【目的】明确DELLA蛋白基因在葡萄基因组数据库中的数量、结构和组织表达差异,探究DELLA蛋白在葡萄赤霉素(GA)信号传导及葡萄无核果实发育机理中的作用机制。【方法】基于拟南芥、水稻等植物中的DELLA蛋白基因,利用HMMER程序和NCBI的CDD程序鉴定葡萄基因组中的DELLA蛋白基因;以‘白罗莎里奥’葡萄品种为试材,采用PCR技术克隆3个DELLA蛋白基因的c DNA全长序列;通过启动子作用元件分析预测其潜在功能;利用生物信息学软件对其染色体定位、基因结构、系统进化、理化特性、亚细胞定位及蛋白互作等进行分析;利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术分析DELLA蛋白的亚细胞定位情况;采用q RT-PCR方法检测葡萄DELLA蛋白基因应答GA在果皮、果肉、种子(或种子区)的时空表达特征。【结果】鉴定得到3个葡萄DELLA蛋白基因,克隆并验证其精确序列,分别命名为Vv GAI1(VIT_201s0011g05260)、Vv RGA(VIT_214s0006g00640)及Vv SLR1(VIT_211s0016g04630),其染色体定位、开放阅读框(ORF)大小、编码氨基酸数量分别为:Chr1、1 773 bp、590个;Chr14、1 710 bp、569个;Chr11、1 599 bp、532个。基因结构分析表明其DNA序列均无内含子,只有1个外显子,基因结构高度保守。进化分析显示Vv GAI1与Vv RGA亲缘关系较近,被聚类为一组,而Vv SLR1为另一组。3个基因的启动子均含有响应赤霉素和胚乳发育相关的作用元件,表明它们可能参与响应GA信号传导和胚乳发育过程。亚细胞定位结果显示3个DELLA蛋白均定位于细胞核。q RT-PCR结果显示除果皮中Vv SLR1在近成熟期具有表达高峰外,其余均在幼果期高表达,且外源GA处理均不同程度降低了3个DELLA蛋白基因在葡萄果皮、果肉和种子区的表达,尤以种子区下调水平最为显著。蛋白互作分析表明3个DELLA蛋白均为葡萄GA信号传导的核心作用元件,均可能与GIDI1和SLY1互作参与葡萄GA信号传导。【结论】葡萄基因组中含有3个DELLA蛋白基因家族成员;不同物种间DELLA蛋白结构高度保守;GA可能通过负调控这3个成员参与葡萄果皮、果肉和种子区的发育,且3个成员均可能通过应答GA信号调控葡萄无核果实的发育。

[目的]本文旨在研究苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、4-香豆酸-辅酶连接酶基因(4CL)和肉桂醇脱氧酶基因(CAD)在葡萄(Vitis vinifera L.)‘白罗莎’核木质素合成过程中的作用,进而探究其在应答赤霉素(GA)调控果实发育尤其在种子发育过程中的潜在作用,分析其在诱导果实无核过程中的作用。[方法]采用生物信息学分析、基因芯片和RT-qPCR等方法,对葡萄VvPAL、Vv4CL和VvCAD基因定位、结构和启动子作用元件分析,对其编码蛋白相似性、结构域以及互作蛋白进行分析,并鉴定其应答GA在果实不同组织不同时期的表达模式。[结果]葡萄VvPAL、Vv4CL和VvCAD与其他物种同源分析比对发现,其内含子与外显子数量及其分布相似。基因启动子分析表明,3个基因均含有胚乳发育相关组织特异性元件,且Vv4CL基因含有GA响应元件。3个基因所编码蛋白进化保守性较强,与其他物种比对后发现它们含有相同的蛋白功能结构域并且作用元件相似。亚细胞定位预测显示其主要集中在细胞质和细胞膜中表达,其互作蛋白主要是肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、咖啡酸氧甲基转移酶(OMT)等木质素合成过程中的关键酶。葡萄芯片电子表达谱发现,VvPAL和Vv4CL基因在根、茎等木质化程度相对较高的组织中高表达,而VvCAD基因则只在种子中相对高表达。RT-qPCR结果显示,GA在种子某些特定时期极显著下调VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因的表达。[结论]VvPAL、Vv4CL和VvCAD基因参与葡萄果实发育过程的调控,且GA可能通过下调这3个基因的表达从而抑制葡萄核发育。

[目的]本文旨在研究VvAGL11和VvAGL15在应答赤霉素(GA3)信号诱导葡萄无核果实发育过程中的作用。[方法]以‘巨峰’葡萄为试材,鉴定了VvAGL11和VvAGL15的c DNA全长序列,并通过分析基因的启动子顺式作用元件预测其潜在功能,同时运用RT-qPCR方法检测对照和GA3处理组葡萄VvAGL11和VvAGL15的时空表达水平。[结果]GA3处理能够诱导葡萄果实无核化,使葡萄果粒和果穗显著伸长,穗轴增粗。同时,鉴定到VvAGL11(MG581423)和VvAGL15(MG581424)的c DNA全长序列。VvAGL11和VvAGL15蛋白序列与可可和棉花的亲缘关系较近;二者均含有MADS-MEF2-like和K-box家族保守结构域,属于MADS-box转录因子家族;其主要二级结构元件为α-螺旋和无规则卷曲,且主要定位于细胞核中,蛋白结构具有保守性。启动子顺式作用元件分析显示:二者均含有响应赤霉素和胚乳发育相关的motifs。RT-qPCR分析显示,在果实硬核期和转色期的种子中,VvAGL11和VvAGL15的表达量较高,而GA3处理能够显著抑制其在种子中的表达。[结论]鉴定到MADS-box基因家族中的2个成员,分别为VvAGL11和VvAGL15。GA3处理可抑制VvAGL11和VvAGL15在种子区的表达,影响种胚的正常发育,从而形成无核果实。

为了探明‘峰后’葡萄赤霉素(GA3)处理后促使果粒变长的原因和VvSEP3基因在果实早期发育中的作用,在开花前利用0.1mg/g GA3处理花序并通过原位杂交分析了VvSEP3基因的表达。结果显示:GA3处理提高了峰后葡萄的坐果,增加了果形指数,从开花后14d开始到开花后56d,GA3处理后的果实纵径始终大于同时期的对照果实,解剖学结构研究表明,中果皮的细胞膨大从开花后7d开始明显大于同时期发育的对照果粒。VvSEP3基因在开花期的柱头、花柱、横膈膜以及胚珠的珠心组织中有表达,开花后主要在子房壁中表达,当幼胚发育时在维管束组织和胚乳组织中有所表达。本研究显示GA3处理后明显增加峰后葡萄的果形指...

为了对四川地区巨峰葡萄无核化栽培提供一定的科学指导,本实验以巨峰葡萄为试材,分别在初花期和盛花后12 d进行2次处理,研究不同浓度赤霉素(GA3)和链霉素(SM)对巨峰葡萄无核率和果实发育的影响。结果表明:各处理都能使巨峰葡萄的无核率大幅度提高,GA3和SM混合处理产生的无核效应明显大于单独使用GA3;GA350 mg/L、GA3100 mg/L与SM 100 mg/L、SM200 mg/L搭配的2个组合均实现了完全无核化。从无核果实综合性状来看,两次处理的最佳方案为GA3100 mg/L+SM 200 mg/L。

为探索ＳＷＥＥＴ基因家族在葡萄果实发育中的表达与功能，以本实验室完成的酿酒葡萄品种赤霞珠Ⅰ期和Ⅲ期果实的转录组数据为基础，筛选出在Ⅰ期和Ⅲ期表达量存在显著差异的９个ＳＷＥＥＴ基因家族成员，利用生物信息学工具，对这９个基因的基因结构、蛋白的基本理化性质、二级结构、亚细胞定位、保守基序和序列同源性等进行预测分析，并利用实时荧光定量ＰＣＲ（ｑＰＣＲ）技术对分析结果进行验证。基因组定位结果发现这９个ＳＷＥＥＴ基因分布在７条染色体上，蛋白序列可分成４个亚族。不同成员间氨基酸数目、氨基酸序列间的疏水性存在一定的差异；二级结构预测结果显示，这９个ＳＷＥＥＴ基因的氨基酸序列以α－螺旋和无规则卷曲为主要组成部分．．．

【目的】鉴定葡萄miR159家族成员及其靶基因,明确葡萄miR159家族成员及其靶基因应答外源赤霉素(GA)在无核葡萄果实不同组织发育过程中的作用。【方法】以‘白罗莎里奥’葡萄(Rosario Bianco)为试材,利用miR-RACE和PCR技术克隆鉴定VvmiR159a/b/c的成熟体及前体序列;通过PsRNATarget软件预测VvmiR159s的靶基因,利用生物信息学软件对其进行系统进化及保守结构域分析;通过启动子作用元件分析预测VvmiR159s及其靶基因的潜在功能;采用RLM-RACE和PPM-RACE验证VvmiR159s对靶基因的裂解作用;利用qRT-PCR鉴定其应答外源GA在葡萄果实不同组织发育过程中的时空表达模式。【结果】从‘白罗莎里奥’葡萄果实中克隆获得VvmiR159a/b/c的成熟体序列、前体序列并折叠发夹结构。鉴定到VvmiR159s的四条靶基因(VvGAMYB、VvMYB48、VvAIX15、VvGRAS-l),其中VvmiR159s与VvGAMYB匹配程度最高,与VvAIX15匹配程度最低。靶基因系统进化及保守结构域分析显示,4条靶基因与其他物种同源基因具有较高同源性。VvmiR159s前体基因及其靶基因启动子的激素响应元件均以赤霉素和水杨酸响应元件为主,表明其可能主要通过应答这两种激素参与调控葡萄的生长发育过程。VvmiR159s在不同组织中的表达具有时空特异性,其中VvmiR159c在果皮和果肉中的表达趋势不同,在果皮中VvmiR159a/b/c与VvAIX15的表达水平呈负相关;而在果肉中,VvmiR159a/b与VvGAMYB和VvAIX15的表达模式相反。此外,在葡萄果皮、果肉中GA处理可显著下调VvmiR159a/c的表达,但却在幼果果肉中上调VvmiR159b的表达。表明葡萄miR159家族成员在果实不同组织中通过不同模式应答GA信号参与果实发育的调控。【结论】葡萄miR159家族含有VvmiR159a/b/c 3个成员;3个成员均可切割VvGAMYB、VvMYB48、VvAIX15及VvGRAS-l 4个靶基因;VvmiR159a/b/c及其4个靶基因可能以不同的GA应答模式参与调控葡萄果皮与果肉的发育。

为探明‘峰后’葡萄在赤霉素(GA3)处理促使葡萄座果率增加原因和VvAG基因在葡萄坐果过程中的作用,在开花前10d用0.02mg/g的GA3和赤霉素合成抑制剂PAC处理葡萄花序并通过石蜡切片观察葡萄早期果实发育结构的变化,通过RT-PCR分析了VvAG基因的表达。结果显示:GA3处理提高了葡萄座果率,PAC处理则降低座果率,而PAC+GA3处理可以恢复葡萄正常坐果。GA3处理在开花后0~10d幼果纵横径大于对照,而PAC处理则小于对照。进一步分析发现,GA3处理后中果皮细胞明显大于对照,而PAC处理则小于对照,说明GA3处理导致开花后0~10d幼果增大的原因是由于细胞分裂和中果皮细胞增大的缘故...

为探明‘峰后’葡萄在赤霉素（ＧＡ３）处理促使葡萄座果率增加原因和ＶＶＡＧ基因在葡萄坐果过程中的作用，在开花前１０ｄ用０．０２ｍＧ／Ｇ的ＧＡ３和赤霉素合成抑制剂ＰＡＣ处理葡萄花序并通过石蜡切片观察葡萄早期果实发育结构的变化，通过ＲＴ－ＰＣＲ分析了ＶＶＡＧ基因的表达。结果显示：ＧＡ３处理提高了葡萄座果率，ＰＡＣ处理则降低座果率，而ＰＡＣ＋ＧＡ３处理可以恢复葡萄正常坐果。ＧＡ３处理在开花后０～１０ｄ幼果纵横径大于对照，而ＰＡＣ处理则小于对照。进一步分析发现，ＧＡ３处理后中果皮细胞明显大于对照，而ＰＡＣ处理则小于对照，说明ＧＡ３处理导致开花后０～１０ｄ幼果增大的原因是由于细胞分裂和中果皮细胞增大的缘故．．．

葡萄果实发育后期基因表达水平的变化对果实品质形成具有重要影响,内参基因的选择是基因表达定量分析的关键影响因素。本试验以雷司令葡萄品种花后50、75和95 d的果实为材料,通过半定量RT-PCR,研究了常用持家基因Actin、Tubulin、GAPDH1、8 S rRNA的表达变化,探讨其作为葡萄果实发育后期基因表达半定量分析内参基因的可行性。结果表明:18 S rRNA的表达水平高,且最稳定,其次是Actin,而Tubulin和GADPH的相对表达水平较低;对VvTLP、GHF17 P和VvASR3个功能基因在不同果实材料中的表达水平进行半定量RT-PCR,VvTLP和VvASR的相对表达水平...

【目的】鉴定葡萄miR164s(VvmiR164a/b/c/d)及其靶基因，明确VvmiR164s及其靶基因应答外源赤霉素在葡萄单性结实过程中的调控作用。【方法】以‘魏可’葡萄（Vitis vinifera L. Wink）为试材，利用miR-RACE、PCR、RLM-RACE与PPM-RACE、qRT-PCR及生物信息学等技术，分析VvmiR164s-VvNAC100模块应答外源赤霉素在葡萄单性结实过程中的时空表达特征及其潜在功能。【结果】赤霉素在花前处理‘魏可’葡萄，可诱导其单性结实，导致葡萄的无核。克隆鉴定了VvmiR164a/b/c/d的精确序列，预测到其4条靶基因VvNAC100-1、VvNAC100-2、VvNAC098、VvNAC021，结合匹配程度与前期数据，在此重点分析靶基因VvNAC100-2，并将其命名为VvNAC100。克隆鉴定靶基因VvNAC100，验证其裂解位点，并对其开展蛋白进化、染色体定位及结构分析。VvNAC100裂解位点位于miRNA 5′端的第9位与第11位，裂解频度为17/20与11/20，定位于葡萄的Chr14上，编码363个氨基酸，含有一个NAM结构域，且其定位于细胞核。VvNAC100蛋白与其他物种氨基酸序列保守性较高，功能相似，其中与辣椒、烟草等物种亲缘关系较近。VvMIR164a/b/c/d的启动子与其靶基因VvNAC100的启动子均包含多种激素作用元件，表明其可能通过响应不同的激素来参与葡萄生长发育的调控。RT-qPCR结果显示，随着葡萄子房的发育，VvmiR164b的表达水平呈下降趋势，其靶基因VvNAC100在子房发育前期呈上升的表达趋势，具有一定的负相关，而VvmiR164a/c/d与VvNAC100表达模式相似，呈现一定的正相关；GA处理后，VvmiR164a/c/d在葡萄子房单性结实过程中的表达极显著地上升，进而也显著抑制了VvNAC100在这一时期的表达，从而促进了VvmiR164a/c/d-VvNAC100表达水平的负相关；但VvmiR164b在GA处理后表现出下降的趋势，且其与VvNAC100的表达水平呈现一定的正相关，表明GA处理增强了VvmiR164a/c/d对VvNAC100的负调控，减弱了VvmiR164b对VvNAC100的负调控作用。【结论】VvNAC100是VvmiR164家族VvmiR164a/b/c/d的真实靶基因；在葡萄单性结实过程中，赤霉素诱导了VvmiR164a/c/d对靶基因VvNAC100的负调控作用，抑制了VvmiR164b对靶基因VvNAC100的负调控作用，VvmiR164a/c/d是VvmiR164家族参与赤霉素诱导葡萄单性结实的主效因子。

[目的]本文旨在揭示组蛋白乙酰转移酶GCN5(general control non-repressible 5)在葡萄生长发育过程中的调控机制，并筛选出与VvGCN5互作的蛋白，以期为进一步构建VvGCN5在葡萄生长发育中的调控网络提供理论基础。[方法]利用生物信息学技术对VvGCN5的蛋白二级结构、基因结构、功能域、启动子的顺式作用元件以及抗逆的表达量和时空表达进行分析，并在烟草中进行亚细胞定位，研究VvGCN5表达位置。通过酵母双杂交技术筛选与VvGCN5互作的蛋白，并通过双分子荧光互补(BIFC)技术进行验证。[结果]VvGCN5的二级结构由α-螺旋、延伸链、β-折叠以及无规则卷曲构成，含有10段内含子序列和11段CDS序列，具有Acetyltransf＿1和Bromodomain结构域，以及ARE、GT1-motif、TGACG-motif、CAT-box、CGTCA-motif等顺式作用元件。通过查询GEO数据库发现VvGCN5可能受到光照和灰霉病的影响。VvGCN5主要表达于葡萄的成熟茎、萌芽初期、心皮、种子中。亚细胞定位发现VvGCN5位于细胞核和细胞膜上。此外，以pGBKT7-VvGCN5作为诱饵蛋白，通过酵母双杂交技术和双分子荧光互补技术发现8个阳性蛋白与VvGCN5互作。[结论]本研究鉴定并分析了VvGCN5的基本信息，并得到了8个与VvGCN5互作的蛋白。

【目的】通过生物信息学分析明确LBD转录因子在葡萄基因组中的数量、结构和非生物胁迫差异表达,为探究LBD转录因子在葡萄非生物胁迫中的作用奠定理论基础。【方法】根据已经报道的拟南芥LBD基因,利用葡萄基因组数据库中的BLAST软件鉴定葡萄基因组中的LBD基因。采用DNAMAN5.0、Clustalx、MapInspect、MEME、GSDS2.0、ExPASy和MEGA5.0等软件进行生物信息学分析。利用PLEXdb中葡萄Affymetrix GeneChip 16K基因芯片数据绘制芯片表达谱。采用qRT-PCR方法检测VvLBD基因家族在逆境胁迫中的表达情况。【结果】从葡萄(Vitis vinifera L.)全基因组中鉴定得到30个LBD基因家族成员,可分为ClassⅠ和ClassⅡ两类,ClassⅠ分为5个亚族,分别是Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd和Ⅰe,ClassⅡ分为2个亚族,分别是Ⅱa和Ⅱb。理化性质分析表明,VvLBD基因家族编码氨基酸数目介于127—386,理论等电点分布在4.77—9.28。定位分析发现,该基因家族的30个基因分布于葡萄19条染色体中的11条染色体上,其中第13染色体上分布最多,有7个基因。多序列比对和motif分析结果表明,VvLBD基因家族具有特定的3个保守结构域,分别是类锌指结构、亮氨酸拉链结构和甘氨酸-丙氨酸-丝氨酸(GAS)结构。亚细胞定位分析表明,VvLBD基因家族主要在叶绿体、线粒体和细胞核中进行表达。VvLBD基因家族的二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主。VvLBD基因芯片表达谱分析发现,大部分基因在盐胁迫和PEG胁迫下表达量上升,并且胁迫时间的长短对该基因家族成员的表达也存在差异。qRT-PCR分析结果表明,VvLBD基因家族成员中VvLBD8、VvLBD11、VvLBD12、VvLBD15、VvLBD16、VvLBD17在400 mmol·L-1 NaCl处理条件下呈上调表达,表达量分别是对照的3、1、8、4、5和13倍,VvLBD12和VvLBD19在10%PEG处理条件下呈上调表达,表达量分别是对照的4和26倍。【结论】从葡萄基因组中一共鉴定出30个LBD基因家族成员,分布于11条染色体上,并且结构进化高度保守;所有成员都与逆境相关,但是该基因家族成员在不同逆境胁迫下的响应程度存在一定的差异。

为了对葡萄HXK基因家族进行鉴定和表达分析,利用拟南芥和玉米的HXK(Hexokinase)基因注册序列,从葡萄全基因组中鉴定得到HXK基因4个,并命名为VvHXK1、VvHXK2、VvHXK3和VvHXK4,对其进行生物信息学分析。蛋白质理化性质分析结果表明,每个基因编码的氨基酸个数分布在412-524 aa,VvHXK4是碱性蛋白,其余3个均为酸性蛋白;亚细胞定位分析表明,4个VvHXK基因都在细胞质中表达,且VvHXK4主要定位于叶绿体,而VvHXK2也存在于线粒体和细胞核中;蛋白质的二级结构预测表明,4个VvHXK基因编码的蛋白主要以α-螺旋为主;外显子结构分析表明,除VvHXK1含10个外显子外,其余3个都有9个外显子,说明VvHXK基因比较保守;启动子顺式作用元件分析表明,4个VvHXK基因均含有ABA响应元件和MYB及WRKY转录因子的结合区域,而VvHXK4中没有发现低温响应元件;系统进化树分析表明,VvHXK1与拟南芥AtHXK1的同源关系最近,推测其不仅具有调节生长发育,影响根系的生长等功能,而且具有加速衰老的作用。VvHXK2与马铃薯StHXK1的同源关系最近,推测其具有使叶绿体中的葡萄糖磷酸化活性升高的功能。VvHXK3与马铃薯StHXKRP1的同源关系最近,可能具有诱导离体叶片中糖表达的作用。VvHXK4与菠菜SoHXK1的同源关系最近。荧光定量分析表明,VvHXK2、VvHXK3和VvHXK4均在20 g/L的葡萄糖处理下相对表达量最高,即其对葡萄糖磷酸化最显著,在果糖和蔗糖的处理下表达量较低。