基于苋菜转录组的TCP基因家族成员鉴定及表达分析

【目的】基于大红苋菜转录组数据库,对苋菜TCP基因家族成员进行筛选鉴定,为深入探讨苋菜TCP基因家族对苋菜生长发育及非生物胁迫响应提供参考。【方法】在转录组数据库中,筛选鉴定TCP基因家族成员,并对其进行生物信息学分析;在不同条件处理下培养苋菜幼苗,并利用qRT-PCR技术分析其在不同处理下的表达模式。【结果】苋菜TCP基因家族有14个成员,全部定位于细胞核;AtrTCP蛋白质长度在230~721 aa区间内,预测相对分子量为25.25~78.57 kD,等电点为6.15~9.45,包含15个保守基序;除AtrTCP11为稳定蛋白外,其余均为不稳定蛋白;miRNA预测到两个AtrTCP家族成员AtrTCP2和AtrTCP6为miR319靶基因。qRT-PCR结果显示:在盐溶液不同浓度(0、50、100、200 mmol·L^(-1))处理下,该基因家族具有不同的表达模式;在蓝光处理下,AtrTCP10基因表达量上调达到了显著水平;AtrTCP2、AtrTCP3、AtrTCP8、AtrTCP9、AtrTCP11和AtrTCP13表达量下调达到了显著水平;在不同铵硝比(0∶0、0∶10、3∶7、5∶5、7∶3、10∶0)处理下,TCP基因家族各成员表达模式不同,其中,AtrTCP3参与整个氮代谢过程;在苋菜各部位进行qRT-PCR分析发现:AtrTCP3、AtrTCP12在叶片中高表达,其余家族成员均在根部的表达量较高。【结论】在不同条件处理下,苋菜TCP基因家族各成员表达模式不同,表明苋菜TCP基因家族各成员可能广泛参与非生物胁迫。

不同矿质营养缺乏及吲哚丁酸对分蘖洋葱根系生长的影响

以分蘖洋葱为试材,采用营养液水培法和分根培养法研究氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)6种矿质营养缺乏以及吲哚丁酸对分蘖洋葱根系生长的影响,以期为分蘖洋葱合理施肥及植物根系发育理论提供科学依据。结果表明:缺N、K、Ca处理中分蘖洋葱根系的长度显著低于全营养处理,缺P则对根系伸长影响不大;缺Mg和缺Fe则促进根系伸长。缺N和缺K处理中根条数显著少于全营养处理,其它几种元素对根条数无显著影响。缺N、缺P、缺Ca、缺Mg和缺Fe处理中侧根数显著多于全营养处理,其中缺N处理中的侧根数要远大于全营养处理和其它缺素处理,而缺K处理中侧根数则为零。吲哚丁酸浓度为10 mg·L-1和15 mg·L-1时,分蘖洋葱根系长度显著高于0 mg·L-1,且浓度越大,根长越长。分根培养显示缺P侧的分蘖洋葱侧根数显著多于全营养处理的侧根数,说明分蘖洋葱根系对P的异质性响应主要是局部性的。

不同温度对苋菜光合特性及光合作用相关基因表达的影响

以苋菜(Amaranthus tricolor Linn.)品种‘苏苋1号’(‘Suxian No.1’)为试验材料,比较了不同温度〔25℃(对照)、20℃、15℃和10℃〕处理下苋菜株高以及叶片中甜菜色素含量、叶绿素含量和叶绿素荧光参数的变化,并探究了温度对苋菜光合特性及光合作用相关基因表达的影响。结果显示:处理3和6 d的苋菜株高以及叶片中甜菜色素和叶绿素含量随着温度降低呈现降低的趋势,叶片的PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ实际光量子产额〔Y(Ⅱ)〕、相对电子传递速率(rETR)、非光化学淬灭系数(qN)和调节性能量耗散的量子产量〔Y(NPQ)〕总体呈现波动降低的趋势,非调节性能量耗散的量子产量〔Y(NO)〕呈现波动升高的趋势;其中,15℃和10℃处理下苋菜的株高以及叶片中甜菜色素和叶绿素含量极显著低于对照,10℃处理下叶片的F_(v)/F_(m)、Y(Ⅱ)、rETR、qN和Y(NPQ)值总体极显著低于对照,Y(NO)值则极显著高于对照。qRT-PCR结果显示:总体上看,苋菜叶片AtrPPCK、AtrPEPC、AtrMDH、AtrNADP-MDH、AtrNAD-ME、AtrNADP-ME和AtrPPDK基因的相对表达量在多数温度下处理3和6 d与对照有显著差异;温度较低(10℃)会抑制除了AtrPPCK基因外的其他基因的表达,随着处理时间延长,基因相对表达量略有回升。相关性分析结果显示:温度与处理3和6 d苋菜的株高以及叶片中甜菜色素含量、叶绿素含量和多数叶绿素荧光参数呈极显著或显著相关。综合分析结果显示:低温会降低苋菜的叶绿素含量,破坏光合系统,抑制光合作用相关基因的表达,从而降低甜菜色素含量,抑制苋菜生长。

多肉植物“麦秆22号”离体培养体系建立

以多肉植物“麦秆22号”为试验材料,研究外植体类型、激素配比对“麦秆22号”愈伤组织诱导及离体培养的影响,以实现对“麦秆22号”离体培养条件的优化,为建立工厂化育苗技术体系提供参考。结果表明,以“麦秆22号”的叶片切片作为外植体诱导愈伤组织效果最佳,茎切片作为外植体诱导不定芽效果最佳。愈伤组织最佳增殖培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+7%琼脂+30%蔗糖;不定芽最佳增殖培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+7%琼脂+30%蔗糖;生根最佳培养基为MS+0.2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+7%琼脂+30%蔗糖。

苋菜生长素响应因子AtrARF7的克隆及表达

为了解苋菜生长素响应因子(ARF)的表达特性及功能,采用RT-PCR方法从全红苋菜(Amaranthus tricolor L.)中克隆获得1个生长素响应因子AtrARF7基因(GenBank登录号:MW036654)并进行生物信息学分析,同时利用qRT-PCR分析AtrARF7在不同浓度生长素处理下的苋菜幼苗及苋菜愈伤组织中的表达模式.结果表明:苋菜AtrARF7基因含有一个3324 bp的开放阅读框(ORF),编码1107个氨基酸,预测分子量为12.34×10^(3),等电点为6.07,是亲水不稳定蛋白.AtrARF7包括B3、Auxin-resp和AUX_IAA这3个ARF基因特有的结构域;多序列比对和系统进化树分析发现,苋菜AtrARF7蛋白与其他植物ARF7蛋白具有高度一致性,且与甜菜BvARF7蛋白亲缘关系最近.荧光定量结果表明,AtrARF7在不同浓度NAA处理下的苋菜幼苗中呈上调表达;在MS+6.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D培养基中诱导的苋菜愈伤组织处于诱导期时,AtrARF7的表达量达到最高;在添加了不同浓度NAA的继代培养基(MS+6.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D)中AtrARF7均受到调控.本研究表明AtrARF7可能具有ARF家族正调控因子表达特征,其转录水平受到生长素的诱导,且AtrARF7在苋菜愈伤组织形成的3个时期中均有响应,初步推测其参与生长素信号传导途径调控苋菜愈伤组织形成的过程.(图10表2参29)