葡萄COMT基因家族的鉴定与表达分析

【目的】咖啡酸O-甲基转移酶(COMTs)是木质素合成过程中一种多功能酶,参与多种初生代谢和次生代谢途径,在植物木质素次生物质合成及植物抗逆胁迫反应中起着重要作用。旨在鉴定葡萄COMT基因家族成员,探究其对葡萄真菌病害胁迫的响应,为葡萄抗病育种提供基因资源。【方法】基于拟南芥COMT基因搜索葡萄COMT基因家族,运用生物信息学方法研究葡萄COMT蛋白质理化性质、基因染色体定位、motif分析和启动子顺式作用元件等;利用荧光定量PCR法分析COMT基因在抗病品种摩尔多瓦和感病品种夏黑葡萄上接种霜霉病的表达模式。【结果】从葡萄中鉴定出26个COMT基因,主要位于第10、12和15号染色体上;蛋白质分子质量差异较大,属于不稳定的两性蛋白;亚细胞定位显示其蛋白主要位于细胞质和细胞外。从构建的系统进化树中发现,该家族分为Ⅰ和Ⅱ2个亚组,在进化过程中比较保守,与拟南芥和水稻亲缘关系较近。启动子分析表明,葡萄COMT基因启动子包含丰富的植物激素响应和胁迫响应的顺式元件,接种葡萄霜霉病后,在抗病品种摩尔多瓦中,除COMT2基因外其余25条COMT基因在接种24 h后均显著上调,而在感病品种夏黑中只有63%的COMT基因出现显著上调,且抗病品种的表达量显著高于感病品种,其中以VvCOMT1、5、6、7、8、9和19上调最为显著。【结论】共鉴定了26个葡萄COMT基因家族成员,同时发现COMT基因在葡萄抗病品种中受霜霉病的强烈诱导,表明木质素在葡萄抗病中起重要作用,可为后期研究葡萄抗霜霉病分子机制提供候选基因。

外源褪黑素对低温胁迫下不同葡萄品种抗氧化酶活性和AsA-GSH循环的影响

利用叶面喷施方法,探讨100μmol/L外施褪黑素(MEL)溶液对低温胁迫下不同葡萄品种抗氧化酶系统和抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH循环)的影响,以此推论MEL在葡萄受到低温胁迫时起到的作用。结果表明,外源MEL可以促进低温胁迫下葡萄抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量的积累,降低GSSG含量。长时间(7 h)低温胁迫下,外源MEL可以降低脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)含量,能够维持较高的AsA-GSH循环系统中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、DHAR、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性。喷施外源MEL促进了低温胁迫下葡萄AsA-GSH循环快速而有效的运转,降低了低温胁迫对葡萄植株的氧化伤害,从而缓解了低温胁迫对葡萄幼苗的伤害作用。

我国野生燕山葡萄VyUSP1基因抗逆功能的初步验证

研究我国野生葡萄燕山葡萄(Vitis yeshanesis‘Yanshan’)VyUSP1基因在转基因烟草不同逆境下的表达情况,选择从供试材料中克隆所获得的VyUSP1基因,利用重组法构建其载体,并用农杆菌介质为导体转化转基因烟草植株,获得USP转基因烟草植株,然后对转基因烟草植株进行不同逆境处理,并对该基因进行初步的功能研究。结果表明,在不同的逆境条件下,USP转基因烟草均具有一定的抗干旱能力,但是不具备抗寒能力。较高浓度NaCl、甘露醇、PEG-6000以及低温处理会抑制转基因烟草种子的萌发。而在不同浓度NaCl、甘露醇处理下,转基因烟草植株幼苗均比野生型(WT)植株幼苗的表现要好;不同浓度PEG-6000处理对转基因烟草幼苗生长的影响并不明显;但在低温处理条件下,转基因烟草植株幼苗全部死亡。植物在受到外界胁迫时VyUSP1基因的表达会上调,蛋白活性被激活之后,有助于提高植物的抗逆性,增强其环境的适应性,因此USP对逆境胁迫存在一定的抗性。

月季无菌材料的获得及不定芽的诱导

月季花大而香,是名贵的观赏植物,但采用常规的扦插和嫁接繁殖方法进行繁殖成活率不高。采用霍尔恩月季一年生枝条为外植体进行离体培养以扩大繁殖系数,试验首先以WPM为基本培养基,添加不同浓度的植物生长调节剂,研究不同植物生长调节剂对月季萌芽率及生长情况的影响,然后用获得的月季无菌苗叶片为材料,以MS为基本培养基,研究不同植物生长调节剂及暗培养时间等多种因素对霍尔恩月季叶片不定芽诱导再生的影响。结果表明,月季腋芽萌发较适合的培养基为WPM+BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+20 g/L蔗糖+6 g/L琼脂粉;继代培养较适合的培养基为WPM+BA 1.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+20 g/L蔗糖+6 g/L琼脂粉;TDZ对叶片不定芽再生有诱导作用。最适的培养基为MS+TDZ 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+20 g/L蔗糖+6 g/L琼脂粉,暗培养时间为7 d,叶片的不定芽最高诱导率为9.70%。

不同基质对巨玫瑰葡萄硬枝扦插的影响

以巨玫瑰葡萄一年生休眠枝条为试材,以不同体积比的园土、蛭石、珍珠岩、草炭土进行配组作为扦插基质,调查不同基质配比对巨玫瑰葡萄硬枝扦插后苗木生长的影响。结果表明,不同基质配比对巨玫瑰葡萄硬枝扦插苗根数、最长根长、叶片数、最大叶面积、新枝长、新枝粗、节间距等指标均有影响,适宜巨玫瑰葡萄硬枝扦插育苗的基质配比为珍珠岩∶草炭土∶蛭石=2∶2∶1。