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黑莓果实发育过程中蔗糖磷酸合成酶基因的表达分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第1期46卷 179-186页

作者：严志祥杨海燕樊苏帆吴文龙闾连飞李维林南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 江苏省中国科学院植物研究所江苏南京210014

【目的】蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)是调控植物蔗糖代谢合成的关键酶,在植物光合产物的积累与分配方面有重要作用。本研究旨在探讨黑莓3个SPS基因的系统发育关系、编码的蛋白特性、在不同发育时期、不同组织中的... 详细信息

【目的】蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)是调控植物蔗糖代谢合成的关键酶,在植物光合产物的积累与分配方面有重要作用。本研究旨在探讨黑莓3个SPS基因的系统发育关系、编码的蛋白特性、在不同发育时期、不同组织中的时空表达特性,并分析其与黑莓发育的关系。【方法】以黑莓栽培品种‘宝森’(‘Boysenberry’)为试材,从中克隆和鉴定了3个SPS基因家族成员,利用生物信息学和荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)等方法对3个黑莓SPS基因RuSPS1、RuSPS2和RuSPS3的氨基酸序列、保守作用元件、编码的蛋白特性、蛋白结构及进化关系进行分析,并对这3个基因在黑莓中的时空表达情况与酶活性进行了相关性分析。【结果】多重氨基酸序列比对显示,黑莓SPS蛋白具有植物SPS家族特有的2个保守蛋白结构域及2个相对保守的蛋白磷酸位点;系统进化分析表明,RuSPS基因分为A、B两个亚族,其中RuSPS1和RuSPS3为A亚族成员,RuSPS2为B亚族成员;保守作用元件分析表明,除RuSPS2含基本的蛋白保守元件外,RuSPS1和RuSPS3都存在不同程度的片段缺失;序列分析和比较揭示了黑莓SPS基因与其他家族的不同特征。qRT-PCR分析显示,3个RuSPS基因在黑莓各个组织器官中均有表达,其中RuSPS1在叶片和果实中表达量较高,在花中的表达量较低;RuSPS2在发育成熟的果实中有大量的表达,在其他器官中表达量较低;RuSPS3在各器官中的表达均较高,说明SPS基因表达具有明显的组织特异性,3个RuSPS基因都随着果实发育进程在果实和叶片中表现了表达增加的趋势。果实和叶片中SPS酶活性的变化与RuSPS基因表达水平一致。相关分析表明,叶片中SPS活性与RuSPS2显著正相关(P果实中SPS活性与RuSPS1显著负相关(P果实发育过程中的蔗糖合成与代谢关系密切,均参与了黑莓的生长发育调控,其中叶片中SPS活性的变化一定程度上是由RuSPS2调控,果实中SPS活性的变化则是由RuSPS1调控。

关键词：黑莓果实发育蔗糖磷酸合成酶基因(SPS) 表达分析

枣R2R3-MYB亚家族基因鉴定及其在果实发育中的表达分析

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中国农业科学 2022年第6期55卷 1199-1212页

作者：李世佳吕紫敬赵锦河北农业大学生命科学学院

【目的】MYB作为植物中最大的基因家族之一，在植物生长、果实发育等方面具有重要作用。本研究拟鉴定枣R2R3-MYB亚家族成员，并进行生物信息学和表达模式分析，为深入探究该类基因在枣生长发育尤其是果实发育中的功能提供参考。【方法... 详细信息

【目的】MYB作为植物中最大的基因家族之一，在植物生长、果实发育等方面具有重要作用。本研究拟鉴定枣R2R3-MYB亚家族成员，并进行生物信息学和表达模式分析，为深入探究该类基因在枣生长发育尤其是果实发育中的功能提供参考。【方法】以拟南芥R2R3-MYB亚家族成员为探针，利用BLAST和HMMER方法，在枣全基因组数据库中筛选R2R3-MYB亚家族成员；利用植物转录因子、UniProt、Gcorn plant等数据库，采用MEGA-x、ExPASy、TBtools、PheatMap等软件进行生物信息学分析；利用转录组和实时荧光定量PCR技术分析该类基因的表达，对重点基因进行互作蛋白的预测及验证。【结果】在枣全基因组范围内，鉴定出118个R2R3-MYB亚家族成员，均具有典型的MYB超家族结构域，分为18个亚组，依次命名为ZjMYB1—ZjMYB118。理化性质分析表明，该家族基因编码的氨基酸数目介于200—400;95个成员定位到12条染色体上，其中4号染色体上分布最多；谱系分析表明该类基因进化过程中发生了直系和旁系同源事件。通过转录组和实时荧光定量PCR分析，发现一些R2R3-MYB基因参与枣果实的发育过程，并进一步筛选出了可能与果实膨大和色泽发育相关的候选基因ZjMYB59、ZjMYB104。并利用蛋白互作预测和酵母双杂试验证明ZjMYB104和ZjMPK3存在互作。【结论】鉴定出118个枣R2R3-MYB亚家族成员，结构高度保守，分布在12条染色体上，在进化中发生了直系和旁系同源事件，并筛选出了与果实发育密切相关的候选基因，为进一步的功能分析提供了线索和参考。

关键词：枣 R2R3-MYB亚家族基因生物信息学分析表达分析果实发育蛋白互作

灌溉频率对日光温室早春茬黄瓜果实发育及根系分布的影响

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节水灌溉 2022年第4期 31-36页

作者：杨冬艳桑婷冯海萍赵云霞王丹王蓉宁夏农林科学院园艺研究所银川750002 宁夏吴忠国家农业科技园区管委会宁夏吴忠751100 宁夏大学土木与水利工程学院银川750021

为制定宁夏引黄灌区日光温室早春茬黄瓜水分灌溉制度,基于水肥一体化技术,采用田间试验的方法,研究不同灌溉频率下日光温室黄瓜果实发育及根系分布变化特征。结果表明:试验黄瓜茎蔓、叶片数和果实发育均呈现慢-快-慢的“S”形生长趋势,... 详细信息

为制定宁夏引黄灌区日光温室早春茬黄瓜水分灌溉制度,基于水肥一体化技术,采用田间试验的方法,研究不同灌溉频率下日光温室黄瓜果实发育及根系分布变化特征。结果表明:试验黄瓜茎蔓、叶片数和果实发育均呈现慢-快-慢的“S”形生长趋势,中频灌溉处理TR2可以促进株高、叶片数量和坐果数量的同步增加,同时利于果实膨大和单果重的增加。日光温室早春茬黄瓜根系干物质量在0~20 cm土层中占总根系量85%以上。不同生育阶段各灌溉频率对黄瓜根系生长量的影响存在差异,在黄瓜生育中早阶段,随着灌溉间隔的加大,0~20 cm土层根系生物量增加,但在黄瓜生育后期,低频灌溉处理TR3的根系生物量显著下降,中频灌溉处理TR2根系生物量最高,同时果实产量最高达到115365 kg/hm^(2)。因此,在宁夏地区引黄灌区日光温室早春茬黄瓜生产中,平均日均温约22℃,单次灌水定额70.05 m^(3)/hm^(2)的条件下,黄瓜结果期的灌溉间隔以2~3 d为宜,产量和水分利用效率最高,产量高达115365 kg/hm^(2),水分利用效率为42.51 kg/m^(3)。

关键词：早春茬黄瓜灌溉频率果实发育根系分布水分管理

5-azaC对‘巨峰’葡萄果实发育阶段mRNA可变剪接的影响

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园艺学报 2023年第3期50卷 523-533页

作者：马帅辉何光琪程一哲郭大龙河南科技大学园艺与植物保护学院河南省园艺植物品质调控工程技术研究中心河南洛阳471023

DNA甲基化和mRNA可变剪接在果实发育过程中均发挥重要作用,但两者间的联系和互作关系尚不清楚。基于5-氮杂胞苷(5-azaC,DNA甲基转移酶抑制剂)处理可以使‘巨峰’葡萄成熟期提前,对5-azaC处理后的‘巨峰’RNA-seq测序,分析果实不同发育... 详细信息

DNA甲基化和mRNA可变剪接在果实发育过程中均发挥重要作用,但两者间的联系和互作关系尚不清楚。基于5-氮杂胞苷(5-azaC,DNA甲基转移酶抑制剂)处理可以使‘巨峰’葡萄成熟期提前,对5-azaC处理后的‘巨峰’RNA-seq测序,分析果实不同发育阶段发生的可变剪接事件。结果表明,3′端可变剪切位点(A3)类型在处理和对照中均最多,外显子互斥(MX)类型最少。可变剪接在不同发育阶段存在特异调节,发育前期可变剪接的调控更为频繁;鉴定到9683个发育过程中保守的可变剪接事件。在处理与对照间有671个可变剪接事件存在明显的剪接变化,功能注释显示其中有14个基因与甲基化修饰相关,表明可变剪接与甲基化修饰协同调控葡萄果实成熟过程。

关键词：葡萄果实发育 DNA甲基转移酶抑制剂 5-氮杂胞苷可变剪接甲基化

葡萄新品种‘南太湖特早’果实发育过程中特征香气物质的变化规律

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2022年第2期48卷 154-162页

作者：奚昕琰杨淑娜王莉殷益明贾惠娟浙江大学农业与生物技术学院果树科学研究所杭州310058 湖州市农业科技发展中心浙江湖州313000

以自主选育的葡萄新品种‘南太湖特早’及其母本‘夏黑’的果实为实验材料,重点比较了二者发育过程中挥发性特征香气物质的变化规律,并对二者的果粒质量、固酸比等果实品质指标进行了评价。结果表明:‘南太湖特早’比‘夏黑’提早7 d左... 详细信息

以自主选育的葡萄新品种‘南太湖特早’及其母本‘夏黑’的果实为实验材料,重点比较了二者发育过程中挥发性特征香气物质的变化规律,并对二者的果粒质量、固酸比等果实品质指标进行了评价。结果表明:‘南太湖特早’比‘夏黑’提早7 d左右成熟,且其果实中具有花果香的萜烯类和酮类物质含量较高,在果皮和果肉中分别提升了162%和233%;在‘南太湖特早’果实发育过程中,果皮中积累的特征香气物质含量呈现先快速上升后缓慢下降的趋势,且峰值较‘夏黑’更高且出现更早;2个品种葡萄果肉中1-辛烯-3-酮、β-大马酮、柠檬烯的含量变化规律存在显著差异,‘夏黑’表现为在果实发育中期保持高含量、后期快速降解,‘南太湖特早’则表现为在中期以低水平增长、后期较少降解。本研究结果为葡萄优新良品的香味遗传育种提供了理论依据。

关键词： ‘南太湖特早’葡萄果实发育香气物质变化规律

西瓜蔗糖转运蛋白SUT家族的鉴定及其在果实发育和逆境响应中的表达分析

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浙江农业学报 2024年第1期36卷 94-102页

作者：寿伟松王铎沈佳许昕阳张跃建何艳军浙江省农业科学院蔬菜研究所浙江杭州310021

蔗糖转运蛋白(SUTs)作为蔗糖主动转运的主要载体,在分配同化物从源到库组织的转运中起着关键作用。尽管SUTs的特性及其生物学功能已在高等植物中得到了深入研究,但该基因家族尚未在西瓜中进行鉴定。本研究在西瓜基因组中共鉴定了4个ClSU... 详细信息

蔗糖转运蛋白(SUTs)作为蔗糖主动转运的主要载体,在分配同化物从源到库组织的转运中起着关键作用。尽管SUTs的特性及其生物学功能已在高等植物中得到了深入研究,但该基因家族尚未在西瓜中进行鉴定。本研究在西瓜基因组中共鉴定了4个ClSUT基因,并对其基因和蛋白结构、保守基序、亚细胞定位、染色体分布、进化关系、启动子元件等进行了全面分析。基因结构分析表明,亚族Ⅰ的ClSUT3和ClSUT4基因均只含有一个内含子。所有ClSUT均被预测定位在质膜中,它们均含有一个保守的MFS-2结构域,并且含有与之对应的5个保守基序。系统发育分析发现拟南芥、水稻和西瓜中的SUT分为5个亚族,西瓜ClSUT与拟南芥SUT的亲缘关系更近,被聚类在亚族Ⅰ、亚族Ⅱ和亚族Ⅴ。还在西瓜ClSUT基因的启动子中鉴定到一些与激素和逆境响应相关的作用元件。此外,转录组数据表明,西瓜ClSUT基因的表达对渗透和盐胁迫呈现多样性,很可能参与西瓜对这些逆境的响应。

关键词：西瓜蔗糖转运蛋白SUT 果实发育非生物胁迫表达分析

番石榴抗坏血酸合成酶基因在果实发育过程中表达特性分析

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南方农业学报 2024年第2期55卷 422-431页

作者：萧允艺赵晓梦刘金丰于泽浩刘杰凤林丽静广东石油化工学院生物与食品工程学院广东茂名525000 中国热带农业科学院农产品加工研究所/海南省果蔬贮藏与加工重点实验室广东湛江524001

【目的】测定番石榴果实发育过程中的抗坏血酸含量,并分析番石榴抗坏血酸合成酶基因的表达特性,为后续深入挖掘果实抗坏血酸合成调控机理及选育优质番石榴品种提供理论参考。【方法】以番石榴品种珍珠果实为研究对象,测定不同果实发育(... 详细信息

【目的】测定番石榴果实发育过程中的抗坏血酸含量,并分析番石榴抗坏血酸合成酶基因的表达特性,为后续深入挖掘果实抗坏血酸合成调控机理及选育优质番石榴品种提供理论参考。【方法】以番石榴品种珍珠果实为研究对象,测定不同果实发育(花后10~130 d)过程中果肉(鲜重)中抗坏血酸含量及单果抗坏血酸总量,并从番石榴基因组数据中挖掘其抗坏血酸合成途径酶基因,通过实时荧光定量PCR检测其在果实发育过程中的表达特性。【结果】珍珠番石榴品种果实发育成熟周期为130 d,生长速率出现2个高峰期,分别出现在幼果膨大期和大果膨大期,果实果皮颜色从深绿色向浅绿转变,在花后110 d果皮颜色转变最明显。番石榴果肉抗坏血酸含量在果实发育成熟前期(花后10~40d)保持在较高水平,特别是在花后30d,果肉抗坏血酸含量达132mg/100g,在花后40~100d抗坏血酸含量稍微下降但较稳定,保持在102.73 mg/100 g以上,成熟后期随果实迅速膨大而抗坏血酸含量略有下降,为84.39 mg/100 g,但单果抗坏血酸总量持续上升。从番石榴基因组数据共鉴定获得13个基因编码果实抗坏血酸合成途径相关酶的基因,这些基因编码完整L-半乳糖途径的相关酶,其中有6个基因集中于3号染色体,推测3号染色体是番石榴果实维生素合成的关键染色体。实时荧光定量PCR检测结果显示,除磷酸甘露糖异构酶基因(PgPMI1)和甘露糖磷酸变位酶基因(PgPMM1)在果实发育成熟过程中表达不规律外,其余11个L-半乳糖途径相关酶基因均在果实发育中期上调表达,后期表达又下调。果实抗坏血酸含量与GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因(PgGMP1)和GDP-甘露糖-3',5'-表型异构酶基因(gGME2)表达显著正相关(P果实抗坏血酸积累与其合成途径基因的完整性及表达水平密切相关,推测由9类酶组成的L-半乳糖途径存在复杂的分子调控网络,挖掘获得的13个L-半乳糖途径成员,可用于后续番石榴优良品种的选育及转录调控机理研究。

关键词：番石榴抗坏血酸果实发育基因表达

普通丝瓜PYL基因家族鉴定及在果实发育中表达分析

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西北植物学报 2024年

作者：王玉倩彭丽娟刘建汀温庆放钟凤林朱海生福建省蔬菜遗传育种重点实验室福建省农业科学院作物研究所福建农林大学园艺学院

【目的】探究普通丝瓜PYL基因在ABA处理下的表达模式,以期为深入研究其基因功能提供参考依据,也为分子抗性育种以及提高普通丝瓜品质和产量提供新思路。【方法】用生物信息学方法,对普通丝瓜全基因组进行鉴定,PYL基因家族在的染色体定... 详细信息

【目的】探究普通丝瓜PYL基因在ABA处理下的表达模式,以期为深入研究其基因功能提供参考依据,也为分子抗性育种以及提高普通丝瓜品质和产量提供新思路。【方法】用生物信息学方法,对普通丝瓜全基因组进行鉴定,PYL基因家族在的染色体定位、基因结构、基因共线性、选择压力、进化亲缘关系和顺式作用元件分析,并通过qRT-PCR验证在不同浓度ABA下基因特征表达。【结果】在普通丝瓜全基因组中鉴定到11个LcPYL基因,CDS长度576～966bp,编码蛋白均具有典型PYR＿PYL＿RCAR＿like结构;共线性分析发现7对片段复制基因对,普通丝瓜PYL基因启动子含多个与植物激素相关的顺式作用元件,其成员的表达具有一定的组织特异性;普通丝瓜果实在不同浓度外源ABA处理下:2mg/mLABA处理LcPYLs表达无显著变化,4mg/mLABA处理LcPYL5、LcPYL7、LcPYL11显著上调表达,8mg/mLABA处理LcPYL1、LcPYL7开花当天显著表达。【结论】对普通丝瓜PYL家族成员进行了系统的鉴定与分析,明确其分子结构特征和表达模式,其中LcPYL1、LcPYL5、LcPYL7和LcPYL11可能是与内源ABA生物合成密切相关的关键基因。

关键词：普通丝瓜 PYL基因家族果实发育外源ABA处理表达分析

早熟柿与晚熟柿在果实发育过程中的品质特性差异

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2023年第7期51卷 83-91,106页

作者：叶令帅索玉静韩卫娟买旖旎王艺儒李华威孙鹏刁松锋傅建敏中国林业科学研究院经济林研究所河南郑州450003 南京林业大学林学院江苏南京210037

【目的】对于成熟期差异较大的2个柿品种在发育过程中的重要品质特性进行测定分析,明确其变化规律,以期从表型以及生理层面阐释柿早晚熟性状的生物学特征,为早晚熟柿品种的栽培管理以及果实的开发利用提供参考。【方法】对早熟柿品种‘... 详细信息

【目的】对于成熟期差异较大的2个柿品种在发育过程中的重要品质特性进行测定分析,明确其变化规律,以期从表型以及生理层面阐释柿早晚熟性状的生物学特征,为早晚熟柿品种的栽培管理以及果实的开发利用提供参考。【方法】对早熟柿品种‘七月早’和晚熟柿品种‘吊柿’在果实发育成熟过程中的重要表型(单果质量、横纵径、色泽)及生理指标(叶绿素、类胡萝卜素、果糖、蔗糖、葡萄糖、抗坏血酸、可滴定酸、总酚、黄酮、单宁含量)进行测定分析,综合比较2个柿品种各指标在果实发育过程中形成特性及变化规律的差异,明晰柿早熟与晚熟果实的品种特性。【结果】在柿果实的发育成熟过程中,2个柿品种单果质量、横径、纵径的生长发育均符合“S”型生长曲线,其中‘七月早’花后60 d之前为第1快速生长期,60~80 d为缓慢生长期,80 d以后为第2快速生长期;而‘吊柿’花后110 d之前为第1快速生长期,110~140 d为缓慢生长期,之后进入第2快速生长期。在第1快速生长期,2个柿品种果实呈绿色,色泽指数变化较小,叶绿素、类胡萝卜素、糖、抗坏血酸、可滴定酸、总酚、黄酮等含量的变化趋势较为稳定;当果实发育进入缓慢生长期,单果质量和横纵径的增长速度变缓,果实开始转色,色泽指数发生明显变化,叶绿素、抗坏血酸、可滴定酸、总酚、黄酮、单宁等的含量开始显著降低,而类胡萝卜素、糖含量显著上升;当果实发育进入第2快速生长期,单果质量和横纵径又开始快速增长,而果实其他品质指标的变化速率又趋缓。早熟柿品种‘七月早’各品质指标的变化速率较快,变化起始节点均早于晚熟品种‘吊柿’;晚熟品种‘吊柿’具有较长的第1快速生长期,且其在果实生长发育过程中具有明显的蔗糖高峰现象。在果实成熟之后,晚熟品种‘吊柿’的糖类、抗坏血酸、可滴定酸、总酚、不溶性单宁等的含量均高于‘七月早’。【结论】缓慢生长期是柿果实多个重要性状变化的关键时期,2个柿品种主要品质特性的形成均开始于果实的缓慢生长期,并在第2个快速生长期变化速率减缓并趋于稳定。晚熟品种‘吊柿’在果实成熟后,主要影响果实风味的糖酸等的含量均高于早熟品种‘七月早’。

关键词：柿品种果实成熟期果实发育果实品质特性