不同白粉病抗性甜瓜材料叶片组织病理学及接种后ROS代谢相关酶基因表达分析

为探究甜瓜叶片形态结构及ROS代谢相关酶基因表达与白粉病抗性之间关系,选择两份抗病和两份感病材料,分析叶片结构和表皮细胞紧密度在不同材料间差异,白粉菌侵染后不同材料ROS代谢相关酶活性变化及CAT、SOD、POD基因表达量变化。结果表明,与白粉病抗性显著相关的是叶片结构紧密程度以及表皮细胞排列方式;甜瓜叶片接种白粉菌后,高抗材料M4-125可明显观察到细胞积累大量H2O2,且抗病材料SOD和POD活性总体呈上升趋势,表明不同材料抗白粉病能力与叶片组织及ROS代谢相关酶密切相关。qRT-PCR结果表明,高抗材料M4-125在接种白粉菌后,其ROS代谢相关酶基因表达模式一致。

转录组学测序揭示WNK2促进体外培养卵巢癌细胞ROS产生

目的 转录组学测序分析WNK2在卵巢癌中调控的生物、代谢过程。方法 在卵巢癌细胞SKOV3中,使用siRNA干扰WNK2,分为siNC和siWNK2 2组,每组设置3个重复。siRNA转染SKOV3细胞48 h后收集细胞提取总RNA。验证SKOV3细胞中的WNK2成功敲降后,将总RNA样品进行转录组学测序及生物信息分析,筛选padj<0.01,fold change>1,FPKM>500范围内的基因,即siNC与siWNK2两组间的差异基因,从而获取在SKOV3细胞中被WNK2调控的基因。进一步通过DisGeNET和DO (disease ontology)富集分析得出差异基因与疾病间的关系;GO功能富集分析差异基因调控的细胞功能和代谢过程。通过RT-qPCR验证活性氧(reactive oxygen species,ROS)通路中10个差异基因表达变化是否与测序结果一致,并探究过表达、敲降WNK2后对卵巢癌细胞ROS产生的影响。结果 DisGeNET以及DO富集分析表明WNK2敲降后,siNC和siWNK2两组的差异基因与多种恶性肿瘤密切相关(P<0.05)。GO功能富集分析表明差异基因富集于ROS代谢过程、凋亡信号通路、泛素连接酶复合物形成、线粒体膜蛋白复合物形成、生长因子结合和转录激活因子活性等生物过程(P<0.05)。在所有富集通路中,ROS代谢相关的生物过程数量最多且差异最为显著(P<0.001)。RT-qPCR验证WNK2敲降后ROS通路中9个差异基因表达变化与测序结果一致,1个基因(PDGFB)与测序结果相反,1个基因在两组中无明显变化。在卵巢癌细胞SKOV3和CAOV3中敲降WNK2后,ROS产生下降;过表达WNK2后,卵巢癌细胞的ROS产生增多。结论 WNK2可能通过促进ROS代谢过程调控卵巢癌的恶性进程。

白沙枇杷采后果皮与果肉活性氧代谢差异研究

枇杷是我国重要的南方水果,采后易腐导致其鲜食期很短,限制了其商业价值。为了阐明白沙枇杷果皮与果肉活性氧(ROS)代谢的差别以探究枇杷采后衰老的生理学机制,以白沙枇杷"白玉"为材料,在20℃条件下储存,并测定果皮和果肉中ROS代谢相关指标的变化规律。结果表明,随着采后衰老的进行,前6 d果皮和果肉氧自由基产生速率相对稳定,然后持续升高,且果皮的产生速率高于果肉。伴随氧自由基的积累,SOD活性亦表现基本一致的规律;POD、CAT活性则表现为果肉高于果皮。果皮POD活性上升迟缓以及CAT活性更早下降说明果皮ROS清除能力低于果肉。储存过程中,果皮和果肉的MDA含量均持续增加,但果皮MDA含量增加更快,说明枇杷果皮膜脂过氧化程度超过果肉,果皮更容易发生结构化损伤。分析认为,采后枇杷ROS代谢失衡削弱了果皮的保护能力,导致果实内外环境的恶化,与枇杷采后衰老变质有关。

断营养影响青梗菜硝酸盐含量的转录组学分析

为降低青梗菜硝酸盐含量,在采收前对其进行断营养处理。生理分析发现,断营养5 d青梗菜产量无明显变化,但根、叶柄和叶片的硝酸盐含量分别降低了49.77%,23.90%,33.39%。转录组比较发现,断营养5 d青梗菜根、叶柄和叶片分别鉴定出301,2270,2271个差异表达基因(DEGs)。基因本体论(GO)分析表明,这些DEGs均主要富集在氮(N)代谢、碳(C)代谢和活性氧(ROS)代谢过程中。在N代谢过程中,根、叶柄和叶片硝酸盐摄取转运蛋白NPF7.2基因下调表达;叶柄和叶片NPF7.2的上游调控因子ERF104下调表达;叶片硝酸盐再转运蛋白NPF2.13和NPF1.1基因上调表达;根和叶片硝酸盐同化关键酶谷氨酰胺合成酶(GS)基因上调表达。在C代谢过程中,叶柄和叶片蔗糖合成关键酶磷酸蔗糖合酶(SPS)基因上调表达。在ROS代谢过程中,根的超氧化物歧化酶(SOD)基因和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因上调表达;叶柄和叶片细胞色素P450、过氧化物酶体和脂肪氧化酶下调表达;叶片过氧化氢酶(CAT)基因和过氧化物酶(POD)基因上调表达。综上,在青梗菜采收前5 d进行断营养处理,不仅可以保证产量不受影响,还可以降低硝酸盐含量,提高品质。

外源钙对蜜橘抗日灼生理病害的分子与生理机制研究

该研究以‘南丰蜜橘’为试验材料,于高温来临前期(6月份)在果实表面喷施0.14 g/L螯合钙为钙处理,以喷施清水为对照,测定果皮相关基因表达水平和抗氧化酶活性以及活性氧含量变化,探究钙对‘南丰蜜橘’果皮在日灼发生期间的钙信号转导途径相关基因调节抗氧化系统基因的表达特征,以揭示外源钙减轻蜜橘日灼生理病害的分子与生理机制,为实际生产中喷施螯合钙防控蜜橘日灼生理病害提供理论依据。结果显示:(1)经钙处理后‘南丰蜜橘’果实的日灼发生率较对照显著降低了13.76%。(2)实时荧光定量PCR发现,钙处理显著提高‘南丰蜜橘’钙信号转导途径相关基因(CsNADK、CsMPK 8、CsCPK、CsRBOH、CsCAMK 1、CsGAD),以及抗氧化酶相关基因(CsSOD、CsCAT、CsPOD、CsAPX、CsGSR、CsGPX)在果皮中的相对表达量。(3)钙处理可显著提高‘南丰蜜橘’果皮抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX、GR、GPX)活性,并显著降低O^(-·)_(2)、H_(2)O_(2)和MDA的含量。(4)荧光染色发现,在7-10月高温和强直射光胁迫期,果皮细胞产生了过量的ROS绿色荧光,且随胁迫时间的延长荧光不断漫延积累,但钙处理的ROS荧光强度均显著弱于对照。研究表明,喷施螯合钙处理可通过增强蜜橘果皮钙信号转导途径相关基因的表达,调控抗氧化系统基因表达以及抗氧化酶活性,清除过量的ROS,维持果皮细胞ROS代谢平衡,从而提升蜜橘果皮的抗日灼能力;生产中于高温来临前期在果实表面喷施螯合钙,是一种简便有效的预防蜜橘日灼病害的技术措施。

外源CaCl_(2)对盐胁迫下西伯利亚白刺活性氧代谢的影响

土壤盐渍化已成为严峻的世界性问题,严重威胁着农业生产和生态安全。以西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)为试材,采用营养液无土栽培方式,研究了外源CaCl_(2)对盐胁迫下西伯利亚白刺幼苗叶片活性氧(ROS)代谢、抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响。结果表明:盐胁迫显著提高了西伯利亚白刺叶片中超氧阴离子(O_(2)ˉ·)产生速率、过氧化氢(H2O_(2))含量以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性,显著降低了抗坏血酸(AsA)含量和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性。施加CaCl_(2)显著降低了盐胁迫下西伯利亚白刺叶片O_(2)ˉ·产生速率和H2O_(2)含量;显著提高了AsA含量,DHAR、谷胱甘肽还原酶(GR)、APX、MDHAR活性以及AsA/DHA (氧化型抗坏血酸)、GSH (还原型谷胱甘肽)/GSSG (氧化型谷胱甘肽)比值。外源CaCl_(2)通过增加盐胁迫下西伯利亚白刺叶片抗氧化酶活性以及抗氧化物质AsA和GSH含量,增强AsA-GSH循环清除活性氧的能力,缓解盐胁迫对西伯利亚白刺的氧化伤害。