以‘小樱桃’文心兰为材料克隆了铁氧还蛋白氧化还原酶(FNR)两种类型基因RFNR(Root-type Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase)和LFNR(Leaf-type Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase)。生物信息学分析表明,RFNR与LFNR都属于FNR-like超家族,具有黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)功能结合域,在进化过程中比较保守;两种类型的FNR在氨基酸组成、蛋白结构和构型方面存在明显差异,RFNR比LFNR有更强的保守性。FNR蛋白亚细胞定位结果表明文心兰FNR蛋白都定位于叶绿体。实时荧光定量PCR分析表明,LFNR和RFNR具有器官表达特异性:LFNR更多地在叶中表达,RFNR更多地在根中表达;在软腐病胁迫下LFNR下调响应,RFNR上调响应;两种类型的FNR在盐胁迫以及高温胁迫处理时上调响应,但RFNR响应较快且强度更大;LFNR和RFNR在水杨酸(salicylic acid,SA)处理时轻微波动,茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理时呈现单峰反应。文心兰两种类型的FNR基因在不同类型的胁迫中显示相似的和有区别的表达特性,表明其具有不同的胁迫响应分子机理。
克隆得到的紫斑牡丹(Paeonia rockii)脂肪酸代谢相关基因PrLPAAT1,构建2S2::PrLPAAT1过表达载体并利用花序浸染法转化拟南芥,通过潮霉素抗性筛选以及PCR检测得到3个T3代纯合转基因拟南芥株系L1OX-11、L1OX-17和L1OX-19。半定量RT-PCR证明PrLPAAT1在3个转基因拟南芥株系中均显著表达。与野生型相比,过表达PrLPAAT1拟南芥的单株种子产量未产生明显变化。GC–MS测定结果表明,L1OX-11、L1OX-17和L1OX-19株系的总脂肪酸含量较野生型分别为无显著差异和提高了5.3%和5.2%;油酸(C18:1)含量分别提高了19.9%、24.6%和19.4%。实时荧光定量PCR分析表明,过表达PrLPAAT1拟南芥中油脂合成相关基因AtACP1、AtDGAT1和AtSUS3的表达水平均显著增加。由此推测PrLPAAT1在牡丹种子的脂肪酸合成过程中发挥重要的作用。
为了探明解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)K103对黄瓜穴盘苗的促生效果及作用机理,以草炭、蛭石、珍珠岩混合物料为基质,播种前基质接种K103,测定黄瓜穴盘苗生长发育参数,并采用454焦磷酸测序技术分析穴盘苗根际细菌群落结构和多样性。结果表明:解淀粉芽胞杆菌K103具有较高的固氮和溶解有机磷活性;基质接种K103提高了黄瓜穴盘苗根系活力和矿质养分吸收积累量,促进黄瓜生长;K103可在黄瓜穴盘苗根际定殖,并显著提高了根际食菌蛭弧菌,鞘氨醇单胞菌CHNTR37、CL01,德氏嗜酸菌,鹰嘴豆中慢生根瘤菌等9种细菌的相对丰度,这些细菌对植物多具有促生潜力。
辣椒脉斑驳病毒(Chilli veinal mottle virus,ChiVMV)是引起广东辣椒病毒病的主要病原之一,为了明确侵染为害广东辣椒的ChiVMV分子特征,采用分段RT-PCR和RACE扩增方法克隆了ChiVMV广东分离物(ChiVMV-GD)的基因组全序列,结果表明,除poly(A)尾外,ChiVMV-GD基因组大小为9 721 nt,编码一个大小350.44 kD多聚蛋白(位于167 ~ 9 436 nt),5′–非编码区(5′-UTR)和3′–非编码区(3′-UTR)分别含有166和285 nt,5′–末端结合病毒基因组连接蛋白(VPg),3′–末端含有poly(A)尾。序列同源性分析结果表明:ChiVMV-GD与ChiVMV其他分离物的基因组序列同源率为79.1% ~ 96.9%,其中与来自中国海南分离物(登录号:GQ981316.1)的同源率最高(96.9%)。系统进化分析结果显示,ChiVMV-GD与海南分离物聚集在一个小分支,说明与海南分离物亲缘关系最近。
细胞分裂素通过双元信号系统感知外界环境刺激并作出应答。其中细胞分裂素响应调控因子(response regulator,RR)是该双元信号系统中的重要构成。采用生物信息学的方法,对丹参(Salvia miltiorrhiza)细胞分裂素调控因子进行序列特征和组织表达特性分析。结果发现,丹参基因组中共有15个丹参细胞分裂素调控因子SmRR,序列比对与系统发生分析表明,SmRR1 ~ SmRR7与拟南芥A类RR亲缘关系比较接近,划分为A类RR,SmRR8 ~ SmRR15与拟南芥B类RR亲缘关系近,归为B类;在A类SmRR中,REC接受域含有保守的DDK残基,因此这些基因被推测有完整的功能,B类SmRR具有高度保守Myb_SHAQKYF结构域。两类SmRR的内含子、外显子组成也具有相对的保守性,顺式调控元件的分析发现,SmRR存在很多胁迫和生长调节物质的响应元件。表达量热图显示A类和B类SmRR基因分别在叶和根中表达量较高。
性染色体、性别基因、MADS-box转录因子等是植物雌雄个体或器官发育过程中关键的遗传因素。性染色体和性别决定基因是雌雄异株植物性别决定的遗传基础,而性别分化基因在花器官分生组织中选择性表达,调控不同性别花的产生。花发育的ABCDE模型中涉及的基因绝大部分属于MADS-box家族基因。综述了植物性染色体进化机制、园艺植物性染色体类型、性别连锁基因群定位、基因鉴定以及MADS-box家族基因对花器官发育的调控等方面的研究进展,并提出园艺植物性别决定机制研究中需要解决的问题。
针对引起番茄细菌性病害的细菌性斑点病菌(Pseudomonas syringae pv. tomato,Pst)、溃疡病菌(Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis,Cmm)、青枯病菌(Ralstonia solanacearum,Rs)以及疮痂病菌(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria,Xcv),建立了四重PCR检测技术,为病害的快速、准确诊断提供技术支持。根据gap1基因设计Pst特异性引物BW-F/BW-R,经PCR条件优化,扩增出了375 bp的特异性片段。将设计的引物与已报道的3种细菌特异性引物组合,通过设定不同的退火温度、引物浓度、循环次数以及延伸时间,探索影响四重PCR扩增的因素,优化了其反应体系。四重PCR反应体系中的引物对BW-F/BW-R、Fan1/Fan2、RS-1-F/RS-3-R和XCVF/XCVR可分别扩增出细菌性斑点病菌、溃疡病菌、青枯病菌和疮痂病菌长度为375、146、716和517 bp的特异性目的片段,反应体系退火温度为57.1 ℃,4对引物的终浓度分别为0.24、0.16、0.16和0.08 μmol ? L-1,延伸时间45 s,35个循环。该四重PCR反应体系可快速检测田间番茄发病植株中的细菌性斑点病菌、溃疡病菌、青枯病菌和疮痂病菌,灵敏度达到10-1 ng ? μL-1。