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龙眼DlSWEET1基因的克隆、表达及功能分析

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果树学报 2024年第4期41卷 679-689页

作者：包雨莹李韵江文洁谢涛方庭福建农林大学园艺学院福州350002 福建农林大学园艺植物遗传育种研究所福州350002

【目的】SWEET(sugars will eventually be exported transporters)是一类参与植物生长发育多个过程的糖转运蛋白,分析DlSWEET1基因在龙眼不同组织和处理下的表达,探究其在果实糖积累中的功能。【方法】以龙眼松风本果实为材料,克隆DlSW... 详细信息

【目的】SWEET(sugars will eventually be exported transporters)是一类参与植物生长发育多个过程的糖转运蛋白,分析DlSWEET1基因在龙眼不同组织和处理下的表达,探究其在果实糖积累中的功能。【方法】以龙眼松风本果实为材料,克隆DlSWEET1基因,采用实时荧光定量PCR分析DlSWEET1在龙眼不同组织器官的表达以及在激素、冷、热、干旱胁迫下的表达模式。通过亚细胞定位、糖转运活性分析及草莓瞬时转化研究DlSWEET1基因的功能。【结果】DlSWEET1基因开放阅读框(ORF)全长为750 bp,编码249个氨基酸,包含一个PQ-loop保守结构域和蛋白典型保守结构域MtN3_slv。DlSWEET1在龙眼根、茎、叶、果肉等组织中均有不同程度的表达,在叶中的表达量较高,在果肉中的表达量次之,而在茎和根中表达量较低;不同浓度的蔗糖、葡萄糖和果糖处理龙眼叶片后,DlSWEET1在叶片中的表达量均有显著升高;低温、干旱及MeJA(茉莉酸甲酯)处理可显著提高DlSWEET1的表达。农杆菌侵染本氏烟草发现DlSWEET1蛋白定位在细胞膜和细胞核。糖转运活性分析证明DlSWEET1蛋白可以转运葡萄糖、果糖、蔗糖和甘露糖。草莓中瞬时转化DlSWEET1可以显著提升果实中的可溶性糖含量。【结论】瞬时过表达DlSWEET1导致转基因草莓果实的可溶性糖含量增加,为进一步解析DlSWEET1在龙眼果实糖积累中的作用提供理论依据。

关键词：龙眼 DlSWEET1 表达分析亚细胞定位糖积累

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百香果YUCCA基因家族鉴定与表达分析

福建农业学报 2024年第2期39卷 165-174页

作者：潘佳怡潘若云江文洁任锐方庭福建农林大学园艺学院/福建农林大学园艺植物遗传育种研究所福建福州350002

【目的】黄素单加氧酶(YUCCA)基因是吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)生物合成的主要限速酶基因之一,在植物生长发育中起着重要调控作用。本研究利用生物信息学方法对百香果(Passiflora edulis Sims.)YUCCA基因家族成员进行鉴定,... 详细信息

【目的】黄素单加氧酶(YUCCA)基因是吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)生物合成的主要限速酶基因之一,在植物生长发育中起着重要调控作用。本研究利用生物信息学方法对百香果(Passiflora edulis Sims.)YUCCA基因家族成员进行鉴定,以期揭示百香果YUCCA家族基因在激素响应中的功能,同时为YUCCA家族基因在其他物种中的生物信息学研究提供参考。【方法】利用生物信息学方法分析百香果YUCCA基因编码蛋白质的理化性质和保守结构域,基因的染色体定位、基因结构、系统进化树、顺式作用元件等;利用qRT-PCR探究部分成员在植物生长调节剂IAA处理下的表达情况。【结果】百香果基因组中共鉴定出29个YUCCA家族成员,不均匀分布于8条染色体,基因长度(552~9210 bp)存在明显差异,含有1~8个内含子,同时具有8个保守基序。通过系统进化树分析,发现百香果YUCCA基因家族可划分为3类,聚在同一分类中的百香果YUCCA基因具有高度的保守性,同时发现百香果的YUCCA基因与苜蓿(Medicago sativa L.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)亲缘关系更近,而与水稻(Oryza sativa L.)的亲缘关系较远。顺式作用元件分析显示,百香果YUCCA基因家族启动子受多种激素所诱导,可响应多种逆境胁迫。转录组数据分析结果表明:PeYUCCA6、PeYUCCA11和PeYUCCA16在台农百香果和黄金百香果叶片中呈现较低表达或者不表达,其中PeYUCCA23在台农百香果和黄金百香果的表达量最高,推测该基因对百香果叶片的发育有较大影响。qRT-PCR分析结果表明,在100μmol·L-1 IAA处理后,PeYUCCA7、PeYUCCA13、PeYUCCA17、PeYUCCA24和PeYUCCA26基因表达量显著升高。【结论】YUCCA基因家族成员在IAA处理下的表达差异较大,YUCCA基因可能在植物生长调节剂IAA处理下的百香果生长发育和抵御逆境环境过程中发挥重要作用。

关键词：百香果吲哚-3-乙酸 YUCCA基因家族生物信息学定量分析

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百香果CBF基因家族鉴定与表达分析

江苏农业科学 2024年第10期52卷 55-61页

作者：梁宇尧钟昌桦潘若云任锐方庭福建农林大学园艺学院/福建农林大学园艺植物遗传育种研究所福建福州350002

百香果(Passiflora edulis Sims)原产热带地区,对低温十分敏感。CBF(C-repeat binding factor)基因家族是AP2转录因子家族的一类成员,在植物应对低温、干旱和盐等非生物胁迫中发挥重要作用。对百香果CBF基因家族进行鉴定和分析,并探究... 详细信息

百香果(Passiflora edulis Sims)原产热带地区,对低温十分敏感。CBF(C-repeat binding factor)基因家族是AP2转录因子家族的一类成员,在植物应对低温、干旱和盐等非生物胁迫中发挥重要作用。对百香果CBF基因家族进行鉴定和分析,并探究其在低温胁迫下的表达模式,可为进一步研究百香果CBF基因功能提供重要的参考信息。采用生物信息学方法鉴定百香果CBF基因家族成员,并对家族成员的序列组分、理化性质、系统进化关系、染色体定位、基因结构、保守基序、启动子顺式作用元件和转录因子结合位点等进行分析,通过qRT-PCR方法分析其在低温胁迫下的表达模式。结果显示,百香果基因组中共有5个CBF基因家族成员,其中3个分布在1号染色体上,2个分布在7号染色体上,被预测定位到细胞核、质膜和过氧化物酶体中;含有1~2个外显子,11~12个motif;系统进化显示5个百香果CBF基因、10个水稻CBF基因及6个拟南芥CBF基因共分成了2大亚组:亚组Ⅰ中包括拟南芥的全部6个CBF基因、百香果的全部5个CBF基因和水稻的4个CBF基因,水稻剩下的6个CBF基因分到了亚组Ⅱ中;启动子区域含有25种顺式作用元件,以光响应、激素与逆境胁迫响应元件为主;共有20个转录因子结合位点;3个百香果CBF基因在低温胁迫下表达量极显著上升,推测上述基因参与了百香果低温胁迫响应。

关键词：百香果 CBF基因低温胁迫表达分析

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百香果SUS基因家族鉴定与表达分析

江苏农业科学 2024年第11期52卷 45-51页

作者：包雨莹彭先蕊潘若云任锐方庭福建农林大学园艺学院/福建农林大学园艺植物遗传育种研究所福建福州350002

百香果(Passiflora edulis Sims)虽原产热带地区,但高温也会影响其开花坐果,进而影响产量。果实糖含量不仅影响果实风味品质,还可以作为渗透调节物质参与高温、干旱、盐害等逆境胁迫。蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)是蔗糖代谢的关... 详细信息

百香果(Passiflora edulis Sims)虽原产热带地区,但高温也会影响其开花坐果,进而影响产量。果实糖含量不仅影响果实风味品质,还可以作为渗透调节物质参与高温、干旱、盐害等逆境胁迫。蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)是蔗糖代谢的关键酶之一,在植物糖积累及非生物胁迫响应中具有重要功能。对百香果SUS基因家族成员进行鉴定和生物信息学分析,并分析其在低温胁迫下的表达变化。运用生物信息学方法,对百香果蔗糖合成酶基因进行全基因组鉴定与基因结构、系统发育关系、蛋白质保守功能域、染色体定位分析,利用转录组数据分析其表达模式,利用qRT-PCR技术分析其在高温处理下的表达。结果显示,百香果中包含5个SUS基因,分布在4条染色体上,外显子数量为13~15个。5个SUS基因家族成员可分为三大类,即SUSⅠ、SUSⅡ、SUSⅢ,百香果SUS基因家族成员启动子中含有激素响应、逆境响应相关的顺式作用元件。表达模式分析表明,PeSUS3基因在百香果叶片和果皮中的表达量均较高。qRT-PCR分析表明,PeSUS1、PeSUS2基因在高温处理后表达量显著下降,PeSUS5基因表达量显著性上升,说明PeSUS1、PeSUS2、PeSUS5基因可能在百香果高温胁迫中发挥重要的调控作用。

关键词：百香果蔗糖合酶高温胁迫表达分析

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茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

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生物工程学报 2024年第1期40卷 94-103页

作者：黎成杨婷庄彬贤温永仙福建农林大学计算机与信息学院福建福州350002 福建农林大学农学院福建福州350028 福建省作物设计育种重点实验室福建福州350003 福建农林大学统计及应用研究所福建福州350002

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study... 详细信息

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。

关键词：全基因组关联分析系统遗传学遗传结构丢失遗传力分子育种

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

基于黄棪（Camellia sinensis）基因组的DXS基因家族鉴定及表达

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应用与环境生物学报 2024年

作者：曾珊珊高婷谷梦雅侯炳豪任卫威张宇航叶乃兴福建农林大学园艺学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶（DXS）是MEP途径的第一个限速酶，在茶树抗性的形成中起到重要作用。为探究茶树DXS基因家族的潜在功能，利用生物信息学和实时荧光定量PCR技术，对茶树DXS基因家族进行鉴定及表达分析。本研究采用生物信... 详细信息

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶（DXS）是MEP途径的第一个限速酶，在茶树抗性的形成中起到重要作用。为探究茶树DXS基因家族的潜在功能，利用生物信息学和实时荧光定量PCR技术，对茶树DXS基因家族进行鉴定及表达分析。本研究采用生物信息学方法，从‘黄棪’和‘铁观音’茶树中分别鉴定出5个DXS基因家族成员，分别命名为HD-CsDXS1～CsDXS 5和TGY-CsDXS1～CsDXS 5，系统发育结果表明其分属3个亚家族，相同亚家族的CsDXS基因外显子-内含子数目及排列顺序基本一致。CsDXS启动子上存在众多与植物发育、激素和胁迫响应相关的顺式作用元件。荧光定量检测发现，HD-CsDXS2和HD-CsDXS5在MeJA、GA、ABA、低温和干旱处理下表达量均显著上调，HD-CsDXS1和HD-CsDXS4在GA、ABA和干旱处理下表达量显著上调，HD-CsDXS3仅在GA和干旱处理下表达量上调。本研究表明，CsDXS在非生物胁迫下均被诱导表达，可能与茶树抗逆性密切相关，该研究结果可为进一步探究茶树DXS基因家族的功能研究提供参考。（图8 表2 参30）

关键词：茶树 1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶非生物胁迫表达分析

盐胁迫下大豆抗感品种根系微生物群落结构分析

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河南农业大学学报 2024年第1期58卷 59-68页

作者：陈昕宇张真张早立宋圆圆曾任森卢龙福建农林大学农学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002

【目的】探究盐胁迫下大豆根系微生物群落结构变化及耐盐大豆的根系微生物群落结构特征。【方法】以2种耐盐性不同的大豆品种科丰1(盐敏感)和南农1183-2(耐盐)为试验材料,通过盆栽种植,盐胁迫(120 mmol·L^(-1)NaCl)处理,利用16S扩增子... 详细信息

【目的】探究盐胁迫下大豆根系微生物群落结构变化及耐盐大豆的根系微生物群落结构特征。【方法】以2种耐盐性不同的大豆品种科丰1(盐敏感)和南农1183-2(耐盐)为试验材料,通过盆栽种植,盐胁迫(120 mmol·L^(-1)NaCl)处理,利用16S扩增子测序技术对其根系微生物组进行高通量测序。【结果】门一级水平上2种大豆优势菌门均为变形菌门Proteobacteria,属水平上不同大豆不同条件下的优势菌属各不相同。盐胁迫条件下,盐敏感品种根系微生物优势菌属组成无较大改变,耐盐品种根系中,根系促生菌(PGPB)假单胞菌属Pseudomonas丰度所占比例明显上升。共现性网络分析表明,盐胁迫条件下变形菌门为维持根系微生物多样性做出了最大贡献。对大豆根系微生物组的功能预测表明,耐盐大豆根际微生物在脂类以及氨基酸代谢途径等方面优于盐敏感大豆。【结论】盐胁迫下2种大豆根系微生物的多样性发生改变,假单胞菌属是盐胁迫条件下耐盐大豆根系微生物的优势菌属,大豆根际的假单胞菌属或可成为盐胁迫下大豆栽培及土壤改良的可利用资源。

关键词：大豆盐胁迫根系微生物微生物多样性假单胞菌属

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黑米新品种紫两优7206营养品质分析

福建农业学报 2024年第2期39卷 147-153页

作者：陈凌华程祖锌许明黄荣华林荔辉福建农林大学金山学院福建福州350002 福建农林大学农学院/福建省特种作物育种与利用工程技术研究中心福建福州350002 福建农林大学农学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福建福州350002

【目的】对新育成的黑米两系杂交稻紫两优7206进行营养品质分析,为黑稻良种选育及功能食品研发提供参考价值。【方法】以超级稻宜优673作对照,分析紫两优7206与宜优673的氨基酸、脂肪酸、花色苷和总黄酮等含量差异,以及总抗氧化能力与... 详细信息

【目的】对新育成的黑米两系杂交稻紫两优7206进行营养品质分析,为黑稻良种选育及功能食品研发提供参考价值。【方法】以超级稻宜优673作对照,分析紫两优7206与宜优673的氨基酸、脂肪酸、花色苷和总黄酮等含量差异,以及总抗氧化能力与清除自由基能力的差异。【结果】紫两优7206与宜优673在水分、灰分和脂肪含量方面无明显差异,均检测出17种氨基酸,8种脂肪酸。紫两优7206的必需氨基酸含量高于FAO提出的必需氨基酸模式,其蛋白质含量、总氨基酸与必需氨基酸含量分别比宜优673高7.33%、11.08%和9.71%。紫两优7206比宜优673具有较高的各呈味氨基酸TAV值,丰富了黑米食味品质。2种稻米的饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)比值比较接近中国营养协会推荐的“<1∶1∶1”的比例,且均含有人体必需脂肪酸亚油酸与亚麻酸。紫两优7206的花色苷、总黄酮含量,以及总抗氧化能力与清除自由基能力均极显著优于宜优673。【结论】杂交配组选育的紫两优7206较宜优673具有更丰富的营养价值,对功能性黑稻的培育与食品研发具有一定参考价值。

关键词：黑米营养品质氨基酸脂肪酸花色苷