[目的]探究MADS-box家族基因RIN的表达特征和功能,解析其对辣椒类胡萝卜素代谢的影响.[方法]基于辣椒果实发育转录组,通过RT-PCR克隆辣椒MADS-box转录因子CaRIN基因CDS全长,分析其生物信息学、表达模式、亚细胞定位、转录活性等,并探讨VIGS诱导CaRIN基因沉默对类胡萝卜素代谢的影响.[结果](1)CaRIN基因CDS全长732 bp,编码243个氨基酸,蛋白分子质量为27.95 kD,等电点(pI)为7.06,其编码蛋白具有典型的MEF2_like MADS结构域,属MICK型转录因子.(2)CaRIN基因主要在花和果实中表达,具有组织特异性;CaRIN定位在细胞核,并且具有转录激活活性.(3)CaRIN基因启动子具有ABRE等多个激素应答元件,外源脱落酸和乙烯利均能加速果实转红,诱导CaRIN及相关基因高表达.(4)VIGS诱导沉默CaRIN基因后,类胡萝卜素代谢途径基因PSY1、CCS、PDS、CRTZ、LCYB和NCED1表达水平降低为对照组的0.27～0.59倍,且果实总类胡萝卜素含量(0.379 mg/g)较对照(0.650 mg/g)显著降低.[结论]CaRIN是辣椒果实类胡萝卜素代谢过程的重要调控因子.

果实脱落是果树生长发育过程中非常重要的一个阶段,是指果实脱离树体的过程,关乎果树生存、生长、繁殖和经济价值,因此解析调控果树果实脱落的分子机制对改良果树品种、提高果实品质显得尤为重要.果实脱落一般发生在离区,离区的产生和接受脱落刺激信号导致果实脱落是一个多种基因参与的调控过程,是细胞结构、碳水化合物、细胞壁代谢酶、乙烯合成及信号转导过程等多种因素作用的结果,但各影响因素的功能有待进一步挖掘,各影响因素之间的关系也有待进一步完善.基于此,本文通过对果树果实脱落过程中离区的形成和结构变化、碳水化合物、乙烯等物质的含量及相关基因的表达进行综述,以期为果实脱落机理研究提供新思路,也为果树生产过程中科学调控果实脱落、提高果实品质、减少损失提供理论依据.

[目的]CYP707A是细胞色素P450 家族的亚家族成员,所编码的ABA8'-羟化酶是ABA分解代谢的关键酶,对植物生长发育起着重要作用.鉴定葡萄CYP707A基因家族,可为进一步研究葡萄果实成熟机理和生物育种技术提供理论依据.[方法]利用生物学信息方法分析葡萄中CYP707A家族基因的基因结构、蛋白基序、染色体定位、共线性、系统进化关系及启动子区顺式作用元件等,并利用RT-qPCR分析VvCYP707A基因在葡萄不同品种(早熟和中熟)的时空表达模式、组织表达模式以及对外源ABA处理的响应模式,并利用果实瞬时表达技术对Vitvi07g01751 进行功能验证.[结果]葡萄基因组鉴定出 5 个VvCYP707As基因,分布于 5 条染色体,其中Vitvi02g01269、Vitvi07g01751 和Vitvi18g00792 为片段复制基因.CYP707A基因家族高度保守,其中,基因结构和蛋白基序相似,亚细胞定位均位于内质网;VvCYP707A启动子区域富含与生长发育和激素响应相关的顺式作用元件,均含有ABA激素响应元件;通过RT-qPCR检测基因的表达模式发现,VvCYP707A基因具有时空特异性和组织特异性,主要在果实的幼果期与膨大期和茎、叶组织中高表达,其中Vitvi07g01751 基因在早熟品种'甬早红'膨大期果实中特异性高表达,且在两个品种间的表达模式一致,随着果实的成熟其表达先升高后降低.外源ABA处理下VvCYP707A分为两种表达模式,在浆果肉中外源ABA可诱导 5 个VvCYP707A基因高表达,在浆果皮中会显著抑制VvCYP707A基因的表达;在葡萄果实中瞬时表达Vitvi07g01751,葡萄的糖度积累缓慢,显著增加编码ABA的受体VvPYL4基因表达量,推测了Vitvi07g01751介导ABA调控葡萄果实成熟的机制.[结论]研究结果揭示了葡萄Vitvi07g01751 在果实成熟中起着重要作用.

脱落酸作为一种抑制生长的植物激素,是平衡植物内源激素和调节生长代谢的关键因子.脱落酸具有提高作物抗旱耐盐、减少果实褐变的作用,同时可降低疟疾发病率、刺激胰岛素分泌,因此在农业和医药领域有着广阔的应用前景.相较于传统的植物提取法和化学合成法,利用微生物合成脱落酸是一种经济、可持续的来源方式.目前利用天然微生物如灰葡萄孢霉菌、蔷薇色尾孢菌等合成脱落酸的研究已经取得了诸多进展,而脱落酸的异源微生物合成研究相对较少.酿酒酵母、解脂耶氏酵母、大肠杆菌等工程菌株作为天然产物异源合成的常用宿主,具有遗传背景清晰、易于操作、便于工业化生产等优势,因此利用微生物异源合成脱落酸是一种更具潜力的生产方式.本文着重从底盘细胞的选择、关键酶的筛选与表达强化、辅因子的调节、增强前体供应及促进脱落酸外排 5 个方面对微生物异源合成脱落酸的研究进行综述.最后,对该领域的未来发展方向进行了展望.

以库尔勒香梨为试材,在大蕾期喷施不同浓度乙烯利,调查库尔勒香梨萼片脱落率,观测果实生长发育进程和落果情况,测定成熟期果实品质,并基于主成分分析法对乙烯利处理下的果实品质进行综合评价,以揭示乙烯利对库尔勒香梨果实生长发育进程和果实品质的影响,为筛选最优乙烯利浓度应用于提高库尔勒香梨果实品质提供理论依据和技术支持.结果表明:(1)2021年自然生长状态下(对照)库尔勒香梨萼片脱落时间为9 d,不同浓度乙烯利处理后脱落时间会缩短1～2 d,且随着处理浓度梯度的升高,萼片脱落时间和萼片脱落高峰提前.(2)库尔勒香梨果实生长发育期约为130 d,乙烯利处理下和自然状态下的果实生长发育均呈"S"型曲线的变化趋势;乙烯利处理明显加快了果实成熟的速度,果实在花后110 d左右已达到成熟标准,从而可以确定合理的采收时间,并以300 mg·L-1 乙烯利处理下脱萼果和宿萼果的纵横径和单果重增长最大;乙烯利处理下库尔勒香梨在第二次果实膨大期间落果较多,在花后50 d和110 d左右出现落果高峰,并以200 mg·L-1乙烯利处理对库尔勒香梨果形指数和落果率的影响最明显.(3)300 mg·L-1 乙烯利处理对库尔勒香梨果实品质影响最大,宿萼果纵、横径和单果重较对照分别显著增加5.02％、10.90％和11.40％,脱萼果鲜干比重、可溶性固形物含量、VC含量和可溶性糖含量比对照分别显著提高5.67％、12.03％、21.48％和10.22％,脱萼果硬度和可滴定酸含量比对照分别显著降低10.10％和19.75％.(4)主成分分析显示,各浓度乙烯利处理下库尔勒香梨综合品质得分从高到低依次为300 mg·L脱萼果、300 mg·L-1宿萼果、200 mg·L-1 宿萼果、200 mg·L-1 脱萼果、100 mg·L-1脱萼果、100 mg·L-1宿萼果、CK脱萼果和CK宿萼果.研究发现,大蕾期喷施乙烯利促进了库尔勒香梨萼片的脱落,明显加快了果实的生长发育进程,并可有效提高果实品质,且以300 mg·L-1乙烯利处理对库尔勒香梨果实品质改善效果最优.

脱落酸作为一种植物激素,具有抑制植物生长、促进果实成熟和落叶的作用,还可影响动物胚胎发育中核苷合成,发挥抑制肿瘤细胞增殖诱导分化和凋亡的重要作用.研究发现脱落酸对人诱导多能干细胞体外诱导分化生产巨核细胞和血小板也有作用,添加不同剂量的脱落酸,影响体外分化产生造血干细胞、造血祖细胞、巨核细胞和血小板的数量.脱落酸对人诱导多能干细胞体外巨核系血小板分化的相关作用及可能的机制研究对诱导多能干细胞体外大规模分化产生血小板,缓解临床尤其是血小板输注无效患者的血小板供应有重要意义.

该研究运用酶联免疫法(ELISA)对不同成花量(花多、花少、无花)金花茶花果期果枝叶内源激素吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)含量进行了测定.结果表明:始花期金花茶果枝叶内源IAA先升高后降低,花多株含量低于花少株;有花株ZR含量高于无花株;GA3含量呈现整体上升趋势,有花株高于无花株;ABA含量先降低后升高,无花株高于花多株.盛花期IAA、GA3、ABA含量整体下降,ZR含量先降低后升高,花多株叶内源IAA、ZR、GA3含量高于花少株或无花株,ABA含量低于花少株或无花株.花期内,有花株果枝叶IAA/ZR、IAA/ABA、ZR/ABA、GA3/ABA比值均高于无花株,而(IAA+GA3)/ZR比值低于无花株,说明金花茶花果的发育不仅和单个激素的含量有关,还和激素平衡有关.秋梢期营养生长旺盛时无花株IAA/ZR比值较大,花果期生殖生长强烈时比值较小,(IAA+GA3)/ZR与之相反.这说明花蕾期高水平的内源 IAA、ZR和 ABA及低水平的内源 GA3有利于金花茶开花;末花期高含量的IAA、ZR和低含量的GA3、ABA可减少落花落果,提高坐果率,有利于果实快速生长;果实生长后期高含量的ABA有利于果实成熟.该研究结果为生产上应用生长调节剂调控金花茶成花、坐果提供了理论依据.

果胶甲酯酶抑制因子(PMEI)能够抑制果胶甲酯酶(PME)的脱酯化作用,从而调控果胶甲酯酶的活性.本文在桃(Prunus persica)中鉴定出30个PpPME基因家族成员并进行了生物信息学分析,构建进化树发现,其与拟南芥MEI基因家族进化关系较远.对PpPMEI进行蛋白性质分析发现,大多数PpPMEI蛋白存在信号肽,等电点在4.44～10.02之间,亚细胞定位表明多定位于分泌通路.部分PpPME表达模式分析表明,其在花、果实、叶中有表达差异,Prupe.1G118800和Prupe.5G112600在果实发育过程中表达量下降.赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)三种激素处理后,Prupe.5G048900和Prupe.5G112600被GA和ABA诱导表达,Prupe.7G193 700的表达被GA抑制.本文为研究PpPMEI在调控桃的花与果实发育以及激素响应等方面提供参考.

沙棘(Hippophae rhamnoides)是荒漠化防治和水土保持的重要经济树种,其果实中含有丰富的生物活性成分.内源激素生长素(IAA)、赤霉素(GA4)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)在沙棘果实发育过程中起着重要的调控作用,但不同发育期内源激素的动态变化及其对果实生长发育的影响仍不清楚.以亲缘关系近且含油量差异明显的2个沙棘品系不同发育期果实为材料,利用液相色谱串联质谱法检测了4种内源激素含量的动态变化.结果表明,在果实发育过程中,80％-85％的含水量有利于内源激素浓度的相对稳定;果实含油量在不同发育期增速基本一致,2个品系含油量在中后期开始出现明显差异.IAA和JA含量在果实成熟过程中呈先高后低的趋势;ABA含量在果实发育中后期始终处于较高水平;而GA4含量一直处于较低水平.高ABA/GA4有利于果实油脂的合成与积累.研究结果为揭示不同内源激素对沙棘果实发育的调节作用提供了理论依据.

大叶苦丁茶(Ilex latifolia Thunb.)含有丰富的咖啡酰奎宁酸.在本研究中,运用胶束电动毛细管色谱法,测定了在不同发育时期的大叶苦丁茶不同器官中的咖啡酰奎宁酸含量.大叶苦丁茶的不同器官在不同发育时期的咖啡酰奎宁酸含量有着显著的变化.在叶片中,10天叶龄的叶的咖啡酰奎宁酸含量是19.78 g/100 g,而当叶龄达到12月时,其中的咖啡酰奎宁酸含量已经降为1.41 g/100 g.随着发育时间的增长,雌花、雄花中的含量变化也有类似的变化.雌花(果)和雄花在发育期为10天时的咖啡酰奎宁酸含量高:分别20.29 g/100 g和18.06 g,/100g,随后在雌花发育成的7个月果实中下降到0.16 g/100 g,而在40天期接近脱落的雄花中其含量降为10.36 g/100 g.大叶苦丁茶的器官中,除了嫩叶,雄花由于高含量的咖啡酰奎宁酸和较多的生物量,也是一种好的咖啡酰奎宁酸来源材料.本文首次报道了大叶苦丁茶的花中含有大量的咖啡酰奎宁酸.MEKC方法也是首次被用于苦丁茶中的咖啡酰奎宁酸类成分的测定,使用这种方法,大叶苦丁茶中的6种咖啡酰奎宁酸成分在40分钟内完全分离.相较于以前文献中报道的高效液相色谱法,本文为苦丁茶中的咖啡酰奎宁酸的质量控制提供了一种新的检测方法.