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杂交兰ChCAO基因克隆及其在叶艺品系中的表达特征

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西北植物学报 2024年第3期44卷 421-429页

作者：林榕燕孔兰吴建设林兵钟淮钦福建省特色花卉工程技术研究中心福州350013

【目的】叶绿素酸酯a加氧酶(CAO)是叶绿素b形成过程中的关键酶,对杂交兰CAO基因进行克隆及表达特征分析可为探究其在杂交兰叶艺形成中的调控作用奠定基础。【方法】以杂交兰‘紫妍氏’(K21)及其叶艺品系‘中透紫妍氏’(K21-3)为试验材料... 详细信息

【目的】叶绿素酸酯a加氧酶(CAO)是叶绿素b形成过程中的关键酶,对杂交兰CAO基因进行克隆及表达特征分析可为探究其在杂交兰叶艺形成中的调控作用奠定基础。【方法】以杂交兰‘紫妍氏’(K21)及其叶艺品系‘中透紫妍氏’(K21-3)为试验材料,用RT-PCR和RACE技术从叶片中克隆获得ChCAO基因,对ChCAO进行结构特征、理化性质、序列比对以及系统进化关系等分析;用qRT-PCR法对ChCAO在不同组织及叶艺品系叶片中的表达特性进行分析;并用VIGS技术对ChCAO进行沉默表达。【结果】ChCAO基因编码区长1608 bp,编码535个氨基酸,ChCAO与墨兰CAO亲缘关系最近,并与其他兰科植物CAO聚为一类。qRT-PCR结果显示,ChCAO基因表达具有组织特异性,在叶中相对表达量最高,根中相对表达量最低;此外,ChCAO在K21绿叶和K21-3绿叶区域叶片中的相对表达量显著高于K21-3叶艺区域叶片中的相对表达量。构建该基因的VIGS沉默载体转化烟草,发现沉默ChCAO后烟草叶片呈黄化状态,叶片中的叶绿素含量及ChCAO基因的相对表达量也显著降低。【结论】克隆获得了杂交兰ChCAO基因,并对其功能进行了初步鉴定,为进一步研究杂交兰叶艺形成机理提供重要依据。

关键词：杂交兰 ChCAO基因基因克隆表达分析

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山茶花花香成分鉴定及相关基因的转录组分析

核农学报 2024年第12期 2281-2293页

作者：陈艺荃林榕燕孔兰方能炎樊荣辉钟淮钦福建省农业科学院作物研究所(福建省种质资源中心)

为了探究山茶花品种香太阳、香妃和赤丹不同花期花瓣中的挥发性成分，采用顶空-固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，并结合相对气味活度值（ROAV）鉴定关键香气成分。通过转录组测序技术，探究山茶花花香生物合成... 详细信息

为了探究山茶花品种香太阳、香妃和赤丹不同花期花瓣中的挥发性成分，采用顶空-固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，并结合相对气味活度值（ROAV）鉴定关键香气成分。通过转录组测序技术，探究山茶花花香生物合成途径及花香差异形成相关基因。结果表明，3个山茶花品种的主要花香成分由单萜和苯环型/苯丙素类化合物构成，单萜种类最多，品种间成分和含量有明显差异。共鉴定出16种特征香气成分，其中，芳樟醇为关键香气成分，对山茶花整体香气的表达起主控作用。从转录组数据中筛选出7个甲羟戊酸（MVA）途径结构基因和8个甲基赤藓醇磷酸（MEP）途径结构基因，其中CaDXS2、CaDXS3为单萜合成关键结构基因。筛选出萜类合成途径关键酶基因CaLIS/NES1和CaLIS/NES2及苯环型/苯丙素类化合物合成途径关键酶基因CaPAR和CaSAMT，推测上述基因在花香关键成分芳樟醇、2-苯乙醇和水杨酸甲酯的合成中发挥关键作用。对差异表达基因进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和RNA-seq验证，结果显示二者拟合度较高，因此认为RNA-seq测序结果具有较高的准确性。研究结果为山茶花花香形成机理研究提供了依据。

关键词：山茶花花香差异表达基因萜类化合物

澳洲香水石斛花香成分及DeTPS6的克隆与表达

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核农学报 2024年第11期38卷 2095-2105页

作者：孔兰叶秀仙钟声远林榕燕林兵钟淮钦福建省农业科学院作物研究所(福建省种质资源中心) 福建福州350013 福建省特色花卉工程技术研究中心福建福州350013

花香是评价石斛商业价值的重要性状之一。为探究石斛花香物质的形成机理,本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)、转录组测序和PCR技术分析了不同花期澳洲香水石斛花香物质变化及其与萜类合成关键酶基因表达间... 详细信息

花香是评价石斛商业价值的重要性状之一。为探究石斛花香物质的形成机理,本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS)、转录组测序和PCR技术分析了不同花期澳洲香水石斛花香物质变化及其与萜类合成关键酶基因表达间的关系。结果表明,澳洲香水石斛中共检测到17种花香物质,其中1,4-二甲氧基苯、α-蒎烯和苯乙醇的含量相对较高,盛花期的花香释放量呈现明显的昼夜节律变化和组织特异性。基于转录组数据,筛选到77个与萜类合成相关的差异表达基因(DEGs),并成功克隆DeTPS6的全长,为1749 bp。DeTPS6蛋白具有萜类合成酶家族的保守结构域,属于TPS-b亚家族。亚细胞定位分析结果显示,DeTPS6定位于胞质。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示,DeTPS6在澳洲香水石斛的盛花期中高表达,且呈现显著的昼升夜降的变化趋势,与花香物质的含量呈正相关。本研究为DeTPS6生物学功能的探讨提供了理论基础。

关键词：石斛花香顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(HS-SPME-GC-MS) 萜类合成酶基因表达分析

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荷兰鸢尾自然变异株开花性状差异分析

福建农业学报 2024年第6期39卷 671-679页

作者：林兵樊荣辉陈艺荃孔兰钟淮钦叶秀仙福建省农业科学院作物研究所/福建省种质资源中心福建福州350013 福建省特色花卉工程技术研究中心福建福州350013

【目的】探究荷兰鸢尾自然变异株系与野生株系的可区别性状的关键评判指标。【方法】根据球根鸢尾DUS测试指南,对野生型春之梦的4个变异株系MHS5-3、XCQ5-1、MZB7-2、CZL7-3的农艺性状进行测定,比较分析它们的观赏性状间的差异。【结果... 详细信息

【目的】探究荷兰鸢尾自然变异株系与野生株系的可区别性状的关键评判指标。【方法】根据球根鸢尾DUS测试指南,对野生型春之梦的4个变异株系MHS5-3、XCQ5-1、MZB7-2、CZL7-3的农艺性状进行测定,比较分析它们的观赏性状间的差异。【结果】自然变异株系与野生型在株型、花期以及生育期等性状没有明显差异;在供测的40个主要性状中,7个假质量性状,如花蕾、旗瓣、花丝、花柱、羽冠、垂瓣上下表面等部位的颜色的表达状态,在不同变异株系中与野生型相比均存在明显差异,具备可区别性;另外33个性状则无明显差异。【结论】花色是区别自然变异株系与野生型株系的一个重要性状,其中黄色、蓝色相对紫色、白色具有更强的变异潜力,可为荷兰鸢尾开展新品种选育以及种质创新利用提供思路和参考依据。

关键词：荷兰鸢尾自然变异开花性状花色遗传

石斛兰杂交后代SRAP鉴定与遗传多样性分析

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北方园艺 2024年第15期 46-52页

作者：林榕燕陈艺荃孔兰钟淮钦林兵叶秀仙福建省农业科学院作物研究所(福建省种质资源中心) 福建省特色花卉工程技术研究中心福建福州350013

以麝香石斛、檀香石斛及麝香石斛×檀香石斛的100个杂交后代株系为试材,采用SRAP分子标记的方法,研究了杂交后代的真实性及亲本与杂交后代群体的遗传多样性,以期为加速石斛兰新品种的选育提供参考依据。结果表明:综合6对SRAP引物组合的... 详细信息

以麝香石斛、檀香石斛及麝香石斛×檀香石斛的100个杂交后代株系为试材,采用SRAP分子标记的方法,研究了杂交后代的真实性及亲本与杂交后代群体的遗传多样性,以期为加速石斛兰新品种的选育提供参考依据。结果表明:综合6对SRAP引物组合的扩增情况,共鉴定出100个杂交后代为真杂种,鉴定效率达100%;6对SRAP引物组合的多态性比例达97.26%,多态性信息含量均值为0.85;由聚类分析可知,92%的杂交后代在亲缘关系上与父本聚为一类;由遗传相似系数分析可知,杂交后代与父本间的遗传相似系数平均值大于母本。综上所述,供试的麝香石斛×檀香石斛杂交后代均为真杂种,且表现为偏父本遗传,SRAP分子标记可作为石斛兰杂交后代早期鉴定的有效手段。

关键词：石斛兰 SRAP标记杂交后代鉴定遗传多样性

观赏向日葵八氢番茄红素脱氢酶基因PDS的cDNA克隆与表达特性分析

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中国细胞生物学学报 2013年第12期35卷 1753-1759页

作者：吴建设钟淮钦黄敏玲福建省农业科学院作物研究所福州350013 福建省农业科学院花卉研究中心福州350013 福建省特色花卉工程技术研究中心福州350013

采用RT-PCR和RACE技术从观赏向日葵‘闽葵3号’黄色花瓣中克隆到类胡萝卜素合成途径关键基因HaPDS的cDNA,该cDNA全长2 017 bp,具有一个1 710 bp的完整开放阅读框(ORF),编码一个570个氨基酸的蛋白质。序列分析表明,HaPDS编码的氨基酸序... 详细信息

采用RT-PCR和RACE技术从观赏向日葵‘闽葵3号’黄色花瓣中克隆到类胡萝卜素合成途径关键基因HaPDS的cDNA,该cDNA全长2 017 bp,具有一个1 710 bp的完整开放阅读框(ORF),编码一个570个氨基酸的蛋白质。序列分析表明,HaPDS编码的氨基酸序列与其他植物的PDS蛋白具有很高的同源性,在N-端有一个辅助因子结合结构域,C-端有一个类胡萝卜素结合域。系统进化树分析显示,观赏向日葵HaPDS与万寿菊、菊花蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量RT-PCR技术分析表明,HaPDS基因在花发育的盛花期表达量最高;不同组织中的表达量舌状花瓣>苞片>叶片>绿色管状花>黑色管状花;随着基因表达量的增加,花色由白色到黄色、金黄色转变。

关键词：观赏向日葵八氢番茄红素脱氢酶类胡萝卜素基因克隆表达特性

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荷兰鸢尾‘玉妃’花色变异关键结构基因分析

中国农业科学 2021年第12期54卷 2644-2652页

作者：林兵陈艺荃钟淮钦叶秀仙樊荣辉福建省农业科学院作物研究所福建省农业科学院农业工程技术研究所

【目的】花色变异对丰富观赏植物花色具有重要意义,但由于花色变异的不确定性,使其变异机理尚未弄清。荷兰鸢尾是重要球根观赏植物,通过探索荷兰鸢尾蓝紫色野生型‘展翅’及白色突变株‘玉妃’的显色分子机制及色素积累差异,为花色变异... 详细信息

【目的】花色变异对丰富观赏植物花色具有重要意义,但由于花色变异的不确定性,使其变异机理尚未弄清。荷兰鸢尾是重要球根观赏植物,通过探索荷兰鸢尾蓝紫色野生型‘展翅’及白色突变株‘玉妃’的显色分子机制及色素积累差异,为花色变异机理提供依据。【方法】本研究通过超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱联用(UHPLC-QTOF-MS)方法测定荷兰鸢尾2个品种花的花色素苷和黄酮醇的种类及含量。以荷兰鸢尾‘展翅’和‘玉妃’的旗瓣为材料,通过转录组测序,筛选花色素苷合成相关差异基因。以2个品种花发育不同时期为材料,对差异基因进行荧光定量PCR验证。【结果】代谢组分析结果表明,飞燕草素和矢车菊素及其衍生物在蓝紫色花中积累,在白色花中几乎没有积累,而黄酮醇类物质在白色‘玉妃’中含量上升。RNA-seq结果表明,共获得46 485个unigenes,其中27 073个unigenes被公共数据库功能注释,占全部unigenes的58.24%。获得701个差异表达基因,其中485个基因在‘玉妃’中上调表达,216个基因在‘玉妃’中下调表达。花色素苷途径中,2个二氢黄酮醇-4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)基因和1个黄酮醇合成酶(flavonol synthase,FLS)基因有差异表达,分别命名为IhDFR1、IhDFR2和IhFLS1。白色‘玉妃’中,IhDFR1和IhDFR2下调表达,IhFLS1上调表达,导致花色素苷含量显著降低和黄酮醇积累,使代谢流由花色素苷转向黄酮醇。3个基因的qRT-PCR结果显示,IhDFR1和IhDFR2在蓝紫色花中随着花的发育表达量升高,在白色花中均低表达,IhFLS1在白色花中随着花的发育表达量升高,在蓝紫色花中均低表达,与RNA-seq结果保持一致。【结论】白色‘玉妃’中,IhDFR1和IhDFR2的低表达,及IhFLS1的高表达,使花色素苷积累受阻,部分代谢流由花色素苷转向黄酮醇,导致花色由蓝紫变为白色。

关键词：荷兰鸢尾花色素苷黄酮醇转录组分析二氢黄酮醇-4-还原酶基因黄酮醇合成酶基因

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杂交兰新品种‘双艺金龙’

园艺学报 2020年第S2期47卷 3054-3055页

作者：陈南川陈少云陈南东林兵钟淮钦福建百秾生态科技有限公司福建漳州363599 福建省农业科学院作物研究所福建省特色花卉工程技术研究中心福州350013

杂交兰新品种‘双艺金龙’是由杂交兰栽培品种‘黄金龙’组培快繁过程中发现的无性系变异单株选育而成。花叶双艺;花梗直立,出架,长48.0~57.0 cm,着花7~12朵;花朵黄色,横径6.5~7.3 cm,清香;花期1月下旬至3月中下旬。易栽培,观赏价值高,... 详细信息

杂交兰新品种‘双艺金龙’是由杂交兰栽培品种‘黄金龙’组培快繁过程中发现的无性系变异单株选育而成。花叶双艺;花梗直立,出架,长48.0~57.0 cm,着花7~12朵;花朵黄色,横径6.5~7.3 cm,清香;花期1月下旬至3月中下旬。易栽培,观赏价值高,应用前景广。

关键词：兰属杂交兰突变体

鹤望兰花青素合成酶基因SrANS的克隆及表达分析

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中国细胞生物学学报 2013年第11期35卷 1620-1625页

作者：樊荣辉黄敏玲吴建设钟淮钦福建省农业科学院作物研究所福州350013 福建省农业科学院花卉研究中心福州350013 福建省特色花卉工程技术研究中心福州350013

采用RT-PCR和RACE方法从鹤望兰蓝色花瓣中克隆到1个ANS基因(SrANS)。该cDNA全长1 389 bp(GenBank收录号KC484623),具有完整的开放阅读框(ORF),共1 083个碱基,编码361个氨基酸。与其他物种的氨基酸序列都有一定的同源性,其中与鸢尾的ANS... 详细信息

采用RT-PCR和RACE方法从鹤望兰蓝色花瓣中克隆到1个ANS基因(SrANS)。该cDNA全长1 389 bp(GenBank收录号KC484623),具有完整的开放阅读框(ORF),共1 083个碱基,编码361个氨基酸。与其他物种的氨基酸序列都有一定的同源性,其中与鸢尾的ANS同源性最高,达到74%。系统进化树分析显示,鹤望兰SrANS与红掌蛋白亲缘关系较近。保守结构域预测表明,该基因编码的蛋白具有典型的ANS蛋白功能结构域,其保守结构域中含有铁离子及2-O-酮戊二酸结合位点,属于2OG-FeII_Oxy双加氧酶超家族。应用半定量PCR分析表明,SrANS在蓝色花瓣中高表达,且在花发育的花蕾中期和始花期表达量最高。

关键词：鹤望兰花青素合成酶类黄酮生物合成基因克隆