油茶隐花色素基因CoCRY1的克隆及功能研究

油茶(Camelliaoleifera Abe.)是我国重要木本油料树种,具有重要的经济价值和社会效益。隐花色素(Cryptochrome)是植物蓝光受体之一,参与植物开花调控、光形态建成等生长发育过程。本研究从油茶华硕中克隆到CoCRY1基因,通过生物信息学分析发现,其CDS序列长度为2262 bp,编码的蛋白质序列包含684个氨基酸,蛋白分子式为C3454H5281N971O1027S18,分子量77.42 kDa,是一种不稳定的疏水蛋白,进一步分析表明其蛋白序列包含3个结构域,分别为DNA_photolyase、FAD_binding_7和Cryptochrome_C,可证明CoCRY1蛋白属于隐花色素家族。同源序列及系统发育树分析发现CoCRY1蛋白与茶树(Camellia sinensis) CsCRY1序列相似性最高。组织表达分析显示,CoCRY1的表达量在茎中最高,在花中最低。通过农杆菌转化得到CoCRY1基因异源表达的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并且从DNA水平及RNA水平鉴定到阳性植株,对CoCRY1异源表达的拟南芥进行表型分析发现,CoCRY1基因的过量表达导致拟南芥提前开花,并对下胚轴伸长具有光特异性的抑制作用。本研究通过生物信息学、定量分析及异源表达发现,油茶CoCRY1基因在油茶开花等生物学过程中具有重要作用。

油茶SOD基因克隆及不同授粉处理下的表达分析

为了探究超氧化物歧化酶(SOD)基因家族在油茶自交不亲和反应中的作用,通过RT-PCR法克隆出油茶SOD基因家族成员,分别命名为CoCSD、CoFSD和CoMSD。其CDS序列长度分别为660、813和693 bp,编码219、270和230个氨基酸。CoCSD、CoFSD和CoMSD蛋白分子质量分别为22.49、31.18和25.51 kDa,结构分析发现3个蛋白均为亲水性蛋白,无跨膜结构域和信号肽,属于非分泌蛋白,且均包含21个磷酸化位点。CoCSD和CoMSD两者属于稳定蛋白,而CoFSD属于不稳定蛋白。CoCSD二级结构主要是无规则卷曲和延伸链,而CoFSD和CoMSD的二级结构主要由α螺旋和无规则卷曲构成。3个蛋白因结合不同的金属离子,系统进化树构建时被划分到3个大支,但均与茶树相应蛋白聚类在同一小枝上,且序列上具有高度的同源性。自交授粉雌蕊中的SOD酶活性整体高于异交授粉,但CoCSD、CoFSD和CoMSD在授粉前表达量最高,自交和异交授粉处理均对其表达量有抑制作用。该研究结果为后续深入探究油茶SOD基因的生物学功能提供依据,也为揭示油茶自交不亲和作用机制提供参考。

接种4种外生菌根真菌对‘檀桥’板栗幼苗生长、光合及养分含量的影响

【目的】研究接种4种外生菌根真菌对‘檀桥’板栗(Castanea mollissima‘Tanqiao’)幼苗生长的影响,为板栗菌根化育苗技术提供科学依据。【方法】以‘檀桥’板栗家系苗为材料,采用经课题组前期分离纯化和分子鉴定所获得的中华豆马勃(Pisolithus orientalis LY-8)、橙黄硬皮马勃(Scleroderma citrinum LY-9)、硬皮马勃属未知种1(Scleroderma sp.1,LY-17-2)和未知种2(Scleroderma sp.2,MB)进行接种,比较了接种和未接种‘檀桥’板栗幼苗的菌根侵染率、生长指标(苗高、地径、生物量、根系)、光合指标及氮磷钾养分含量的差异。【结果】(1)接种4个月后,4种外生菌根真菌均能成功侵染‘檀桥’板栗,接种LY-17-2的侵染率显著高于其他3种真菌,达86.40%。(2)接种4种菌根真菌均能显著提高‘檀桥’板栗幼苗苗高、地径、生物量、根系构型指标和苗木质量指数(SQI)。其中,接种LY-17-2的总生物量显著高于LY-9,达12.61 g/株;接种LY-8的幼苗总根长、表面积、体积、根尖数显著高于接种其他3种真菌的幼苗;接种LY-17-2和LY-8的SQI值(1.44和1.43)显著高于未接种的(0.76)。(3)接种LY-17-2的幼苗净光合速率和水分利用率最大,分别是6.51μmol/(m^(2)·s)和9.47μmol/mmol;接种LY-8的幼苗叶片叶绿素总含量显著高于接种其他3种真菌;接种4种菌根真菌均显著促进了‘檀桥’板栗幼苗在根、茎、叶中N、P含量的积累。【结论】接种4种外生菌根真菌均能扩大幼苗根系,促进植株对养分的积累,提高光合利用率,促进‘檀桥’板栗幼苗的生长。经综合比较,接种LY-8和LY-17-2对‘檀桥’板栗幼苗促生效果最好。

油茶PODs基因鉴定及在自交和异交下的表达分析

油茶(Camellia oleifera Abel.)具有自交不亲和性(SI,self-incompatibility),自然座果率低,这严重影响油茶产量,制约了油茶产业的发展。为研究过氧化物酶(POD,peroxidase)在油茶自交不亲和反应中的作用,本研究通过逆转录克隆技术从油茶中克隆出4条POD基因,分别命名为CoPOD1/2/3/4。其基因编码区长度分别为1086、1011、1020和1218 bp,编码361、336、339和405个无跨膜结构、有信号肽的蛋白质。同源序列比对显示CoPOD1/2/3/4蛋白质之间的同源性较低,但均有过氧化物酶活性位点和过氧化酶近端血红素配体序列;系统进化树显示CoPOD1/2/3/4蛋白质与茶树(Camellia sinensis(L.)O.Ktze.)POD蛋白质的亲缘关系最近。实时荧光定量结果显示,油茶PODs基因在自交授粉后24~48 h范围内呈现显著上调后又下降的趋势,在自交授粉36 h雌蕊中CoPOD1/3/4的表达量高于异交。自交授粉24~72 h油茶雌蕊内POD酶活性高于异交并在36 h达到最高值,异交授粉雌蕊内POD活性前期处于动态平衡状态,在72 h后出现明显上调,据此推测油茶PODs基因可能参与了油茶自交授粉后花粉管程序性死亡,进而参与了油茶自交不亲和反应。本研究为进一步研究油茶自交不亲和机制提供参考。

海南省不同寄主植物炭疽病菌侵染油茶研究

为了明确海南省不同寄主植物炭疽病菌侵染油茶的潜力,本研究分离、鉴定海南省4个油茶林中不同寄主植物的炭疽病菌种类及其致病性。结果从油茶、葛根、山麻杆、飞机草、蒲葵、鲫鱼胆、桃花心木、黄兰、羊蹄甲、山矾、银柴、降香黄檀和檀香等13种植物上,共获得135株炭疽病菌,其中果生刺盘孢菌(Colletotrichum fructicola)85株、暹罗刺盘孢菌(C.siamense)45株,盘长孢状刺盘孢菌(C.gloeosporioides)3株,君子兰刺盘孢(C.cliviae)和山茶刺盘孢(C.camelliae)各1株;4个采样地的油茶树与葛根等当地其他12种植物具有相同的炭疽病菌C.fructicola和C.siamense,这两种菌占总分离炭疽菌的96%;通过致病性测定,不同寄主来源的这5种炭疽菌均能引起油茶炭疽病。海南省当地多种植物的炭疽病菌是油茶的潜在侵染源。

海南4个地区暹罗炭疽菌群体遗传结构分析

对分离自海南4个地区13种寄主植物上暹罗炭疽菌的ITS-CAL-GAPDH 3基因序列进行群体遗传结构分析。95条暹罗炭疽菌多基因序列可定义为16个单倍型,其中,单倍型H5为主要单倍型,分布于所有寄主植物。AMOVA分析显示,遗传变异主要发生在种群内;病菌未经历过大规模的种群扩张过程。研究结果表明,暹罗炭疽菌种群具有丰富的遗传多样性。

怒江地区漆树籽油和蜡的脂肪酸成分分析

为给怒江地区漆树种籽的研究和开发利用提供参考,以怒江昭通栽培的官大木、青杠皮、薄叶漆、光叶漆4个漆树品种种籽为试验材料,利用索氏抽提法和GC-MS法,分别测定并分析了漆籽中漆油和漆蜡的脂肪酸成分。结果表明:漆油是以亚油酸为主的脂肪酸,其不饱和脂肪酸含量高达60%。漆蜡是以棕榈酸为主的脂肪酸,其饱和脂肪酸含量高达70%。漆油和漆蜡的主要脂肪酸总量差异小,仅差0.16%。但主要脂肪酸的含量比例差异极大,漆油主要脂肪酸由亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸和棕榈油酸等6种脂肪酸构成,漆蜡主要脂肪酸由棕榈酸、油酸、硬脂酸、二十烷二酸和花生酸共5种脂肪酸组成。漆油和漆蜡的主要不饱和脂肪酸总含量差异极大。漆油的主要不饱和脂肪酸占比79.77%,而漆蜡的主要不饱和脂肪酸占比小于19.04%。其中官大木漆树漆油的主要不饱和脂肪酸总含量最高,其可视为漆油中高不饱和脂肪酸的漆树良种。4个品种漆油和漆蜡中的脂肪酸成分均不少于18种。4个品种漆油和漆蜡均检测出特有的成分,漆油和漆蜡的脂肪酸成分存在明显差异。漆油中含有漆蜡中未测到的蓖麻醇酸、木蜡酸、2-己基-环丙辛酸、二十一烷酸、二十三烷酸和二十九烷酸。漆蜡中含有漆油中未测到的植物甾醇、3-辛基环氧乙烷辛酸和抗坏血酸-2,6-二棕榈酸酯。

漆树籽油开发利用研究进展

漆树籽油具有极大的开发价值,亚油酸含量高达60%,还含有多种药理活性成分,具有较高的营养和医药价值。本文从漆树地理种源、品种、理化性质、脂肪酸成分、提取方法和药理功能6个方面总结归纳我国目前漆树籽油的研究进展,并对比其他植物油,分析了漆树籽油目前研究中存在的问题并给出建议,希望能推动漆树籽油研究的进一步发展,为后续漆树籽油的研究与产业开发提供理论参考。

油桐NPR1家族全基因组鉴定及表达模式分析

本研究利用油桐(Vernicia fordii)基因组数据鉴定出3个NPR1家族成员,并将其命名为VfNPR1、VfNPR3、VfNPR5。通过生物信息学分析方法,分析了其理化性质、亚细胞定位、染色体分布、保守结构域、基因结构及启动子顺势作用元件等,研究了大戟科5个物种及拟南芥NPR1家族成员的进化关系,并利用转录组测序技术探究了油桐NPR1家族成员在不同类型花、不同发育时期种子和根系尖孢镰孢菌胁迫响应过程中的表达模式。结果表明:油桐NPR1家族3个成员属于疏水性蛋白,VfNPR1/3/5分别在chr 8、chr 10、chr 4染色体上,VfNPR1定位在细胞核中,而VfNPR3/5定位在叶绿体中;大戟科5个物种中的NPR1家族成员可明显划分成亚类Ⅰ、亚类Ⅱ、亚类Ⅲ3个亚类,其中蓖麻、麻疯树、油桐出现明显的收缩;npr1-1(His334Tyr)、npr1-2(Cys150tyr)和nim1-2(His300tyr)等重要功能位点在大戟科5个物种中有较高的保守性;油桐NPR1家族3个成员在雌花、雄花、两性花中都显著差异表达,且都在雄花中表达量最高,在油桐种子不同发育时期,VfNPR1/5在早期(花后10周、15周)表达量较高,VfNPR3则在后期(花后30周)表达量较高,在尖孢镰孢菌不同侵染时间的油桐幼苗根系中,NPR1家族3个成员表达被显著抑制,其中VfNRP3在侵染后期被完全抑制表达。由此表明,油桐NPR1家族3个成员可能参与了花果发育和根系系统获得性抗性信号途径,该研究为油桐丰产栽培提供了重要的科学依据,同时也为林木抗病改良提供重要的基因资源。

漆蜡对漆油基凝胶油流变学特性和结晶特性的影响研究

选择以漆油为基料油,漆蜡为凝胶剂制备漆油基有机凝胶油,采用旋转流变仪、X-射线粉末衍射仪、偏光显微镜等研究不同漆蜡添加量对凝胶油流变特性及结晶特性的影响。结果表明:25℃条件下,漆蜡添加量为5%时便可形成有机凝胶油。随着漆蜡添加量的增大,凝胶油硬度明显增加,凝胶油表现出剪切变稀的假塑性特征越强,经过幂律模型拟合得到其流动指数n在0.12~0.48之间。在频率扫描范围内,凝胶油体系的储能模量(G′)明显大于损耗模量(G″),样品形成较为紧密的凝胶结构,且随着漆蜡添加量的增大,凝胶油网络结构越稳定。通过对凝胶油结晶特性分析发现,凝胶油中的结晶结构成球状且随着漆蜡添加量的增加,结晶形态单元分布变得相对致密,主要为β′型晶体。

青海西北部沙棘立木腐朽病初报

笔者在我国青海西北部采集沙棘Hippophae rhamnoides心材腐朽病的病原菌子实体,经对样品的分子序列进行系统发育分析,确认该地区沙棘腐朽病的病原菌为鼠李嗜蓝孢孔菌Fomitiporia rhamnoides。该菌过去作为分类学种类仅在我国河北有报道,且未说明该菌是否为病原菌。本文中首次报道鼠李嗜蓝孢孔菌在我国青海西北部造成心材白色腐朽,该病主要发生在沙棘成熟林分内,病原菌通过沙棘伤口侵染,最后风折导致沙棘死亡。

一种油茶新炭疽病原的多基因系统发育分析鉴定

为明确我国油茶炭疽病病原菌的种类,对采集自我国6个省市油茶产区的炭疽病样本进行病原菌分离,通过形态学特征并结合多基因谱系分析方法构建系统发育树进行比较分析。结果表明共分离到能引起油茶叶出现炭疽病症状的病原菌23株。病原菌在PDA培养基上28℃培养7 d后,菌落圆形,初期白色,逐渐变为灰色,最终为灰黑色;分生孢子堆橘黄色,分生孢子椭圆形、单胞、无色,大小为(16.8±0.7)μm×(5.7±0.4)μm;菌丝附着孢椭圆形,褐色,边缘光滑、完整,大小为(9.5±1.5)μm×(6.1±0.6)μm。多基因系统发育树显示,这23株病原菌与包括模式菌株ICMP18581在内的所有果生刺盘孢菌Colletotrichum fructicola菌株序列聚为一个进化枝,置信度高达100%。根据形态特征及多基因系统发育树,鉴定这23株病原菌为果生刺盘孢菌C.fructicola,为国内油茶上果生刺盘孢菌的首次报道。

蜡梅花色及其红花新资源研究进展

蜡梅(Chimonanthus praecox)花的整体颜色主要由中被片决定,总体上较为单调。总结了蜡梅花色表型及品种分类、花色成分及合成途径、花色呈色分子机制及关键基因等研究成果,并对新资源类型红花蜡梅的选育与性状及变色过程等进行了综述。

油茶谷氧还蛋白编码基因CoROXY19的分离鉴定及功能分析

油茶是一种潜在的经济林模式树种,其研究受到越来越多的重视。以油茶主栽品种‘华硕’为研究材料,通过RT-PCR克隆方法,获得一个高等植物特异的CC型谷氧还蛋白(glutaredoxin,GRX)基因家族成员,命名为Co ROXY19。Co ROXY19基因的开放阅读框(ORF)为444 bp,编码147个氨基酸,分子质量为15.62 kDa,具有典型的谷氧还蛋白结构域,包括酶活性中心、谷胱甘肽结合位点和转录因子结合位点。进化树分析发现CoROXY19与茶树CsROXY19同源关系最近,亚细胞定位发现CoROXY19蛋白在细胞质和细胞核中均有分布,酵母双杂交和双分子荧光互补实验证实CoROXY19与转录因子AtTGA2相互作用,实时荧光定量PCR表明CoROXY19基因在叶片中的表达受机械损伤诱导,预示油茶CoROXY19可能通过与转录因子相互作用,参与调节抗逆相关激素信号转导。