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辣椒类胡萝卜素生物合成的分子遗传学研究进展 被引量：1
1
作者 邓明华 莫云容 +4 位作者 吕俊恒 赵凯 黄尧瑶 王岩岩 张宏 《广东农业科学》 CAS 2024年第2期71-80,共10页
辣椒(Capsicumspp.)属于茄科辣椒属,作为一种蔬菜和香料作物在世界各地得到广泛栽培。除作为烹饪食材和香料应用外,辣椒在制药和化妆品领域也有广泛的用途。类胡萝卜素是一类天然色素的总称,参与植物许多重要的代谢过程,如光合作用、光... 辣椒(Capsicumspp.)属于茄科辣椒属,作为一种蔬菜和香料作物在世界各地得到广泛栽培。除作为烹饪食材和香料应用外,辣椒在制药和化妆品领域也有广泛的用途。类胡萝卜素是一类天然色素的总称,参与植物许多重要的代谢过程,如光合作用、光保护、光形态建成和生长发育等。类胡萝卜素具有多种生物活性,是辣椒果实主要的营养物质之一,培育类胡萝卜素含量更高的辣椒品种需要全面深入了解其生物合成及其调控的分子机制。分子生物学和生物技术的发展促进了类胡萝卜素生物合成基因的鉴定,为培育类胡萝卜素含量更高的辣椒新品种提供了机会。该文描述了类胡萝卜素的生理作用、类胡萝卜素与辣椒果实颜色、类胡萝卜素生物合成途径、辣椒类胡萝卜素生物合成途径的结构基因及调控因子、辣椒果实颜色的分子遗传学及与辣椒果实颜色有关的QTL位点等方面的研究进展。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)、八氢番茄红素合成酶(PSY)、八氢番茄红素脱氢酶(PDS)、ζ-胡萝卜素去饱和酶(ZDS)、番茄红素环化酶(LCY)、辣椒红素-辣椒玉红素合成酶(CCS)等是辣椒类胡萝卜素生物合成通路的端口酶和限速酶,其表达丰度和活性高低直接调控辣椒体内类胡萝卜素的含量。MYB306、DIVARICATA1、BBX20等转录因子参与辣椒类胡萝卜素生物合成的调控。类胡萝卜素生物合成和调控基因的多样性决定类胡萝卜素单体的数量和含量,影响辣椒果实呈现的颜色。基于目前研究进展,该文对未来辣椒类胡萝卜素代谢研究进行了展望,以期为今后培育富含类胡萝卜素的生物强化型辣椒新品种提供新思路。 展开更多
关键词 辣椒 类胡萝卜素 生物合成 分子遗传学 辣椒果实颜色
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马铃薯薯皮响应疮痂链霉菌侵染的代谢组学分析及代谢产物抑菌研究
2
作者 熊屾 杨宏仙 +3 位作者 涂敏 蔡海滨 张红骥 于德才 《江苏农业科学》 北大核心 2025年第6期136-144,共9页
为探究疮痂链霉菌侵染后马铃薯薯皮代谢物的表达差异及差异代谢物对疮痂链霉菌的抑菌作用,以马铃薯薯皮为材料,利用非靶向代谢组学分析马铃薯薯皮在疮痂链霉菌侵染(PC)与未侵染(CK)处理下代谢产物积累变化,同时结合抑菌试验,明确差异代... 为探究疮痂链霉菌侵染后马铃薯薯皮代谢物的表达差异及差异代谢物对疮痂链霉菌的抑菌作用,以马铃薯薯皮为材料,利用非靶向代谢组学分析马铃薯薯皮在疮痂链霉菌侵染(PC)与未侵染(CK)处理下代谢产物积累变化,同时结合抑菌试验,明确差异代谢物对疮痂链霉菌的抑菌效果。结果显示,致病链霉菌侵染马铃薯后马铃薯薯皮代谢物产生显著变化,585个差异代谢物显著上调,111个显著下调,差异代谢物显著富集在嘧啶代谢、核苷酸代谢、酪氨酸代谢、氨酰-tRNA生物合成和花色素苷生物合成等代谢通路;抑菌试验结果表明,代谢物香豆素-3-羧酸和谷胱甘肽(还原型)对疮痂链霉菌具有明显的抑菌效果,代谢物浓度在1000 mg/L时,代谢物对疮痂链霉菌的抑制效果最好,抑制率分别为69.48%、60.93%。本研究阐释了马铃薯薯皮响应疮痂链霉菌侵染的代谢变化,为探索马铃薯与疮痂链霉菌的互作机制提供依据,且筛选的马铃薯薯皮代谢物香豆素-3-羧酸和谷胱甘肽(还原型)可为马铃薯疮痂病植物源农药的研发提供参考。 展开更多
关键词 疮痂链霉菌 马铃薯疮痂病 代谢组 差异代谢物 抑菌效果
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草酸乙酰化降解途径酶基因密码子偏好性分析
3
作者 罗瑜 李奇 +4 位作者 施辉能 杨红磊 宋占华 杨建立 范伟 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2990-3002,共13页
【目的】分析100种植物中参与草酸乙酰化降解途径的草酰-CoA合成酶(AAE3)、草酰-CoA脱羧酶(OCD)和甲酸脱氢酶(FDH)基因的密码子偏好性及其影响因素,并分析其适配的异源表达受体,为揭示AAE3、OCD和FDH基因在植物中的遗传修饰和进化规律... 【目的】分析100种植物中参与草酸乙酰化降解途径的草酰-CoA合成酶(AAE3)、草酰-CoA脱羧酶(OCD)和甲酸脱氢酶(FDH)基因的密码子偏好性及其影响因素,并分析其适配的异源表达受体,为揭示AAE3、OCD和FDH基因在植物中的遗传修饰和进化规律及提高其异源表达效率提供理论依据。【方法】运用CodonW 1.4.2、CUSP及Python等软件工具,通过PR2-plot分析、ENC-plot分析、相对同义密码子使用量(RSCU)分析、中性绘图分析及密码子使用频率比较分析,深入解析AAE3、OCD和FDH基因编码区(CDS)序列的碱基组成特征、密码子偏好及其主要影响因素、高频密码子、最优密码子及异源表达适配受体。【结果】AAE3、OCD和FDH基因CDS序列在不同位置上GC含量差异较大,但三者均偏好使用以G/C结尾的密码子。AAE3、OCD和FDH基因表达水平较低,且密码子偏好性均较弱,偏好性排序:FDH>AAE3>OCD。在进化过程中AAE3、OCD和FDH基因的密码子偏好性主要受自然选择的影响,突变压力对其影响则较小。RSCU分析结果显示,AAE3、OCD和FDH基因分别有31、26和27个高频密码子,分别有19、14和9个最优密码子,其中AAE3和FDH基因的最优密码子均以G/C结尾,而OCD基因的最优密码子中以G/C结尾的有8个,占最优密码子的57.14%。拟南芥和烟草可作为AAE3、OCD和FDH基因的异源表达适配受体,当选择大肠杆菌和酿酒酵母作为异源表达受体时,则需要优化较多的密码子(17~19个)。【结论】AAE3、OCD和FDH基因在进化过程中表现出较相似的密码子偏好特征,选择异源表达受体时应优先考虑拟南芥和烟草。 展开更多
关键词 草酰-CoA合成酶 草酰-CoA脱羧酶 甲酸脱氢酶 密码子偏好性 最优密码子
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芸苔素内酯浓度对干旱胁迫大白菜幼苗生长及生理指标的影响 被引量：1
4
作者 张新梅 赵文麟 +3 位作者 和芬 许彬 许俊强 张国平 《贵州农业科学》 CAS 2024年第5期41-46,共6页
【目的】探明不同浓度芸苔素内酯对干旱胁迫大白菜幼苗抗旱性的调控作用,为芸苔素内酯在大白菜生产中的应用提供参考。【方法】以大白菜胜丽118为试验材料,苗期喷施不同浓度(0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L)28-表高芸苔素内酯后... 【目的】探明不同浓度芸苔素内酯对干旱胁迫大白菜幼苗抗旱性的调控作用,为芸苔素内酯在大白菜生产中的应用提供参考。【方法】以大白菜胜丽118为试验材料,苗期喷施不同浓度(0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L)28-表高芸苔素内酯后,选用10%浓度的聚二乙醇-6000溶液模拟干旱胁迫,测定大白菜生长和生理生化指标,分析不同浓度芸苔素内酯处理大白菜幼苗生理活性差异。【结果】随芸苔素内酯浓度升高,大白菜幼苗长势呈先良好后衰败变化;从大白菜幼苗表型看,芸苔素内酯浓度0.05 mg/L、0.1 mg/L处理的耐旱效果最明显。干旱胁迫下叶片POD和CAT活性随芸苔素内酯浓度升高呈先增强后减弱趋势,MDA含量随浓度升高呈先降后升趋势。芸苔素内酯浓度过高大白菜幼苗叶绿素相对含量变低。【结论】喷施适宜浓度的芸苔素内酯可提高干旱胁迫下大白菜幼苗的抗氧化酶活性,有效缓解干旱胁迫造成的损害,适宜的芸苔素内酯浓度为0.05~0.1 mg/L。 展开更多
关键词 大白菜 幼苗 芸苔素内酯 干旱胁迫 酶活性
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大气CO_(2)浓度对萝卜生长及氮磷钾养分吸收的影响
5
作者 朱雪 施松梅 +4 位作者 王薪锯 弓月芳 何新华 蒲全明 杨正安 《贵州农业科学》 CAS 2024年第4期1-11,共11页
【目的】探明CO_(2)浓度升高是否改变土壤养分状况进而影响萝卜生长及养分吸收,为大气CO_(2)浓度升高条件下萝卜合理施肥方式提供理论依据。【方法】以糖晶萝卜为试验材料,设置4个CO_(2)浓度水平:C_(0)(大气CO_(2)浓度)、C_(1)(C_(0)+33... 【目的】探明CO_(2)浓度升高是否改变土壤养分状况进而影响萝卜生长及养分吸收,为大气CO_(2)浓度升高条件下萝卜合理施肥方式提供理论依据。【方法】以糖晶萝卜为试验材料,设置4个CO_(2)浓度水平:C_(0)(大气CO_(2)浓度)、C_(1)(C_(0)+33%C_(0))、C_(2)(C_(0)+67%C_(0))和C_(3)(C_(0)+100%C_(0)),研究不同CO_(2)浓度对萝卜生长、氮磷钾养分吸收及土壤养分的影响。【结果】与C_(0)相比,C_(1)、C_(2)和C_(3)处理萝卜地上生物量增加0.52%~34.68%,地下生物量增加63.00%~100.46%,总生物量增加37.83%~67.61%,CO_(2)浓度升高促进萝卜生长和干物质积累,且C_(2)处理最适宜;CO_(2)浓度升高降低萝卜地下氮磷和地上钾含量,但植株氮磷钾积累量分别增加39.77%~43.30%、2.08%~17.27%和38.38%~72.26%。土壤硝态氮、有效磷和速效钾在CO_(2)浓度升高条件下分别降低29.62%~34.20%、10.03%~14.12%和1.92%~16.62%。植株氮和钾积累量与植株干重呈显著正相关,与土壤硝态氮、有效磷和速效钾呈显著负相关。【结论】CO_(2)浓度升高通过增加脲酶和磷酸酶活性改善土壤肥力,促进植株氮磷钾养分吸收,进而提高萝卜产量。在大气CO_(2)浓度升高条件下,应合理增施氮肥、磷肥、钾肥,且氮肥施用量应大于磷肥和钾肥。 展开更多
关键词 萝卜 CO_(2)浓度 生长 氮磷钾 土壤肥力
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辣椒CMB1基因克隆与表达分析
6
作者 张明先 张芮豪 +4 位作者 李平平 吴睿 周慧丹 邓明华 吕俊恒 《广东农业科学》 CAS 2023年第11期50-58,共9页
【目的】CMB1基因在植物的花序结构和果实成熟调控中发挥重要作用,但有关辣椒CMB1基因的功能和调控机制鲜有报道,因此研究辣椒中调控类胡萝卜素合成相关的转录因子及CMB1基因在辣椒中的作用,为辣椒选育提供参考。【方法】以皱皮红、皱... 【目的】CMB1基因在植物的花序结构和果实成熟调控中发挥重要作用,但有关辣椒CMB1基因的功能和调控机制鲜有报道,因此研究辣椒中调控类胡萝卜素合成相关的转录因子及CMB1基因在辣椒中的作用,为辣椒选育提供参考。【方法】以皱皮红、皱皮黄两种辣椒果实为试验材料,利用同源序列法克隆CMB1的编码序列并对其进行生物学信息分析,通过实时荧光定量PCR技术分析CMB1在红色与黄色辣椒果实中不同发育时期(绿熟期、转色期、完熟期)的表达模式。【结果】皱皮红与皱皮黄辣椒的CMB1基因ORF长度均为732 bp,可编码243个氨基酸残基。序列比对发现,皱皮红CMB1碱基序列的第11个位点发生突变,G突变为T,导致氨基酸序列由G(甘氨酸)突变为V(缬氨酸)。生物信息学分析显示,皱皮红CMB1编码蛋白的分子质量为20923.21,理论等电点为5.59,不稳定系数为57.28,亲水性总平均值(重力)指数为-1.001;皱皮黄CMB1编码蛋白的分子质量为27958.47,理论等电点为7.10,不稳定系数为53.54,亲水性总平均值(重力)指数为-0.809。皱皮红和皱皮黄的CMB1均为不稳定的疏水蛋白,含有38个磷酸化位点,无跨膜结构和信号肽,具有典型的MADS-box结构域和K-box结构域。进化分析结果发现,辣椒CMB1与茄科的亲缘关系最近,与豆科亲缘关系最远。荧光定量结果显示,CMB1在辣椒果实绿熟期、转色期、完熟期3个时期的表达量依次递增,且3个时期CMB1的表达量在皱皮红中均显著高于皱皮黄。【结论】辣椒CMB1是MADS-box家族的成员,为不稳定的疏水蛋白,在辣椒果实中的表达量与辣椒中类胡萝卜素的积累趋势相似,推测CMB1主要参与调控辣椒红素等类胡萝卜素的合成。 展开更多
关键词 辣椒 类胡萝卜素 转录因子 基因克隆 CMB1
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