低氮胁迫下香蕉硝酸盐转运蛋白MaNRT2基因的克隆与表达分析

氮素是植物生长发育所必需的大量元素,也是限制植物产量的首要因素,硝酸盐转运蛋白NRT是植物吸收和利用氮素的重要蛋白。笔者以香蕉为实验材料,通过RNA-Seq测序,筛选得到一个显著差异表达的高亲和硝酸盐转运蛋白基因NRT2;通过PCR克隆获得1 509 bp的c DNA序列,生物信息学预测其编码502氨基酸,含有MFS结构域,属于NRT2基因家族,命名为MaNRT2;RNA-Seq和qRT-PCR的结果显示,MaNRT2基因的表达具有显著的组织特异性,在根中远高于叶片;低氮胁迫处理后,MaNRT2在叶片中表达量上升,在根中表达量反而下降,表明MaNRT2与香蕉氮元素的吸收转运密切相关。

香蕉miRNA及其靶基因的生物信息学预测

利用生物信息学方法预测香蕉中的miRNA,即通过将miRBase数据库中的已知植物的miRNA与香蕉EST和GSS数据库进行BLAST比对搜索,筛选出潜在的miRNA,最后得到16条香蕉miRNA,分属于9个miRNA家族,其中3条来源于EST数据库,13条来源于GSS数据库,并利用在线软件psRNATarget预测其靶基因,共得到168个靶基因,分别编码多种功能蛋白,参与各生物学过程。

火龙果果肉颜色相关MYB转录因子的表达分析

对红肉与白肉火龙果的果实进行转录组测序,通过数据的分析与筛选,得到30个差异表达的MYB类转录因子。运用生物信息学进行了MYB转录因子序列的比对、基因注释分析、进化树分析、基因表达情况分析等,通过qRT-PCR验证,探究红肉与白肉火龙果果实颜色的代谢差异与MYB转录因子之间的调控关系。结果表明:火龙果果肉颜色差异可能受MYB转录因子家族部分成员的调控。

干旱胁迫对火龙果植株形态及生理指标的影响

为探究不同程度干旱胁迫对火龙果植株形态及生理指标的影响,以大红火龙果植株为材料,采用盆栽控水法,研究干旱处理40、47、54 d后火龙果生理特征的变化及干旱后期火龙果植株的形态变化,探讨火龙果的抗旱特性。结果表明:火龙果具有良好的耐旱性,在干旱胁迫下,可以通过调节体内生理指标来适应干旱环境,不同生理指标的变化趋势在干旱同期存在差异。随着干旱胁迫的加深,火龙果植株生长变缓,茎颜色加深且发生皱缩,主根变短,侧根减少,须根基本消失;相较于对照,各处理的游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量显著升高,可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量则先降低后升高,过氧化物酶(POD)活性极显著升高后又极显著降低,过氧化氢酶(CAT)活性也表现出先升后降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性则持续下降。

基于ISSR标记的海南油茶种质资源遗传多样性分析

油茶是世界四大木本油料之一,在中国广泛种植。中国油茶种质资源极为丰富,不同地区油茶存在遗传上的显著多样性。为了掌握油茶资源的遗传多样性,本研究运用ISSR分子标记技术,对来自海南、广西、江西共55份油茶资源进行多态性和聚类分析,分析各品种资源间的遗传关系。研究结果表明:(1)从100条ISSR引物中筛选出13条引物进行PCR扩增,共扩增出110条DNA条带,多态性条带107条,多态率达97.3%。(2)当相似系数为0.612时,广西(5株),江西(4株)油茶品种与海南品种(46株)具有遗传的亲缘关系,但是有较大的遗传差异性。(3)海南品种油茶在亲缘系数为0.676时可分为7个居群,但主要是澄迈、省农科院、琼海聚类的居群占优,说明海南种虽然亲缘性较高,但仍有地区的差异性。

红皮红肉和红皮白肉火龙果果肉呈色相关基因差异表达分析

火龙果为热带新兴水果,常见的有红皮红肉和红皮白肉两种类型。为探究这两种火龙果果色差异原因,发掘差异表达基因(differencially expressed genes,DEGs),本研究分别在青果期(授粉后第15天)和成熟期(授粉后35 d)采集红皮红肉火龙果(Hylocereu polyrhizus)和红皮白肉火龙果(Hylocereu undatus)的果肉样品,进行转录组测序。获得高质量序列共53240条。通过对DEGs进行分析,发现火龙果在同一品种不同时期间的差异比同一时期不同品种间的更大。分别在R1 vs R3和W3 vs R3两组进行GO功能富集分析和KEGG代谢通路分析,通过GO分析发现,在分子功能上,有部分基因显著富集在蛋白与转录因子结合活动上;通过KEGG分析,大部分基因富集在次生代谢产物合成通路、氨基酸和核酸代谢通路、酪氨酸代谢通路上,其中酪氨酸是甜菜色素合成的前体。综上所述,红皮红肉火龙果发育过程中伴随着大量甜菜色素的合成,酪氨酸作为前体在其中起关键作用,且该色素的合成需要大量氨基酸、酶及转录因子的参与。甜菜色素合成途径中的分子调控机制尚未明确,通过本研究可以发掘火龙果中甜菜色素合成相关的关键基因,是开展后续实验的基础,为甜菜色素代谢途径的完善提供了有用的信息。