[目的]探讨适宜浓度吲哚丁酸(IBA)对无花果插穗生根萌芽、抗氧化性及生长素生物合成途径相关基因表达的影响,为其应用于无花果的育种、繁殖、推广和种植提供理论依据.[方法]以'波姬红'无花果品种硬枝为插穗,观测不同质量浓度IBA(0,30,45,60,90 mg/L)处理下插穗生根性状、抗氧化特性,并对45 mg/L IBA处理及对照组的扦插枝条中段的腋芽进行转录组分析.[结果](1)无花果插穗萌芽率和生根率在45 mg/L IBA处理时达到最大值,并与其他处理和对照差异显著.(2)随IBA浓度增加,插穗SOD和CAT活性先下降后上升,并均在45,60 mg/L IBA处理下显著低于对照,而POD活性无显著变化;各浓度IBA处理插穗中MDA和H2O2含量均显著高于对照,且45 mg/L IBA处理MDA显著低于其余处理.(3)45 mg/L IBA处理及对照组中共存在6 879个差异表达基因,KEGG富集显示有10个差异途径,GO富集分析表明生物学过程和分子功能为主要的生物学途径;与CAT、SOD相关的基因集中富集在过氧化物酶体通路上,POD相关基因则富集在苯丙烷生物合成通路中;IAA生物合成途径中代谢相关基因FcGH3显著上调表达,与信号转导相关基因FcAUX1、FcARG7和FcARF等显著下调表达.[结论]外源IBA处理会导致无花果插穗抗氧化酶和IAA生物合成途径中相关基因表达的差异变化,增强插穗抗逆性,促进插穗生根、萌芽、成苗,并以外源45 mg/L IBA促进效果最好.

艾伦尤力克是尤力克柠檬的一个芽变品种,结果性状优良,但冬季落叶严重,影响翌年产量,且其落叶的响应机制目前尚不清楚.为探究柠檬叶片脱落的分子调控机制,以2个冬季落叶程度不同的柠檬品种艾伦尤力克和云柠1号为材料,分别于落叶前期(E24)、落叶中期(E48)和落叶后期(E72)采集叶柄离区,通过转录组测序比较2个品种间的差异表达基因.分析表明,落叶前期、落叶中期和落叶后期分别获得1400个、2466个和935个差异表达基因,其中落叶中期的差异基因数量最多.GO分析表明血红素结合、四吡咯结合、氧化还原酶活性、铁离子结合、转录调节活性以及对氧化应激的反应、细胞葡聚糖代谢过程、葡聚糖代谢过程、细胞外围、细胞壁等相关基因在这3个时期品种间均表现出显著差异.KEGG分析表明,落叶中期富集的差异基因数及相关代谢途径最多,主要集中在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、植物病原体相互作用和MAPK信号通路.植物等途径,通过对以上4个途径的差异表达显著的基因进行分析,最后筛选得到木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶蛋白、吲哚乙酸诱导蛋白、吲哚-3-乙酸-氨基合成酶、过氧化物酶、β-葡萄糖苷酶、发病相关基因转录激活因子AP2和发病机制相关蛋白等13个基因,这些基因可能与柠檬叶片脱落的调控有关.qRT-PCR验证这些基因的表达与转录组数据相一致.以上结论丰富了柠檬叶片脱落相关研究,为柠檬落叶候选基因筛选、落叶途径解析提供可靠数据.

植物生长调节剂5-羟色胺(5-HT,5-hydroxy-tryptamine)已应用于农业生产,以提升作物抗旱性,然而其转录水平的分子机制尚不清楚.本研究通过转录组测序、内源激素水平和抗氧化酶活性的综合评价,探讨模拟干旱胁迫下蜡杨梅幼苗响应外源5-羟色胺的生理和分子影响机制.结果表明,50μmol/L的5-HT处理显著提高了蜡杨梅根系中脱落酸和茉莉酸含量,而100 μmol/L的5-HT处理的结果则刚好相反.50 μmol/L的5-HT处理诱导丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性显著升高,而过氧化氢含量则显著降低.基于上述两种浓度水平的5-羟色胺处理基因集富集分析结果表明,差异表达基因集主要包括抗氧化酶活性、氧化还原酶活性、生长素和赤霉素介导信号传导、细胞壁生物合成、木聚糖生物合成、果胶代谢、次生代谢物生物合成、苯丙烷和半乳糖醛酸代谢等.与抗氧化酶活性及激素代谢相关的差异表达基因主要为PER、LAC、DHAR和PIN等.通过加权基因共表达网络分析发现8个共表达基因模块与5-羟色胺及干旱胁迫显著相关,其中枢纽基因KAB1218346.1(LOX3)、KAB1219593.1(WRKY53)和KAB1217691.1(CZF1)主要参与激素代谢和转录调控,上述关键基因及其分子调控机制将是今后研究的重要对象.

为明确不同栽培型白花前胡的代谢差异,揭示质量形成机制,为前胡种质挖掘与利用提供参考依据.该研究基于超高效液相色谱-质谱联用技术(UHPLC-MS/MS),对同一产地、同一时期的6种栽培型前胡(YS、H、LZ、LY、LX、Z)进行非靶向代谢组学分析,利用主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析、单变量统计分析等方法筛选不同栽培型前胡的差异代谢物,根据质荷比、数据库KEGG、相关文献、相关性分析确定与质量形成相关的潜在标志代谢物,识别代谢途径,分析质量形成过程.结果表明,6种栽培型前胡代谢物存在明显差异,正、负离子模式下,分别得到571、465种差异代谢物.其中,与质量形成相关的潜在标志代谢物22种,涉及苯丙烷生物合成、植物激素的生物合成及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成等9种潜在靶向代谢通路.与YS型相比,各栽培型前胡中与苯丙烷生物合成相关的补骨脂素、欧前胡素、鲁望桔内酯下降,7-羟基香豆素、秦皮乙素、二氢欧山芹素、茉莉酸升高;其他代谢途径的2-琥珀酰苯甲酸酯、独活属醇、L-酪氨酸下降,以Z、H型的变化最大.因此,合理调控苯丙烷生物合成途径是栽培型前胡质量提升的关键机制之一,Z、H型具有更优的质量形成代谢过程可用于前胡优质种质的筛选与挖掘.

[目的]果实酚类物质类别、含量是与橄榄营养及风味密切相关的重要品质性状,探究橄榄酚类物质生物合成的分子调控机制.[方法]以总酚含量差异显著的橄榄(低酚/高酚)为试材,分别取花后 80-160 d的果实进行转录组分析,对莽草酸-水解单宁/苯丙烷-类黄酮生物合成通路差异基因进行表征,并对差异表达基因进行WGCNA分析,从中挖掘与酚类代谢途径相关的转录因子.[结果]转录组测序共获得 296 314 条Unigene,其中 73%的Unigene被注释到数据库;4 个品种(系)橄榄成熟果共鉴定到 1 628 个差异表达基因(DEGs),KEGG分析显示,DEGs在酚类代谢途径的"类黄酮生物合成"通路上显著富集;进一步对果实成熟过程莽草酸-水解单宁/苯丙烷-类黄酮生物合成途径的DEGs进行表征,结合WGCNA分析中每个模块与性状的R2 和P值,筛选到 4 个关键模块,根据模块内基因的调控关系利用MCC拓扑分析法以度值≥1 挖掘模块内关键转录因子,挖掘到 137 个转录因子Unigene与 30 个酚类合成结构基因Unigene共表达,转录因子Unigene功能注释来自 35 个基因家族,最多的为锌指蛋白(C2C2、C3H、C2H2、PHD),其次为B3、HB、MYB、NAC基因家族.[结论]从转录组角度初步解析了橄榄鲜食品质在酚类代谢途径的差异,同时挖掘了调控酚类代谢的差异基因,对进一步探究橄榄鲜食品质差异的分子机制提供了重要依据.

黑桫椤(Gymnosphaera podophylla Dalla Torre&Sarnth.)为著名的孑遗蕨类,具有很强的环境适应能力,然而其适应性机制尚不清楚.本研究采用PacBio和Illumina技术对黑桫椤的根、羽轴和羽片进行转录组测序,分别生成12 879、14 185和16 084个全长unigenes.基因表达分析结果表明,与黑桫椤抗干旱、缺水胁迫和生物胁迫相关的基因表达水平较高.根、羽轴和羽片特异性上调基因均显著富集到KEGG代谢通路中的"苯丙烷生物合成途径",根和羽轴的器官特异性上调基因还显著富集到"类黄酮生物合成途径".共有 192个全长unigenes被注释为类黄酮生物合成途径所涉及的 13个酶结构基因,其中包括 112个差异表达基因(DEGs),表明黑桫椤类黄酮生物合成途径较为保守,且存在器官特异性差异表达基因.本文对黑桫椤多器官全长转录组和类黄酮生物合成途径结构基因进行了综合分析,为进一步研究其对环境的适应性提供了丰富的遗传资源.

4-香豆酸:辅酶A连接酶(4-coumarate:CoA ligase,4CL)是植物中类黄酮、可溶性酚酯、木脂素和木质素等苯丙烷类化合物上游途径的关键酶.该研究基于菘蓝基因组数据库,以拟南芥Arabidopsis thaliana的 13 个 4CL家族成员为参考序列,获取菘蓝 4CL基因家族的候选成员,并进行生物信息学分析、4CL基因表达模式及类黄酮代谢成分积累模式等研究.结果共获得 13 条菘蓝 4CL基因家族成员,分别命名为Ii4CL1～Ii4CL13,分别定位到 1、2、3、4、6 号染色体上.基因结构与保守结构域分析发现菘蓝 4CL基因家族成员的内含子数目为 1～12,蛋白结构域具有高度保守性.顺式作用元件分析表明在菘蓝 4CL基因家族成员启动子序列中存在多个响应元件,其中茉莉酸反应元件数量最多.共线性分析表明菘蓝 4CL基因家族成员与同科植物拟南芥之间存在更近的亲缘关系.qPCR结果显示,菘蓝 4CL基因家族表达分析发现 10 个 4CL基因在菘蓝的地上部分相对表达量更高.对菘蓝不同部位类黄酮化合物的含量进行检测,发现菘蓝的类黄酮主要积累在地上部分.该研究为深入探索菘蓝 4CL基因家族成员参与菘蓝类黄酮生物合成的分子机制奠定了基础.

目的:类黄酮和酚酸物质是罗布麻中主要的活性物质,鉴定不同罗布麻品种中类黄酮和酚酸代谢物成分并比较代谢物含量差异,为有效利用罗布麻属药用资源提供理论依据.方法:以罗布麻和大麻状罗布麻叶片为材料,利用液相色谱质谱联用技术(LC-MS)检测次级代谢物成分并进行分析.结果:2种罗布麻中共检测出275种类黄酮和194种酚酸物质;PCA分析表明2种罗布麻的代谢物种类相似,但含量存在较大差异,结合OPLS-DA筛选出124种显著差异代谢物,其中有80种类黄酮和44种酚酸;富集分析发现,共有10条代谢通路被显著富集,主要体现在苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成以及黄酮和黄酮醇生物合成等途径.结论:2种罗布麻药用成分种类相似,可为大麻状罗布麻作为药用植物开发提供理论依据.

骨碎补是我国传统补肾强骨中药,主要含有黄酮类、三萜类、苯丙烷类、木脂素、酚酸等化合物,能有效的改善骨代谢、调控炎症因子,目前被广泛用于治疗骨折、骨关节炎等骨性疾病.口腔骨相关疾病与牙槽骨密度变化和炎症密切相关,近年越来越多的研究将骨碎补应用于口腔医学领域,包括促进牙周病骨愈合、加速正畸治疗牙移动和促进种植体表面骨结合等.本文就骨碎补的生物学功能及其治疗口腔骨相关疾病的研究进展作一综述,以期为后续研究和临床应用提供参考.

4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)是茶树苯丙烷代谢途径的核心酶,是类黄酮和木质素生物合成的关键酶,对茶树抗胁迫及茶叶品质形成有重要作用.研究通过生物信息学分析,从'黄棪'和'铁观音'茶树中分别鉴定出8个和9个4CL基因家族成员,命名为HD-Cs4CL1～8和TGY-Cs4CL1～9.系统发育分析将其分为A和B两组,A组中第 Ⅰ 亚家族的 HD-Cs4CL3、HD-Cs4CL7、TGY-Cs4CL2 和第 Ⅱ 亚家族的 HD-Cs4CL2、TGY-Cs4CL5 可能分别参与木质素和类黄酮合成.启动子顺式元件分析表明4CL基因中存在大量与植物发育、激素和胁迫响应相关的顺式作用元件.不同组织转录组数据分析表明,Cs4CL基因在茶树特定发育时期具有重要作用.实时荧光定量检测表明,HD-Cs4CL6和HD-Cs4CL8在GA、MeJA、ABA、低温和干旱处理下表达量均显著上调;HD-Cs4CL7在ABA处理和干旱处理下表达量上调,HD-Cs4CL2和HD-Cs4CL3在ABA处理下表达量上调.研究为进一步探究茶树4CL基因家族参与响应多种环境的生物学机制提供参考.