【目的】探明不同海拔梯度对花椒基因表达的影响，为研究花椒遗传多样性、代谢调控及适应不同海拔生境胁迫的分子机制提供依据。【方法】以贵州省贞丰县板贵乡不同海拔（1 054 m、821 m和645 m）下的花椒叶为试验材料，采用转录组测序的生物信息学方法对其差异表达基因的可变剪接（AS）和SNP/InDel变异位点进行解析，挖掘花椒适应环境的新转录本。【结果】在3个不同海拔的花椒叶片中，有2 619个基因发生了可变剪切事件，主要为外显子跳跃（Skipped Exon，SE）和互斥外显子（Mutually Exclusive Exons，MXE）2种类型，其中SE最多，且在高海拔的对比组中发生可变剪接的数量显著增多；鉴定出748 331个SNP和87 402个InDel位点，SNP类型中转换种类高于颠换种类，在外显子区分布最多，达40%。InDel位点在内含子区分布最多，达28.6%；发掘出9 363个新转录本，其中有5 648个在7大数据库中被注释。KEGG代谢途径分析发现，花椒叶片发生可变剪接的功能基因主要参与代谢途径、次生代谢物的生物合成和辅助因子的生物合成途径；而新转录本的KEGG代谢途径主要富集于光合作用、苯丙素生物合成、异黄酮生物合成、类黄酮生物合成和萜类生物合成等通路。【结论】本研究为丰富人们对不同海拔条件下花椒基因结构变异的认识，后续研究花椒遗传多样性、代谢调控及响应环境胁迫的分子机制奠定了基础。

【目的】杜仲橡胶是一种多萜类物质，而甲羟戊酸（ＭＶＡ）途径是合成萜类物质的重要途径之一。分析杜仲ＭＶＡ途径相关基因表达的差异，预测杜仲橡胶合成的主要上游途径。【方法】在杜仲幼果和叶片转录组测序的基础上，根据基因功能注释和表达分析，确定ＭＶＡ途径的系列基因，并对其进行表达差异分析。【结果】杜仲橡胶合成的ＭＶＡ途径共涉及２３条Ｕｎｉｇｅｎｅ，分别为３条ｅＵＡＣＯＴ、３条ｅＵＨＭｇＳ、８条ｅＵＨＭｇＲ、２条ｅＵＭＫ、１条ｅＵＰＭＫ和６条ｅＵＭＤＰ基因。根据转录组ＲＰＫＭ（ＲｅＡＤＳ ＰｅＲ ＫｉｌＯ ｂＡＳｅＳ ＰｅＲ ＭｉｌｌｉＯｎ ＲｅＡＤＳ）数据对基因表达差异进行分析，结果表明杜仲ＭＶＡ途径中．．．

【目的】筛选分析‘GL-3’苹果叶片不定芽再生过程中的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG),进一步解析苹果叶片不定芽再生的潜在分子机制,为提高苹果的遗传转化效率提供理论参考。【方法】‘GL-3’苹果继代组培苗叶片外植体接种在再生培养基上,分别于0、3、7、14和21 d后取样并提取RNA,构建mRNA文库后采用Illumina Nova seq平台进行测序。筛选出各时间点的DEGs,根据GO(Gene ontology)和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)注释结果以及官方分类,使用R软件中的phyper函数对筛选到的DEGs进行GO和KEGG富集分析;利用BLAST软件进行基因比对注释;重点分析植物再生相关的激素、酶、转录因子、多胺等DEGs;采用qRT-PCR对DEGs进行定量验证。【结果】再生培养基上培养3、7、14和21 d的苹果叶片外植体与对照组相比,分别筛选到5 250、4 937、6 852、6 493个DEGs,4个时间点共有的DEGs有3 027个。DEGs的GO功能富集显示,4个时间点筛选到的共有DEGs中上调表达的DEGs主要与氧化还原过程、细胞外围、蛋白激酶活性和有机环化合物结合等功能有关;下调表达的DEGs主要与单细胞代谢过程、钙离子结合、光合膜和类囊体部分等功能有关。DEGs的KEGG通路富集分析显示,4个时间点筛选到的共有DEGs中上调表达的DEGs主要富集在磷酸戊糖途径、植物激素信号转导、植物-病原菌相互作用和内质网蛋白质加工等途径中;下调表达的DEGs主要富集在α-亚麻酸代谢、苯丙烷生物合成、碳代谢和光合作用等途径中。对与植物离体叶片再生相关的激素、酶、转录因子和多胺等相关DEGs的表达模式进行分析发现,这些DEGs大部分呈上调表达趋势。经qRT-PCR验证后,所检测基因的表达趋势与转录组测序结果一致。【结论】通过对苹果叶片不定芽再生过程中不同时间点的基因表达谱进行检测和对比分析,获得了大量与苹果叶片不定芽再生相关的基因,研究结果为深入探讨苹果离体叶片再生机理提供了理论依据。

本研究利用云南海拔2650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小麻谷与具有籼稻细胞质背景的改良品系南34为亲本,分析比较了在400、1860和2200 m 3个不同海拔下产生的正反交F2群体形态性状的遗传差异。结果表明,细胞质和海拔引起杂合体花粉育性的差异可导致其F2群体中形态性状发生明显的遗传变异,其中细胞质对F2群体形态性状遗传变异的效应随产生群体海拔的升高而增加,在2200 m的高海拔细胞质效应最为明显。该研究结果对探讨环境温度对细胞质效应的影响具有重要的参考价值。

【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期(五叶期)设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)或其大亚基(所有植物进行光合碳同化的关键酶)、1个Rubisco活化酶(广泛存在于植物中调节Rubisc...

【目的】揭示不同海拔梯度下铁心杉天然群体的叶表型多样性及其变异规律，探究叶表型性状与海拔气候的相关关系，为铁心杉种质资源的收集、保护与利用提供科学依据。【方法】以湖南小溪国家级自然保护区内的铁心杉天然群体为研究对象，运用巢氏方差分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法，对来自4个不同海拔铁心杉天然群体的12个叶表型性状开展研究。【结果】除叶宽外，有11个叶表型性状在群体间和群体内存在显著（P <0.05）或极显著差异（P <0.01），变异较为丰富；随着海拔的升高，不同海拔铁心杉天然群体间的叶表型变异整体呈现降低趋势，变异系数最高和最低的群体分别为Pop1(18.52%)、Pop4(13.95%)；群体内的表型分化系数（77.46%）大于群体间的表型分化系数（22.54%)，表明群体内变异是铁心杉变异的主要来源，群体分化程度属于中等水平。相关性分析表明，随着海拔的升高，针叶厚、比叶面积、比叶重与温度呈极显著负相关关系（P <0.001），与降水量呈极显著正相关关系（P <0.001），这表明铁心杉的针叶为了适应环境表现出胁迫耐受策略。利用Ward.D2层次聚类法对铁心杉群体进行聚类分析，4个不同海拔铁心杉天然群体可划分为4个类群。【结论】随着海拔的升高，铁心杉群体叶表型多样性整体呈现下降趋势，且与海拔气候因子显著相关。群体间和群体内均存在较为丰富的表型变异，但以群体内变异为主。

【目的】从元素吸收及转运相关基因表达两方面，研究菠萝磷钾元素吸收与利用机制，为进一步开展菠萝磷和钾吸收与转运机制研究奠定基础。【方法】以菠萝叶片为供试材料，设置MS营养液、10.029 mmol/L K_(2)HPO_(4)、20.054 mmol/L KCl、1.250 mmol/L K_(2)HPO_(4)、1.250 mmol/L NaH_(2)PO_(4 )5个处理，以H_(2)O（CK）为对照，测定处理后不同天数菠萝叶片的磷钾元素含量及相关转运基因的表达情况。【结果】施肥处理后，1.250 mmol/L K_(2)HPO_(4)和NaH_(2)PO_(4)处理的菠萝叶片磷元素含量显著提高，10.029 mmol/L K_(2)HPO_(4)和KCl处理的菠萝叶片磷元素含量与对照无显著差异；在施肥处理后2 d，1.250 mmol/L K_(2)HPO_(4)处理、NaH_(2)PO_(4)处理、10.029 mmol/L K_(2)HPO_(4 )处理和KCl处理的菠萝叶片钾元素含量均显著提高，处理后4 d，KCl处理后菠萝叶片钾元素含量显著提高，处理后6 d，1.250 mmol/L K_(2)HPO_(4)处理菠萝叶片钾元素含量显著提高。AcPHT2、AcPHT3、AcPHT4基因在NaH_(2)PO_(4)处理后基因表达水平显著降低，AcPHT6基因的表达水平在NaH_(2)PO_(4)处理后显著升高；1.250 mmol/L K_(2)HPO_(4)处理后，AcPHT6基因的表达水平表现出先下降后升高的变化趋势，其余磷转运蛋白相关基因的表达水平均呈现先升高后下降的变化趋势，其中AcPHT1、AcPHT2、AcPHT3、AcPHT4基因的表达水平在处理后4 d达到最高。10.029 mmol/L K_(2)HPO_(4)处理后，AcNa/H2、AcNHX、AcHKT、AcKUP2基因的表达水平显著升高；AcKUP1、AcNHX基因在KCl处理后基因表达水平显著下降，AcNa/H1、AcHKT、AcKUP2基因的表达水平在KCl处理4 d后差异达到最大。【结论】不同钾源会影响菠萝对磷钾的吸收，磷钾元素间存在交互作用，影响着菠萝对磷钾元素的吸收与利用。

【目的】通过基因差异表达分析揭示大豆杂种优势产生的原因,为探明大豆杂种优势的分子机理提供理论基础。【方法】采用4×5 NCⅡ设计,配制20个大豆杂交种,以大豆苗期叶片为试验材料,应用mRNA差异显示技术,分析杂交种及亲本之间的基因差异表达模式,并分析其与杂种优势的相关性。【结果】大豆杂交种和亲本之间存在着明显的基因差异表达,差异表达模式可分为单亲表达一致一型(110型)、单亲表达一致二型(011型)、双亲共沉默型(101型)、单亲表达沉默一型(100型)、单亲表达沉默二型(001型)和杂种特异表达类型(010型)6种,其中单亲表达一致一型所占比例最高(13.25%)。差异表达模式与杂种表现的相...

通过对长白山不同海拔下岳桦叶片反射光谱的研究,探讨岳桦叶片对高山环境的适应机制。结果表明:不同海拔间岳桦叶片光谱反射率及光谱指数有较大差异。在1750～2000m海拔梯度内,叶绿素归一化指数(chlNDI)显示:岳桦叶片叶绿素相对含量先升高再降低;光化学反射指数(PRI)显示岳桦叶片光合有效辐射利用效率在2000m处最小。类胡萝卜素指标(CAI)显示,岳桦叶片类胡萝卜素相对含量在1750、1900、2000m之间无显著差异。此外,林线外岳桦叶片叶绿素相对含量及光合有效辐射利用效率均比2000m处高,而叶片类胡萝卜素相对含量比2000m处低。分析表明:随海拔升高,岳桦叶片的生理状况发生了变化,所...

【目的】为了研究刚毛柽柳响应盐胁迫的作用机制,本研究以刚毛柽柳叶片为材料,对叶片总蛋白质的提取方法进行优化,探究出适用于双向电泳的刚毛柽柳叶片总蛋白质的提取方法,并建立NaHCO_3胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱。【方法】本研究比较了改良Tris-三氯乙酸,改良Tris-三氯乙酸+PVP40,改良Tris-三氯乙酸+丙酮和植物蛋白提取试剂盒法4种提取植物蛋白质的方法提取刚毛柽柳叶片总蛋白质的差异,并利用蛋白质双向电泳用技术研究NaHCO_3胁迫后刚毛柽柳叶片蛋白质表达变化,建立了盐胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白表达谱。【结果】采用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质,利用该方法可获得高质量的蛋白质样品,所得到的双向电泳凝胶图谱中蛋白质分离效果好、图谱分辨率高,通过Image Master 2D Platinum 7.0凝胶分析软件对NaHCO_3处理0和12 h的双向电泳凝胶图谱进行分析,获得了25个响应盐胁迫的差异表达蛋白质,并分析了差异表达蛋白量的变化。【结论】研究结果表明,利用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质适用于双向电泳体系,该方法可以用于对刚毛柽柳叶片蛋白质组学的研究。本研究建立了NaHCO_3胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱,为进一步分析刚毛柽柳耐盐分子机制奠定了基础。

通过半定量RT-PCR分析了水稻的SEX1同源基因OsSEX1-1和OsSEX1-2的表达过程,结果表明:2个目的基因表达量均呈现昼夜节律变化。光照对2个基因的表达是必需的,其中以19:00时表达量最高,黑暗条件下表达量较低;叶片淀粉的含量也呈现昼夜节律变化;海藻糖抑制2个基因表达,并导致夜晚叶片淀粉异常积累;在自然光照/黑暗条件下,未观察到不同时段2个基因DNA甲基化差异。

应用实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)的方法对不同茶树品种及萎凋过程中抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因的表达进行定量分析.结果表明:茶树不同品种APX基因的表达量存在显著差异,相对表达量变化范围为0.65-5.69,6个茶树品种APX基因的相对表达量从大到小依次为毛蟹、福云6号、肉桂、福鼎大白茶、黄旦、铁观音;茶叶APX基因的表达明显受到萎凋工艺的影响,在茶叶萎凋过程中APX基因的表达量呈现"升高—降低—再升高—再降低"的趋势,相对表达量变化范围为0.02-7.46.

为研究大豆滞绿突变对叶片衰老过程中蔗糖代谢相关基因表达产生的影响,以晋大滞绿1号及其亲本晋大74号为试验材料,测定了大豆开花后至成熟期间叶片可溶性糖含量的变化趋势,并对比了不同基因型大豆品种叶片衰老过程中蔗糖代谢相关基因的表达差异。结果表明:1)花后至成熟期间,2个供试大豆品种可溶性总糖含量均呈波动升高然后降低的变化趋势。花后14至42天,晋大滞绿1号可溶性总糖含量高于晋大74号;2)花后29至42天,晋大滞绿1号蔗糖磷酸合成酶基因SPS4,转化酶基因CInv、CWInv2以及蔗糖合酶基因SS1、SS2-2表达水平显著高于非滞绿品种晋大74号;己糖激酶和果糖激酶基因Hxk和Frk表达量也高于非滞绿品种晋大74号;3)除SUT4-1外,其余6个蔗糖转运体基因SUTs的表达模式具有明显的品种特异性。花后29至42天,晋大滞绿1号叶片SUTs表达水平较高。综上,滞绿突变对于大豆蔗糖代谢相关基因的表达产生了明显的影响,特别是在鼓粒初期和中期等大豆籽粒形成的关键时期,滞绿品种晋大滞绿1号蔗糖代谢相关基因的表达更加活跃。

【目的】Wuschel (WUS)相关的同源异型盒(Wuschel-related homeobox,WOX)转录因子家族在植物生长发育中发挥重要作用。本研究旨在探索WOX转录因子在杜仲Eucommia ulmoides中的分布及表达特征。【方法】以杜仲基因组数据库为基础，利用生物信息学方法对杜仲WOX家族进行全基因组鉴定；基于转录组数据分析EuWOXs在叶片发育及杜仲胶形成中的表达特征，通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR)检测EuWOXs在‘紫叶’杜仲‘Ziye’叶片不同发育时期的表达模式。【结果】杜仲基因组中共鉴定出8条EuWOXs，分布于8条染色体；EuWOXs蛋白质长度为182～352个氨基酸，理论等电点为5.10～6.47，分子量为20.7～40.4 kDa；亚细胞定位预测EuWOXs均定位在细胞核中，均为亲水性蛋白。根据系统进化关系，杜仲WOX家族包括3个亚家族，分别含2、1和5个EuWOXs基因。EuWOXs均含有内含子，并包含多个基序，启动子中富含激素、胁迫和光周期响应元件。大部分EuWOXs在杜仲叶片中表达量较低，EuWOX13-1随叶片发育表达量逐渐降低，EuWOX13-2在生长叶中表达量最高。【结论】杜仲中有8个EuWOXs基因，EuWOX13-1和EuWOX13-2可能在杜仲叶片发育中发挥重要作用。图10表2参50

等位基因的结构变异及差异表达在多种生物中普遍存在。等位基因差异表达对基因的表达起了很重要的调控作用,并最终可能与生物的表型多态性联系起来。但是,由于问题的复杂性和缺乏有效的技术,等位差异表达与基因表达变化乃至表型变化之间的关系至今没有解决,因此对等位差异表达在各种生物中所起的作用仍然是低估的。本文从等位基因差异表达产生的原因、其生物学意义以及检测方法等方面对目前等位基因结构变异及差异表达的研究进展做一简单介绍。