科研产出
脱落酸调控‘品丽珠’葡萄果实白藜芦醇合成的研究
《中外葡萄与葡萄酒 》 2024
摘要：本研究在'品丽珠'葡萄始熟期前10 d左右进行外源脱落酸(ABA)及其合成抑制剂氟啶酮(Fluridone)处理,以去离子水处理为对照,研究外源ABA对葡萄果实白藜芦醇(Resveratrol,Res)合成与积累的调控作用.结果发现,与对照相比,外源ABA处理能够促进'品丽珠'葡萄果实提前成熟,采收时果实中可溶性固形物含量增加约5%,Res含量增加约33%;氟啶酮处理可以延缓葡萄果实成熟,采收时果实中可溶性固形物含量降低约20%,Res含量降低约44%;且葡萄果实发育过程中Res合成受转录水平的调控,外源ABA处理后ABA合成基因VvNCED1和VvNCED2表达升高,Res合成相关基因及其调控基因(VvSTS、VvMyb14及VvMyb15)表达升高,而氟啶酮处理均表现降低.进一步证明外源ABA有利于葡萄果实Res的合成和积累.
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石榴蔗糖代谢相关酶SPS和INV基因家族鉴定与表达分析
《山东农业科学 》 2024 北大核心
摘要：蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖转化酶(INV)是蔗糖代谢的关键调控酶,在植物生长发育过程中起重要作用.本研究利用生物信息学和荧光定量PCR等分子手段,鉴定石榴SPS和INV基因家族成员,分析其理化性质、保守结构域、保守基序、二级结构、亚细胞定位、系统进化关系和表达模式.结果表明,从石榴基因组中鉴定出 4 个SPS基因和 11 个INV基因,其编码蛋白均为不稳定蛋白,具有典型的保守结构域,家族成员间特征motif数量和种类大致相同,蛋白结构高度保守;这些蛋白不均匀地分布在染色体上,均定位于叶绿体中,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成.石榴SPS和INV基因家族成员间存在不同程度的亲缘关系,与巨桉同源性较高;不同SPS和INV基因在石榴果实不同发育时期的表达模式存在差异,PgINV3 在 9 月 15日(果实增大期)表达水平最高,显著高于其他时期.本研究结果对解析石榴果实中蔗糖代谢的分子机理具有重要意义.
关键词： 石榴 SPS基因 INV基因 生物信息学分析 基因表达
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水稻谷氨酸受体的低温胁迫响应研究
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：水稻在低温胁迫条件下易受到损害。谷氨酸受体（GLRs）作为一种冷感受器在线虫、小鼠和人类神经元中传递低温信号，但关于植物GLRs的低温作用还未得到充分了解。为了深入研究水稻GLRs的低温响应功能，本实验开展水稻在低温胁迫下经谷氨酸受体激动剂（gly）处理后表型、生理指标和基因表达模式的研究。结果表明，10 mmol/L浓度的谷氨酸受体激动剂处理能够增强水稻苗期耐低温性。生理和分子生物学实验表明，水稻苗期通过调节超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、丙二醛和叶绿素含量等生理指标的表达来提高低温环境下的耐冷性。此外，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了OsGLR6.5和OsGLR6.9基因的敲除突变体，发现OsGLR6.5基因在水稻低温胁迫中可能具有重要的调控功能。这些发现对深入理解水稻对低温环境的适应机制具有重要意义。
关键词： 水稻 谷氨酸受体 耐冷性 基因表达 CRISPR/Cas9
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甘薯CLE多肽家族的全基因组鉴定和IbCLE12的克隆及抗旱性表达分析
《山东农业科学 》 2023
摘要：CLAVATA3/Embryo surrounding region-related（CLE）多肽作为植物体内小分子信号激素，在植物的生长发育和抗逆性中发挥重要的调控作用。本研究从甘薯近缘野生种Ipomoea trifida的基因组数据库中筛选出12个ItfCLE基因，并对其结构、蛋白理化性质、进化关系以及转录水平的表达进行了分析。结果表明，12个ItfCLE蛋白的长度和分子量分别为81～154 aa和9.0～17.5 kDa;均具有C末端保守基序（VSKRKVPSGPBPJHN）;除了ItfCLE2和ItfCLE6,均为不稳定蛋白；除了ItfCLE5,均为亲水性脂溶蛋白；亚细胞定位表明均为胞外分泌型小肽。进化分析表明这12个CLE多肽属于5个不同的亚组。表达模式分析表明，各ItfCLE基因在不同组织中的表达不同，ItfCLE9和ItfCLE10在花中表达较高，ItfCLE4和ItfCLE12在根中表达较高，ItfCLE2、ItfCLE6和ItfCLE8在茎中表达较高；ItfCLE12基因受干旱诱导表达最高，ItfCLE8受干旱和盐胁迫诱导上调表达。进一步从甘薯栽培种济薯25中克隆ItfCLE12的同源基因IbCLE12,实时荧光定量结果表明IbCLE12受PEG6000干旱和ABA处理诱导显著上调表达，推测IbCLE12在甘薯抗旱性中发挥重要的调控作用。本研究结果可为进一步解析甘薯CLE多肽家族功能及IbCLE12基因在甘薯抗旱性中的分子机制奠定基础。
关键词： 甘薯 CLE多肽 生物信息学分析 IbCLE12 基因表达 抗旱性
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花生AhCLE基因家族鉴定及对土壤紧实和氮素复合胁迫响应分析
《花生学报 》 2023
摘要：花生是我国重要的油料作物,其生长过程面临多种土壤环境逆境胁迫.CLE(CLAVATA3/Embryo Surrounding Region)多肽是目前研究最深入的植物多肽(多肽激素),具有类似传统植物激素的调节功能,广泛参与植物生长发育及抗逆过程.目前关于花生CLE(AhCLE)家族基因鉴定及抗逆功能的研究尚未见报导.本研究基于花生基因组注释信息,系统鉴定AhCLE家族成员并对其进行基因亚细胞定位、染色体定位、多序列比对、基因保守基序、基因结构及系统进化等分析;利用转录组信息结合实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)检测AhCLE基因家族各成员在花生不同组织部位及不同的土壤紧实及氮素胁迫条件下的表达情况.研究结果表明:AhCLE基因家族由9个成员组成,均含有12个氨基酸组成的CLE保守结构域序列;亚细胞定位预测结果显示该基因家族成员均位于细胞外,为分泌型蛋白;启动子区顺式作用元件分析发现,该家族成员具有多个逆境胁迫及植物激素响应元件,表明AhCLE家族可能与多种植物激素协同参与调控植物逆境胁迫;聚类分析发现,该家族成员分布于4个不同的分支中,分别与拟南芥的AtCLE家族不同成员聚在一起,表明AhCLE成员间可能具有不同的生物学功能.组织表达分析显示,AhCLE7,AhCLE8主要在茎、叶中表达,AhCLE6主要在根和根瘤中表达,而AhCLE9主要在花中表达,其余成员在上述组织中也呈现不同的组织特异性,体现了不同成员可能在特定的组织中发挥特定的功能.在土壤氮素含量正常条件下,土壤紧实会抑制AhCLE1,AhCLE2和AhCLE3的表达.在正常土壤紧实度条件下,AhCLE1和AhCLE2在低氮条件下抑制表达,而AhCLE9则在低氮条件下被诱导表达.AhCLE1与AhCLE2能够同时响应土壤紧实胁迫及氮素胁迫,推测在花生根系发育和氮素吸收过程中可能发挥重要作用.本研究为进一步发掘抗逆型CLE多肽及其功能研究提供了理论基础.
关键词： 花生 AhCLE基因家族 基因表达 土壤紧实胁迫 氮素胁迫
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石榴CBF基因家族的鉴定及响应冷胁迫的表达模式
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：冷胁迫是限制石榴生产的主要非生物胁迫之一。C-repeat binding factors （CBFs）是一种可被快速诱导的关键信号基因，在植物的低温应答中起着至关重要的作用。然而，CBF家族在石榴中尚未阐明，该家族在低温诱导条件下的表达模式尚不清楚。本研究在石榴基因组中鉴定了7个Pg CBF家族基因，并分析了它们的蛋白保守结构域、蛋白理化性质、基因结构、系统进化、启动子顺式作用元件以及低温诱导条件下的表达模式。结果表明，7个Pg CBF蛋白均具有AP2/ERF结构域；7个PgCBF基因分布在1号（5个）和4号（2个）染色体；系统进化分析发现，7个Pg CBF蛋白分为3个亚类；启动子顺式作用元件分析发现，石榴CBF可能参与激素响应、非生物胁迫响应过程。冷胁迫处理下，除PgCBF4外，其余6个PgCBF基因均被显著诱导，表明PgCBF基因参与响应冷胁迫生物学过程，本研究为后续深入开展石榴抗性分子设计育种研究提供一定理论基础。
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不同含油量花生品种中二酰甘油酰基转移酶基因的表达分析
《山东农业科学 》 2023
摘要：二酰甘油酰基转移酶(DGAT)在植物油脂合成过程中发挥重要作用.本研究利用实时荧光定量PCR检测方法,以低油低油酸品种花育 17 号、高油高油酸品种花育 910 和高油低油酸品种花育 918 为试材,分析了不同含油量花生品种不同发育时期种子中AhDGAT1-1、AhDGAT1-2 和AhDGAT3-3 基因的表达情况.结果表明:AhDGAT1-1 基因表达峰值出现在低油低油酸品种和高油高油酸品种的荚果发育初期(下针后 30天),而在高油低油酸品种中则出现在荚果发育中期(下针后 40 天);AhDGAT1-2 基因的表达峰值出现在低油低油酸品种的荚果发育初期、高油高油酸品种和高油低油酸品种的籽仁油脂积累快速期;AhDGAT3-3 基因在3 个花生品种中的表达峰值均出现在荚果发育的中后期.推测AhDGAT1-1、AhDGAT1-2 和AhDGAT3-3 基因表达量的增加有利于花生油脂的合成与积累,但其起作用的时期存在种质差异.本研究结果可为花生高油、高油酸品种的选育提供理论依据.
关键词： 花生 二酰甘油酰基转移酶(DGAT) 实时荧光定量PCR 含油量 基因表达
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陆地棉膜结合脂肪酸去饱和酶基因家族的全基因组鉴定及表达分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：膜结合脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase, FAD）是生物合成不饱和脂肪酸的关键酶。本研究以陆地棉基因组数据为基础，利用生物信息学方法对棉花FAD基因家族进行全基因组鉴定和进化分析。结果表明，陆地棉基因组中共含有37个FAD基因，进化分析发现这些基因分为4个亚家族，各亚家族成员数量不一，但相同亚家族成员含有相似的基因结构和保守基序。共线性分析发现28对复制基因全为片段复制基因，且都经历了严格的纯化选择作用。此外，在陆地棉FAD基因的启动子区域，发现了丰富的响应植物激素信号和逆境胁迫的顺式作用元件。转录组分析表明，陆地棉FAD基因家族响应干旱和盐胁迫，定量PCR分析表明施加外源褪黑素显著影响了FAD基因的表达。本研究结果为进一步解析FAD家族基因的功能奠定了基础。
关键词： 陆地棉 膜结合脂肪酸去饱和酶 全基因组鉴定 生物信息学分析 基因表达 干旱和盐胁迫 褪黑素
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外源硫化氢对成龄桃树根系生长的影响
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：本试验以7年生'瑞光33/毛桃'为试材,以NaHS作为硫化氢供体,研究外源硫化氢对成龄桃树根系构型的调控作用,并利用实时荧光定量PCR技术检测外源硫化氢对当年生桃实生苗根系生长素合成及转运编码基因表达的影响,以期为桃树栽培生理研究提供有益参考.结果表明,0.2 mmol·L-1外源NaHS处理能够显著提高成龄桃树根系总长度、根系总表面积、根系总体积、根尖数、分枝数、交叉数和根系分形维数,分别比对照提高12.79%、19.26%、12.86%、12.96%、10.83%、25.28%和2.89%,显著降低根系平均直径17.46%,并显著提高根系活力;尤其显著提高直径0~2.0 mm细根的长度、表面积、体积和干物质积累量,分别比对照提高了15.54%、27.88%、33.52%和36.22%,但对直径>2 mm的粗根没有显著影响.0.2 mmol·L-1 NaHS处理桃实生苗2 h后,根系中生长素合成编码基因YUC1和YUC2及生长素转运编码基因AUX1、PIN1、PIN2和PIN3均上调表达.
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大白菜LACS家族基因鉴定与表达分析
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：长链脂酰辅酶A合成酶(LACS)能催化游离的脂肪酸形成酰基辅酶A,是脂肪酸激活、转运、氧化及储存脂合成等生化途径的关键酶,在许多生物过程中发挥重要作用.本研究利用生物信息学方法鉴定大白菜LACS家族基因成员,分析其亲缘关系、蛋白质理化性质、染色体定位、共线性关系、基因结构、蛋白保守结构域和基因表达模式.结果表明,从大白菜全基因组共鉴定到13个BrLACS基因成员,分成4组,不均匀地分布在7条染色体和1个Scaffold上.BrLACSs的蛋白长度和分子量分别为199~1072 aa和23.10~121.10 kDa.与拟南芥AtLACS1、AtLACS5和AtLACS6共线性的BrLACS基因发生了扩张,出现了双拷贝(BrLACS5a、BrLACS5b和BrLACS6a、BrLACS6b)及三拷贝(BrLACS1a、BrLACS1b和BrLACS1c).表达模式分析表明,BrLACS4和BrLACS8基因在大白菜不同器官/组织中表达量最高,尤其在控制花器官蜡质性状中起着重要作用,在有蜡粉大白菜中的表达量显著高于无蜡粉大白菜.本研究结果为解析大白菜LACS基因在控制大白菜蜡质性状中的分子机制和指导大白菜亮绿种质资源创新具有重要意义.
关键词： 大白菜 LACS家族 蜡质 生物信息学分析 基因表达
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