类胡萝卜素(Car)与叶绿素a含量比值(Car/Chla)的变化与植被生长发育变化、环境胁迫及叶片衰老特征等密切相关,可作为植被生理生态及物候的监测指标。不同植被类型和植被品种其色素变化随植被生长发育呈现出不同的变化特征。为了探究适...类胡萝卜素(Car)与叶绿素a含量比值(Car/Chla)的变化与植被生长发育变化、环境胁迫及叶片衰老特征等密切相关,可作为植被生理生态及物候的监测指标。不同植被类型和植被品种其色素变化随植被生长发育呈现出不同的变化特征。为了探究适用于干旱区棉花Car/Chla比值估算的光谱指数和估算方法,本研究通过2011年和2012年连续2年的大面积田间试验,获取了棉花不同生育期的叶片及冠层尺度光谱反射率及色素含量信息,对多种光谱指数及偏最小二乘回归(Partial Least Square Regression,PLSR)用于Car/Chla比值和Car估算进行了探讨。对比表明,基于光化学指数(PhotochemicalReflectanceIndex,PRI)的线性和一元二次模型对Car/Chla比值和Car的估算精度最高,由PRI-Car/Chla线性模型得到的叶片和冠层尺度的Car/Chla比值估算值与实测值之间的决定系数R2大于0.6,PRI-Car的R2大于0.36;基于PLSR模型得到的Car/Chla比值估算值与实测值之间的拟合关系略优于基于PRI的估算模型,由其得到的叶片及冠层尺度Car/Chla比值估算值与实测值之间的决定系数R2大于0.80,Car估算值与实测值之间R2大于0.73;不论基于PRI还是基于PLSR方法,对Car/Chla比值的估算精度均高于Car含量,该结论进一步证实了Car/Chla比值遥感监测的可行性,丰富了对棉花生长高温胁迫、养分胁迫等环境胁迫及病虫害等遥感监测的依据指标。展开更多
[目的]探究枸杞果实不同发育时期转录水平上的基因表达变化,筛选类胡萝卜素生物合成相关差异表达基因(DEGs),为揭示枸杞果实在不同发育阶段类胡萝卜素含量差异的分子机制及枸杞分子育种提供理论参考。[方法]通过Illumina NovaSeq 6000...[目的]探究枸杞果实不同发育时期转录水平上的基因表达变化,筛选类胡萝卜素生物合成相关差异表达基因(DEGs),为揭示枸杞果实在不同发育阶段类胡萝卜素含量差异的分子机制及枸杞分子育种提供理论参考。[方法]通过Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,分析青果期(YD)、转色期(ZD)和成熟期(XD)的杞鑫1号枸杞果实转录谱,以|log_(2)Fold Change|≥1,且错误发现率(FDR)<0.05为标准筛选DEGs,结合KEGG、GO、KOG、NR等数据库注释信息和PubMed数据库文献,筛选出与类胡萝卜素代谢合成相关的DEGs。测定不同发育期枸杞果实类胡萝卜素含量。采用实时荧光定量PCR验证8个DEGs转录组数据的可靠性。[结果]YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组中DEGs总数分别为6480、1497和7781个,其中分别有3946、827和2888个DEGs上调表达,2534、670和4893个下调表达。3个果实发育期共有234个DEGs。GO功能注释结果显示,在YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组,分别有1700、579和1657个DEGs被注释到生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)三大功能类别。3个比较组的KEGG信号通路均主要集中在代谢途径和次生代谢物生物合成过程中。从YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组3个比较组中分别挖掘到50、18和68个与功效成分相关的DEGs,参与类胡萝卜素合成途径的DEGs有34个,其中在YD vs ZD组、YD vs XD和ZD vs XD组分别富集到12、5和17个。杞鑫1号枸杞3个发育时期的果实均含有类胡萝卜素,随杞鑫1号枸杞果实发育,类胡萝卜素含量整体呈先下降后增加的变化趋势,YD、ZD和XD果实中类胡萝卜素含量分别为0.35、0.25和1.20 mg/g。PSY、PDS、ZDS、CHYB和Z-ISO 5个类胡萝卜素合成途径关键酶基因在YD和XD的表达量均高于100。类胡萝卜素合成代谢的关键酶基因PSY、PDS、ZDS和CHYB高表达,而类胡萝卜素分解代谢相关酶基因ZEP和NCED低表达。8个DEGs在杞鑫1号果实中的相对表达量与转录组测序结果基本一致。[结论]在杞鑫1号枸杞青果期和成熟期,类胡萝卜代谢途径中类胡萝卜素合成途径的关键酶基因PSY、PDS、ZDS、CHYB高水平表达而类胡萝卜素分解代谢相关的基因ZEP、NCED表达量较低,这些基因协同促进杞鑫1号枸杞成熟期果实中玉米黄质、β-胡萝卜素等类胡萝卜素的大量合成。展开更多
文摘类胡萝卜素(Car)与叶绿素a含量比值(Car/Chla)的变化与植被生长发育变化、环境胁迫及叶片衰老特征等密切相关,可作为植被生理生态及物候的监测指标。不同植被类型和植被品种其色素变化随植被生长发育呈现出不同的变化特征。为了探究适用于干旱区棉花Car/Chla比值估算的光谱指数和估算方法,本研究通过2011年和2012年连续2年的大面积田间试验,获取了棉花不同生育期的叶片及冠层尺度光谱反射率及色素含量信息,对多种光谱指数及偏最小二乘回归(Partial Least Square Regression,PLSR)用于Car/Chla比值和Car估算进行了探讨。对比表明,基于光化学指数(PhotochemicalReflectanceIndex,PRI)的线性和一元二次模型对Car/Chla比值和Car的估算精度最高,由PRI-Car/Chla线性模型得到的叶片和冠层尺度的Car/Chla比值估算值与实测值之间的决定系数R2大于0.6,PRI-Car的R2大于0.36;基于PLSR模型得到的Car/Chla比值估算值与实测值之间的拟合关系略优于基于PRI的估算模型,由其得到的叶片及冠层尺度Car/Chla比值估算值与实测值之间的决定系数R2大于0.80,Car估算值与实测值之间R2大于0.73;不论基于PRI还是基于PLSR方法,对Car/Chla比值的估算精度均高于Car含量,该结论进一步证实了Car/Chla比值遥感监测的可行性,丰富了对棉花生长高温胁迫、养分胁迫等环境胁迫及病虫害等遥感监测的依据指标。
文摘[目的]探究枸杞果实不同发育时期转录水平上的基因表达变化,筛选类胡萝卜素生物合成相关差异表达基因(DEGs),为揭示枸杞果实在不同发育阶段类胡萝卜素含量差异的分子机制及枸杞分子育种提供理论参考。[方法]通过Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,分析青果期(YD)、转色期(ZD)和成熟期(XD)的杞鑫1号枸杞果实转录谱,以|log_(2)Fold Change|≥1,且错误发现率(FDR)<0.05为标准筛选DEGs,结合KEGG、GO、KOG、NR等数据库注释信息和PubMed数据库文献,筛选出与类胡萝卜素代谢合成相关的DEGs。测定不同发育期枸杞果实类胡萝卜素含量。采用实时荧光定量PCR验证8个DEGs转录组数据的可靠性。[结果]YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组中DEGs总数分别为6480、1497和7781个,其中分别有3946、827和2888个DEGs上调表达,2534、670和4893个下调表达。3个果实发育期共有234个DEGs。GO功能注释结果显示,在YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组,分别有1700、579和1657个DEGs被注释到生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)三大功能类别。3个比较组的KEGG信号通路均主要集中在代谢途径和次生代谢物生物合成过程中。从YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组3个比较组中分别挖掘到50、18和68个与功效成分相关的DEGs,参与类胡萝卜素合成途径的DEGs有34个,其中在YD vs ZD组、YD vs XD和ZD vs XD组分别富集到12、5和17个。杞鑫1号枸杞3个发育时期的果实均含有类胡萝卜素,随杞鑫1号枸杞果实发育,类胡萝卜素含量整体呈先下降后增加的变化趋势,YD、ZD和XD果实中类胡萝卜素含量分别为0.35、0.25和1.20 mg/g。PSY、PDS、ZDS、CHYB和Z-ISO 5个类胡萝卜素合成途径关键酶基因在YD和XD的表达量均高于100。类胡萝卜素合成代谢的关键酶基因PSY、PDS、ZDS和CHYB高表达,而类胡萝卜素分解代谢相关酶基因ZEP和NCED低表达。8个DEGs在杞鑫1号果实中的相对表达量与转录组测序结果基本一致。[结论]在杞鑫1号枸杞青果期和成熟期,类胡萝卜代谢途径中类胡萝卜素合成途径的关键酶基因PSY、PDS、ZDS、CHYB高水平表达而类胡萝卜素分解代谢相关的基因ZEP、NCED表达量较低,这些基因协同促进杞鑫1号枸杞成熟期果实中玉米黄质、β-胡萝卜素等类胡萝卜素的大量合成。
