AP2/ERF转录因子调控果蔬采后病害的作用研究进展

果蔬在采后贮藏运输过程中易受到各种生理性病害和侵染性病害的胁迫,这些病害极大地缩短了各类水果和蔬菜的货架期。已有研究表明,AP2/ERF转录因子超家族在果蔬响应各种采后病害中起着重要作用,该家族转录因子可参与调控果蔬的生长发育,并对各类生物和非生物胁迫作出响应。为了明确AP2/ERF转录因子对果蔬采后生理性病害和侵染性病害的调控作用,本文对AP2/ERF转录因子及其在果蔬中的分布和数量进行了概述,并阐明了其响应果蔬采后生理性病害和侵染性病害的作用及机理,介绍AP2/ERF转录因子在香蕉、黄瓜、辣椒等果蔬中响应采后病害的研究进展,以期为研究其他果蔬中的AP2/ERF转录因子以及利用AP2/ERF转录因子增强采后果蔬对病害的抗性提供参考。     

转录因子UstR调控黄曲霉毒素的合成及其生物学功能研究

目的 明确黄曲霉中Zn(II)2Cys6转录因子稻曲菌素B调控蛋白R (Ustiloxin B biosynthesis protein R,UstR)功能,解析UstR对黄曲霉生长、次级代谢和黄曲霉毒素(aflatoxin,AF)合成的调控。方法 本研究利用聚乙二醇介导的同源重组构建ustR基因缺失突变体;比较敲除突变体和野生型菌株在黄曲霉生长发育、胁迫响应、侵染能力、AF合成以及次级代谢产物合成等方面的差异,并通过ELISA试剂盒测定AF合成底物变化,利用RT-qPCR验证AF合成相关基因的转录水平改变,明确转录因子UstR对AF合成的调控作用。结果 基因敲除突变体的分生孢子形成受抑制,孢子产量降低,但菌核形成能力显著提高;ustR缺失不影响黄曲霉细胞壁完整性、胁迫响应能力以及侵染能力;UstR能够影响黄曲霉多种次级代谢产物产量,其中UstR通过正调控AF合成基因簇表达影响AF生物合成。结论 UstR是黄曲霉重要的Zn(II)2Cys6 转录因子,调控黄曲霉生长发育及AF产生,研究进一步完善了AF合成调控网络,为AF污染防控提供了新的防控潜在靶点。     

杂豆营养成分和抗营养因子及其生物学功能研究进展

综述了杂豆的营养成分和抗营养因子,并概况了杂豆的生物学功能研究现状,以期为杂豆品质研究和产业发展提供理论依据和研究方向。     

烟草NAC转录因子NtNAC1的基因克隆与生物信息学分析

利用烟草基因组数据和RT-PCR技术从Nicotiana tabacum L中克隆出1个新型NAC转录因子新成员——NtNAC1,并用多种生物信息学软件对其理化性质、高级结构及其生物学功能进行了分析与预测,结果表明:NtNAC1编码1个由238个氨基酸残基组成的相对分子质量为27.845 kD的NAC转录因子,推测其可能作为1种与能量代谢相关的调控酶参与植物的调节作用。      

普通烟草SBP转录因子家族的全基因组鉴定及其进化和表达分析

SBP转录因子家族作为植物特异性的转录因子具有重要的生物学功能,广泛参与花和果实发育等诸多生命过程。利用普通烟草(Nicotiana tabacum)TN90基因组数据,通过隐马尔科夫模型检索,SMART和Pfam分析,鉴定了普通烟草SBP转录因子家族成员;通过多序列比对鉴定并分析了普通烟草SBP结构域的结构特征;通过邻接法、极大似然法进行了系统发育分析;分别利用GSDS和MEME对SBP转录因子家族成员的基因结构和蛋白保守结构域进行了分析;利用普通烟草TN90转录组数据分析了SBP转录因子家族成员在不同组织和时期的表达情况,并对鉴定出的SBP转录因子家族成员进行了GO注释分析。结果表明,普通烟草基因组编码32个SBP转录因子家族成员,氨基酸序列长度差异较大;系统发育分析表明,所有的SBP转录因子家族成员可分为8个亚家族。转录组数据显示,SBP基因家族成员在不同组织和时期中表达迥异,但在花器官中均有较高的表达量。GO注释结果表明,该家族成员作为转录因子,在植物的生长发育、逆境响应等过程中发挥作用。本研究为烟草及其他植物中SBP转录因子家族基因的鉴定和功能研究提供了基础。     

木素生物学功能及其应用

木素是植物细胞壁的主要成分之一,是在草类或木材生长过程中形成的,木素与纤维素及半纤维素的结合具有机械支撑植物体的作用,并起防止病虫入侵的作用.用碱液蒸煮和酸沉淀是规模化分离木素的基本方法.在自然生态环境中,木素的降解是生物圈中碳循环的限速步骤,降解中间产物极其多样化,木素及其降解中间产物具有独特的生物学功能,从而使木素在工业以外的农林业中已有一定的应用.木素在生物体内的代谢正日益引起研究者的注意,预示木素在药物或代谢调节因子的作用方面有广泛的应用前景.     

大枣环腺苷酸及其生物学功能

对大枣中的环腺苷酸的特点及生物学功能进行综述。环腺苷酸是一种广泛存在于生物体内的没有特异性的小分子高生物活性物质,其主要功能是作为多种激素的第二信使调节生物体细胞内一系列生物化学反应过程,是机体代谢的重要调节因子,对提高动物的生产性能和胴体品质有明显作用。     

普通烟草Dof转录因子家族的全基因组鉴定及分析

Dof(DNA binding with one finger)蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物的多种生命进程中发挥着重要作用。为解析烟草中Dof家族成员在生长发育过程中的潜在作用,本研究利用比较基因组学、进化分析、共线性分析等方法解析烟草中的Dof家族成员的潜在生物学功能。结果表明,在烟草基因组中共鉴定到69个Dof转录因子,其Dof功能域在进化上十分保守,根据系统进化分析结果将其划分为9个亚家族。共线性分析表明,烟草中的16个Dof基因与拟南芥17个Dof基因有27个共线性基因对,同时,25个Nt Dof基因被检测到存在17个全基因组复制对,表明复制事件在烟草Dof基因家族的扩张中起关键作用。此外,表达模式分析表明Nt Dof基因的表达存在明显的组织特异性,其中NtDof05和NtDof28基因可能与根系生长发育有关。本研究对烟草基因组中的Dof转录因子进行了系统的鉴定和分析,为烟草Dof转录因子家族成员的功能研究奠定了基础。     

调控脂肪酸合成植物转录因子的研究进展

转录因子是植物特有的一类调节蛋白,对植物生长发育及抗逆性等有重要的作用,尤其是调控脂肪酸合成与油脂积累的转录因子,对生产生物能源起到关键作用,利用转录因子提高作物产油量已逐渐受到青睐,为未来获得高产油脂的优良作物作铺垫.对与脂肪酸合成相关的几种主要转录因子进行了概述,阐释其结构、功能及研究进展等,并对转录因子的应用进行了展望,以期为更多转录因子的结构和功能机制的研究提供基础.     

隶属函数法鉴定油菜甘芥种间杂交后代的抗旱性

在大田水分胁迫条件下,采用隶属函数值法、灰色关联度分析法结合聚类分析,研究58份甘蓝型油菜和芥菜型油菜的种间杂交后代,分析其单株产量、主花序产量和品质性状的差异。结果表明,单株分枝数和有效角果数与抗旱性显著相关,而角粒数和千粒重与抗旱性关联性较弱。在水分胁迫条件下,抗旱材料主花序的三个性状,即含油量、蛋白质含量和千粒重,在强抗、较抗、不抗材料间的差异均达到1%显著水平,且与单株产量的关联度在50%以上,其中主花序籽粒的含油量及千粒重升高,蛋白质含量降低。利用水分胁迫下三个性状的差异变化可对抗旱油菜进行初步筛选。通过筛选,获得2007M004、2007M018和2007M027三份平均隶属函数值≥0.413的抗旱材料。     

甘蓝型油菜“棒状”突变体的发现及初步研究

新近,傅廷栋院士在5148—2与黄籽DH系YN90—1016的杂交F1经小孢子培养获得的DH系群体中,发现了一个“棒状”突变体。其表现为矮杆、株型紧凑、主花序及分枝短小簇生、角果不易炸裂、花期集中,非常适合高密度种植和机械化收获。利用SSR技术,对其进行了分子鉴定,并对其遗传规律进行了初步分析。     

菜热休克蛋白基因HSP81.1启动子的克隆与功能验证

本研究从甘蓝型油菜（Brassica napus）基因组中扩增获得热休克蛋白基因启动子,并将其克隆至双元载体pBI121的GUS报告基因上游,构成双元表达载体pBI121 HSP GUS。通过农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导法转化烟草后获得转基因植株。对T1转基因植株研究表明,外源基因在42℃处理1h后开始表达,且即使用同样条件诱导,GUS基因的表达率和表达量在不同生长时期也有差异。在第50d左右的苗期,GUS基因的表达率和表达量高,但随植株老化而逐渐下降。研究显示,利用油菜的热休克蛋白启动子可以达到通过温度控制烟草基因表达的目的。     

甘蓝型油菜与Brassica maurorum的异源六倍体后代及BC_2细胞学分析

将甘蓝型油菜品种中油821（2n=38,AACC）与芸薹属野生资源Brassica maurorum（2n=16,MM）的三倍体杂种进行染色体加倍,得到异源六倍体（2n=54,AACCMM）。该多倍体雄性高度不育,雌性育性极低。在其花粉母细胞的减数分裂终变期,染色体平均配对构型为1.17Ⅰ＋20.71Ⅱ＋0.56Ⅲ＋2.25Ⅳ＋0.08Ⅴ＋0.06Ⅵ。用甘蓝型油菜与该多倍体连续回交2次,均需借助幼胚培养才得到后代植株,BC1、BC2植株均雄性不育,雌性育性很低。BC2植株的形态特征接近甘蓝型油菜,但各植株形态有明显差异。基因组原位杂交分析表明,BC2植株含有2～5条M基因组的染色体,甘蓝型油菜染色体多配对形成二价体,附加的染色体多以单价体形式存在,或与甘蓝型油菜染色体发生联会配对。     

甘蓝型油菜EMS突变体库构建及抗除草剂突变体筛选

为了利用诱变技术快速创造变异类型丰富的油菜新材料用于油菜遗传改良,分别用0．4％、0．8％、1．O％和1．2％的EMS（甲基磺酸乙酯）溶液对甘蓝型油菜中双9号种子进行诱变处理。结果发现：（1）1．0％的EMS溶液是处理中双9号干种子的最适浓度,4种不同浓度处理M：表型变异率依次为11．26％、14．82％、27．19％和12．38％;（2）EMS诱变具有器官特异性;（3）M：突变体库中筛选到3株苯磺隆抗性突变体,突变率约为10^-4。现已创建了包括子叶、叶片、花器、株型、角果等多器官变异类型的突变体库,为油菜遗传研究提供了丰富的种质资源。     

通过油菜与播娘蒿远缘杂交获得黄籽油菜种质

对双低甘蓝型油菜（NJ5280）与播娘蒿远缘杂种自交后代进行选择和品质鉴定,在F3群体中得到13份黄籽材料,其中有4份黄籽双低高油油菜新种质,其品质符合含油量大于45％、硫苷低于30μmol／g、芥酸小于0．5％的双低高油标准。在F4群体中又得到24份黄籽材料,其中有8份黄籽双低高油甘蓝型油菜新种质。因此,通过甘蓝型油菜与播娘蒿远缘杂种后代的选择,可获得黄籽双低高油油菜优异种质。     

特大粒甘蓝型油菜籽粒和角果发育形态特征

为进一步了解特大粒甘蓝型油菜种质DL01的大粒机理,以普通籽粒H8为对照,田间调查并比较分析它们的生育期、主花序角果和籽粒在形态、重量、灌浆速率和相对含水量等特征及变化。结果表明,特大籽粒DL01的平均全生育期为207d,比H8长17d,尤其是灌浆期长12d以上;在开花当天,DL01的花梗直径、子房的长度和宽度及重量分别是H8的1.30、1.21、1.39、1.46倍;其最大角果皮光合面积和角果鲜重分别是H8的2.2和3.0倍;单荚胚珠数二者相当,但DL01的着粒数比H8少,最大差异为64%;DL01最大籽粒鲜重（百粒重1.20g）、干重、体积和灌浆速率均是H8的2倍;在含水量方面,在荚角成熟前DL01的果皮含水量比H8略高（3%～5%）,但H8荚果高含水量（〉75%）期只能维持68d,而DL01荚果高含水量（〉80%）期可维持80d;H8籽粒鲜重在47d时达到最高,其含水量为52%,DL01籽粒鲜重在62d时达到最高,其含水量为50%。因此结论是,DL01大粒源自大子房、粗花梗、大的角果皮表面积、低着粒数、高的果皮与籽粒含水量并且灌浆持续时间较长。     

甘蓝型油菜耐湿性初步评价和主成分分析

以发芽种子缺氧处理后幼苗耐湿性状为指标,初步评价了60份不同来源甘蓝型油菜耐湿性,并对各指标进行主成分分析和二维排序分析。结果表明：种子缺氧处理严重抑制油菜幼苗的生长,不同甘蓝型油菜耐湿性差异明显且存在广泛的遗传变异;相关分析表明,相对活力指数与相对成苗率、相对根长、相对茎长、相对鲜重、相对含水量呈极显著正相关,与电导率呈极显著负相关。主成分分析筛选出幼苗活力因子、幼苗恢复生长因子、细胞膜稳定性因子等3个对耐湿性贡献较大的主成分,它们对耐湿相关信息的累积贡献率达87.33%。根据相对活力指数大小和二维排序一致结果筛选出1份来自重庆和3份来自德国的强耐湿性甘蓝型油菜品种。     

芸薹属AC基因组中SUC基因家族的鉴定与进化分析

为分析芸薹属AC基因组中SUC基因（负责蔗糖和质子同向转运的蛋白基因）家族的扩张与丢失,基于已公布的白菜和尚未公布的甘蓝及甘蓝型油菜基因组数据对SUC基因进行全基因组鉴定,并分析基因结构域特征、生化特征、进化关系和表达特性。依据HMMER程序构建的SUC基因家族的HMM（隐马尔科夫）模型,在白菜、甘蓝、甘蓝型油菜中,各检索出12、11和24个SUC候选基因;通过用SUC家族特征进行筛选,最终各保留了12、4和7个SUC基因;通过对SUC基因在拟南芥、白菜、甘蓝和甘蓝型油菜中的系统发育分析,SUC基因家族在芸薹属物种中分成了3个亚类。利用MCscan对这4个物种基因组的共线性分析,结果表明SUC基因家族成员在芸薹属物种基因组加倍后以及白菜和甘蓝杂交形成油菜以后发生了不同程度的丢失。同时,序列生化特性预测结果表明SUC蛋白是属于偏碱性的疏水性蛋白且结构稳定;表达谱分析显示,所有SUC基因基本上在所有的组织中都有不同程度的表达;启动子分析表明,SUC基因的启动子区富含LTRE、ABRE、MYC、MYB和W-box等逆境应答相关顺式作用元件,因而该基因可能也与抗逆性相关。     

甘蓝型油菜（Brassica napus L．）RIL群体抗倒伏及其相关性状的QTL分析

油菜倒伏严重影响了油菜的产量和品质,为了定位甘蓝型油菜（Brassica napus L．）与抗倒伏性状相关的QTL,用抗倒伏品系浙平1号和易倒伏品系高芥1号组合重组自交系（RIL）家系为材料,通过两年两点试验,对该RIL群体的F2：6和F2：7,家系抗压力性状进行了QTL分析,并应用一年两点数据对该群体F2：6。家系结角层性状进行了QTL分析。结果表明,在4个试验中共检测到11个家系抗压力QTL,可解释4．41％～52．64％的表型变异,LOD值范围是2．68～26．58。其中qRP16-1可以在3个不同的试验中（南京-2012、溧水-2012和南京-2013）重复检测到,面P1、qRP4和qRP8-1同时在2个不同的试验中（溧水-2012和溧水-2013）重复检测到。qRP2-1、qRP2-2、qRP8-2、qRP8—3、qRPl6—2、qRP3和qRP8—4等7个QrL只能在特定的试验中检测到。同一地点不同年份间家系抗压力性状QTL相对同一年份不同地点间易被重复检测到。在2个试验中共检测到2个结角层厚度QTL,位于第15连锁群的qTPLl5在2个试验中重复检测到。