红掌小滴玻璃化法超低温保存研究

以红掌腋芽为试材,探讨小滴玻璃化法对红掌超低温保存的影响因素,并对再生植株进行遗传稳定性检测。结果表明,红掌腋芽置于含0.4 mmol/L蔗糖和2 mmol/L甘油的MS固体培养基中预培养4 d后,在0℃下80%PVS_(2)处理50 min,转到铝箔条上PVS_(2)液滴中,将铝箔条迅速浸入液氮中,2 s后直接转入装满液氮的冻存管中,投入液氮至少保持30 min;室温下用含有1.2 mmol/L蔗糖的MS液体培养基复温并卸载20 min后置于恢复培养基上,腋芽存活率高达63.70%。通过ISSR和SSR分子标记检测,再生植株的遗传稳定性未发生改变。该研究结果为红掌种质资源的长期保存提供有效途径。

蜻蜓凤梨开花相关基因AfFPF1初步研究

FPF1(flowering-promoting factor 1)是参与植物开花期遗传控制的重要家族之一。迄今为止,人们对蜻蜓凤梨中FPF1家族了解有限。本研究以热带花卉蜻蜓凤梨为材料,基于转录组测序数据,克隆获得Af FPF1基因。该基因编码的蛋白含103个氨基酸,分子质量为12.06 kD。Af FPF1转录本在蜻蜓凤梨的根中显著高表达,此外其表达量受外源乙烯强诱导,且响应赤霉素。Af FPF1基因在拟南芥中异位表达使其开花时间提前,莲座叶数目减少,促进其根系生长。对转基因拟南芥内源开花基因进行表达量检测,发现转基因植株中,一些开花促进基因如AtFT、AtAP1、AtLFY、AtFUL、AtSOC1表达量显著升高,而抑制开花基因AtFLC表达量下调,进一步证实Af FPF1能正调控拟南芥的开花时间,且可能与这些基因相互作用。研究结果初步证实Af FPF1可能参与调控蜻蜓凤梨开花过程,为进一步研究Af FPF1功能、通过基因工程调控蜻蜓凤梨开花以及乙烯诱导蜻蜓凤梨开花分子机制提供了理论依据。

蜻蜓凤梨AfHSP基因的分离与功能鉴定

蜻蜓凤梨是一种重要的热带花卉,在生产上由于其开花时间、开花率等方面存在较大的不确定性,常用乙烯进行催花,但当温度高于32℃时乙烯的催花效率明显降低,推测可能与相关热激蛋白有关。热激蛋白是生物体中普遍存在的一种调节蛋白,在植物体应对高低温等逆境胁迫时发挥着非常重要的作用,基于蜻蜓凤梨的转录组测序数据和前期对蜻蜓凤梨成花素基因AfFT2(Aechemia fasciata FLOWERING LOCUS T 2)响应乙烯调控开花的研究,筛选出3个可能与开花相关的热激蛋白基因并将其命名为AfHsp20、AfHsp17.6、AfHsp70(Heat shock protein 20,Heat shock protein 17.6,Heat shock protein 70),分别对3个基因进行生物信息学分析、基因功能鉴定及与AfFT2基因启动子的互作实验,初步证实AfHsp20、AfHsp17.6、AfHsp70的表达量受温度影响且响应乙烯,其中AfHsp17.6能与AfFT2启动子发生互作。本研究为进一步研究高温条件下乙烯催花的作用机制提供参考,也为解决高温环境中凤梨科植物催花问题提供相关理论依据。

香蕉八氢番茄红素合成酶基因MsPSY2a功能鉴定

通过对香蕉转录组测序分析,筛选出类胡萝卜素途径相关基因MsPSY2a。本研究利用PCR方法从香蕉‘Karat’叶片中成功克隆出目的基因MsPSY2a的c DNA序列。MsPSY2a基因全长为1551 bp,开放阅读框(ORF)为1184 bp,编码394个氨基酸,是类胡萝卜素合成途径中的首要限速酶。Ms PSY2a蛋白具有PSY家族保守结构域PLN02632。RT-qPCR结果表明,MsPSY2a基因在香蕉根、茎、叶、果肉、果皮中表达量差异显著,大小依次为茎>果肉≈果皮>叶>根。本研究构建35S::MsPSY2a过表达载体,在拟南芥中过量表达,结果导致拟南芥种子由原来的黄褐色变化为浅黄褐色,且转基因拟南芥种子中积累的类胡萝卜素含量比野生型高18.75%,该结果表明MsPSY2a基因参与植物类胡萝卜素合成并具有正调控作用。本研究初步探索MsPSY2a基因的生物学功能,并为进一步探明香蕉类胡萝卜素合成途径分子机制和香蕉营养强化育种奠定一定基础。