大白菜GH3基因家族全基因组鉴定及表达分析

生长素酰胺合成酶(GH3)基因家族是生长素早期应答基因家族之一,在植物生长素信号转导过程中发挥重要作用。基于大白菜全基因组数据对大白菜GH3家族进行全基因组鉴定及生物信息学分析,结果表明,在大白菜基因组中共鉴定到45个包含GH3结构域的BrGH3家族成员;BrGH3家族成员编码氨基酸数在286~826之间,分子量介于32.06~90.77 KD之间;系统进化分析将BrGH3家族分为4类;基因结构分析发现该家族成员外显子数为2~10个;蛋白保守基序(motif)分析表明,除了BrGH3.2和BrGH3.18外,BrGH3家族成员都含有10个Motif;41个BrGH3成员在10条染色体上均有分布,4个基因未定位到染色体上;共线性分析发现29个基因参与片段复制事件,存在5个串联重复;启动子顺式作用元件分析表明,BrGH3成员含有大量光、激素、逆境和生长发育等响应元件。基于大白菜结球野生型和不结球平塌突变体结球前期叶片不同部位转录组数据,分析BrGH3差异表达,结果表明,其中BrGH3.28和BrGH3.41基因在大白菜突变体叶片不同部位的FPKM值均高于野生型,为野生型的1.22~4.83倍,且BrGH3基因家族在LF亚基因组中优势表达,初步推测BrGH3基因家族成员参与调控大白菜叶球发育。本研究为进一步研究BrGH3基因家族的功能和大白菜叶球发育机理提供参考。

白菜生物钟相关基因BrPRR7的克隆及表达模式分析

白菜生物钟基因的识别及多拷贝间的分析将有助于解析多倍化基因组带来的更复杂生物钟调控机理。本研究通过同源克隆方法获得了位于大白菜A10染色体的BrPRR7a基因。生物信息学分析表明,该基因和位于A02染色体的另一个拷贝BrPRR7b基因的DNA序列主要差异存在于5’UTR和启动子区域。蛋白进化分析表明,BrPRR7a和BrPRR7b之间以及相对于拟南芥已经产生分化。烟草亚细胞定位结果显示,GFP-BrPRR7a融合蛋白的绿色荧光信号定位于细胞核,支持其作为转录因子的负调控能力。4个转录组数据集的分析表明,在BrPRR7基因对光暗导引和温度循环导引后的内源昼夜节律性方面,BrPRR7a比BrPRR7b到达转录高峰更早,且BrPRR7a比BrPRR7b的最大转录水平更高;BrPRR7a和BrPRR7b基因在轻度干旱处理下的最大转录水平有少量的上升,暗示了它们在干旱胁迫状态下对植物生命活动进行微调的潜在作用。综合以上结果,推测BrPRR7a和BrPRR7b基因在白菜中均保留了拟南芥生物钟AtPRR7基因的部分功能,此外,也具有潜在的进化出新功能的可能性。该研究为白菜生物钟基因的功能及分子调控机制研究奠定了一定的基础。

应用光谱分析无损测定茄子果皮花青素含量方法

测量茄子果皮花青素含量的传统方法步骤繁琐、测量周期较长、试验耗材多,本课题组提出一种通过光谱扫描茄子果皮测定其花青素含量的新方法。以河北农业大学蔬菜育种试验基地的茄子果实作为试验材料,利用光谱仪扫描果皮获取其光谱反射率,使用pH示差法测量花青素含量,使用主成分分析,自适应重加权算法和连续投影算法对光谱数据进行降维处理,建立基于光谱反射率的茄子果皮花青素含量的预测模型(R^(2)=0.999),因此,利用光谱技术测定茄子果皮花青素含量具有可行性,为利用光谱快速测定茄子果皮花青提供理论基础。

大白菜小植株突变体s1光合能力及光反应相关基因的转录组分析

植株的大小与光合能力密切相关。本研究以大白菜小植株突变体s1和其野生型WT为材料,通过测定叶绿素含量、净光合速率、叶绿素荧光参数以及对光反应相关基因的转录水平分析,解析大白菜植株大小与光合能力的相关性。结果表明:与野生型相比,大白菜小植株突变体s1的叶绿素含量无显著差异,但光合速率显著降低29%;Fv/Fm和Y(II)值在二者之间无显著差异(P>0.05),而s1的外叶和新叶ETR值都显著低于WT;进一步的转录组分析表明光合电子传递链上的PSII、PC、FNR、ATP合酶相关基因表达下调0.94~1.69倍。由此证实,大白菜小植株突变体s1光合速率低与光合电子传递链中的基因表达下降及光合电子传递速率下降有关。该研究为进一步挖掘大白菜植株大小相关的优异基因资源提供了良好的试验材料,也为大白菜分子设计育种提供了理论依据。