):m(Na₂CO₃):m(NaHCO₃)=5:23:9:3)进行胁迫处理,蒸馏水为对照(CK)。测定百合叶片及根、茎的形态指标、生物量、根冠比、相对电导率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、根系活力、相对含水量以及Na⁺、K⁺浓度变化。【结果】①与CK相比,3个不同盐碱处理组的百合地下生物量、总生物量和根冠比均有所降低,地上生物量和各形态指标均表现出对盐碱胁迫低促高抑的特点。②盐碱胁迫导致百合相对电导率、丙二醛含量上升;低浓胁迫促使百合根系活力升高,可溶性蛋白含量上升。当盐碱浓度高于一定值后,百合根系活力和可溶性蛋白含量均呈下降趋势。③各处理百合幼苗地上、地下的K⁺与Na⁺含量比值(记为K⁺/Na⁺值)均下降,其中碱性混合盐处理下K⁺/Na⁺值比中性混合盐和单盐处理的低。④双因素方差分析表明,盐浓度对各项指标的影响大于盐组合,且盐浓度、盐组合及其交互作用对鳞茎直径、总鲜质量、总干质量、根冠比、根系活力及相对含水量均存在极显著影响。【结论】3个盐碱处理组对百合的胁迫程度由强到弱依次为碱性混合盐>中性混合盐>单盐,这一结果可为选择适宜百合生长的土壤提供一定的理论依据。     

苹果属观赏海棠新品种‘红禧儿’

【目的】为我国城乡绿化美化提供新植物材料。【方法】海棠新品种‘红禧儿’是1996年利用平邑甜茶种子进行辐射诱变,从后代中选育出的大果突变体。【结果】‘红禧儿’树体高大、树姿开张、花果量大、白蕾白花;幼叶和展开叶均为绿色;果实直径1.9 cm(母本1.3 cm),果实扁圆形,果皮初期绿色,后期转为亮红色,RHS色号:46A,果肉黄色或橙色,落叶后挂果期长。在青岛地区观花期为4月中下旬,11月中下旬落叶,观果期10月中旬至12月中下旬。【结论】‘红禧儿’适应性强,综合观赏价值高。     

21份木槿栽培品种表型多样性评价

【目的】 研究木槿品种资源表型性状的多样性,为改良现有木槿品种、开发新品种提供理论支持。【方法】通过聚类分析、相关性分析、多样性分析,对21份木槿栽培品种的10个数量性状和24个质量性状进行分析。【结果】木槿品种资源表型多样性丰富,24个质量性状的多样性指数为4.175 8~4.392 3,10个数量性状的多样性指数为4.217 9~4.384 7;基于表型性状聚类分析,在欧氏距离为22时,可将21份木槿品种分成浅色类、深色重瓣类及单瓣类三大类型。通过主成分分析,花色数、花瓣长度、花瓣内部次色、花瓣次色的分布等9个主成分可以反映29个性状的基本特征,特征值均大于1,累计贡献率达88.960%,表明花越大、花色越艳丽的木槿品种观赏性越强。在相关性方面,花晕相对花瓣面积大小(HAS)、花瓣次色的分布(DPS)等花部性状与花瓣内部次色(ISCP)之间呈极显著正相关,相关系数均大于0.800,叶柄的长度(LP)与叶片长度(LL)、叶片长度(LL)与叶片宽度(WL)、重瓣性(PS)与花瓣具裂(PC)之间呈极显著正相关,相关系数分别为0.673、0.702、0.796。【结论】21份木槿栽培品种表型多样性丰富,花朵的外部形态与色彩是木槿分类的主要依据,树形、生长习性、叶片基部形状也对其形态分类有较大影响,这可以为木槿种质资源的保护和利用以及新品种的研究奠定基础。     

观赏海棠新品种‘大棠婷靓’

【目的】为扩充国内观赏海棠新品种和观赏类别,选育集红叶、红花和红果者于一体的观赏海棠新品种。【方法】2005年,收集‘红丽’海棠(Malus ‘Red Splender’)自由授粉种子,播种后从子代中筛选集红叶、红花和红果于一体的海棠新品种。【结果】选育的海棠新品种‘大棠婷靓’(Malus ‘Datang Tingliang’),伞状花序,花型平,单瓣。花蕾紫色,花朵红紫色。花朵压平后直径4.5 cm,花瓣椭圆形,排列方式相连。树势强,树型直立,幼叶红色,开展叶片红绿色,叶面光泽度强,观赏周期长。【结论】‘大棠婷靓’花果艳丽,树形优美,符合新品种特异性,有较高观赏价值。     

基于切花应用的观赏海棠品种评价与筛选

【目的】发掘观赏海棠切花应用价值,促进相关产业的发展。【方法】运用层次分析法(AHP)对74个观赏海棠品种与1种的切花应用价值进行了综合评价,并通过绘制频率直方分布图进行切花品质性状稀缺性分析。【结果】花色、花型、着花密度、花径、瓶插寿命及开花率为海棠切花综合评价主要权重指标; 而重瓣、浓香、枝型优美为最稀缺的性状表现,可作为品种特异性判断依据。 ‘玛丽波特’、‘唐纳德’、湖北海棠等14个品种/种综合得分排序列前20%,为优良的观赏海棠切花品种/种,且其中‘当娜’、‘凯尔斯’、‘俏佳人’等6个品种还具有稀缺性状。此外,‘俏佳人’、‘芙蓉’、‘大卫’综合分值略低,但其个别性状表现突出,单列为观赏海棠特异品种。【结论】切花的综合应用价值是品种评价的基础,此外还应对特异性状有所考量,以提高评价结果的全面性。     

樱花新品种‘胭脂绯’

【目的】尾叶樱桃[Cerasus dielsiana (Schneid.) Yu et Li]为中国特有分布野生樱属植物资源,具有广阔的应用前景,对杂交选育出适合中国栽培的樱花新品种有重要意义。【方法】樱花新品种‘胭脂绯’选自于福建省武平县大禾镇帽布村的尾叶樱桃变异植株,2016—2018年春季嫁接无性繁殖苗木100株。【结果】‘胭脂绯’为选育出的樱花新品种,具有花瓣开展、花色艳丽、花径大、花量多而密集,树形开张的特点,通过观察对比,嫁接苗性状表现一致、稳定。【结论】‘胭脂绯’为观赏价值高的樱花品种之一,在园林和景观方面应用前景广阔。     

樱花新品种'惜春'

【目的】钟花樱(Cerasus campanulata),花为红色,花期较早,是樱属植物中开发利用前景较大的种系之一。优良品种选育对国产樱花品种的开发具有重要意义。【方法】笔者以实生苗为选育材料,对其花器官的变化进行了观察与研究。【结果】‘惜春’为选育出的新品种,该品种具有花期晚、花径大、花红色鲜艳的特点。通过连续7年的品种比较试验,显示其性状稳定一致。【结论】‘惜春’是优秀的红色系樱花品种之一,具有较高观赏价值。     

Complexes of MADS-box proteins are sufficient to convert leaves into floral organs

Genetic studies, using floral homeotic mutants, have led to the ABC model of flower development. This model proposes that the combinatorial action of three sets of genes, the A, B and C function genes, specify the four floral organs (sepals, petals, stamens and carpels) in the concentric floral whorls. However, attempts to convert vegetative organs into floral organs by altering the expression of ABC genes have been unsuccessful. Here we show that the class B proteins of Arabidopsis, PISTILLATA (PI) and APETALA3 (AP3), interact with APETALA1 (AP1, a class A protein) and SEPALLATA3 (SEP3, previously AGL9), and with AGAMOUS (AG, a class C protein) through SEP3. We also show that vegetative leaves of triply transgenic plants, 35S::PI;35S::AP3;35S::AP1 or 35S::PI;35S::AP3;35S::SEP3, are transformed into petaloid organs and that those of 35S::PI;35S::AP3;35S::SEP3;35S::AG are transformed into staminoid organs. Our findings indicate that the formation of ternary and quaternary complexes of ABC proteins may be the molecular basis of the ABC model, and that the flower-specific expression of SEP3 restricts the action of the ABC genes to the flower.