科研产出
利用SRAP标记构建山东省苹果资源指纹图谱
《沈阳农业大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：构建山东省苹果属植物资源指纹图谱,为该地区资源保护、利用及创新奠定基础.以山东省内59份苹果属植物资源为试材,采用改良CTAB法提取基因组DNA,从15条正向引物和16条反向引物随机组合的240对SRAP引物中筛选出25对条带清晰、多态性高的引物组合用于试验.根据电泳胶图,计算多态性引物的总扩增条带数、多态性条带数和多态性条带比率.按照Botstein公式计算多态信息含量;用POPGENE32软件计算观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei's基因多样性指数(H)、Shannon's信息指数(I),并进行遗传多样性分析.用NTSYS-pc2.10e软件UPGMA方法进行聚类分析,并计算遗传相似性系数.采用引物对组合的方法,构建59份山东苹果资源数字指纹图谱.共检测出176个条带,其中多态性谱带158条,多态性比率达89.77%,平均每对引物组合产生7.04个条带和6.31个多态性条带.样品间平均观察等位基因数、有效等位基因数、Nei's基因多样性指数及Shannon's信息指数分别为1.8898,1.4945,0.2861及0.4302.UPGMA聚类结果表明,59份样品间的相似性系数为0.6540~0.9829,平均为0.7060.用SRAP多种引物组合方法有效区分59份苹果种质资源,并建立指纹图谱,置信概率达99.99%.选取遗传相似系数0.7010进行分类,59份供试苹果材料可以分为3大类群.第Ⅰ类群为原产山东的野生资源泰山海棠(Malushupehensis var. taishanensis),第Ⅱ类群以海棠(M.micromalus)和楸子(M.prunifolia)为主,含有少量的小果型花红,第Ⅲ类群主要以苹果(M.domestica)、花红(M.asiatica)为主,含有少量的海棠(M.micromalus)和楸子(M.prunifolia).当遗传相似系数为0.7480时,第Ⅱ类群、第Ⅲ类群又分别可以划分出若干小的类群,苹果(M.domestica)聚在一起,中国绵苹果(M.domesticasubsp.chinesis)、大部分的花红(M.asiatica)聚在一起,大部分的海棠(M.micromalus)与楸子(M.prunifolia)交互聚在一起,聚类结果总体上与形态学分类标准相一致.
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利用SSR荧光标记构建41份山东省苹果资源分子身份证
《沈阳农业大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：山东自古为中国苹果的栽培中心,苹果属植物资源较为丰富,种间杂交类型较多,资源分类难度大,相关研究较为滞后。本研究选取山东省果树研究所苹果资源圃保存的41份资源为试材,利用SSR荧光标记构建分子身份证,旨在探索建立应用分子技术进行资源分类鉴定的技术体系。从SSR富集文库中开发并设计59对引物,从中筛选出10对多态性良好的引物,利用SSR荧光标记毛细管电泳检测扩增条带分子量的方法对41份山东省原产的苹果属资源进行分析,获得相应的等位基因。采用个位数字和小写英文字母对不同等位基因进行编码,按照10对引物从小到大串联排序的方式构建供试样品的分子身份证。试验结果表明:10对SSR引物共检测到139个SSR等位位点,244种基因型,平均每对引物对品种扩增等位位点13.9个,基因型24.4种。利用PopGen32软件计算引物的多态性信息含量,10对引物的平均多态性信息含量为0.85。基于10对SSR引物的扩增结果,采用个位数字和小写英文字母对不同等位基因进行编码,成功构建了41份山东苹果种质资源的分子身份证,为山东省苹果资源的鉴定工作提供了重要依据。
关键词： 种质资源 苹果属 分子身份证 山东省 SSR荧光标记
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苹果WUSCHEL-related homeobox(WOX)家族基因的鉴定与分析
《园艺学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：利用生物信息学方法和苹果基因组数据库,鉴定并分析了12个苹果WUSCHEL-related homeobox(WOX)家族基因。系统进化树分析表明,苹果WOX家族和拟南芥WOX家族可被分为现代分支(WUS分支)、中间分支和祖先分支;苹果WOX家族成员均含有1个motif-1,不同分支的成员含有其分支特异的motif;基因结构分析显示,苹果WOX家族基因含有2～4个外显子,染色体定位发现11个基因分别定位在苹果的7条染色体上,1个基因无准确定位。基因表达模式分析表明,12个基因在苹果各组织中均有表达,且在果实中的表达量较高;密码子偏好性分析显示,苹果WOX家族基因的偏好性较弱。
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13个苹果NAC转录因子基因的克隆与表达分析
《植物遗传资源学报 》 2019
摘要：利用同源比对和RT-PCR技术,从紫弘富士苹果(Malus domestica (Suckow)Borkh.'Zihong Fuji')中克隆了13个NAC转录因子基因:MdNAC40~45,MdNAC47~53(GenBank登录号为MG099877~MG099882,MG099884~MG099890).序列分析表明,其开放阅读框(ORF,open reading frame)分别为1470 bp、1065 bp、912 bp、885 bp、948 bp、1041 bp、1182 bp、639 bp、705 bp、1830 bp、1980 bp、747 bp和1137 bp.进化分析表明,MdNAC41属于AtNAC3组,MdNAC40、MdNAC42~43和MdNAC45~53属于NAM组,MdNAC44属于VND组.亚细胞定位预测结果显示,MdNAC40~45、MdNAC47~50和MdNAC52~53可能定位于细胞核中;MdNAC51可能定位在细胞质或细胞核中.Array结果显示,13个MdNAC基因在16个被检测组织中均有不同程度的相对表达水平.RNA-seq结果显示,MdNAC43、MdNAC45、MdNAC47、MdNAC49和MdNAC51的表达明显受斑点落叶病菌(AAAP,Alternaria alternata apple pathotype)侵染的诱导.实时荧光定量PCR分析表明,在150 mmol/L NaCl处理下,嘎啦组培苗中MdNAC45、MdNAC47和MdNAC52的转录水平受到诱导,而MdNAC40、MdNAC48和MdNAC51的转录水平下调;在300 mmol/L甘露醇处理下,MdNAC50转录水平受到诱导,MdNAC41转录水平下调.这表明MdNAC基因多呈组成型表达,并受斑点落叶病菌(AAAP)、NaCl和甘露醇诱导或下调,可能参与调控苹果生长发育和逆境胁迫等过程.
关键词： 苹果 NAC转录因子 基因克隆 序列分析 表达分析
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不同砧穗组合对沂水红富士苹果生长、产量和花芽分化期侧芽激素水平的影响
《山东农业科学 》 2018
摘要：以不同砧穗组合的苹果树(沂水红富士/M26、SH6、辽砧2号、青砧2号、M9T337/平邑甜茶)为试材,2015—2017年对树体生长、果实产量品质及花芽分化期侧芽的激素含量进行测定分析。结果表明,在新梢生长动态上,不同砧穗组合虽相似,但SH6树体新梢年生长量始终处在较高水平;在枝类组成上,M9T337树体短枝比例(65.2%)最高,长枝比例(11.1%)最小;在单株产量上,M26较高;各组合果实的平均单果重、果形指数、果实硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量差异不大;花芽分化期侧芽生长素、赤霉素含量减少,细胞分裂素、脱落酸含量增加,不同砧穗组合间侧芽生长素含量差异较大,ZR/GA3和ZR/IAA比值在整个花芽分化过程中一直较稳定并处于较高水平,辽砧2号组合各激素间的比值均处于较大值。
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苹果生长素响应因子(MdARF)基因克隆与表达分析
《果树学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆苹果(Malus domestica‘Zihong Fuji’)MdARF基因,研究其在生长素和逆境处理下的表达特性。【方法】以‘紫弘富士’叶片c DNA为模板,采用RT-PCR技术克隆得到10个MdARF基因;运用Array技术检测MdARF在不同组织中的表达特性;运用qRT-PCR技术检测MdARF在生长素、盐和甘露醇处理条件下的表达特性。【结果】克隆得到10个MdARF基因(MdARF4-13,GenBank登录号为MG021615~MG021624),其开放阅读框分别为2 136、3 345、2 052、2 400、2 532、2 691、1 782、2 532、3 342和2 034 bp。进化分析表明,MdARF3/7属于AtARF3/4-like,MdARF4/10属于AtARF10/16/17-like,MdARF1/6/11/13属于AtARF1/2-like,MdARF5/9/12属于AtARF5/7/19-like,MdARF2/8属于AtARF6/8-like。亚细胞定位预测分析表明,10个MdARF蛋白均定位于细胞核。MR结构域氨基酸组成预测分析表明,MdARF2/5/8/9/12可能为转录激活子,MdARF1/3/4/6/7/10/11/13可能为转录抑制子。Array结果显示,MdARF在被检测的组织中均有表达。在IAA处理条件下,MdARF1/7/9/10转录水平受到诱导,MdARF2/3/4/6/8/11/12转录水平降低;在盐处理条件下,MdARF9转录水平受到诱导,而MdARF1/5/7/10/12/13转录水平下调;在甘露醇处理条件下,MdARF6/9转录水平受到诱导。【结论】克隆得到10个MdARF基因,其表达水平受IAA、盐或甘露醇诱导或者下调,可能参与调控生长素信号转导以及逆境响应等过程。
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苹果磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶基因(PEPCKs)的克隆与表达分析
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆苹果(Malus×domestica Borkh.)多个代谢途径中的关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)基因MdPCKs,研究其在不同组织器官及不同胁迫处理条件下的表达特性,为解析该基因在多个代谢途径中的功能奠定基础。【方法】利用同源比对和RT-PCR技术,克隆获得MdPCK1和MdPCK2全长cDNA序列并进行生物信息学分析;克隆MdPCKs的启动子序列,利用PlantCARE软件在线分析启动子上的顺式作用元件;采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测MdPCKs在不同组织中的表达以及在水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、脱落酸(ABA)、模拟干旱(PEG)、高温(40℃)和低温(8℃)处理条件下的表达特性。【结果】获得2个苹果磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶基因(Md PCK1和MdPCK2;GenBank登录号分别为KT454964和KT454965),其开放阅读框(open reading frame,ORF)分别为2 001 bp和2 028 bp,分别编码666和675个氨基酸残基;基因结构和进化分析表明,Md PCK1和Md PCK2均由12个外显子组成,且序列结构进化高度保守;氨基酸序列和结构分析显示,二者均含有保守的PEPCK ATP domain区域;启动子分析显示,MdPCK1和MdPCK2启动子区域含有多个顺式作用元件,包括光响应元件、昼夜节律相关顺式作用元件、JA响应元件、SA响应元件、ABA响应元件、防御及逆境响应元件、低温响应元件和热激响应元件等;qRT-PCR结果显示,MdPCKs在被检测的组织中均有表达。在‘泰山嘎啦’苹果果实不同发育阶段,MdPCK1和MdPCK2具有相似的表达模式。在多种非生物胁迫处理下,MdPCK1受到100μmol·L~(-1) ABA和100 g·L~(-1) PEG胁迫诱导;MdPCK2受到150μmol·L~(-1) SA、100μmol·L~(-1) ABA、100 g·L~(-1) PEG和低温胁迫诱导。【结论】MdPCK1和MdPCK2属于植物PEPCK家族,非生物逆境胁迫可诱导MdPCK1和MdPCK2表达。
关键词： 苹果 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶 序列分析 胁迫诱导 表达分析
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苹果生长素响应因子(ARF)基因家族全基因组鉴定及表达分析
《植物生理学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：生长素响应因子(auxin response factor,ARF)基因在调控生长素响应基因和生长素信号转导途径以及其它多个生长发育过程具有重要作用。本研究利用Blast P程序比对并获得苹果ARF基因家族,通过DNAMAN 6.0、MEGA 5.0、Web Logo3、Map Inspect和MEME软件对苹果ARF基因进行分析,采用RT-PCR技术研究基因组织表达情况。结果表明,苹果基因组存在29个ARF基因,进化上可分为I、II、III、IV和V组,每组成员数目分别是4、5、10、6和4个。内含子和外显子结构分析表明,该基因家族由2~15个外显子构成。染色体分布结果显示,Md ARF基因在染色体上分布不均匀。分别鉴定出4对和2对Md ARF基因经历了串联复制和片段复制,14个Md ARF基因经历了全基因组复制。保守元件分析表明,苹果ARF基因家族DBD区域、ARF区域、III元件和IV元件结构高度保守。半定量结果表明,大多数Md ARF基因在根、茎、叶、花和果中均有表达。
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苹果光响应转录因子MdHY5表达及蛋白互作分析
《中国农业科学 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆苹果光响应过程中关键的bZIP(basic-leucine zipper)转录因子MdHY5,并进行表达分析及蛋白互作检测,为阐述苹果中MdHY5在光信号过程中的功能及作用机制奠定基础。【方法】对苹果中具有bZIP保守结构的基因设计半定量引物进行表达分析,筛选具有光响应的bZIP转录因子。对光响应的bZIP家族基因进行BLAST比对,根据同源比对分析将目的蛋白命名为MdHY5,同时对cDNA序列设计引物进行克隆;利用MEGA5软件将MdHY5蛋白与拟南芥基因组中所有的bZIP转录因子家族成员进行聚类分析,同时对蛋白进行保守结构域分析;取苹果各组织材料进行MdHY5时空表达分析;通过对MdHY5启动子序列进行预测分析,并结合拟南芥同源基因芯片数据,进一步利用RT-PCR与半定量PCR检测MdHY5对不同光质的表达响应。将MdHY5连接到原核表达载体PGEX-4T-1上,利用IPTG对转化的大肠杆菌BL21融合蛋白进行诱导表达、蛋白杂交检测,并进行蛋白纯化;利用pull down试验验证MdHY5与MdCOP1蛋白的互作。【结果】通过光响应分析,在苹果中筛选到一个bZip转录因子家族成员,聚类分析显示MdHY5基因与拟南芥AtHY5同源性最高,该基因位于苹果基因组12号染色体上,基因编号为MDP0000586302,与拟南芥AtHY5结构相似,MdHY5也含有4个外显子,3个内含子。该基因cDNA序列长度为1 112 bp,其中5′非编码区长度为214 bp,3′非编码区长度为403 bp,开放阅读框长度为495 bp,编码一个含有164个氨基酸残基的蛋白。蛋白保守域分析显示,MdHY5蛋白C端含有一个典型的亮氨酸拉链结构(bZIP domain),其中在bZIP结构域的N端含有一个核定位信号区域(NLS domain)。时空表达分析显示MdHY5在各组织中均表达,其中叶片中表达水平最高,花和种子中表达水平较低。利用PLACE对启动子进行了顺式作用元件分析发现,MdHY5启动子上含有G-box、GT-1-box、I-box等多个光响应的作用元件,而定量表达分析显示MdHY5能够被白光、蓝光、紫外光诱导,而红光对MdHY5表达没有明显影响。将构建好的融合蛋白表达载体转化BL21并进行蛋白诱导,菌体经超声波破碎后显示,融合蛋白主要在上清中存在。将诱导的MdHY5-GST蛋白分别与MdCOP1-HIS及pET-HIS蛋白孵育进行pull down试验,结果显示,MdHY5在体外能够与MdCOP1蛋白互作。【结论】MdHY5为光诱导的bZIP转录因子,是拟南芥光形态建成关键转录因子AtHY5的同源基因,与AtHY5具有类似的基因与蛋白结构,在叶中表达量最高,同时对多种光质具有表达响应,能够与MdCOP1互作。
关键词： 苹果 bZIP转录因子 MdHY5 光响应 蛋白互作
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苹果NADP依赖的苹果酸酶基因克隆、序列和表达分析
《中国农业科学 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆苹果(Malus*domestica B.)中苹果酸代谢的关键酶基因MdNADP-ME,进行序列特征分析,研究MdNADP-ME在苹果中组织表达的情况.[方法]利用RT-PCR技术获得苹果MdNADP-ME1,2,3全长的cDNA序列.对该序列进行生物信息学分析,采用荧光实时定量PCR技术研究MdNADP-ME1,2,3的组织表达.[结果]测序结果显示,获得的3个NADP-苹果酸酶基因(MdNADP-ME1、MdNADP-ME2和MdNADP-ME3;GenBank登录号为JX971883、JX971884和JX971885),其ORF分别为1 512、1 782和1 926 bp,推测其分别编码503、593和641个氨基酸的多肽.氨基酸序列和结构分析显示,这3个基因均含有5个保守的氨基酸区域(motif I-V),含有2个功能结构域:malic和NADbind1malicenz.进化树分析结果显示,MdNADP-ME1和MdNADP-ME2属于双子叶植物细胞质NADP-ME型,MdNADP-ME3属于双子叶植物质体NADP-ME型.荧光实时定量PCR结果表明,MdNADP-ME1-3在被检测的组织中均有表达,但表达差异明显.[结论]MdNADP-ME1-3属于植物NADP-ME家族,结构高度保守,并且在苹果的不同组织中有不同表达模式.
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