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Characterization and functional analysis of gerbera plant defensin(PDF)genes reveal the role of GhPDF2.4 in defense against the root rot pathogen Phytophthora cryptogea

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aBIOTECH 2024年第3期5卷 325-338页

作者： chunzhen cheng Huan Wu Yongyan Zhang Shanxi Key Laboratory of Germplasm Resources Innovation and Utilization of Vegetables and Flowers College of HorticultureShanxi Agricultural UniversityJinzhong 030801China College of Horticulture Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China

Gerbera(Gerbera hybrida),a major fresh cut flower crop,is very susceptible to root rot *** plant defensins(PDFs),a major group of plant antimicrobial peptides,display broad-spectrum antifungal and antibacterial activities,PDF genes in gerbera have not been systematically ***,we identified and cloned nine PDF genes from gerbera and divided them into two classes based on phylogenetic *** Class Ⅰ GhPDF genes were highly expressed in petioles,whereas all Class Ⅱ GhPDF genes were highly expressed in *** cryptogea inoculation strongly upregulated all Class II GhPDF genes in roots and upregulated all Class Ⅰ GhPDF genes in *** overexpression of GhPDF1.5 and GhPDF2.4 inhibited *** infection in tobacco(Nicotiana benthamiana)*** overexpression of GhPDF2.4,but not GhPDF1.5,significantly upregulated ACO and LOX gene expression in tobacco leaves,indicating that overexpressing GhPDF2.4 activated the jasmonic acid/ethylene defense pathway and that the two types of GhPDFs have different modes of *** expressed recombinant GhPDF2.4 inhibited mycelial growth and delayed the hyphal swelling of ***,in vitro,indicating that GhPDF2.4 is a morphogenetic ***,the addition of GhPDF2.4 to plant culture medium alleviated the root rot symptoms of in vitro-grown gerbera seedlings and greatly reduced pathogen titer in ***-inoculated gerbera roots in the early stages of *** study provides a basis for the use of GhPDFs,especially GhPDF2.4,for controlling root rot disease in gerbera.

关键词： Plant defensin Root rot disease Antifungal activity

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Versatile Piriformospora indica and Its Potential Applications in Horticultural Crops

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Horticultural Plant Journal 2020年第2期6卷 111-121页

作者： Raphael Anue Mensah Dan Li Fan Liu Na Tian Xueli Sun Xiangyang Hao Zhongxiong Lai chunzhen cheng College of Horticulture/Institute of Horticultural Biotechnology Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China Kwame Nkrumah University of Science and Technology Kumasi 00233Ghana

Modern horticultural crop production systems target the exploitation of sustainable techniques for crop improvement while maintaining balance with the environment. Several beneficial microbes have been investigated and have yielded remarkable results. The endophytic fungus, Piriformospora indica, is one microbe group with the potential to offer numerous benefits and opportunities in modern horticultural crop production. This plant growth-promoting mycorrhizal fungus is of particular interest due to its beneficial implications in plant growth and development. The fungus has been experimentally proven to significantly improve water and nutrient/mineral absorption, early flowering, seed production/germination and plant photosynthetic capability, growth rates;especially in nutrient-deprived soils, alter the production of secondary metabolites, and promote adaptation, tolerance and/or resistance to biotic and abiotic stressors. Its unique capability to be axenically cultured makes it feasible for research and application. These attributes in combinations with its broad host range, offer immense potential for this fungus for research in horticultural plant improvement. Thus, this review highlights the potential applications of P. indica in horticultural crops research and production.

关键词： Piriformospora indica root endophyte root colonization stress response plant growth and development

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Analysis of Codon Usage Pattern of Banana Basic Secretory Protease Gene

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Plant Diseases and Pests 2019年第1期10卷 1-4,9页

作者： Mensah Raphael Anue Sun Xueli cheng chunzhen Lai Zhongxiong College of Horticulture/Institute of Horticultural Biotechnology Fujian Agriculture and Forestry University

[Objective] The objective of this study was to understand the codon usage bias pattern of banana pathogenesis-related 17 gene, Basic Secretory Protease gene(MaBSP). [Method] Relative codon usage patterns of MaBSP were calculated using the software CodonW version 1.4.2. and the web-based tool(http://***/codon/).[Result] Our findings showed that C-ended and G-ended codons were the most preferential except the TER codon UGA which was coded for by just one codon. The ENc value, relationship between AT bias and GC bias, Random synonymous codon usage(RSCU) and CAI all showed that codon bias usage existed in MaBSP gene.[Conclusion] The codon usage patterns of MaBSP gene is principally influenced by natural selection in the third position. However, other multiple factors also influence this pattern.

关键词： Codon usage Codon bias Natural selection Mutation bias Random synonymous codon usage Pathogenesis-related(PR)gene

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Cloning and Characterization of a Tyrosine Aminotransferase( TAT)Gene in Gerbera hybrida

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Asian Agricultural Research 2018年第2期10卷 46-50,63页

作者： Nigarish MUNIR Min Kyaw THU Muhammad Azher NAWAZ Yuling LIN chunzhen cheng Zhongxiong LAI Institute of Horticultural Biotechnology Fujian Agriculture and Forestry University Fuzhou 350002 China Key Laboratory of Horticultural Plant Biology Ministry of Education/College of Horticulture and Forestry Sciences Huazhong Agricultural University Wuhan 430070 China Department of Horticulture University College of Agriculture University of Sargodha Sargodha 350002 Pakistan

In our previous study,a gene predicted to encode a Tyrosine aminotransferase( TAT) was found to be significantly up-regulated in root rot diseased Gerbera by transcriptome sequencing. To confirm the genes and investigate the function,we cloned the gene by RT-PCR and then conduct bioinformatic analyses. In this study,a 1 537 bp long c DNA sequence of this gene( named as Gh TAT) was firstly cloned,which contained a coding region of 1 233 bp,which was predicted to encode a protein of 410 amino acids. Bioinformatic analysis showed that the Gh TAT was a stable hydrophobic protein without signal peptide. Subcellular location prediction result indicated that this protein located in chloroplast,which is the biosynthesis position of tyrosine and the derived products of tyrosine biosynthesis pathway. Moreover,typical Tyrosine aminotransferase domain was found in this protein,indicating that it is a TAT. According to the TAT-based phylogenetic analysis and similarity analysis,the closest relationship and highest similarity was found between Gh TAT and Halianthus annuus TAT,which again verified the TAT property of Gh TAT. Tyrosine aminotransferase( TAT) is the first enzyme in tyrosine biosynthesis pathway,whose products include many antioxidant substances such as tocopherols and tocotrienols. The up-regulation of Gh TAT in root rot diseased gerbera suggests that it may play an important role in response to the root rot pathogen infection. In addition,60 phosphorylation sites( accounting for 14. 6%) were found in this protein,suggesting that the expression of this protein and its encoding gene were greatly influenced by the phosphorylation reactions.

关键词： Cloning Characterization Tyrosine aminotransferase Gerbera hybrida

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Effects of 2, 4-Dichlorophenoxy Acetic Acid andLight on Growth of Gerbera (Gerbera jamesoniicv. Daxueju) Callus

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Agricultural Science & Technology 2017年第3期18卷 385-388,393页

作者： Esther Mabafokeng MOHLAKOLA chunzhen cheng Yuling LIN Rongfang GUO Kyaw Thu MIN Yukun CHEN Zhongxiong LAI Institute of Horticultural Biotechnology Fujian Agriculture and Forestry University Fuzhou 350002 China

This study was conducted to determine effects of 2,4-dichlorophenoxy acetic acid(2,4-D) and light on growth of gerbera(Gerbera jamesonii cv. Daxueju) callus. Callus was induced from both petiole and leaf explants of gerbera on Murashige and Skoog medium supplemented with 3% sucrose and various concentrations of 2,4-D and placed under light and dark. Callus induction percentage, callus size and callus fresh and dry weights were efficiently higher when using petiole as explant. MS medium supplemented with 1.5 mg/L 2,4-D showed the highest callus induction percentage of 96.70%. Callus induced under light had larger weight mass. It was indicated that 1.5 mg/L 2,4-D and light could promote growth of gerbera callus from petiole explant.

关键词： Gerbera jamesonii Callus Light Callus growth

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野生蕉不同颜色果皮miRNA表达谱及靶基因分析

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热带作物学报 2019年第10期40卷 1979-1990页

作者：邓素芳程春振林玉玲赖钟雄福建农林大学园艺植物生物工程研究所福建福州350002 福建省农业科学院农业生态研究所福建福州350013

本文以闽侯野生蕉(阿宽蕉,Musa itinerans)果皮为研究对象,对不同颜色(绿色和紫色)果皮进行转录组测序,旨在探讨miRNA在野生蕉不同颜色果皮转录后水平中发挥的作用及其可能参与的调控通路,为芭蕉属植物果皮颜色分子调控机制的研究奠定... 详细信息

本文以闽侯野生蕉(阿宽蕉,Musa itinerans)果皮为研究对象,对不同颜色(绿色和紫色)果皮进行转录组测序,旨在探讨miRNA在野生蕉不同颜色果皮转录后水平中发挥的作用及其可能参与的调控通路,为芭蕉属植物果皮颜色分子调控机制的研究奠定基础。取野生蕉同一果梳上不同颜色(紫色和绿色)的果皮为材料,利用高通量测序和生物信息学分析,获得野生蕉不同颜色果皮组织的miRNA表达谱,筛选不同颜色果皮差异表达的miRNA并预测相关靶基因,通过靶基因分析,获得与调控野生蕉果皮颜色可能相关的信号通路。结果从不同颜色野生蕉果皮中共获得34.11兆条原始读长,经过滤后得到28.73兆条clean reads,从中鉴定出132个已知的miRNA序列和122个新的miRNA;筛选出36个差异表达miRNA,其中10个在紫色果皮中上调表达,26个在绿色果皮中上调表达。表达量最高的miRNA为mit-miR167,而差异倍数最大的为mit-miR172a-3p-2。差异表达miRNA共预测出1164个靶基因可能参与野生蕉果皮颜色调控,并主要在DNA结合、离子跨膜运输活动等功能和植物病原互作等途径富集。其中,有7个基因直接与苯丙烷生物合成途径相关,主要受到miR156和miR482家族的调控。同时,选取6个差异表达miRNA进行定量验证,结果表明,3个miRNA在绿色果皮中上调表达,3个miRNA在紫色果皮中上调表达,定量结果与高通量测序的结果一致。本文通过高通量测序获得了野生蕉果皮miRNA表达谱,并通过生物信息学分析得到可能和调控野生蕉果皮颜色性状相关的miRNA和代谢通路。综上所述,野生蕉果皮颜色可能受到多种miRNA的调控,并涉及多个代谢通路,这有助于进一步了解果皮花青素转录后水平的调控过程,并对进一步的功能验证奠定基础。

关键词：野生蕉果皮花青素 miRNA 差异表达

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猕猴桃果园间作模式优化构建与技术集成

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中国生态农业学报（中英文） 2019年第9期27卷 1430-1439页

作者：赖瑞联龙宇程春振冯新吴如健陈义挺翁伯琦福建省农业科学院果树研究所福州350013 福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002 福建省农业科学院福州350003

间作是现代生态农业的一种重要生产方式,在生态果园建设中起着极为重要的作用。间作在猕猴桃果园中的应用研究起步较晚但发展迅速,蔬菜、中药材、食用菌、粮食作物和绿肥作物等均有应用。在具体实践中应掌握品种筛选与体系搭配、适时播... 详细信息

间作是现代生态农业的一种重要生产方式,在生态果园建设中起着极为重要的作用。间作在猕猴桃果园中的应用研究起步较晚但发展迅速,蔬菜、中药材、食用菌、粮食作物和绿肥作物等均有应用。在具体实践中应掌握品种筛选与体系搭配、适时播种与适量间作、科学施肥与合理灌溉等关键技术,同时应充分考虑经济效益、设施配套、转型升级和绿色振兴等要素。结合猕猴桃产业现状,间作提升猕猴桃生态果园综合效益的具体成效主要通过为其提供秸秆废料、改善根际微生物、改土保墒和增加附加农副产品等方式,实现利用闲置土地空间增加前期收入,优化资源利用效率实现增收节支,增强土壤培肥能力并改善根际环境,防止地表水土流失和保护果园生态,实现果实丰产优质最终提升综合效益等。在总结猕猴桃果园间作体系应用的研究与技术现状的基础上,本文提出了充分考虑间作作物与猕猴桃生物学特性,以及果园自然资源与环境特征,探索和完善猕猴桃间作标准化技术,挖掘更多适合猕猴桃间作的新作物等现代化猕猴桃果园间作模式创新发展的新思路。同时,也应进一步加快猕猴桃间作体系相关理论机制的研究,为猕猴桃产业绿色振兴与跨越发展,发挥猕猴桃产业在农业产业转型升级、乡村振兴和精准扶贫等国家战略实施过程中的积极作用。

关键词：猕猴桃间作绿肥作物生态效益经济效益

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两个非洲菊4CL基因的克隆及表达

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应用与环境生物学报 2020年第2期26卷 272-279页

作者：王星淇孙雪丽车婧如石小保程春振福建农林大学园艺学院福州350002

香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)是苯丙烷类代谢的一个关键酶,在植物生长发育和抗逆防御反应中发挥着重要作用.为了解非洲菊4CL基因的序列特征和表达特性,使用反转录PCR克隆两个非洲菊4CL基因,利用生物信息学分析软件分析它们的序列特性,同时利... 详细信息

香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)是苯丙烷类代谢的一个关键酶,在植物生长发育和抗逆防御反应中发挥着重要作用.为了解非洲菊4CL基因的序列特征和表达特性,使用反转录PCR克隆两个非洲菊4CL基因,利用生物信息学分析软件分析它们的序列特性,同时利用qRT-PCR研究它们在不同组织部位和低温、干旱、盐胁迫和水杨酸(SA)处理下的表达情况.结果显示,两个非洲菊4CL基因(Gj4CL-like7和Gj4CL-like1)CDS长度分别为1 617 bp和1 623 bp,它们编码的蛋白均为疏水蛋白,其中Gj4CL-like7拥有跨膜结构.Gj4CL含有木质素代谢相关4CL特有保守序列SSGTTGLPKGV和GEICIRG.定量结果显示,它们在不同组织部位中的表达情况相同均为根>叶柄>叶;低温处理下Gj4CL-like7的表达先升高,在处理8 h时达到最大值,之后显著下调并显著低于对照,而Gj4CL-like1的表达呈"升—降—升—降"的趋势,低温处理前12 h的表达量均高于对照且在12 h时最高,之后显著低于对照;盐胁迫下,Gj4CL-like7的表达受到显著抑制,而Gj4CL-like1的表达早期呈下调趋势,处理24h后的表达量显著高于对照;干旱胁迫和SA处理下这两个基因的表达均受到显著抑制,且Gj4CL-like7受抑制程度更高.本研究表明Gj4CL-like1主要参与木质素代谢,在非洲菊逆境胁迫应答中发挥着重要作用;Gj4CL-like7编码蛋白具有4CL保守序列相似序列,可能参与类黄酮代谢.(图6表1参36)

关键词：非洲菊 4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL) 木质素类黄酮基因表达

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橄榄WRKY转录因子的克隆及其在低温胁迫下的表达分析

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果树学报 2018年第12期35卷 1455-1466页

作者：赖瑞联冯新程春振陈瑾陈义挺吴如健福建省农业科学院果树研究所福州350013 福建农林大学园艺植物生物工程研究所福州350002

【目的】探讨橄榄WRKY转录因子的序列特征及其在生长发育与低温胁迫过程中的调控作用。【方法】以'福榄1号'橄榄为材料,采用RT-PCR技术克隆了4个WRKY转录因子家族成员(分别命名为CaWRKY21、CaWRKY33、CaWRKY50和CaWRKY55),并对其进行生... 详细信息

【目的】探讨橄榄WRKY转录因子的序列特征及其在生长发育与低温胁迫过程中的调控作用。【方法】以'福榄1号'橄榄为材料,采用RT-PCR技术克隆了4个WRKY转录因子家族成员(分别命名为CaWRKY21、CaWRKY33、CaWRKY50和CaWRKY55),并对其进行生物信息学和qRT-PCR表达模式分析,同时研究橄榄低温胁迫过程中总抗氧化能力的变化。【结果】CaWRKY21、33、50、55开放阅读框分别为561、1 644、357和1 044 bp,预测可分别编码186、547、118和347个氨基酸,GenBank登录号为MG356652、MG356653、MG356654和MG356655。生物信息学分析表明,CaWRKY21、33、50、55的密码子偏好性普遍较弱,均编码不稳定疏水性蛋白质,其中CaWRKY21和CaWRKY55属于第Ⅱ类植物WRKY转录因子,定位于细胞核内,CaWRKY33和CaWRKY50分别属于第Ⅰ类和第Ⅲ类WRKY转录因子,可能分别定位在内质网膜和细胞质中;聚类分析发现,橄榄与番木瓜、甜橙、桉树WRKY的亲缘关系较近。低温胁迫过程中,随着温度下降,橄榄总抗氧化能力和CaWRKY21、33、50、55表达水平均明显上升,在-3℃处理组中达到最高点;此外,它们均呈现器官特异性表达。【结论】WRKY转录因子可能参与橄榄器官形态建成,并且受低温胁迫显著诱导。

关键词：橄榄 WRKY转录因子克隆表达低温胁迫

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香蕉MaMPK1基因的克隆与表达模式

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应用与环境生物学报 2019年第4期25卷 985-992页

作者：孙雪丽刘范田娜 Bodjrenou Mahoudjro David 项蕾蕾程春振福建农林大学园艺学院园艺植物生物工程研究所

为研究香蕉MAPK1的序列特征及其在不同激素处理、逆境胁迫下的表达趋势,以‘天宝蕉’为材料,采用RT-PCR技术克隆MaMPK1并对其进行生物信息学分析和不同处理下的表达模式分析.结果显示该基因编码区长为1 182 bp,可编码393个氨基酸.其编... 详细信息

为研究香蕉MAPK1的序列特征及其在不同激素处理、逆境胁迫下的表达趋势,以‘天宝蕉’为材料,采用RT-PCR技术克隆MaMPK1并对其进行生物信息学分析和不同处理下的表达模式分析.结果显示该基因编码区长为1 182 bp,可编码393个氨基酸.其编码蛋白具有STKc_TEY_MAPK结构域,属于MAPK基因家族TEY亚型A亚家族,是不稳定的脂溶性亲水酸性蛋白,无信号肽和跨膜结构,有多个磷酸化位点.亚细胞定位预测结果显示MaMPK1主要定位于细胞核.蛋白互作预测结果显示该蛋白与HSFA4A存在互作,暗示其可能在香蕉抗热反应过程中发挥作用.启动子顺式作用元件预测结果显示MaMPK1启动子包含多种激素和逆境胁迫相关作用元件.定量分析结果显示MaMPK1的表达受SA、45 ℃、低温和盐胁迫抑制,受茉莉酸甲酯(MeJA)和枯萎病菌侵染诱导上调,在脱落酸(ABA)处理后期极显著上调表达.本研究表明MaMPK1广泛参与香蕉逆境胁迫应答.

关键词：香蕉 MAPK1 基因克隆生物信息学分析表达模式

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