李文芳 作品数:17 被引量:98 H指数:6 供职机构: 甘肃农业大学农学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 甘肃省中青年科技研究基金 甘肃省科技重大专项计划 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 更多>>
苹果PRE6-like基因的克隆及在花青素合成中的功能分析 2024年 【目的】通过验证苹果非典型成员多效唑抗性蛋白基因(PRE6-like)的功能,探索其在花青素生物合成中的调控作用。【方法】基于俄矮2号芽变枝条果皮转录组测序结果,筛选获得花青素合成相关调节基因MdPRE6-like,对其进行生物信息学分析,克隆CDS并构建过表达载体,瞬时表达金冠苹果果实,遗传转化苹果愈伤和拟南芥进行功能验证。【结果】MdPRE6-like cDNA全长279 bp,编码92个氨基酸,相对分子质量10450.75 Da,理论等电点(pI)为6.41,含有HLH结构域,亚细胞定位预测结果为细胞核。组织特异性表达分析表明,MdPRE6-like基因在花、果皮中的表达量显著高于根和叶。瞬时表达金冠苹果表明,MdPRE6-like显著促进了金冠苹果果皮注射部位花青素的积累,并显著提高了花青素合成通路相关结构基因的表达水平。MdPRE6-like基因在苹果愈伤组织和拟南芥过表达表明,转基因苹果愈伤组织和拟南芥叶脉中的花青素含量显著高于野生型,且花青素合成通路结构基因表达水平上调。【结论】MdPRE6-like基因能够正向调控花青素的合成和积累,为后续MdPRE6-like基因参与改良苹果果实品质提供理论参考。 黄娟娟 黄亚萍 李文芳 毛娟 陈佰鸿关键词:苹果 花青素合成 苹果AQPs生物信息学分析及2个砧木AQPs对干旱胁迫的响应 2017年 为了解苹果水通道蛋白基因家族(AQPs)的生物信息学特征及苹果砧木对干旱胁迫的响应特点,对苹果AQPs进行系统进化、基因结构等生物信息学分析,并利用荧光定量PCR测定干旱胁迫下M26和山定子AQPs的表达水平。研究表明,苹果AQPs 30家族成员个可分为3个亚族,含2~7个外显子,分别定位于苹果的15条染色体上,2号、4号染色体无AQPs存在;1号、9号染色体上分别定位5个、4个基因,其余定位1~3个不等。AQPs氨基酸序列含NPA特征序列及TGINPARSI/FGAAI/VI、SGXHXNPAVT及GGGANXXXXGY保守基序;跨膜区域数量为4~7不等。轻度干旱胁迫下,M26叶片中MdPIP2;4的表达量最高,为11.029 8;根中Mdδ-TIP表达量最高,为17.148 0。山定子叶片中MdNIP4;2表达量最高(18.464 3),根中MdTIP1;3表达量最高(5.217 2)。中度干旱胁迫下,M26叶片中MdPIP2;4、MdNIP1;2和MdNIP4;1表达量分别上调34.63%、35.23%和89.42%;根中MdTIP5;1、Mdδ-TIP和Mdβ-TIP表达量分别下调46.04%、50.12%和52.48%。山定子叶片中MdNIP5;1、MdNIP6;1表达量分别上调16.8%和27.47%,MdNIP1;2下调37.73%;根中MdTIP1;3、MdTIP2;2、MdTIP5;1表达量分别上调29.92%、37.15%和70.29%。苹果AQPs基因结构和氨基酸序列具有较高的保守性。干旱胁迫下各AQPs基因在山定子和M26中的表达量存在显著差异,部分AQPs只在叶片或根部表达,存在组织差异性现象。 冉应龙 毛娟 左存武 马宗桓 李文芳 姜雪峰 马啸 锁瑞妮 苏瑞 陈佰鸿关键词:苹果 AQPS 生物信息学分析 QRT-PCR 砧木 葡萄PYL基因家族的鉴定与表达分析 被引量:13 2018年 【目的】通过分析葡萄(Vitis vinifera L.)PYL基因在非生物胁迫条件下的响应情况,丰富PYR/PYL/RCAR(Pyrabactin Resistance/Pyr1-Like/Regulatory Components of ABA Receptor)在ABA信号和启动信号转导中的功能。【方法】利用生物信息学方法,筛选葡萄中的PYL基因,并对其进行生物信息学及非生物胁迫下的响应分析。【结果】从葡萄基因组中共鉴定出6个PYL基因,Vv PYL家族无染色体偏好性,Vv PYL5无内含子结构;除Vv PYL4外均富含酸性氨基酸,该家族成员主要定位于细胞质中,并有多个保守位点。10%(ω)PEG和100μmol·L^(-1)ABA处理6 h后,Vv PYL1和Vv PYL2表达水平与对照相比差异显著,分别为对照的1.3~1.8倍。50μmol·L^(-1)ABA处理6 h后,Vv PYL1表达水平与对照差异显著,为对照的1.5倍;400 mmol·L^(-1)Na Cl、10%PEG、50μmol·L^(-1)ABA和100μmol·L^(-1)ABA处理24 h后,Vv PYL1和Vv PYL2的表达水平显著高于对照,为对照的1.2~2.2倍,400 mmol·L^(-1)Na Cl处理24 h后,Vv PYL6的表达水平显著高于对照,为对照的1.6倍。【结论】克隆得到葡萄的6个PYL基因,高度保守,分为3个亚组;能够响应不同非生物胁迫。本研究为葡萄PYL基因在逆境应答中的功能研究提供了基础。 马宗桓 陈佰鸿 李文芳 毛娟关键词:葡萄 生物信息学 实时荧光定量PCR 葡萄BRX基因家族生物信息学分析 被引量:3 2015年 BRX基因家族是一类植物特有的转录因子家族,在拟南芥中参与调节根细胞的增殖与伸长. 利用生物信息学方法对葡萄基因组中存在的BRX 基因家族进行了电子克隆,并对其进行了基因组的定位、蛋白质的结构、理化性质、二级结构及亚细胞定位的预测与分析,并对其与其它植物进化的亲缘关系进行了研究. 基因组定位结果发现:葡萄基因组中6个BRX基因集中分布在3条染色体上,其中VvBRX1和VvBRX2分布在第2条染色体上,VvBRX3和VvBRX4分布在第9条染色体上,VvBRX5和VvBRX6分布在第11条染色体上;编码蛋白的氨基酸数目为360~560个,VvBRX5 的相对分子量(61 884.4)和理论等电点(9.38)均最大,而VvBRX1 的相对分子量(40 239.1)和理论等电点(6.23)均最小. 研究显示,不同成员间氨基酸数目、氨基酸序列间存在一定的差异,但都为疏水性蛋白;α-螺旋和无规则卷曲为6个BRX氨基酸序列的主要组成部分;均不存在跨膜域及信号肽. 基因结构分析表明,6个BRX基因都含有外显子和内含子结构. 亚细胞定位分析表明:6个VvBRX基因均定位于细胞核. 系统进化分析结果表明,VvBRX1、VvBRX2基因与胡杨的亲缘关系最近,相似性达96%;VvBRX3、VvBRX4与蓖麻、麻疯树、柑橘、可可、大豆聚为一类,说明其进化关系较近;VvBRX5与其它VvBRX基因明显分开;VvBRX6基因与莲的亲缘关系最近. 试验结果为葡萄BRX 基因家族的克隆和功能分析奠定了一定的研究基础. 李文芳 陈佰鸿 毛娟 马宗桓 杨世茂关键词:葡萄 生物信息学分析 河西走廊不同产地‘美乐’葡萄品质及香气物质的差异分析 被引量:3 2024年 本研究旨在明确河西走廊不同产地‘美乐’葡萄果实品质及香气物质含量特征。对嘉峪关、张掖和武威3个产地连续3年的气候资料、土壤养分、果实品质及香气物质成分进行了分析。3个产地土壤普遍缺乏有机质,有机质含量均在4级(缺乏)以下,土壤pH在7.72~8.23之间,属于中性到碱性土壤;土壤表层大量元素氮、磷和钾的含量较为丰富,武威不同深度土壤中铁、铜和锰的含量较高。张掖产地4—9月的月有效积温和昼夜温差明显高于其他两个产地,而降水量以武威最多。3个产地果实品质中葡萄糖含量为张掖>嘉峪关>武威,蔗糖含量与之相反,武威产地酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸含量高于其他两个产地。2018和2019年嘉峪关产地香气物质总含量高于其他两个产地。3个产地的环境因子温度、降水量等和果实糖酸含量显著相关,同时土壤中的钙、锰、铜和铁等矿质元素与果实糖酸含量也显著相关。由此可认为不同产地各类型香气物质的差异是环境因子和土壤营养共同作用的结果。 马宗桓 李玉梅 韦霞霞 李文芳 陈佰鸿 毛娟关键词:葡萄 河西走廊 香气物质 葡萄SnRK2家族基因的鉴定与表达分析 被引量:23 2016年 以‘宝石无核’(Ruby Seedless)葡萄试管苗为材料,采用RT-PCR技术,克隆得到8个葡萄Sn RK2家族基因。序列分析发现,该家族基因蛋白结构在N端相对保守,而在C端极其特异;聚类结果表明葡萄Sn RK2基因家族可以分为3个亚家族;对这8个基因所编码的蛋白质进行分析发现,其富含酸性氨基酸,且均为亲水蛋白;基因组结构分析发现Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.8含有10个外显子,其他6个均含9个外显子;对蛋白二级结构分析发现8个基因编码的蛋白主要以α–螺旋、β–转角和不规则卷曲为主;亚细胞定位预测,8个基因主要定位于细胞质中。顺式作用元件分析表明,除Vv Sn RK2.1、Vv Sn RK2.2、Vv Sn RK2.6外,其他基因顺式作用元件包含ABRE、DRE/CRT、LRTE中的一个或多个。定量PCR分析表明,Vv Sn RK2的表达存在组织差异性,Vv Sn RK2.7在根中表达水平最高,是叶片的3.8倍,Vv Sn RK2.8在茎中表达水平最高,是叶片的5.0倍。0~–4℃处理后,表达水平下调幅度最小的为Vv Sn RK2.2,Vv Sn RK2.7下调幅度较大,Vv Sn RK2.8的表达水平为0;30℃处理后Vv Sn RK2.2和Vv Sn RK2.5上调表达,分别为对照的3.8倍和3.6倍;Vv Sn RK2.1和Vv Sn RK2.2与盐胁迫调节紧密相关,Vv Sn RK2.5与干旱胁迫调节密切相关。 马宗桓 毛娟 李文芳 杨世茂 吴金红 陈佰鸿关键词:葡萄 基因克隆 荧光定量 基因表达 基于转录组研究葡萄糖对葡萄试管苗碳代谢的影响 被引量:9 2019年 通过转录组测序探究不同浓度(0、1%、2%和4%)外源葡萄糖对‘红地球’葡萄试管苗糖代谢和光合作用的影响。结果表明,2%葡萄糖处理下试管苗生长最好,其次是4%和1%处理,不添加葡萄糖的生长最弱。4个浓度下测序共获得了21.53 Gb Clean Data,Q30碱基百分比在89.49%以上。各样品与参考基因组的比对效率在68.31%~73.71%之间。单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNP)的转换效率为64.73%~66.76%,颠换在33.24%~35.27%之间,且发生A?G和C?T突变类型最多。可变剪切类型中主要发生的是第一和最后一个外显子剪切事件。通过设定筛选差异基因的阈值,共获得了3 272个差异基因,包括下调基因2 826个和上调基因446个。在COG注释分类中,1%、2%和4%葡萄糖处理与0对照比对,分别注释到了1 449、846和597个差异基因,且大多数注释到除一般功能预测外,都是与转录相关的基因。对叶片碳代谢相关酶进行测定发现,蔗糖合成酶(SS)和葡萄糖6磷酸脱氢酶(G6PDH)活性随着葡萄糖处理浓度增加均表现出先减小后增加的趋势,且SS在4%葡萄糖处理中活性最高,而G6PDH在0对照中最高,中性转化酶(NI)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)具有相同的变化趋势,两者的活性峰均出现在2%葡萄糖处理。经qRT-PCR验证,14个基因中有12个基因的表达趋势与转录测序结果一致,表明不同浓度葡萄糖通过影响叶片中碳代谢相关基因的表达来提高‘红地球’葡萄试管苗的生长。 梁国平 李文芳 马宗桓 左存武 褚明宇 马丽娟 何红红 万鹏 陈佰鸿 毛娟关键词:葡萄 转录组 葡萄糖 试管苗 施氮时期对酿酒葡萄叶片氮代谢酶及相关基因表达的影响 被引量:12 2018年 以10年生‘蛇龙珠’葡萄为材料,在萌芽期(S1)、新梢旺长期(S2)、开花期(S3)、果实第一次膨大期(S4)、副梢生长旺期(S5)和果实第二次膨大期(S6)分别一次性施入尿素300kg·hm-2,以不施氮肥为对照(CK),分析了花前5d(DBF5)、花后25d(DAF25)、花后55d(DAF55)和花后85d(DAF85)叶片的各项指标,以明确氮素施用时期对葡萄叶片氮代谢的调控与影响。结果表明:(1)S1和S2处理葡萄叶片中总氮及可溶性蛋白含量在DAF25时显著增加。(2)S3和S4处理的NR及GS活性在DAF85时显著高于其他处理;在DAF25时,S1和S2处理的GOGAT活性,以及S3和S4处理的GDH活性均显著高于同期对照和其他施肥处理。(3)各施肥处理叶片VvNR表达水平在不同时期均高于同期对照,S3处理VvNR表达水平在DAF25和DAF85时分别为对照的3.4倍和2.7倍;S3和S4处理的VvGS表达水平分别在DAF55和DAF85时达到最高值,S3处理的VvGOGAT和S4处理的VvGDH表达水平在DAF55和DAF85均显著高于其他处理,S3处理的VvGDH表达水平在DAF55和DAF85仅次于S4处理。研究表明,氮素通过诱导叶片氮素代谢基因的响应,从而调控叶片中氮素代谢酶活性增加,促进了氮素的积累,S3和S4处理在不同时期氮代谢酶活性和对应的基因表达水平均较高,更有利于叶片中氮素的转化和代谢。 马宗桓 陈佰鸿 毛娟 胡紫璟 李文芳关键词:酿酒葡萄 施氮时期 氮代谢酶 基因表达 不同肥料配施对樱桃园土壤及幼树生长的影响 2024年 为研究不同肥料配施对土壤营养及樱桃幼树树体长势的影响,以2年生‘美早’樱桃为试材,以不施肥(CK1)和常规施肥(CK2)作为对照,然后在常规施肥的基础上,分别配施氨基酸水溶肥(T1)、有机肥(T2)、微量元素水溶肥料(T3)、微生物菌肥(T4)、赤·吲乙·芸苔(T5)、芸苔素内酯(T6)、盐碱土壤改良剂(T7)、盐碱土壤改良剂+微生物菌肥(T8)、盐碱土壤改良剂+微生物菌肥+氨基酸水溶肥(T9)、盐碱土壤改良剂+微生物菌肥+赤·吲乙·芸苔(T10),共计12个处理,测定不同处理下土壤的理化性质、养分、酶活性及樱桃幼树生长指标。结果表明,T5处理土壤pH显著高于其他处理;T7、T8、T9处理土壤容重显著高于其他处理;T8、T9处理土壤含盐量较CK1显著降低23.36%、22.45%。T2处理在0—20、20—40 cm土层土壤的有机质含量最高,分别为21.79、16.00 g·kg^(-1),T2、T8、T9在40—60 cm土层土壤的有机质含量差异不显著。施肥处理土壤的碱解氮、有效磷、速效钾较CK1均有显著提升。T3处理由于施用微量元素水溶肥,土壤微量元素含量有较大提升,其他处理较CK1和CK2均有一定提升。T9处理土壤酶活性最高,其过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性分别比CK1处理提高50.83%、55.27%、61.70%,且T9处理樱桃的株高、新梢长、新梢粗提升最显著。综上所述,T9处理对增强樱桃树生长量方面有显著作用,能有效降低土壤pH和盐含量,提高土壤养分和理化性质、酶活性。 马铭泽 张帆 王田 李文芳 毛娟 陈佰鸿 马宗桓关键词:樱桃 土壤理化性质 钾肥施用对元帅苹果果实内源激素含量及酸代谢的影响 被引量:11 2019年 钾对果实生长发育具有重要作用,明确钾对苹果果实酸代谢的调控机制具有重要的理论和实践意义。采用2a的田间定位试验,以7 a生瓦里短枝(Vallee spur Del)为研究对象,按K2O用量设5个处理,分别为T1(0.20 kg/株)、T2(0.35 kg/株)、T3(0.50 kg/株)、T4(0.65 kg/株)和CK(不施钾肥),分初果期(钾肥用量的30%)、果实膨大期(钾肥用量的40%)和果实成熟期(钾肥用量的30%)3次施入,研究了钾对果实品质、果实内源激素含量及酸代谢的影响。施钾处理显著提高了果实单果质量、Vc含量、硬度及可溶性固形物含量,显著降低了可滴定酸含量,2016年和2017年T4可滴定酸含量较CK分别下降了26.47%和18.18%。在不同生育期,各处理苹果树新稍、叶片及果实中钾积累量大小顺序依次为:T4﹥T3﹥T2﹥T1﹥CK,T4和T3之间差异不显著(P﹤0.05)。施钾处理提高了花后30~120 d果实中(zeatin riboside,ZR)、(indol-3yl-acetic acid,IAA)、(gibberellic acid,GA)的含量及花后150 d果实中(abscisic acid,ABA)的含量,T3对ABA含量影响最显著(P<0.05),花后150 d时2016年和2017年T3 ABA含量较CK分别提高了15.28%和18.08%。苹果酸与柠檬酸的含量随施钾量的增加而降低,花后150 d时2016年T4苹果酸和柠檬酸含量较CK分别下降了34.68%和12.3%,2017年分别下降了32.60%和16.0%。(malate dehydrogenase,MDH)和(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)活性随施钾量增加而降低,(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)活性及NAD-cy ME活性随施钾量增加而升高,花后150d时,2016年T4PEPCK和NAD-cyME活性较CK分别提高了13.3%和16.9%,2017年分别提高了18.9%和20.3%。果实成熟期,单果质量和可溶性固形物含量与IAA和ABA呈极显著正相关(P﹤0.01),可滴定酸含量与GA、ZR和IAA呈显著正相关(P﹤0.05),与ABA呈极显著负相关(P﹤0.01)。苹果酸和草酰乙酸与ZR和IAA呈极显著正相关(P﹤0.01),而与ABA呈极显著负相关(P﹤0.01)。MDH和PEPC与IAA呈显著正相关(P﹤0.05 郭志刚 郭志刚 李文芳 毛娟 左存武关键词:钾素 元帅苹果