珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性分析

【目的】珙桐是蓝果树科珙桐属唯一现存的第三纪孑遗植物,是我国一级保护的特有濒危树种。分析其叶绿体基因组同义密码子使用偏好性及其主要影响因素,旨在为珙桐分子水平上的深入研究、物种保护和种质创新提供参考。【方法】从NCBI在线数据库下载完整的珙桐叶绿体基因组序列,并进行蛋白编码序列筛选,再利用CodonW软件计算各基因的有效密码子数(ENC)、密码子适应指数(CAI)、同义密码子相对使用度(RSCU)和密码子中A、T、C、G这4种碱基的含量,最后利用R软件计算各参数间的相关性并绘图。【结果】(1)从珙桐叶绿体基因组中共筛选出59条蛋白编码序列,总的鸟嘌呤和胞嘧啶碱基(GC)平均含量和密码子第3位碱基的GC平均含量分别为38.05%和30.63%,CAI平均值为0.18,ENC平均值为48.52,表明珙桐叶绿体基因组基因表达水平较低,且密码子使用偏好性较弱。(2)ENC-plot、PR2-plot、中性绘图和对应性分析表明,影响珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性的最主要因素为选择压力。(3)共筛选出12个最优密码子。【结论】珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性较弱,除了主要受选择压力影响外,还受到突变压力、碱基组成和基因表达水平等因素的影响;同时筛选出12个最优密码子,可用于未来珙桐的遗传改良和种质创新研究之中。

不同光照时长处理对柚果皮有色层香豆素代谢的影响

柚是我国南方地区重要的水果,表皮富含大量的香豆素,极易受到外界环境的影响,但其光响应效果尚不明确。为探究香豆素在柚表皮中的光响应机制,通过设置12、24、36、48 h共4个不同光照时长处理来探究光照对柚果皮有色层香豆素代谢的影响。本研究以贡水白柚和矮晚柚为试材,采用靶向代谢组学的检测方法共检测到21种香豆素,随后对贡水白柚、矮晚柚对照组和处理组果皮有色层中香豆素的代谢差异进行比较分析。结果表明:在贡水白柚和矮晚柚果皮有色层共同积累的21种香豆素中,相对含量较高且存在显著差异的香豆素为佛手柑素、橙皮油内酯、蛇床子素。不同光照时长处理对贡水白柚果皮有色层中佛手柑素、橙皮油内酯、蛇床子素、总香豆素的积累有显著影响,对矮晚柚果皮有色层中王草酚、佛手柑素、橙皮油内酯、蛇床子素、总香豆素的积累有显著影响。通过PCA分析显示,经过不同光照时长处理的贡水白柚和矮晚柚果皮有色层中总香豆素的相对含量被明显区分开。综上,光照处理会改变贡水白柚和矮晚柚果皮有色层中香豆素的积累特征,并且矮晚油相较贡水白柚大量积累王草酚和二氢欧山芹素。以上研究结果为揭示光照对柑橘香豆素代谢的调节机制奠定了基础,为提升柑橘药用品质提供了全新的思路。

车前种子黏液对其劣变和萌发抗逆性的影响

本研究以保留黏液和去除黏液的车前(Plantago asiatica)种子为试验材料,分别对其进行人工老化处理和模拟的干旱、盐胁迫处理,然后在最适萌发温度下进行萌发测试,旨在从种子生活力保持和萌发抗逆性角度阐释种子黏液对萌发成苗的影响。结果表明:在老化过程中,保留黏液种子比去除黏液种子提前4 d发生萌发率的显著下降;与去除黏液种子相比,保留黏液种子萌发对水势的下降更为敏感,但其萌发率随水势下降的速率却相对缓慢;两种种子萌发在耐盐胁迫方面差异不大,仅在中等浓度盐溶液(75 mmol·L-1 NaCl)培养下,保留黏液种子的萌发速率显著高于去除黏液种子。总之,车前种子黏液物质的存在,一方面不利于种子生活力的保持,加速其老化,另一方面,在一定程度上提高了种子萌发对轻微干旱胁迫和盐胁迫的抗性。