不同肉质颜色萝卜DFR基因表达差异分析
萝卜AHP 基因家族鉴定与表达模式分析
vus L.)细胞分裂素信号转导途径中组氨酸磷酸转运蛋白(AHP)的生物学功能与表达模式,对萝卜 AHP 基因家族成
员的数量、进化关系、顺式元件、基因结构、发育及非生物胁迫下基因表达有 6 个成员,其中 RsAHP2 和 RsAHP5 为片段重复基因,RsAHP3 和 RsAHP4 为串联重复基因;系统进化分析发
2021,34(8):7-14
中国瓜菜
试验研究
萝卜 AHP 基因家族鉴定与表达模式分析
银珊珊,张 宁,武春成,刘美妍,谢 洋
(河北省园艺种质资源挖掘与创新利用重点实验室·河北科技师范学院园艺科技学院 河北秦皇岛 066004)
摘 要:细胞分裂素在植物生长发育和抵御系列非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了探讨萝卜(Raphanus sati-
植物造成的伤害 ,但还不清楚在逆境胁迫下细胞分 裂素响应逆境的分子作用机制[3]。
在植物体内细胞分裂素信号传递是利用了一 种类似于细菌中的双元组分系统进行的[4]。在细胞 分裂素信号传导过程中 ,磷酸基团的传递主要是通 过 3 种蛋白协同完成,即组氨酸蛋白激酶(histidine kinases, HK)、磷 酸 转 移 蛋 白(arabidopsis histidine
中图分类号:S631.1
文献标志码:A
文章编号:1673-2871(2021)08-007-08
Identification and expression pattern analysis of AHP gene family in radish
YIN Shanshan, ZHANG Ning, WU Chuncheng, LIU Meiyan, XIE Yang
细胞分裂素是六类重要植物激素之一 ,在细胞 周期中起着重要作用,影响植物的生长发育 。 [1] 细 胞分裂素除了可以促进植物细胞分裂和生长发育 外,还通过抑制植物中叶绿素、核酸、蛋白质等物质 的分解,将必需的氨基酸、激素、无机盐等化合物重 新分配到植物的其他部位 ,从而阻碍植物衰老 。 [2] 越来越多的研究表明 ,细胞分裂素可以减轻胁迫对
不同颜色肉质萝卜核型分析研究
( a gn r m . %0 2 . % ) n h r xse in f a tdfe e c si h e ime tc n r n i g fo 3 4 ~ 8 8 o ,a d t e ee it d sg i c n i r n e n t e r d pg n o i f
用于萝卜红色素分析的材料为25份红色肉质萝卜材料编号125用于核型分析的材料为4份红皮红心萝卜编号为21份绿皮红心萝卜编号为25萝卜材料来源及主要特征性状材料编号材料来源主要特征性状肉质根皮色肉质根肉色重庆涪陵自交系深绿红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色红色10重庆涪陵自交系红色红色11重庆涪陵自交系深绿红色红色12重庆涪陵自交系红色红色13重庆涪陵自交系淡绿红色红色14重庆涪陵自交系深绿红色红色15重庆涪陵杂交种红色红色16中国农科院蔬菜花卉研究所红色红色17重庆涪陵自交系红色红色18重庆涪陵自交系红色红色19重庆涪陵自交系红色红色20重庆涪陵杂交种红色红色21重庆涪陵常规种红色红色22重庆涪陵杂交种红色红色23重庆涪陵杂交种红色红色24重庆涪陵常规种淡绿红色红色25北京地方品种深绿绿色红色26四川绵阳市正兴种业经营部红色白色27四川成都市新农业武候种苗研究所红色白色28四川蜀信种业有限公司淡绿红色白色29四川成都合手区园艺种业经营部白色白色30四川绵阳市正兴种业深绿白色白色31四川绵阳市正兴种业淡绿白色白色32河南省民权县民权种业有限公司深绿白色白色江等
萝 卜 型公 式为 2 一2 一1 属 于 1 型 ; 核 n x 8 m, A 白皮 白心萝 1核 型公 式 为 2 一2 一1 、 n x 6 m+2 m, 属 s 于 1 型 。从核 型进 化看 , 色 肉质 萝 卜比 白色 肉质 萝 卜 A 红 进化 程度 高 , 色 肉质 萝 卜可能 是 由 白 色 红 肉质 萝 卜 演化 而来 , 此推测 , 色肉质 萝 卜可能是 白色 肉质 萝 卜的 变种 。 据 红
花生二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)的克隆及表达分析
花生二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)的克隆及表达分析郭凤丹;夏晗;袁美;王兴军【期刊名称】《农业生物技术学报》【年(卷),期】2011(19)5【摘要】二氢黄酮醇还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)是植物花青素合成过程中的关键酶,催化二氢黄酮醇生成无色花青素.本研究利用花生(Arachis hypogaea L.)未成熟种子cDNA文库,通过大规模EST测序,从花生中克隆了DFR 基因的全长cDNA序列.序列分析表明,花生DFR蛋白氨基酸序列与其他植物来源的DFR有很高的同源性.利用花生cDNA芯片和半定量RT-PCR方法对花生DFR 基因表达模式的研究发现,DFR基因在果针中表达水平最高,其次是花,在根和叶中有微量表达;不同种皮颜色花生品种的种子中表达差异明显,随种皮颜色的加深,DFR 基因表达增强,在中花9号黑色种子中表达量最高.对茎叶紫色花生种质材料的研究表明,在紫色组织中DFR基因表达较强.结果表明DFR表达量与花青素积累量呈正相关,说明DFR催化反应是花青素合成途径的关键步骤.%Dihydroflavonol 4-reductase (DFR) is a key enzyme converting dihydroflavonols to leucoanthocyanidins in the biosynthesis of anthocyanins. EST sequencing was carried out using a cDNA library of peanut(A rachls hypogaea L.) immature seed and full length cDNA of peanut DFR was cloned. Sequence alignment showed that DFR was highly conserved among different plant species. Peanut cDNA microarray and semi-quantitative RT-PCR were used to analysis the expression of DFR in different tissues. Results indicated that the expression level was highest in gynophores and followed by flowers,while the expression in roots and leavies was low. DFR gene expression was also analysed in seeds from different cultivars, which suggested that it expressed higher in cultivars with dark-color seed coat, the expression was the highest in ZH9 seeds with black seed coat. We also analysed the expression level of DFR in a peanut mutation with purple leaves and stems, which demonstrated that DFR was highly expressed in the purple tissues. These results demonstrate that the expression level of DFR gene is positively correlation to the accumulation of anthocyanins, which indicates that DFR catalytic reaction is the key step in the biosynthesis of anthocyanins.【总页数】7页(P816-822)【作者】郭凤丹;夏晗;袁美;王兴军【作者单位】山东师范大学生命科学院,济南,250014;山东省农业科学院高新技术研究中心,济南,250100;山东省农业科学院高新技术研究中心,济南,250100;山东省花生研究所,青岛,266100;山东师范大学生命科学院,济南,250014;山东省农业科学院高新技术研究中心,济南,250100【正文语种】中文【相关文献】1.杨树二氢黄酮醇-4-还原酶基因(DFR)的克隆及反义表达对儿茶素合成的影响 [J], 左涛;赵树堂;卢孟柱;孙爱东;王延伟;贺伟2.苦荞和甜荞二氢黄酮醇4-还原酶基因(dfr)的克隆及序列分析 [J], 祝婷;李成磊;吴琦;蒙华;陈惠;邵继荣3.红花石榴二氢黄酮醇还原酶(DFR)基因cDNA片段克隆及序列分析 [J], 招雪晴;苑兆和;陶吉寒;尹艳雷;冯立娟4.葡萄风信子二氢黄酮醇4-还原酶基因(DFR)的克隆与表达分析 [J], 焦淑珍;刘雅莉;娄倩;姜玲5.彩色马铃薯二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的克隆及生物信息学分析 [J], 肖继坪;王琼;郭华春因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
不同抽薹性萝卜遗传多样性的SSR分子标记分析
不同抽薹性萝卜遗传多样性的SSR分子标记分析关键词:萝卜;抽薹;SSR标记;遗传多样性萝卜(RaphanuativuL.)在世界各地均有种植,其中欧美国家主要栽培小型四季萝卜,亚洲国家则主要栽培大型萝卜[1]。
萝卜是我国重要的十字花科蔬菜作物,年种植面积在120万hm2左右,位居全国各类蔬菜种植面积第3位,在蔬菜生产和供应上起到了重要作用[2]。
在生产上,萝卜比较容易发生“未熟抽薹”或“先期抽薹”現象,即萝卜肉质根在未完全膨大时就抽薹,从而降低或失去商品价值,造成经济损失。
我国拥有众多萝卜种质资源,但开始耐抽薹品种选育的研究较晚,导致日本和韩国的耐抽薹品种大量进入国内,占据主要市场。
因此,加强对耐抽薹萝卜种质资源的研究,不断培育新的种质资源,是加快耐抽薹萝卜育种进程的重要途径。
简单序列重复(impleequencerepeat,SSR)通常又称为微卫星或者STMS(equence-taggedmicroatellite),是基于PCR的分子标记,普遍分布于真核生物基因组中,具有信息含量高、稳定性好、多态性高、操作和分析简单等优点,现被广泛用于蔬菜种质资源遗传多样性分析[3]及种质资源鉴定[4]等研究。
近几年以萝卜为材料利用SSR标记进行的研究,主要包括图谱构建[5-7]、基因组学[8]、转录组学[9]、表观遗传学[10]、纯度鉴定[11-12]、育性鉴定[13]和肉质根色[14]等方面。
本研究对57份不同抽薹性萝卜材料进行SSR分析,旨在从分子水平上研究各材料遗传背景和亲缘关系,为选育耐抽薹萝卜品种提供理论依据,以期实现分子标记辅助育种。
1材料与方法1.1材料1.2方法1.2.1DNA提取2022年2月26日,在蔬菜种质与品种创新四川省重点实验室进行萝卜穴盘育苗,待幼苗长至3张真叶时采嫩叶,用天根生化科技(北京)有限公司生产的高效植物基因组DNA提取试剂盒提取基因组DNA,微量分光光度计(NanoDrop2000)检测DNA浓度和质量,将DNA浓度调至10ng/μL,-20℃冰箱(海尔医用低温保存箱)保存备用。
不同基因型胡萝卜品质比较研究
润, 保证发芽迅速 , 出苗整齐 。为 了防治地 下害虫 , 播种 时将炒 熟的谷子或细沙 土拌 2 0 的 甲基异硫磷 、 5倍 辛硫
北 方 园 艺 2 o )3 4 o ( :~ 5 l 74
・ 研究简 报 ・
不 同基 因型胡萝 卜 品质 比较研 究
王 华 森 ,于 超 ,符 庆 功
( 江 林学 院 农 业与 食 品科 学学 院 , 江 杭 州 310 ) 浙 浙 130
摘
要: 选用从 国内外引进 的 1 个不 同基 因型秋种 胡萝 卜品种 , 9 收获后从植物 学性状 、 品质
13 筛选 标 准 .
前国内外市 场上 比较 畅销 的 1 品种进 行鉴 定筛 选 , 9个 以期 为加工 品种选择与培育高品质胡 萝 卜 提供依据 。
13 1 植 物学综 合 性状 肉质根 长 2 m 左 右 、 .. 0c 无绿
肩, 单根重 20g左 右 , 0 根形 圆锥 或 圆柱形 , 外皮 橘红或
参、 新红胡萝 卜 七 寸 参王 、 顶八 寸红 、 、 小 神禾 速生 和新
Hale Waihona Puke 通 讯作 者 : 庆 功( 9 5) 男 , 士 , 师 , 从 事蔬 菜 生理 教 学 与 符 17 , 硕 讲 现
科 研 工作 。E malfig o g 6 .OI - i qn g n @1 3 CF 。 : I 收 稿 日期 :0 9 l —2 20 - 2 5
133 营养品质标 准 ..
含量 高。
不同肉质颜色萝卜ANS 基因表达差异分析
河南农业科学,2019,48(12):98-102Journal of Henan Agricultural Sciencesdoi :10.15933/ki.1004-3268.2019.12.014收稿日期:2019-08-10基金项目:重庆市科委基础与前沿研究项目(cstc2016jcyjA0136);重庆市科委社会民生项目(cstc2017shms -xdny80074)作者简介:刘红芳(1978-),女,甘肃武威人,讲师,硕士,主要从事萝卜病虫害防治研究㊂E -mail:lhongfang@ 通信作者:陈发波(1981-),男,四川冕宁人,教授,博士,主要从事萝卜遗传育种研究㊂E -mail:chenfabo963@不同肉质颜色萝卜ANS 基因表达差异分析刘红芳,陈发波,李文博,方㊀平(长江师范学院现代农业与生物工程学院,重庆涪陵408100)摘要:为了解不同肉质颜色萝卜ANS 基因的表达量与萝卜色素含量的关系,以16份不同肉质颜色萝卜为材料,采用荧光定量PCR 法检测cDNA 样本中的ANS 基因表达量,同时测定萝卜肉质根的色素含量,分析萝卜色素含量与ANS 基因表达量的相关关系㊂结果表明,16份不同肉质颜色萝卜间色素含量存在极显著差异(F =114.2940,P =0.0001)㊂其中,红皮红心萝卜肉质根色素含量(23.80ɢ)显著高于白皮白心萝卜色素含量(0.10ɢ);16份不同肉质颜色萝卜ANS 基因表达量也存在极显著差异(F =95.9840,P =0.0001),其中,红皮红心萝卜ANS 基因表达量最高(6.4390),白皮白心萝卜ANS 基因表达量最低(0.1268)㊂相关分析结果表明,萝卜ANS 基因表达量与萝卜色素含量的相关系数为0.83,且达到极显著水平㊂ANS 基因可能是萝卜色素合成的关键结构基因㊂关键词:萝卜;色素含量;ANS 基因;相关性中图分类号:S631.1㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1004-3268(2019)12-0098-05Differential Expression Pattern of ANS Genes in DifferentColor Radish(Raphanus sativus L.)LIU Hongfang,CHEN Fabo,LI Wenbo,FANG Ping(Modern Agriculture and Bioengineering School,Yangtze Normal University,Fuling 408100,China)Abstract :To explore the relationship between expression level of ANS gene and pigment content indifferent color radish,sixteen radish varieties with different color fleshy roots were collected as materials and their expression levels of ANS gene were detected from cDNA samples using real-time PCRtechnology,as well as their pigments content were determined.Subsequently,the relationship between expression level of ANS gene and the content of pigment was explored.The results showed that,the content of pigment(F =114.2940,P =0.0001)and expression level of ANS gene(F =95.9840,P =0.0001)were both significantly changed in different color radish respectively.Especially it was found that the content of pigment and expression level of ANS gene were both significantly higher in red radish(23.80ɢ,6.4390)than those in white radish (0.10ɢ,0.1268);In addition,the correlation analysis betweenexpression level of ANS gene and content of pigment in different color radish was conducted,and it was found that their correlation reached extremely significant level and correlation coefficient was 0.83.it was inferred that ANS gene might be one of key regulators in pigment synthesis of radish.Key words :Radish(Raphanus sativus L.);Pigment content;ANS gene;Correlation ㊀㊀萝卜(Raphanus sativus L.)属于十字花科(Bras-sicaceae)萝卜属(Raphanus )萝卜种,是我国第二大蔬菜类作物㊂除作为蔬菜食用外,有的萝卜品种还是提取天然色素的理想原料,如胭脂萝卜㊂胭脂萝卜又名红心萝卜,主产于重庆市涪陵区及邻近区县,是涪陵的第二大特产[1]㊂从胭脂萝卜中提取的萝㊀第12期刘红芳等:不同肉质颜色萝卜ANS基因表达差异分析卜红色素不仅可以作为食品添加剂,还具有抗氧化㊁抗痛风等药用功效,其应用前景广阔㊂从分子水平解析胭脂萝卜红色素合成的机制,可以为通过基因工程手段提高胭脂萝卜色素含量提供理论,对开发和利用胭脂萝卜具有重要意义㊂我国学者先后对胭脂萝卜的品种选育㊁相关性状遗传和萝卜红色素的提取等方面开展了研究㊂陶红英等[1]对胭脂萝卜根部性状进行了研究,结果表明,胭脂萝卜色素含量与其肉质根皮厚度呈正相关㊂王丽霞等[2]研究了胭脂萝卜肉质根生长中的过氧化物同工酶含量的变化规律,结果表明,过氧化物同工酶有提高萝卜产量的作用,且与萝卜花青素的形成有着密切联系㊂刘海军等[3]提出了以乙酸溶液浸提辅以超声波法来提取优质萝卜红色素的方法,进一步优化了生产中萝卜红色素的提取方法㊂花青素(Anthocyanin)是植物次级代谢的重要产物,属于天然色素中的一种,其存在形式为花色苷,在27科72属的开花植物(被子植物)中广泛存在[4]㊂花青素有许多功能,比如预防紫外线损伤㊁预防病原体和吸引昆虫传播花粉等[5]㊂花青素合成酶(Anthocyanid in synthase, ANS)最初是在玉米的A2突变体中克隆得到的,催化无色的原花色素氧化产生有色的花色素,大多数ANS基因由2个外显子和1个内含子组成,且剪切位点都一致[6]㊂SHI等[7]分析了不同颜色武当木兰花瓣中ANS基因的表达量,表明红色花瓣中其表达量是白色花瓣的26倍㊂赵志常等[8]通过对芒果ANS基因的克隆及其序列分析发现,芒果花色素苷合成代谢途径中至关重要的基因包括ANS基因,其对芒果果皮红色的形成具有重要作用㊂目前,对胭脂萝卜的研究主要集中在新品种选育㊁相关性状遗传和萝卜红色素的提取等方面,而有关萝卜颜色控制基因的研究相对较少,ANS基因是花青素生物合成途径后期非常重要的基因㊂鉴于此,分析不同肉质颜色萝卜ANS基因表达量与色素含量的相关关系,可为通过基因工程选育高色素含量萝卜品种提供依据㊂1㊀材料和方法1.1㊀供试材料供试材料为16份不同肉质颜色萝卜品种,由长江师范学院提供,材料编号及相关表型性状见表1㊂1.2㊀萝卜肉质根色素含量的测定按照陶红英等[1]的方法测定萝卜肉质根的色素含量,将新鲜的萝卜肉质根对分成2份,1份用于含水量的测定,另外1份用于色素含量的测定㊂提取胭脂萝卜肉质根汁液,在520nm下测定吸收值,制作标准曲线㊂1000g萝卜肉质根的色素含量C(ɢ)=Vˑy㊂其中,汁液容积V(mL)=1000ˑ肉质根含水量(%),汁液质量浓度y(g/mL)由标准曲线的回归方程计算㊂表1㊀16份不同肉质颜色萝卜性状Tab.1㊀The characteristics of16materials used in this study编号No.叶形Leaf shape叶色Leaf colour皮色Skin colour肉质颜色Fleshy colour 1板叶绿色白色白色2花叶(深)绿色白色白色3花叶(深)绿色白色白色4花叶(浅)绿色白色白色5板叶浅红色红色白色6花叶(深)浅红色红色白色7花叶(深)花红色红色白色8花叶(深)绿色绿色花心9花叶(深)花红色红色花心10板叶红色红色花心11花叶(深)花红色红色花心12花叶红色红色红心13花叶(深)浅红色红色花心14花叶深红色红色红心15板叶花红色红色花心16花叶(深)花红色红色花心1.3㊀萝卜ANS基因表达量的测定1.3.1㊀萝卜肉质根总RNA的提取㊀采用柱式植物总RNA抽提纯化试剂盒SK8661提取萝卜肉质根总RNA,试剂盒由上海生工生物工程有限公司提供㊂1.3.2㊀反转录cDNA㊀使用第1链cDNA合成试剂盒,反转录合成ANS基因第1链cDNA㊂在0.2mL PCR管中加入总RNA5L㊁随机引物p(dN)6 (0.2g/L)1L和无RNA酶ddH2O5L,放入70ħ温度下水浴5min后,转入到0ħ下冰浴10s㊂然后加入反应缓冲液4.0L㊁10mmol/L脱氧核糖核苷三磷酸混合液2.0L㊁20U/L核糖核酸酶抑制剂1.0L和10U/L逆转录酶2.0L㊂于37ħ温度下水浴5min,再在42ħ下水浴60min,最后70ħ水浴10min终止反应㊂1.3.3㊀荧光定量PCR检测㊀管家基因引物序: actin-F:5ᶄ-TATGAGCAAAGAGATCACAGCACT-3ᶄ; actin-R:5ᶄ-TGAGGGAAGCAAGAATGGAA-3ᶄ,目的基因引物序列:ANS-F:5ᶄ-TACATTGAAGCGACGAG-TGAGT-3ᶄ;ANS-R:5ᶄ-AGGGC-ATTTCGGGTAATA-GTT-3ᶄ,引物由上海生工生物有限公司合成㊂将已合成的cDNA样品作8倍稀释处理后作为模板上机检测㊂反应混合液见表2,在ABI Stepone plus型荧光定量PCR仪中进行反应,反应程序:95ħ预变性99河南农业科学第48卷表2㊀荧光定量PCR反应混合液Tab.2㊀Reaction mixture of fluorescence quantitative PCR 成分Reaction component浓度Concentration体积/μLVolume Master Mix2ˑ10引物F Primer F10μmol/L1引物R Primer R10μmol/L1 ddH2O7 cDNA1合计Total20 120s,95ħ变性10s,60ħ退火40s,40个循环㊂1.4㊀数据处理采用2-ΔΔCt法对萝卜ANS基因含量进行相对定量分析,采用DPS软件和Excel2010软件进行相关图表的制作㊁方差分析和相关性分析㊂2㊀结果与分析2.1㊀不同萝卜品种色素含量分析对16份不同肉质颜色萝卜色素含量进行方差分析(表3),结果表明,16份萝卜色素含量存在极显著差异(F=114.2940,P=0.0001)㊂图1显示, 14号萝卜色素含量最高,为25.43ɢ,15号和16号萝卜次之,色素含量分别为23.48ɢ和22.58ɢ,而2号㊁3号和4号萝卜几乎不含色素㊂表3㊀16份萝卜色素含量方差分析Tab.3㊀Variance analysis of pigment content in16types of radish变异来源Source of variation SS df MS F P 区组间Block㊀㊀ 5.80992 2.9050 1.41000.2598处理间Treatment3531.657615235.4438114.2940∗∗0.0001误差Error61.799630 2.06总变异Total3599.267247㊀注:∗∗表示在0.01水平差异显著,下同㊂㊀Note:∗∗indicate significance at the0.01level,the same below.不同字母表示在0.05水平差异显著,下同Different letters indicate significance at the0.05level,the same below图1㊀16份不同类型萝卜色素含量Fig.1㊀Pigment content in16different types of radish㊀㊀根据表1中肉质根皮色及肉质颜色,将16份不同肉质颜色萝卜分为5种类型,即白皮白心㊁红皮白心㊁绿皮花心㊁红皮花心和红皮红心㊂对5种类型萝卜色素含量进行方差分析(表4),结果表明,5种类型萝卜色素含量存在极显著差异(F=255.9250,P=0.0001)㊂图2显示,红皮红心萝卜色素含量最高,为23.80ɢ,红皮花心萝卜次之,色素含量为7.00ɢ,白皮白心萝卜色素含量最低,仅为0.10ɢ㊂红皮红心萝卜色素含量显著高于其他类型萝卜㊂表4㊀5种类型萝卜色素含量方差分析Tab.4㊀Variance analysis of pigment content in five types of radish变异来源Source of variation SS df MS F P 区组间Block㊀㊀ 4.45672 2.2283 2.11100.1836处理间Treatment1080.84794270.2120255.9250∗∗0.0001误差Error8.44668 1.0558总变异Total1093.751114001㊀第12期刘红芳等:不同肉质颜色萝卜ANS基因表达差异分析A:白皮白心;B:红皮白心;C:绿皮花心;D:红皮花心;E:红皮红心,图4同A:Radish with white skin and fleshy root;B:Radish with red skin and white fleshy root;C:Radish with green skin and pinky fleshy root;D:Radish with red skin and pinky fleshy root; E:Radish with red skin and fleshy root.The same as Fig.4图2㊀不同肉质颜色萝卜色素含量Fig.2㊀Pigment content of radish withdifferent fleshy colour 2.2㊀不同萝卜品种ANS基因表达量分析对16份不同肉质颜色萝卜ANS基因表达量进行方差分析(表5),结果表明,16份不同肉质颜色萝卜间ANS基因表达量存在极显著差异(F= 95.9840,P=0.0001)㊂图3显示,14号萝卜ANS 基因表达量最高,为9.1730,其次为16号萝卜(7.1439),2号㊁3号和4号萝卜ANS基因表达量最低,分别为0.1429㊁0.1093和0.0909㊂对5种类型萝卜ANS基因表达量进行方差分析(表6),结果表明,5种类型萝卜间的ANS基因表达量存在极显著差异(F=137.9950,P=0.001)㊂图4显示,红皮红心萝卜的ANS基因表达量最高(6.4390),其次为红皮花心萝卜(1.3030)㊁绿皮花心萝卜(1.2390)㊁红皮白心萝卜(0.7090)和白皮白心萝卜(0.1268),红皮红心萝卜的ANS基因表达量显著高于其他类型萝卜㊂表5㊀16份萝卜ANS基因表达量方差分析Tab.5㊀Variance analysis of ANS gene expression level in16types of radish变异来源Source of variation SS df MS F P 区组间Block0.141220.07060.32800.7229处理间Treatment309.91201520.660895.9840∗∗0.0001误差Error 6.4576300.2153总变异Total316.510847图3㊀16份不同类型萝卜ANS基因表达量Fig.3㊀The expression level of ANS gene in16different types of radish表6㊀5种类型萝卜ANS基因表达量方差分析Tab.6㊀Variance analysis of ANS gene expression level in five types of radish变异来源Source of variation SS df MS F P 区组间Block 2.53232 1.2661 1.66400.2487处理间Treatment419.97454104.9936137.9950∗∗0.0001误差Error 6.086880.7609总变异Total428.593614101河南农业科学第48卷图4㊀5种类型肉质根中ANS基因表达量Fig.4㊀The expression level of ANS gene of five radishieswith different fleshy roots2.3㊀ANS基因表达量与萝卜色素含量的相关性分析利用DPS软件对萝卜ANS基因表达量与萝卜色素含量进行相关性分析,结果表明,萝卜ANS基因表达量与萝卜色素含量相关系数为0.83,且达到极显著水平,说明萝卜ANS基因与萝卜色素含量密切相关㊂3㊀结论与讨论天然色素与人工合成色素相比有许多突出优点,比如安全性高㊁低毒副作用㊁毒理学评价不高等[7]㊂花青素是重要的天然色素,其应用广泛㊂而ANS基因在花青素生物合成途径的后期起着重要作用,它能够依赖2-酮戊二酸离子和二价铁离子将无色的花青素催化成显色的花青素[8-11],这使ANS基因与花青素生物合成关系方面的研究成为近年来科学研究的热点㊂冯文亭[12]对红早酥梨花色素苷合成相关基因进行克隆及功能研究,结果表明,ANS基因是花色素苷生物合成重要的结构基因㊂王雪等[13]通过对苹果梨果皮花色素苷合成相关基因PyANS的克隆与表达进行分析,认为PyANS基因对果实花色素苷积累有一定的促进作用㊂孙梓健[14]研究发现,不同叶色根用芥菜中ANS基因的表达量与花青素的积累有密切关系,ANS基因在红叶芥叶片中的表达量要比绿叶芥叶片中的高㊂胭脂萝卜是提取天然色素的理想材料,但对其色素合成的分子机制研究报道相对较少㊂本研究结果表明,16份不同类型萝卜间肉质根ANS基因的表达量和色素含量均存在极显著差异,且红皮红心萝卜的ANS基因表达量和色素含量均显著高于其他类型萝卜㊂相关性分析,不同类型萝卜ANS基因表达量与色素含量呈极显著正相关,且相关系数较大(0.83),表明ANS基因可在萝卜色素生物合成中扮演重要角色,在接下来的研究中可以重点克隆胭脂萝卜ANS基因,并开展其分子作用机制研究,进而通过转基因手段提高萝卜色素的产量㊂参考文献:[1]㊀陶红英,吕发生,谭革新,等.红心萝卜肉质根性状间的关系[J].西南农业学报,2012,25(2):605-608. [2]㊀王丽霞,王林松,孙向东,等.心里美萝卜营养生长期肉质根过氧化物酶同工酶谱及组化分析[J].中国生物化学与分子生物学报,2009,25(1):65-71. [3]㊀刘海军,孙井坤.萝卜红色素的提取工艺研究[J].黑龙江八一农垦大学学报,2014,26(1):55-58. [4]㊀LIM S H,SONG J H,KIM D H,et al.Activation of antho-cyanin biosynthesis by expression of the radish r2r3-mybtranscription factor gene rsmyb1[J].Plant Cell Reports,2016,35(3):641-653.[5]㊀WANG Z,WEI P,HE C,et al.Blueberry anthocyanin-enriched extracts attenuate fine particulate matter(pm2.5)-induced cardiovascular dysfunction[J].Journal of Agricul-tural&Food Chemistry,2017,65(1):87-94.[6]㊀YE J B,XU F,WANG G Y,et al.Molecular cloning andcharacterization of an anthocyanidin synthase gene inPrunus persica(L.)[J].Notulae Botanicae Horti Agrobo-tanici Cluj-Napoca,2017,45(1):1842-4309. [7]㊀SHI Q Q,ZHOU L,LI K,et al.Transcriptional regulationinvolved in anthocyanin biosynthesis in plants[J].ForestResearch,2015,35(8):42-50.[8]㊀赵志常,陈亚渊,高爱平,等.芒果ANS基因的克隆及其序列分析[J].华北农学报,2014,29(S):6-9. [9]㊀ZHANG J,HAN Z Y,TIAN J,et al.The expression levelof anthocyanidin synthase determines the anthocyanin con-tent of crabapple(Malus sp.)petals[J].Acta Physiologi-ae Plantarum,2015,37(6):109.[10]㊀LI P,CHEN B,ZHANG G,et al.Regulation of anthocya-nin and proanthocyanidin biosynthesis by Medicago trun-catula bHLH transcription factor MtTT8[J].New Phy-tologist,2016,210(3):905-921.[11]㊀李珍,刘金兵,习卫平,等.辣椒花青素生物合成相关基因的表达分析研究[J].华北农学报,2014,29(4):87-92.[12]㊀冯文亭.红早酥梨花色素苷合成相关基因克隆及功能分析[D].杨凌:西北农林科技大学,2014. [13]㊀王雪,曲柏宏,鹿艳新,等.苹果梨果皮花色素苷合成相关基因PyANS的克隆与表达分析[J].北方园艺,2016(5):108-112.[14]㊀孙梓健.红叶芥花青素合成途径结构基因的克隆及表达分析[D].重庆:西南大学,2014:3-6.201。
萝卜主要性状遗传规律的研究进展
究发 现椭 圆形 × 圆形 , 现椭 圆形 ;椭 圆形× 椭 F表 长 圆柱 形 。 F 表现偏 长 圆柱形 , 正反 交结 果相 同 。 且 所 以认 为 萝 卜肉质根 长 、 根粗 2个 性状 均 为不 完 全显
粉 红 或淡 紫 皮 , F 出现 分 离 ; 绿皮 与 红皮 正 反 交 , , F
李鸿渐等翻 3 个 杂 对 4
基 因对 控 制 , 为 2对连 锁 基 因控 制 时 , 受 到 细 若 还 胞质 基 因组 可能 主要 是 质体基 因组 的互作 , 表现 出 明显 的偏 母 遗传 现象 : 红皮似 由 3对 独立 遗 传 的基
因控制 , 3对 基 因还 有 相 互作 用 , 中 1 可 能 这 其 对
性 , 型介 于 双亲 之 问 。李鸿 渐等 [ F株 2 1 , 叶数 认为 在
和 叶 片 大 小相 似 的情 况 下 , 直立 型适 于密 植 ; 从 但 生态 型来 说 , 平展 型具 有 较强 的耐 寒性 。
料 ,采用 植 物数 量 性状 主基 因+ 基 因混 合遗 传 模 多 型多 世 代 联 合 分析 方法 ,分 析 了萝 卜干 物质 量 和
色 、 色、 色 、 粉 绿 黄绿 色 、 黄色 、 白色 、 黑色 等 , 有些 品 种 出土 部分 的皮色 与入 土部 分不 同。何 启伟 等闻 以 不 同皮 色萝 卜 试材 , 行杂 交 , 为 进 并对 F 、 色表 , 皮 F 现 进行 观察 ,发 现 白皮 与绿 皮 正反 交 , F 都表 现淡 绿 皮 ,: F 出现分 离 ; 白皮与 红皮 正反 交 , , F 都表 现 为
长 根形 × 根 形 , 肉质 根 产 量 的超 亲优 势 最 为 粗 F代
明显 。
① 肉质根形状
萝卜春化响应相关基因鉴定及表达模式分析
&;!K萝卜开花相关基因鉴定
BV9的表达!从而促使植物在春季的有利条件下 以拟南芥开花基因&'' 蛋白序列为种子序列!
抽薹开花 , &( )&"'
通过iPON[_工具全基因组搜索萝卜基因组(筛
在实际生产中!十字花科蔬菜过早抽薹可导 选的候选序列比对至NR:NN?_a9[数据库!鉴定
致严重问题!降低其产量和经济价值, 因此!开 目标序列" 匹配度大于<$L 且D?`FGVWk& f
及 等开花 数据来源 0PHD03M# B@"BV?^MJ0PHV?964 @#
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促进因子的表达强度!精确调节下游花序分生组 从芸薹属基因组数据库"*++,$--5]F>>=6F^5/
织和花器官特异基因的表达!从而确定抽薹开花 62#下载萝卜全基因组序列及其注释文件"aF,>Fp
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萝卜春化响应相关基因鉴定及表达模式分析
陈国户& 李K 广& 温宏伟& 尹K 倩& 吴思文& 王K 英& 刘雪晴& 赵龙龙& UYOT OB]F>3?
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减少光周期信号和其他调控途径对这些基因的 线工具进行U3H+HD2636GH,W^=FHBZW2W>F2^ ZW?
植物二氢黄酮醇4-还原酶的生物信息学分析
植物二氢黄酮醇4-还原酶的生物信息学分析郝爱平【摘要】二氢黄酮醇4-还原酶( DFR)是黄酮类化合物合成途径中的重要酶之一。
利用NCBI数据库中已经注册的植物DFR基因核酸以及氨基酸序列,以拟南芥DFR为主,对其组成成分、疏水性/亲水性、蛋白质的二级结构以及三级结构等方面进行分析及预测,结果表明:拟南芥等植物DFR不具有明显的疏水或亲水区域;主要构件为α-螺旋和不规则卷曲;植物DFR在高级结构、活性位点等方面具有较高的保守性。
【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P30-33,34)【关键词】二氢黄酮醇4-还原酶;生物信息学;黄酮类合成【作者】郝爱平【作者单位】牡丹江师范学院生命科学与技术学院,黑龙江牡丹江157012【正文语种】中文【中图分类】Q554随着人们生活水平的提高,对花卉的需求量也越来越大,花卉市场有着越来越广阔的发展前景。
花色和果色是植物的重要遗传性,决定花卉和果实的商品性和价值性[1]。
花卉的品种和色泽是育种中最为关键的因素,传统的育种技术选育稀有花色品种的难度很大,不断成熟的基因工程育种为花卉新品种的选育开辟了一条有效的途径[2]。
二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)是花青素合成过程中的关键酶,决定植物的颜色、叶色和果色。
本研究运用生物信息学的方法,以拟南芥DFR为重点,对葡萄、小麦、玉米、大豆等植物的DFR基因及其推导的氨基酸序列的组成、理化性质、结构特征及功能等方面进行预测和分析,以期为今后进一步深入开展该酶的相关研究提供理论依据。
1.1 材料数据资料来源于National Center for Biotechnology Information(NCBI)核酸及蛋白质数据库中已注册的植物二氢黄酮醇 4-还原酶的核酸序列及其对应的氨基酸序列:葡萄(XP_002281858.1)、拟南芥(NP_199094.1)、玉米(NP_001152467.1)、小麦(CAW59975.1)、大豆(NP_001238612.1)。
葡萄等植物DFR基因家族生物信息学分析_化文平
1.1 数 据 来 源 本研究的核酸数据来源于 NCBI数据库。
1.2 分 析 方 法 依 据 DNAstar 软 件 及 http://www.ncbi.
nlm.nih.gov/、http:// www.ebi.ac.uk/、ht- tp://www.cbs.dtu.dk/、http://cn.expasy. org/等 网 站 提 供 的 各 类 生 物 信 息 学 软 件 进 行 在 线 分析。核酸及氨 基 酸 序 列 的 组 成 成 分 分 析、理 化 性 质 分 析、开 放 阅 读 框 (Open reading frame, ORF)的 查 找 和 翻 译 利 用 DNAstar软 件 及 Prot- Param、pI/MV、ORF Finder在 线 工 具 上 进 行;核 酸及氨基酸序列的同源性比对和多序列比对利用 Blast和 Clustal W 在 线 工 具 完 成;蛋 白 质 亲 水
37.48 属于稳定蛋白
37.28 属于稳定蛋白
38.22 属于稳定蛋白
33.70 属于稳定蛋白
34.70 属于稳定蛋白
33.77 属于稳定蛋白
40.89 属于稳定蛋白
37定蛋白
37.83 属于稳定蛋白
36.47 属于稳定蛋白
37.87 属于稳定蛋白
36.47 属于稳定蛋白
基因注册 号码
推导氨 基酸残 基 数/aa
分子量 /kDa
理论等 碱性/酸性氨基酸 极性氨基
电点 pI
比 例/%
酸 比 例/%
疏水性氨 基酸比例
/%
蛋白质不稳 定 性 指 数/%
葡萄
DFR1 Y11749 337 37.7 6.104 11.86 12.46 22.25 DFR2 AY780886 337 37.6 6.434 10.98 12.46 24.92
萝卜几个主要植物学性状的遗传
萝卜几个主要植物学性状的遗传
张丽
【期刊名称】《中国蔬菜》
【年(卷),期】2006(000)010
【摘要】以5个植物学性状不同的萝卜品种为试材,研究了叶形态及根形态的遗传表现.结果表明,萝卜叶型受细胞核内1对基因控制,板叶对花叶为显性;红叶柄对绿叶柄为不完全显性,同时紫红肉基因也会对叶柄色的遗传产生影响;萝卜肉质根长、根粗两个性状均为不完全显性,属细胞核遗传,不受细胞质的影响;绿皮紫红肉的心里美与绿皮或白皮萝卜品种杂交时,皮色表现紫红或浅紫红色,说明紫红肉基因在杂交过程中对皮色也产生了影响,其遗传规律比较复杂;萝卜肉质色的遗传表现为肉质白色×绿色,F1肉质淡绿色;肉质紫红色×白色,F1表现为白肉紫红心.
【总页数】3页(P10-12)
【作者】张丽
【作者单位】北京市农林科学院蔬菜研究中心,100097
【正文语种】中文
【中图分类】S6
【相关文献】
1.苦瓜主要植物学性状的遗传分析 [J], 刘政国;王先裕;刘志敏;肖喜祝
2.龙榛几个主要数量性状的遗传力与遗传增益研究 [J], 龙作义;逄宏扬;李雪;李红莉
3.雄性不育胡萝卜遗传特性及主要经济性状遗传规律的研究 [J], 陈源闽;王勇;张艳萍;王永;李敬起;廉勇;赵彦;张颖力
4.烤烟几个重要植物学性状的遗传分析 [J], 张兴伟;王志德;任民;刘艳华;牟建民
5.番茄种质资源主要植物学性状的遗传多样性及相关性 [J], 李云洲;闫见敏;须文;王勇;梁燕
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观赏植物DFR基因的研究进展
观赏植物DFR基因的研究进展作者:符红艳于晓英廖祯妮来源:《天津农业科学》2012年第06期摘要:从二氢黄酮醇4-还原酶基因结构、基因的进化、基因的表达特性及其在基因工程方面的研究进展进行了概述和总结。
关键词:DFR;基因结构;表达特性;基因进化;基因工程中图分类号:S188 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2012.06.0041 DFR基因在观赏植物的呈色及花色素苷合成途径中的作用色彩是观赏植物表现出来的一个重要特性,花、叶、果实等这些观赏器官的颜色都决定着观赏植物的观赏价值和商业价值。
在高等植物中,花色和果色主要由类黄酮、类胡萝卜素和甜菜色素三大色素所决定[1]。
而类黄酮中的花色素苷则是影响花色的主要色素,赋予花和果实除绿色之外的其他颜色,如红色、粉红色、紫罗兰色和蓝色等,特定条件下还出现黑色[2]。
二氢黄酮醇4-还原酶(Dihydroflavonol 4-Reductase,DFR)在不同花色形成过程中发挥了关键作用,它是把二氢黄酮醇转变为花色素反应的第一个酶[3]。
类黄酮类色素的生物合成已经较为清楚[3-4](图1)。
由苯丙氨酸到花青素的合成可以分为3个阶段:第一阶段由苯丙氨酸到香豆酰CoA,这是许多次生代谢都共有的;第二阶段是由香豆酰CoA到二氢黄酮醇,这是类黄酮代谢的关键反应,它合成花青素和其它黄酮物质;第三阶段是各种花色素苷的合成。
在花色素苷合成的途径中,DFR对花色素苷的最终形成起决定性作用。
DFR是花色素苷生物合成中的关键性最初是在紫罗兰的一个突变体中发现的[5]。
其反应需要NADPH参与。
DFR依赖DHK、DHQ和DHM 3种底物,它们在结构上非常相似,只在B苯环上的轻基数目上不同。
DFR能利用这3种底物,是因为F3′H和F3′5′H两种轻化酶的活性。
F3′H能使DHK 转化成DHQ。
F3′5′H则可以让DHK转化为DHM,还可以使DHQ转化为DHM[6]。
差异表达基因筛选方法
差异表达基因筛选方法基因表达在不同的生理状态、疾病状态或者发育阶段等会有差异,那怎么把这些差异表达的基因找出来呢?一种常见的方法是倍数变化法。
简单说呀,就是比较两组样本中基因表达量的倍数关系。
比如说,一组是健康组织,一组是患病组织。
如果某个基因在患病组织中的表达量是健康组织的2倍或者更多,或者只有健康组织的一半甚至更少,那这个基因就很可能是差异表达基因啦。
就像在两个不同的班级里比较成绩,一个学生在这个班的成绩比另一个班高好多或者低好多,那这个学生就比较特殊嘛。
不过这种方法也有小缺点哦,有时候测量的误差可能会导致误判。
还有t检验法。
这个就有点像在比较两个东西是不是真的有很大不同。
通过计算基因在两组样本中的表达数据的t值,再根据一定的概率标准(通常是p值小于0.05)来判断这个基因是不是差异表达的。
这就好比是在判断两个人是不是真的有很大差别,得有个标准来衡量。
但是呢,t检验假设数据是符合正态分布的,如果数据不符合这个假设,结果可能就不太准啦。
另外,方差分析(ANOVA)也能用来筛选差异表达基因。
当我们有多个组要比较的时候,方差分析就大显身手了。
它可以同时分析多个组之间基因表达量的差异。
就像有好几个不同类型的班级,我们想知道某个学生的成绩在这些班级里是不是有特别的表现。
不过方差分析也比较复杂,不太好理解。
现在还有一些基于高通量测序数据的专门软件和算法,像DESeq2、edgeR等。
这些就像是专门的小助手。
它们综合考虑了测序深度、基因长度等多种因素,能够更准确地找出差异表达基因。
这就好比是有个超级智能的小管家,把各种复杂的情况都考虑进去,然后准确地告诉你哪些基因是不一样的。
分光光度法在胡萝卜不同颜色肉质根品种生育期内天然活性物质含量变化研究中的运用
化趋势,含量峰值153.14mg出现在7月下旬。整体来 看,4类胡萝卜品种的β-胡萝卜素含量均值分别为 95.82mg、139.58mg、19.47mg和113.61mg,品种C的 含量最低,其余3类品种的含量大体保持一致。在5% 与1%水平下,品种D与其余3类品种的差异均较为显 著。 2.1.2 木质部不同部位
·26· 试 验 研 究
中国农业文摘·农业工程 2021年第4期
分光光度法在胡萝卜不同颜色肉质根品种生育期内 天然活性物质含量变化研究院,新疆石河子 832000)
摘要:胡萝卜中的天然活性物质含量较高,其中的类胡萝卜素可发挥免疫、抗癌、抗氧化等作用,叶绿素有 助于补充人体血红蛋白、抑制细菌、促进消化、提升抗病力,花青素具有抗氧化、抑制肿瘤细胞生长等功 能。本文选取4类肉质根颜色分别为深红、紫、黄、鲜红色的胡萝卜品种作为研究对象,采用分光光度法针 对样本在各生育期内的β-胡萝卜素、叶绿素a和b、花青素含量变化进行测定。研究结果表明,在胡萝卜种 植后的第3-4个月期间,其β-胡萝卜素含量到达峰值,此时可优先选其韧皮部、上部提取β-胡萝卜素;在 胡萝卜生长的第45d、第110d将出现两个高峰,此时其叶绿素含量达到峰值;花青素含量则主要与胡萝卜的 肉质根颜色存在关联,肉质根颜色越深,则其花青素含量越高。 关键词:胡萝卜;肉质根;活性物质;分光光度法
3种不同皮色萝卜种质染色体核型分析
基因组学与应用生物学,2009年,第28卷,第6期,第1141-1145页Genomics and Applied Biology,2009,Vol.28,No.6,1141-1145研究报告Research Report3种不同皮色萝卜种质染色体核型分析沙玉辉1刘莉2王康1龚义勤1Le Cong Thanh 1张翠萍1柳李旺1*1南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,农业部南方蔬菜遗传改良重点开放实验室,南京,210095;2中国种子集团公司,北京,100045*通讯作者,nauliulw@;nauliulw@摘要本研究采用根尖压片法,对3种不同肉质根皮色的萝卜种质进行染色体数目和核型分析,以获得准确的细胞遗传学信息。
研究结果表明,Nau-dqp08,Nau-txbyw07和Nau-chhong108这3种不同皮色萝卜的染色体数目均为18,核型公式分别为2n =2×=18=14m +4sm ,2n =2×=18=18m 和2n =2×=18=16m +2sm ,且核型都属于1A 型;核不对称系数分别为59.48%、55.39%与58.08%;核型不对称性大小为Nau-dqp08>Nau-chhong108>Nau-txbyw07,其中Nau-txbyw07核型较为原始。
本研究结果可为萝卜种质鉴定、遗传变异和亲缘关系分析提供细胞学依据。
关键词萝卜,染色体,核型分析Karyotype Analysis of Three Types of Radish Germplasms with Different Tap-root Skin ColorsSha Yuhui 1LiuLi 2WangKang 1GongYiqin 1Le CongThanh 1ZhangCuiping 1LiuLiwang 1*1National Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement,Nanjing Agricultural University,Key Laboratory of Southern Vegetable Crop Genetic Improvement,Ministry of Agriculture,Nanjing,210095;2China National Seed Group Corp.,Beijing,100045*Corresponding author,nauliulw@;nauliulw@ DOI:10.3969/gab.028.001141Abstract In this research,we have analyzed the karyotype and chromosome number of three types of different tap-root skin color radish germplasms by using root-tip squashing method in order to obtain precise cyto-genetic data of radish.The results showed that chromosome number of Nau-dqp08,Nau-txbyw07and Nau-chhong108were all 18,and their karyotype formulas were 2n =2×=18=14m +4sm,2n =2×=18=18m and 2n =2×=18=16m +2sm,respectively,all of which belonging to “1A ”according to Stebbins classification of karyotypic asymmetry,and karyotype asym-metry index of which were 59.48%,55.39%and 58.09%,respectively.Karyotype asymmetries ranked in the increas-ing order was Nau-dqp08>Nau-chhong108>Nau-txbyw07,and the karyotype of Nau-txbyw07was more primitive a-mong the total.The results of these experiments should be provided cytological information for radish germplasm i-dentification,genetic variation and analysis of genetic relationship in radish.Keywords Radish (Raphanus sativus L.),Chromosome,Karyotype /doi/10.3969/gab.028.001141基金项目:本研究由国家科技支撑计划课题(2008BADB1B03)、863计划(2008AA10Z150)和江苏省农业种质资源基因库项目[sx (2008)g09]共同资助萝卜(Raphanus sativus L.)是一种十字花科(Bras-sicaceae)萝卜属(Raphanus )中重要的一、二年生蔬菜作物,广泛种植于我国以及东南亚地区,深受消费者喜爱。
红色和橙黄色果肉西瓜番茄红素和β–胡萝卜素代谢基因的表达分析
园艺学报,2016,43 (5):918–926.Acta Horticulturae Sinica 918doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0929;http://www. ahs. ac. cn 红色和橙黄色果肉西瓜番茄红素和β–胡萝卜素代谢基因的表达分析王楠,刘识,朱子成,王学征,栾非时*(东北农业大学园艺学院,农业部东北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室,哈尔滨 150030)摘 要:以橙黄色果肉西瓜‘WM-Clr-2’及红色果肉西瓜‘PI 179881’为试材,采用HPLC法分析其番茄红素及β–胡萝卜素在7个发育时期的积累情况,同时采用qRT-PCR技术分析番茄红素和β–胡萝卜素代谢途径中8个关键酶基因(PSY1、PSY2、PDS、ZDS、CRTISO、LCYB、NCED1和NCED7)的表达量。
结果显示,随着果实的发育,番茄红素和β–胡萝卜素含量均不断增加,且在同一时期,红色果肉‘PI 179881’中的含量始终大于‘WM-Clr-2’。
qRT-PCR结果显示PSY1在‘PI 179881’中的表达量高于‘WM-Clr-2’,LCYB和NCED1在‘WM-Clr-2’中的表达量高于红色果肉‘PI 179881’。
分析番茄红素及β–胡萝卜素的积累规律与相关基因表达规律说明PSY1的大幅上调表达,LCYB的下调表达及NCED1的低表达可能是红色果肉‘PI 179881’中番茄红素和β–胡萝卜素大量积累的主要原因。
PSY1的低表达水平,LCYB和NCED1的高表达水平可能是橙黄色果肉‘WM-Clr-2’中番茄红素及β–胡萝卜素积累量少的主要原因。
关键词:西瓜;番茄红素;β–胡萝卜素;果实发育;基因表达中图分类号:S 651 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2016)05-0918-09 Expression Analysis of Lycopene and β-carotene Related Genes in Red and Orange-yellow Fleshed Watermelon FruitsWANG Nan,LIU Shi,ZHU Zi-cheng,WANG Xue-zheng,and LUAN Fei-shi*(Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticulture Crops Northeast Region Ministry of Agriculture,Horticulture College,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)Abstract:Two different fleshed watermelon cultivars,orange-yellow fleshed‘WM-Clr-2’and red fleshed‘PI 179881’were used in this study. Lycopene and β-carotene accumulation were analysised using HPLC at 7 growth stages through the whole fruit-set period for totally 56 days. The relative expression of eight genes(PSY1,PSY2,PDS,ZDS,CRTISO,LCYB,NCED1,NCED7)involved in the lycopene and β-carotene biosynthesis and biodegradation were analysised by qRT-PCR. According to the results,the accumulation of both lycopene and β-carotene were higher in‘PI 179881’than in‘WM-Clr-2’at each growth stage based on the phenotype of HPLC analysis. PSY1 gene were higher expressed in‘PI 179881’than in‘WM-Clr-2’,on the contrary,NCED1 and LCYB genes showed lower expression levels in‘PI 179881’收稿日期:2016–02–18;修回日期:2016–04–14基金项目:国家自然科学基金面上项目(31272186);国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS–26–02)* 通信作者Author for correspondence(E-mail:luanfeishi@)王楠,刘识,朱子成,王学征,栾非时.红色和橙黄色果肉西瓜番茄红素和β–胡萝卜素代谢基因的表达分析.园艺学报,2016,43 (5):918–926. 919than in‘WM-Clr-2’.The analysis of lycopene and β-carotene accumulation and the transcriptional expression of eight genes confirmed that a large quality of lycopene accumulated in red-fleshed‘PI 179881’,reflecting the elevated expression of the PSY1 gene,the down-regulation of the LCYB gene and the low transcriptional levels of the NCED1 gene. The reduced transcriptional expression of PSY1 gene and the increased expression of NCED1 gene and LCYB gene were the main factors contributing to low accumulation of lycopene and β-carotene in‘WM-Clr-2’.Key words:watermelon;lycopene;β-carotene;fruit development;gene expression已报道的西瓜果肉颜色有白、浅黄、亮黄、橙黄、橙、红等,其差异是由类胡萝卜素组分及含量不同导致的(Zhao et al.,2013)。
萝卜分子生物学
萝卜分子生物学引言:萝卜(学名:Raphanus sativus)是一种常见的蔬菜,具有丰富的营养价值和药用价值。
在过去的几十年里,萝卜的分子生物学研究得到了广泛关注。
本文将从基因组、基因表达、代谢途径和抗逆性等方面介绍萝卜的分子生物学研究进展。
一、基因组研究:萝卜的基因组研究对于了解其遗传特性和基因表达调控机制具有重要意义。
研究人员通过高通量测序技术,对萝卜的基因组进行了解析。
结果发现,萝卜的基因组大小约为700兆碱基对,具有9个染色体。
同时,研究发现了一些与萝卜农艺性状相关的候选基因,如根瘤菌感染相关基因、花色素合成相关基因等。
二、基因表达研究:基因表达是生物体内基因信息转化为蛋白质的过程,对于了解生物体的功能和调控机制具有重要作用。
研究人员通过转录组学技术,对萝卜在不同生长阶段和不同环境条件下的基因表达进行了研究。
结果显示,萝卜在不同生长阶段和不同环境条件下,基因表达呈现出明显的差异。
例如,在胁迫条件下,萝卜会调控一系列抗逆相关基因的表达,以增强自身的抗逆性。
三、代谢途径研究:代谢途径是生物体内物质合成和降解的过程,对于了解生物体的营养代谢和次生代谢具有重要作用。
研究人员通过代谢组学技术,对萝卜的代谢途径进行了研究。
结果显示,萝卜具有丰富的营养成分,包括维生素C、胡萝卜素、硫化物等。
同时,研究还发现了一些与次生代谢相关的关键基因,如苦味物质合成相关基因、花色素合成相关基因等,为进一步挖掘萝卜的药用价值提供了理论基础。
四、抗逆性研究:抗逆性是生物体对外界环境变化的响应能力,对于生物体的生长发育和生存具有重要意义。
研究人员通过生理学和分子生物学技术,对萝卜的抗逆性进行了研究。
结果显示,萝卜具有较强的抗逆能力,能够在低温、干旱和盐碱胁迫等恶劣环境下生长。
进一步研究发现,萝卜的抗逆性与一系列抗逆相关基因的表达调控密切相关,如抗氧化酶基因、转录因子基因等。
结论:萝卜的分子生物学研究为了解其遗传特性、基因表达调控机制、营养代谢和抗逆性等方面提供了重要信息。
萝卜基因组主要部分获解读
萝卜基因组主要部分获解读
科技日报
【期刊名称】《中国蔬菜》
【年(卷),期】2014(000)008
【总页数】1页(P51-51)
【作者】科技日报
【作者单位】科技日报
【正文语种】中文
2014年5月18日,日本一个研究小组在新一期英国科学杂志《DNA研究》网络版上报告说,他们成功解读了萝卜基因组的主要部分。
这一发现将有助于调整萝卜的味道和颜色等,从而开发出新品种。
日本东北大学、岩手大学和上总DNA研究所的研究人员,对日本广泛销售的绿头萝卜进行了研究。
这种萝卜长叶子的一端呈淡绿色,水分多且口感甜,辣味较轻。
研究人员通过相关数据对照分析后,弄清了绿头萝卜约5.3亿个碱基对中约4亿个碱基对的序列,并发现了约6.2万个基因。
此外,研究小组还确定了绿头萝卜、樱岛萝卜等8个品种的萝卜体内决定相互差异的不同碱基序列。
研究人员说,目前开发抗病害能力强的新品种萝卜需要5~10年时间,而利用此次成果,开发速度将出现飞跃性提高,将来还有可能开发出集各种萝卜优良特征于一身的新品种。
二氢黄酮醇还原酶基因概述
8 DFR 基因的转录调控
迄今发现的花青素合成调节因子主要包括 Myb 转录因子,Myc 家族的 bHLH 转录因子和 WD40 蛋白。其中 Myb 转录因子含有保 守的 DNA 结合结构域, 每个 Myb 结构域约含 51~52 个氨基酸 残基,包含一系列高度保守的残基和间隔序列,并含有特异的 DNA 序列识别区和启动子结合区。如玉米的 C1 P1 和 P基因; bHLH 家族蛋白都有一个螺旋-环-螺旋结构区域和 4 个保守功 能区域 bHLH 转录因子可以结合到特异的 DNA 序列上。某些 bHLH 转录因子在花青素途径调控中需要与 Myb 类转录因子共同 作用,如金鱼草 Delila 基因。WD40 重复蛋白是一种螺旋蛋白, 核心区域由 40 个氨基酸残基组成,可以促进蛋白与蛋白之间的 相互作用。它发挥作用时必须与 Myb 转录因子,bHLH 转录因子 形成蛋白复合体,如拟南芥的 TTG1 编码WD40 蛋白基因。
7 DFR 结构基因的启动子
植物基因启动子是重要的顺式作用元件 ,位于结构基因 5'端上游 区,指导全酶与模板的正确结合。活化 RNA 聚合酶,决定转录的方向 和效率,直接影响基因的表达。
六倍体小麦有 3 种 DFR 基因 TaDFR-A TaDFR-B TaDFR-C 分别 位于染色体 3A,3B 和 3D上,都有 3 个内含子。在 3 种DFR 基因启 动子序列中存在 Myb 类转录因子P的结合位点,它和 G-box 的核心元 件共同调控 DFR 基因的表达,这一结构可能调控小麦 DFR 基因的组织 特异性表达,在 TaDFR-B 中有 3 个这种元件。而 TaDFR-A 和TaDFR -C 只有2个,因此 TaDFR-B 的表达量要比其他2种 DFR 基因在小麦 的子叶 根和种皮等器官中的表达量高。
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皮色
白色 白色 白色 白色 红色 红色 红色 绿色 红色 红色 红色 红色 红色 红色 红色 红色
肉质
白色 白色 白色 白色 白色 白色 白色 花心 花心 花心 花心 红心 花心 红心 花心 花心
色素含量 ( ‰)
0. 21 0. 03 0. 01 0. 01 2. 41 1. 25 2. 57 4. 53 11. 23 10. 58 8. 68 7. 26 8. 34 25. 43 23. 48 22. 58
红心萝卜别称胭脂萝卜ꎬ是十字花科萝卜属萝卜种中的 一个地方品种ꎬ在 1979 年蔬菜品种调查中确认为重庆涪陵特 产[1] ꎮ 红心萝卜具有心皮全红、色泽鲜美的特点ꎬ用以制作 泡菜、萝卜干等ꎬ口感清脆ꎮ 此外在红心萝卜中提取的红色素 不仅可以作为食品添加剂ꎬ还具有抗氧化、抗痛风等功效ꎬ其 应用前景广阔ꎮ 涪陵红心萝卜在涪陵及周边区县均有栽种ꎬ 是非常具有地方特色的蔬菜品种ꎮ 但由于人们长期以来的自 繁自种及红心萝卜与其他萝卜品种容易相互授粉ꎬ红心萝卜 的一些优良性状已逐步退化ꎬ如红心性状普遍退化ꎬ亟待人们 对其色素合成相关基因展开研究ꎬ以保护和利用这一特色农 业资源ꎮ 目前人们对于涪陵红心萝卜的研究主要集中在新品 种 选 育[1 -3] 、 相 关 性 状 关 系[4 -6] 与 萝 卜 红 色 素 的 提 取 工 艺[7 -8] 等方面ꎬ而关于基因表达量与色素含量之间的关联性 分析报告较少ꎮ 二氢黄酮醇 - 4 - 还原酶( DFR) 是植物花青 素合成途径中的关键酶ꎬ它在不同植株间具有高度的同源性ꎮ DFR 基因为保守基因[9 - 10] ꎬ其表达存在时空差异性[11] ꎬ并且 受多种因素的限制ꎬ如 GA、NaCl、光照和 UV - A 等[12 - 14] ꎮ 尽 管 DFR 基因的相关特性及其在色素合成过程中的重要作用 已逐渐为人所知ꎬ但其在红心萝卜色素合成中的作用尚不清 楚ꎮ 本研究通过分析 DFR 基因在不同肉质颜色萝卜中的表 达差异ꎬ探寻 DFR 基因与萝卜肉质根颜色形成的关系ꎬ从分
摘要:为了探明 DFR 基因的表达量与萝卜红色素含量之间的关系ꎬ以 16 个色素含量不同的萝卜品种为研究材 料ꎬ测定肉质根色素含量和 DFR 基因的表达量ꎬ并进行方差分析ꎮ 结果表明ꎬ不同类型萝卜品种间色素含量存在真实 的差异ꎬ16 个萝卜品种间色素含量变幅在 0. 01‰ ~ 25. 43‰ꎬ平均值为 7. 40‰ꎮ 采用 RT - PCR 法定量分析 DFR 基因 相对表达量ꎬ结果表明ꎬDFR 基因在 16 个品种萝卜中的表达差异达到了极显著水平ꎬDFR 基因表达量在 0. 077 9 ~ 6. 639 3 之间ꎬ平均值为 1. 574 1ꎮ 对 16 个萝卜品种的 DFR 基因表达量与色素含量进行相关分析ꎬ结果表明ꎬDFR 基 因相对表达量与色素含量之间的相关系数为 0. 89ꎬ达到了极显著水平ꎬ说明 DFR 基因的表达量越高ꎬ萝卜红色素的含 量越高ꎮ 推测 DFR 基因可能是萝卜红色素合成的关键基因ꎬ可将其作为萝卜或其他作物色素生产基因工程的候选 基因ꎮ 关键词:红心萝卜ꎻ红色素ꎻRT - PCRꎻDFR 基因ꎻ表达量ꎻ方差分析 中图分类号: S631. 101 文献标志码: A 文章编号:1002 - 1302(2019)12 - 0182 - 04
子水平解析红心萝卜红色素合成的机制ꎬ对改善红心萝卜优 良性状、提高其利用价值具有重要意义ꎬ为通过基因工程手段 提高红心萝卜的萝卜红色素含量提供理论依据ꎮ
1 材料与方法
1. 1 供试材料 试验选用 16 份来自长江师范学院的不同肉质颜色萝卜
品种ꎬ材料编号及相关表型性状见表 1ꎮ
表 1 供试萝卜材料的编号达差异分析
陈发波1ꎬ2 ꎬ 高 健1ꎬ2 ꎬ 姚启伦1ꎬ2 ꎬ 方 平1 ꎬ 向明芳3 ꎬ 梁 军1
(1. 长江师范学院生命与科学技术学院ꎬ重庆 408100ꎻ 2. 长江师范学院武陵山片区绿色发展协同创新中心ꎬ重庆 408100ꎻ 3. 重庆市涪陵区江北街道农业服务中心 / 重庆市涪陵区江北街道办事处ꎬ重庆 408000)
1. 2 试验方法 1. 2. 1 试验设计 于 2015 年 9 月至 2016 年 1 月在长江师 范学院试验地进行田间试验ꎬ采用随机区组设计ꎬ设置 2 次重 复ꎬ每个品种种植 3 行ꎬ每行 12 株ꎬ行距 50 cmꎬ株距 33 cmꎮ
编号
叶形
1 板叶 2 花叶(深) 3 花叶(深) 4 花叶(浅) 5 板叶 6 花叶(深) 7 花叶(深) 8 花叶(深) 9 花叶(深) 10 板叶 11 花叶( 深) 12 花叶 13 花叶( 深) 14 花叶 15 板叶 16 花叶( 深)
叶色
绿色 绿色 绿色 绿色 浅红色 浅红色 花红色 绿色 花红色 红色 花红色 红色 浅红色 深红色 花红色 花红色
收稿日期:2018 - 01 - 11 基金项目: 重 庆 市 科 学 技 术 委 员 会 基 础 与 前 沿 研 究 项 目 ( 编 号:
cstc2016jcyjA0136) ꎻ重庆市教育委员会科学技术研究项目( 编号: KJ1712302) ꎻ重庆市高等学校青年骨干教师资助计划ꎻ长江师范学 院青年科研人才成长支持计划ꎮ 作者简介:陈发波(1981—) ꎬ男ꎬ四川冕宁人ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事作 物遗传育种研究ꎮ E - mail:chenfabo963@ 126. comꎮ 通信作 者: 高 健ꎬ 博 士ꎬ 讲 师ꎬ 主 要 从 事 蔬 菜 分 子 生 物 学 研 究ꎮ E - mail:gaojian_genomics@ 163. comꎮ
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江苏农业科学 2019 年第 47 卷第 12 期
陈发波ꎬ高 健ꎬ姚启伦ꎬ等. 不同肉质颜色萝卜 DFR 基因表达差异分析[ J] . 江苏农业科学ꎬ2019ꎬ47(12) :182 - 185. doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2019. 12. 040