【摘 要】
:
薄皮甜瓜(Cucumis melo var.makuwa Makino)俗称“香瓜”,因其适应性较强、经济效益可观,被广泛栽植于我国大部分地区,尤其我国东北和华北地区是薄皮甜瓜的优势产区。白粉病是甜瓜设施栽培中最普遍发生的真菌性病害,可严重危害植株健康,导致果实品质变劣和大幅减产。光敏色素互作因子(Phytochrome interacting factors,PIFs)能够整合光、温等环境信号以
论文部分内容阅读
薄皮甜瓜(Cucumis melo var.makuwa Makino)俗称“香瓜”,因其适应性较强、经济效益可观,被广泛栽植于我国大部分地区,尤其我国东北和华北地区是薄皮甜瓜的优势产区。白粉病是甜瓜设施栽培中最普遍发生的真菌性病害,可严重危害植株健康,导致果实品质变劣和大幅减产。光敏色素互作因子(Phytochrome interacting factors,PIFs)能够整合光、温等环境信号以及植物体内各种激素信号,调控植物生长发育和介导植物抵御逆境胁迫。本研究从全基因组水平对甜瓜PIFs基因家族成员进行鉴定,利用生物信息学技术对PIFs成员的基因结构、保守结构域和分子特性等进行分析。利用实时荧光定量PCR技术(Quantitative real-time PCR,q PT-PCR)测定CmPIFs在红光诱导(Red light,RL)、白粉病胁迫(Powdery mildew,PM)、红光诱导后接种白粉病菌处理(RL+PM)下的表达模式。通过病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术对其在响应白粉病胁迫中的功能进行初步解析。主要研究结果如下:1.运用同源比对的方法,从甜瓜全基因组中鉴定出4个PIFs基因家族成员,依次命名为CmPIF1、CmPIF3、CmPIF4和CmPIF8。染色体定位分析推测4个成员分别定位在4号、5号、7号和11号染色体上。成员间基因序列长度分别为3903 bp~11550 bp;蛋白质分子量分别为52.5~74.6 k Da;蛋白质等电点分别为5.96~6.84。2.红光诱导显著降低染病叶片内的死细胞数量和O2·-含量,减小叶片上的白粉病斑面积,最终使发病率显著降低。利用酶联免疫法(Enzyme-linked immunoassay,ELISA)测定染病叶片内的茉莉酸(Jasmonic acid,JA)含量,发现植株受白粉病菌侵染后体内JA迅速积累,于处理后5d达到最高水平,且RL+PM处理使染病叶片内JA含量显著高于PM处理。因此,红光可能通过促进植物体内JA积累,提高薄皮甜瓜对白粉病的抗性。3.CmPIFs基因家族成员均响应红光诱导,CmPIF1和CmPIF3显著上调表达,CmPIF8显著下调表达。PM处理后染病叶片内CmPIF1、CmPIF3和CmPIF4显著上调表达,而CmPIF8显著下调表达,于处理后的第5和7d(即叶片上有明显的白色病斑出现时)达到最大。RL+PM处理后CmPIFs表达量的变化趋势与PM处理相似,但基因表达水平均低于PM处理,且CmPIF3和CmPIF8差异最明显。4.对薄皮甜瓜瞬时沉默植株(TRV:CmPIFs)和非转基因植株(TRV:00)进行RL+PM处理,发现TRV:CmPIF3植株叶片上的白粉病斑面积最小,发病程度、病情指数、死细胞数量及O2·-含量均最低,且染病叶片内的JA激素水平显著高于对照。因此,推测CmPIF3沉默可有效降低植株对白粉病的敏感性,减轻病害发生,在薄皮甜瓜抗白粉病中发挥重要作用。此外,通过酵母单杂交试验验证CmPIF3与CmLOX13可能存在互作,表明CmPIF3可能通过与CmLOX13的相互作用调控CmLOX13转录水平,从而影响植物体内JA积累,介导甜瓜对白粉病胁迫做出反应。综上,甜瓜基因组中鉴定出CmPIF1、CmPIF3、CmPIF4和CmPIF8共4个基因家族成员;红光诱导可提高薄皮甜瓜对白粉病菌的抗性,CmPIF3在此途径中发挥负调控作用;CmPIF3可能与CmLOX13互作而影响植物体内JA水平,调控薄皮甜瓜对白粉病的抗性。
其他文献
番茄(Solanum lycopersicum L.)是种植广泛的栽培作物,在经济上也起着十分重要的作用,它对一系列非生物胁迫,特别是极端温度十分敏感。低温严重影响植物的生长发育,其中光合作用是非常重要的过程。而脱落酸(ABA)是一种常用的植物激素,它调控从气孔开放到蛋白质储存的各种生理过程,并适应多种胁迫。在此,本研究以ABA缺失突变体sit及其野生型RR为试材,进行外源ABA预处理及常温(25
薄皮甜瓜(Cucumis melo var.makuwa Makino)在我国栽培历史悠久,以其甘甜爽口的品质深受消费者青睐。糖含量是薄皮甜瓜成熟时果实品质的决定因素。研究表明果实成熟过程中淀粉逐渐降解,导致可溶性糖积累,但两者之间的具体关系尚需进一步明确。因此,本试验选用蔗糖含有差异的薄皮甜瓜品种为试材,即高糖型品种‘YMR’和‘HDB’,低糖型品种‘XSM’和‘HPM’。测定果实发育过程中淀粉
肌醇半乳糖苷合成酶(galactinol synthase,Gol S)在棉子糖家族寡糖(raffinose family oligosaccharides,RFOs)的生物合成过程中起到关键性限速作用。RFOs是植物中重要的可溶性碳水化合物,包括三糖棉子糖、四糖水苏糖和五糖毛蕊花糖,具有储备碳水化合物、稳定膜结构、抵御逆境胁迫、参与渗透调节的功能。Gol S通过影响RFOs的含量参与调节植物生长
大白菜花药发育受复杂基因网络的精密调控,但是目前其发育调控机制尚不清楚。在本研究中,使用大白菜DH系‘FT’为试材,利用全转录组分析技术,对花药和Mix(四片真叶的营养体)分别进行了全转录组测序,鉴定了一系列与大白菜花药发育相关的环状RNA(circRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、mRNA和microRNA(miRNA),并建立竞争性内源RNA(ceRNA)调控网络。主要研究结果如下:
大白菜属于种子春化型蔬菜作物,适时抽薹对其育种和生产工作都至关重要,但目前大白菜的种子春化机理尚不明晰。本研究以‘FT’(大白菜双单倍体)萌发的种子为试材,一组进行25d,4℃春化处理(“Ver”),另外一组常温25℃暗培养(“Nor”)至种芽长度同Ver处理等长,继而利用第二代测序技术对以上样品全转录组进行了对比分析,发掘与大白菜种子春化相关的m RNA、lnc RNA、circ RNA和mi
射干(Iris domestica)和野鸢尾(Iris dichotoma)都是鸢尾科(Iridaceae)鸢尾属(Iris)中的多年生草本植物。两者花期均在6-8月,单花花期为一天,总体花量大、花期长。射干的花在早上6:30左右开放,野鸢尾的花在下午15:00左右开放,花期可遇,且能够获得可育的杂种后代,是研究一天内花朵开闭时间很好的试材。本试验利用射干开花早的特性,选取野鸢尾和射干为亲本进行杂
设施蔬菜在北方冬春季栽培中极易受到夜间低温的伤害,导致自身受到光合损伤,低夜温对光合作用的影响是多方面的,如引起光合电子传递变慢、光抑制和叶绿体形态的改变等。光合作用主要发生在叶绿体上,叶绿体是植物体内重要的钙库,外施钙源会使番茄叶绿体形态规则整齐,缓解低夜温对叶绿体的伤害,提高光合作用能力,但是具体的缓解机制尚不清楚。在对定位在叶绿体上的细胞外钙受体(calcium-sensing recept
随着我国设施蔬菜产业的集约化发展,土壤连作障碍也日益严重,已影响了我国设施产业的进一步发展。黄瓜是我国设施栽培的主要蔬菜作物之一,同时目前有关设施蔬菜长期连作对土壤及植株中量和微量元素的影响还不明确。为此,本试验以‘津优30’黄瓜为试验材料,研究了日光温室黄瓜2~26茬连作对土壤及植株中量和微量元素的影响,明确土壤中量和微量元素变化特点,以及黄瓜植株对中量和微量的吸收与分配特征,以期为日光温室蔬菜
红花草莓(Red-flowered strawberry)为属间杂种,其红花性状是由开红花的沼委陵菜(Potentilla palustris)与开白花的栽培草莓(Fragaria×ananassa)通过远缘杂交的方式获得的。由于红花草莓花瓣中谷胱甘肽转移酶(Glutathione S-Transferase,GST)在花青苷积累方面的作用尚不明确,本研究以课题组自育的红花草莓品种红色的‘四季红’
红花草莓是由远缘杂交(Fragaria×Potentilla)得到的一种花色鲜艳、花期长、果实可食的新型观赏花卉,与以往开白花的栽培草莓不同的是,其花色多样,有红色,深粉色,粉色等。花色是红花草莓重要的观赏性状之一,花青苷是花瓣的主要成色物质。MYB转录因子在不同植物花青苷代谢过程中具有重要作用,那MYB转录因子是如何参与红花草莓花瓣花青苷合成调控的。本研究利用红花草莓品种‘四季红’,及其他不同花