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JAZ家族基因在采后黄瓜低温贮藏条件下的表达分析

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浙江农业学报 2024年第8期36卷 1820-1831页

作者：袁晓蒋园园朱云娜曲姗姗王玉昆原远王斌广东省粤北食药资源利用与保护重点实验室/韶关学院生物与农业学院广东韶关512005 华南农业大学园艺学院/广东省果蔬保鲜重点实验室广东广州510642 河南农业大学食品科学技术学院河南郑州450002

冷害是限制采后黄瓜低温贮运的主要问题,茉莉酸(jasmonic acid, JA)在植物抗冷性调控中具有重要作用,JAZ(JA ZIM-domain)蛋白是JA信号的转录阻遏物,抑制JA合成和信号传递。为探究JAZ家族基因在采后黄瓜低温贮藏期间的作用,从黄瓜基因组... 详细信息

冷害是限制采后黄瓜低温贮运的主要问题,茉莉酸(jasmonic acid, JA)在植物抗冷性调控中具有重要作用,JAZ(JA ZIM-domain)蛋白是JA信号的转录阻遏物,抑制JA合成和信号传递。为探究JAZ家族基因在采后黄瓜低温贮藏期间的作用,从黄瓜基因组中筛选鉴定了JAZ家族基因,并分析了该家族基因的序列特征、理化性质和时空表达模式。结果显示,黄瓜基因组中共鉴定到了17个JAZ基因,可分为8个亚家族,蛋白序列中均含有Tify或CCT保守结构域。绝大多数的JAZ基因响应贮藏低温(5℃和10℃)处理,说明JAZ家族蛋白参与采后黄瓜耐冷性调控,但不同JAZ基因对低温处理的响应强度有差异。黄瓜JAZ家族基因的启动子含有丰富的逆境响应元件,但具体的元件类型存在差异。14个JAZ基因的表达量在5℃贮藏期间逐渐下降,但JAZ11表达随贮藏时间显著增加。外源脱落酸(abscisic acid, ABA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)和褪黑素(melatonin, MT)处理,以及采后黄瓜中沉默HHO2和GRP3表达显著影响冷藏黄瓜JAZ家族基因的表达,再次证明黄瓜JAZ家族基因参与采后黄瓜耐冷性的调控。ABA、MeJA和MT处理显著下调JAZ11表达,沉默HHO2和GRP3显著上调JAZ11表达,证明JAZ11负调控JA信号和采后黄瓜耐冷性。该研究明确了黄瓜JAZ家族基因的理化性质和在低温下的表达模式,表明JAZ11可能是JAZ家族蛋白中负调控采后黄瓜耐冷性的主效因子。

关键词： JAZ基因采后黄瓜低温贮藏表达分析

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采后黄瓜冷害及耐冷性调控研究进展

江苏农业学报 2023年第2期39卷 596-608页

作者：王斌袁晓蒋园园王玉昆朱世江韶关学院广东省粤北食药资源利用与保护重点实验室广东韶关512005 韶关学院英东生物与农业学院广东韶关512005 华南农业大学园艺学院广东广州510642

黄瓜是冷敏型果菜类蔬菜,采后黄瓜在低温贮藏期间很容易发生冷害,降低采后品质,缩短贮藏寿命,造成较大的采后损失。因此,探明采后黄瓜冷害发生机制,并有针对性地提出冷害防控措施,是当下果蔬采后保鲜研究领域中迫切需要解决的科技问题... 详细信息

黄瓜是冷敏型果菜类蔬菜,采后黄瓜在低温贮藏期间很容易发生冷害,降低采后品质,缩短贮藏寿命,造成较大的采后损失。因此,探明采后黄瓜冷害发生机制,并有针对性地提出冷害防控措施,是当下果蔬采后保鲜研究领域中迫切需要解决的科技问题。近年来,在采后黄瓜冷害防控及耐冷性调控研究方面取得了一系列进展。本文重点从采后黄瓜冷害症状、冷害发生过程中的生理生化变化和防控技术等角度,总结了采后黄瓜冷害及耐冷性调控研究方面的进展,可以为采后黄瓜的低温贮藏和冷害防控研究提供借鉴和参考。

关键词：采后黄瓜低温贮藏冷害防控技术耐冷性

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采后黄瓜响应低温胁迫的转录组学分析

热带作物学报 2023年第1期44卷 35-48页

作者：黄泳谚易景怡王斌韶关学院广东省粤北食药资源利用与保护重点实验室/韶关学院英东生物与农业学院广东韶关512005

采后黄瓜对低温敏感,在低温贮藏期间很容易发生冷害,会造成较大的采后损失。本研究采用转录组测序结合生物信息学分析的方法,分析了采后黄瓜在短时冷害温度处理后的转录组变化。结果显示,采后黄瓜在5℃贮藏期间,冷害指数和相对电导率逐... 详细信息

采后黄瓜对低温敏感,在低温贮藏期间很容易发生冷害,会造成较大的采后损失。本研究采用转录组测序结合生物信息学分析的方法,分析了采后黄瓜在短时冷害温度处理后的转录组变化。结果显示,采后黄瓜在5℃贮藏期间,冷害指数和相对电导率逐渐增加,叶绿素荧光逐渐降低,表明采后黄瓜在5℃贮藏期间产生了明显的冷害。与处理前相比(0 h),处理12 h导致1500个基因差异表达,其中706个基因表达上调,794个基因表达下调。与0 h相比,处理72 h导致7799个基因差异表达,其中3995个基因表达上调,3804个基因表达下调。KEGG富集结果显示,低温处理导致的差异表达基因显著富集在植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢、植物与病原菌互作和苯丙烷素合成途径中。GO富集分析的结果显示,在生物过程分类下,差异表达基因主要参与以DNA为模板的转录调控、蛋白磷酸化和跨膜转运等过程;在细胞组份分类下,差异表达基因主要富集在细胞膜组份和细胞核;在分子功能分类下,差异表达基因主要与ATP结合、蛋白苏氨酸/丝氨酸激酶活性、DNA结合和转录因子活性等功能有关。在低温处理12 h时,与激素信号有关的基因显著表达。但在低温处理72 h时,与植物-病原菌互作以及苯丙烷素合成有关的基因被显著诱导,表明植物激素参与了早期的低温信号传递,诱导病程相关基因表达以及苯丙烷素合成可能是采后黄瓜提高耐冷性,应对低温胁迫的重要机制。本研究结果为采后黄瓜适应低温胁迫,并对低温胁迫作出抗性的分子机理提供了新见解,也为耐冷黄瓜新品种培育提供了重要基因资源。

关键词：采后黄瓜冷害转录组分析植物激素信号苯丙烷素合成

CsCAT3克隆与其在冷驯化诱导采后黄瓜耐冷性中的作用初探

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核农学报 2021年第10期35卷 2267-2276页

作者：王斌武春爽何金明王光曲姗姗朱世江韶关学院英东生物与农业学院广东韶关512005 华南农业大学园艺学院广东广州510642

为研究CsCAT3基因在冷驯化诱导采后黄瓜耐冷性中的作用,采用同源克隆法克隆了CsCAT3基因,并对其基本特性进行分析,研究了冷驯化处理对采后黄瓜CsCAT3表达、CAT活性和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量的影响。结果表明,CsCAT3基因的开放阅读框... 详细信息

为研究CsCAT3基因在冷驯化诱导采后黄瓜耐冷性中的作用,采用同源克隆法克隆了CsCAT3基因,并对其基本特性进行分析,研究了冷驯化处理对采后黄瓜CsCAT3表达、CAT活性和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量的影响。结果表明,CsCAT3基因的开放阅读框长度为1 476 bp,编码492个氨基酸残基。CsCAT3的理论分子量为57.01 kDa,等电点为6.84,为亲水性蛋白质,无跨膜结构域,定位在过氧化物酶体。CsCAT3与4种模式植物CAT3的同源性介于69.29%-71.82%之间,物种间CsCAT3的同源性和保守性很高。冷驯化处理可明显上调CsCAT3在转录和蛋白水平上的表达,提高CAT活性,降低H_(2)O_(2)含量,表明CsCAT3基因在冷驯化诱导的耐冷性中具有重要作用。本研究为进一步解析CsCAT3在采后黄瓜诱导耐冷性中的功能奠定了基础。

关键词：采后黄瓜耐冷性 CAT3基因抗氧化活性过氧化氢

黄瓜果实CsMYB62克隆及其对CsGR-RBP3表达的调控

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核农学报 2022年第5期36卷 907-917页

作者：王斌武春爽汤冰琳王光何金明曲姗姗朱世江韶关学院英东生物与农业学院广东韶关512005 华南农业大学园艺学院广东广州510642

本研究前期证实,低温诱导的CsGR-RBP3表达与黄瓜果实耐冷性密切相关,但调控其表达的具体机理尚不清楚。为鉴定调控CsGR-RBP3表达的MYB转录因子,本研究采用转录组测序,分析了黄瓜果实在5℃低温处理后的转录组变化,并通过共表达趋势分析,... 详细信息

本研究前期证实,低温诱导的CsGR-RBP3表达与黄瓜果实耐冷性密切相关,但调控其表达的具体机理尚不清楚。为鉴定调控CsGR-RBP3表达的MYB转录因子,本研究采用转录组测序,分析了黄瓜果实在5℃低温处理后的转录组变化,并通过共表达趋势分析,鉴定了与CsGR-RBP3表达趋势一致的MYB基因。结果发现,CsMYB62与CsGR-RBP3表达的相关性很高,且低温处理能诱导黄瓜果实CsMYB62和CsGR-RBP3表达,推测CsMYB62转录因子可能调控CsGR-RBP3表达。为进一步分析CsMYB62基因的功能,从黄瓜果皮中克隆了CsMYB62基因全长序列。结果显示,CsMYB62基因全长834 bp,编码277个氨基酸残基。CsMYB62蛋白含有SANT保守域和MYB DNA结合域,定位在细胞核,在进化过程中高度保守。CsMYB62蛋白具有转录激活活性,能直接绑定到CsGR-RBP3启动子,增强CsGR-RBP3启动子活性,表明CsMYB62通过直接调控CsGR-RBP3表达而增强黄瓜果实耐冷性。本研究结果丰富了MYB调控网络,为进一步解析CsMYB62功能奠定了理论基础。

关键词：采后黄瓜耐冷性 MYB转录因子富甘氨酸RNA结合蛋白转录调控

黄瓜GR-RBP3启动子克隆及低温对其活性的诱导

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山东农业科学 2022年第7期54卷 15-23页

作者：王斌黄泳谚易景怡原远广东省粤北食药资源利用与保护重点实验室广东韶关512005 韶关学院英东生物与农业学院广东韶关512005

低温诱导的富甘氨酸RNA结合蛋白GR-RBP3表达与采后黄瓜(Cucumis sativus)耐冷性密切相关。低温处理明显上调采后黄瓜的CsGR-RBP3表达,表明该基因是一个低温诱导型基因。为探究低温处理对CsGR-RBP3表达和启动子活性的诱导作用,本研究以... 详细信息

低温诱导的富甘氨酸RNA结合蛋白GR-RBP3表达与采后黄瓜(Cucumis sativus)耐冷性密切相关。低温处理明显上调采后黄瓜的CsGR-RBP3表达,表明该基因是一个低温诱导型基因。为探究低温处理对CsGR-RBP3表达和启动子活性的诱导作用,本研究以黄瓜基因组DNA为模板,克隆了CsGR-RBP3开放阅读框上游1541 bp的启动子序列。生物信息学分析发现,克隆的启动子序列中含有真核生物典型的核心启动子元件TATA-box和CAAT-box,表明成功克隆了CsGR-RBP3启动子;含有低温响应元件LTR,推测低温可能通过影响CsGR-RBP3启动子活性激活CsGR-RBP3表达。启动子活性分析表明,CsGR-RBP3启动子能增强LUC活性,且能驱动GUS基因表达,表明该启动子具有启动基因转录的活性。在烟草和拟南芥中的转基因试验结果显示,低温处理明显提高了GUS活性和编码基因的表达,表明低温处理能增强CsGR-RBP3启动子活性。综之,低温通过诱导启动子活性进一步增强CsGR-RBP3的转录。

关键词：采后黄瓜富甘氨酸RNA结合蛋白(GR-RBP3) 低温转录调控启动子活性