【背景】辣椒作为一种在世界范围内普遍栽培的蔬菜，具有喜温不耐热的特性。随着近些年极端高温天气出现日渐频繁，热胁迫已经成为影响辣椒生产的主要环境因素之一，明确辣椒的耐热机制进而培育耐热品种对辣椒生产具有重要的意义。【目的】热激转录因子HsfA2在植物耐热性中发挥重要作用，筛选辣椒CaHsfA2上游的转录因子，并分析后者在辣椒耐热性形成中的作用，为进一步阐明辣椒耐热分子机制提供理论依据。【方法】以CaHsfA2起始密码子上游的955 bp启动子序列为诱饵，利用酵母单杂交（Y1H）技术，筛选CaHsfA2的上游转录因子，并通过Y1H点对点杂交、双荧光素酶报告系统（Dual-Luciferase）与萤火素酶互补技术（LCA）进一步验证二者之间的互作关系。利用qRT-PCR技术分析热胁迫下CaHsfA2上游转录因子在辣椒耐热品系‘R9’中的动态表达模式；利用基因瞬时表达技术分析上游转录因子的亚细胞定位；利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）分析CaHsfA2上游转录因子的耐热功能。【结果】筛选获得了CaHsfA2上游转录因子CaBES1，验证了二者的互作关系，通过分析双荧光素酶报告系统的结果及CaBES1沉默辣椒植株中CaHsfA2的表达量发现，转录因子CaBES1对CaHsfA2具有转录抑制作用。亚细胞定位结果表明，CaBES1在细胞膜和细胞核上均有表达，热胁迫处理后细胞核内的荧光信号增强，符合其发挥生物学功能时由细胞质向细胞核转移的特性；动态表达模式分析表明，热胁迫下，CaBES1表达水平呈现先降低后升高的变化趋势，这也说明CaBES1可以响应热信号，为下一步对其耐热功能研究提供了支撑。辣椒CaBES1被沉默后，通过对比分析沉默植株和对照植株的表型、相对电导率、叶绿素含量等指标发现，CaBES1的沉默表达提高了CaHsfA2表达量并增强了辣椒的耐热性。【结论】CaBES1通过负调控CaHsfA2表达而抑制辣椒的耐热性。

为了深入了解WRKY转录因子调节植物生长发育的过程,以辣椒全基因组和辣椒疫病转录组测序数据为材料,利用生物信息学方法分析辣椒WRKY转录因子的数目、种类、系统发生学和保守基序特征。结果表明,辣椒基因组中至少存在40个WRKY基因,包含1~2个WRKY保守结构域,根据WRKY结构域的数量及锌指结构的特征可将其分为Ⅰ、Ⅱ(a)、Ⅱ(b)、Ⅱ(c)、Ⅱ(d)、Ⅱ(e)和Ⅲ类/亚类。辣椒WRKY基因的保守motif共有3个,motif长度最长为50,最短为21,辣椒WRKY编码的蛋白为151~747个氨基酸,平均氨基酸数量为378.1个。该研究对辣椒WRKY基因功能的研究及进化具有重要的意义。

【目的】了解热胁迫恢复阶段辣椒种子的发芽能力及其与幼苗期耐热性的相关关系,为辣椒种质资源耐热性的快速准确鉴定提供依据。【方法】14个不同辣椒品系(R1~R11、CM334、B35和B6)的种子在40℃热胁迫条件下发芽处理14d后,将未发芽种子移至25℃进行恢复处理,分别计算热胁迫处理阶段和恢复阶段的相对发芽率、相对发芽势和相对发芽指数,并分析其与幼苗期耐热指数的相关性。【结果】热胁迫处理阶段,参试辣椒品系R2、R3、R8、CM334、B6和B35的种子没有发芽,而R9和R10种子的综合发芽能力(2.472 4和2.0835)显著高于其他品系;热胁迫恢复阶段,R2、R6和B35的种子表现出较强的...

试验以野生辣椒威壮贝尔为砧木,辣椒品种科椒二号为接穗进行嫁接,研究了嫁接和自根辣椒对夏季温室中高温的抵御能力,为设施辣椒耐热栽培及生产提供依据。结果表明,高温对辣椒叶片各项指标影响比亚高温明显;不论是在高温还是亚高温条件下,嫁接辣椒叶片的脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)活性都明显高于自根苗,而嫁接苗的相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子产生速率低于自根苗。明确嫁接能显著提高辣椒的抗热性。

【目的】探究辣椒幼苗在不同梯度磷胁迫下的转录水平及生理响应的变化，分析不同梯度磷胁迫的重要通路，并结合相关生理试验分析辣椒应对磷营养逆境的生理机制，筛选出调控磷营养逆境的转录因子及核心基因，为辣椒选育提供理论基础和基因资源。【方法】本研究以纯系辣椒CA#8幼苗根系为试验材料，采用霍格兰水培法培养至四叶一心期进行4个不同梯度磷胁迫处理，分别为对照组(CK,200μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)、缺磷胁迫组(DP,0μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)、低磷胁迫组(LP,20μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)和高磷胁迫组(HP,1 000μmol·L^-1 NH₄H₂PO₄)。处理2 d后对辣椒根系进行转录组测序（RNA-Seq），并在处理0、2、4和6 d后测定辣椒根系内源激素和抗氧化酶活性。【结果】与CK组对比，DP、LP、HP组的差异表达基因（DEG）分别为626、107、171个，通过GO、KEGG富集分析和WGCNA分析发现10个与磷信号途径相关的DEG,4个与植物激素信号转导途径相关的DEG,7个与抗氧化酶活性相关的DEG，并进行实时荧光定量（q RT-PCR）验证了转录组数据的准确性。对辣椒幼苗根系内源激素定量测定发现，随着磷胁迫时间的增加，与CK组对比，DP、LP、HP组幼苗根系内各种生长促进类的植物内源激素如赤霉素（GA）、油菜素内酯（BR）、细胞分裂素（CTK）、吲哚乙酸（IAA）、独脚金内酯（SL）、茉莉酸（JA）含量降低，生长抑制类激素如乙烯（ETH）、脱落酸（ABA）含量上升。其中，缺磷胁迫和低磷胁迫表现最为明显，对幼苗根系生长的抑制程度最大。不同梯度磷胁迫处理能够诱导辣椒组织中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性升高，胁迫后期SOD活性下降，POD和CAT活性趋于稳定。【结论】磷营养逆境下，辣椒通过响应磷信号途径、植物激素信号转导途径及抗氧化酶活性相关的差异表达基因，缓解了磷胁迫对辣椒幼苗生长的影响，增强了辣椒对磷胁迫的耐受性。

【目的】更广泛深入地认识辣椒素生物合成的调控因素，为辣椒生物技术育种工作提供分子基础。【方法】对两个不同辣度的辣椒材料754-3-1-1-1和‘渝椒5号’KS快速生长期和LS绿熟期的果实分别进行转录组测序，通过Cufflinks软件进行基因差异表达分析并利用荧光定量RT-PCR验证基因表达数据的准确性，比较两个材料两个发育时期的转录组数据获得差异表达基因，并对差异表达基因进行GO功能富集分析。【结果】L754LS＿vs＿L754KS、YJ5LS＿vs＿YJ5KS、L754KS＿vs＿YJ5KS和L754LS＿vs＿YJ5LS 4组对比分别有139、1 903、5 550和3 220个差异表达基因。2个材料在KS期有2 667个(48%)特有的差异表达基因，在LS期有871个(27%)特有的差异表达基因。4组对比数据的差异表达基因中共鉴定到18个CapCyc模型基因，其中PAL、CCoAOMT和CCR等辣椒素合成途径中的结构基因在不同样品中表达差异3倍以上。此外，还鉴定出可能参与调控辣椒素合成的MYB家族转录因子36个和ERF转录因子4个。【结论】辣椒素含量受果实发育早期基因的表达水平影响更大。PAL等结构基因可能具有调控辣椒素物质生物合成的作用。本研究为辣椒素生物合成的调控网络研究提供了更多的候选基因。

【目的】克隆Phytophthora capsici的elicitin基因并对其原核表达产物的生物活性进行研究。【方法】根据疫霉菌elicitin基因序列的保守性设计了2条引物,采用RT-PCR从P.capsici中克隆到长度为357bp的cDNA片段。【结果】将该cDNA在网上进行分析表明该基因的编码产物为P.capsici的elicitin,即capsicin;该蛋白质N端前20个氨基酸为信号肽,等电点为4.2。同时将该蛋白质的氨基酸序列与Genbank中登录的14个elicitin进行聚类分析,发现所克隆的elicitin与Phytophthora drechsleri的α-elicit...

[目的]本文旨在研究不结球白菜基因BcNAC036的亚细胞定位及高温胁迫下的表达分析，并探索其功能及调控机制。[方法]以不结球白菜‘苏州青’为试验材料，提取叶片总RNA并且反转录成cDNA，同源克隆BcNAC036的全长基因序列，运用在线软件工具对其进行生物信息学分析。采用同源重组的方法构建过表达载体pCAMBIA1302-BcNAC036-GFP，农杆菌介导法将构建的过表达载体注射入本氏烟草叶片背面，通过激光共聚焦显微镜观察其亚细胞表达部位。采用RT-qPCR技术检测高温处理下不结球白菜耐高温品种‘苏州青’和热敏感品种‘矮脚黄’以及转基因拟南芥体内BcNAC036基因的表达量。对转基因拟南芥进行高温处理并统计其成活率。[结果]同源克隆的方法获得BcNAC036基因，其开放阅读框（ORF）为840 bp，编码279个氨基酸，相对分子质量为32 154.83，等电点是8.96。氨基酸序列比对以及同源进化树分析结果显示，BcNAC036蛋白与芜菁、甘蓝型油菜NAC036蛋白同源关系较近。亚细胞定位结果显示，BcNAC036的亚细胞定位表达在细胞核。RT-qPCR表明，BcNAC036在耐高温和热敏感品种中表达差异较大且表达量均呈明显下降趋势。转基因拟南芥较野生型相比，其成活率显著较低。[结论]BcNAC036蛋白在细胞核表达，BcNAC036基因与不结球白菜耐高温性呈负相关。

【目的】热激转录因子(HSF)在植物对非生物胁迫应答中起重要的调节作用。本研究拟从白桦中克隆获得HSFA4基因(命名为BpHSFA4),研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。【方法】在白桦转录组中筛选获得1条HSFA4基因,通过RT-PCR克隆获得BpHSFA4基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析不同逆境胁迫下BpHSFA4基因在白桦叶、茎和根中的表达模式。构建植物过表达载体pROKⅡ-BpHSFA4和抑制表达载体pFGC5941-BpHSFA4,进行白桦瞬时转化,同时以pROKⅡ瞬时侵染白桦作为对照。分析NaCl胁迫下不同瞬时转化白桦株系的MDA、H_2O_2、SOD、POD、相对电导率及二氨基联苯胺(DAB)、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)及伊文思蓝(Evans blue)染色情况,以综合评定BpHSFA4基因的耐盐功能。【结果】BpHSFA4基因cDNA全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,编码蛋白的相对分子量为44.15 kDa,理论等电点为5.14,具有典型HSF结构域。非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)条件下和激素(ABA、GA_3和JA)处理下,BpHSFA4基因的表达均发生了不同程度的改变,且每种处理后至少有1个时间点发生了明显上调或者下调,其中盐胁迫下表达变化尤为明显。3种瞬时表达白桦株系中的BpHSFA4基因的表达分析结果显示成功获得了瞬时过表达转基因株系(OE)和抑制表达转基因株系(SE)。进一步对不同转基因白桦株系的生理指标和生理染色进行分析,结果显示:Na Cl胁迫条件下,过表达BpHSFA4植株H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率明显低于对照植株,抑制表达BpHSFA4植株的H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率则明显高于对照植株;过表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显高于对照植株,而抑制表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显低于对照株系;NBT、DAB染色结果与H_2O_2含量测定结果一致,显示OE植株的着色明显比对照植株浅,而抑制表达株系着色明显比对照植株深,Evans blue染色结果和MDA含量测定结果一致。【结论】BpHSFA4基因能对非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)和激素(ABA、GA_3和JA)处理做出应答,特别是盐胁迫条件下,应答强烈,该基因可能参与白桦耐盐胁迫应答。在盐胁迫条件下,瞬时过表达BpHSFA4基因株系能通过提高SOD和POD等保护酶的活性从而增强活性氧清除能力、降低膜脂氧化程度,减少细胞受损或细胞死亡,进而提高白桦的耐盐能力。本研究初步证实BpHSFA4基因是一个耐盐胁迫应答候选基因。

[目的]分析辣椒NAC转录因子CaNAC083在高温胁迫响应中的作用,为阐明辣椒耐高温机理奠定基础。[方法]以辣椒P70为材料,扩增CaNAC083基因,对其进行生物信息学分析,在辣椒中构建基因沉默载体沉默该基因,用RT-qPCR检测沉默效率以及高温胁迫相关基因Ca HsfA2、Ca HsfB5、CaHsp25.9和CaHSP90的相对表达量,测定42℃高温胁迫处理10 h前后丙二醛(MDA)含量、相对电导率、F_v/F_m、活性氧(H_2O_2和O_2~-)含量以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的变化,观测二氨基联苯胺(DAB)和氮蓝四唑(NBT)染色情况;同时构建过量表达载体转化拟南芥,测定42℃高温处理12 h前后的MDA含量、活性氧含量、相对电导率以及抗氧化酶活性的变化,探讨CaNAC083基因对植株耐高温能力的影响。[结果]CaNAC083属于NAP亚家族的一员,且与典型的NAP亚家族成员的结构一致。CaNAC083基因沉默辣椒植株在高温胁迫后叶片损伤较轻,MDA、相对电导率以及活性氧均低于对照植株,而POD、SOD和CAT活性高于对照植株,CaHsfA2、Ca HsfB5、CaHsp25.9和CaHSP90相对表达量均高于对照植株。过表达CaNAC083拟南芥株系在高温胁迫下受害程度较WT严重,MDA、相对电导率以及活性氧含量均高于WT,而POD、SOD和CAT活性均低于WT。[结论]CaNAC083基因沉默可以增强辣椒植株的耐高温性,过表达该基因则减弱植株的耐高温性,判断CaNAC083在植物高温胁迫中可能起负调控作用。

【目的】棉花是重要的纤维作物，其生长常遭受非生物逆境危害，严重影响棉花的生长和产量。Ｔｒｉｈｅｌｉｘ转录因子在植物抵御各种逆境胁迫中扮演重要作用。克隆棉花Ｔｒｉｈｅｌｉｘ转录因子基因并分析其表达特性和功能，为最终利用转基因手段改良棉花抗逆性奠定基础。【方法】通过ＢｌＡＳＴ分析比对，从棉花ｅＳＴ数据库中获得１个高度同源基因，通过基因序列分析，发现其属于Ｔｒｉｈｅｌｉｘ转录因子ＧＴ－２亚家族，命名为ＧｈＧＴ－２。以棉花叶片总ｒＮＡ为模板，根据ｅＳＴ序列设计引物，利用ｒＴ－ＰＣｒ结合ｒＡＣｅ技术，获得ＧｈＧＴ－２的编码序列。使用ＭｅＧＡ５对蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析，并构建同源物种间系统．．．

【目的】MYB（V-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog）转录因子MoIsw2对稻瘟病菌的生长发育和致病性至关重要。为了深入理解MoIsw2的作用机制，对其调控的稻瘟病菌基因进行鉴定和功能分析。【方法】对野生型稻瘟病菌菌株Ku80和突变体ΔMoisw2进行RNA-seq分析，选择突变体中表达发生明显变化的7个基因（MoEGH16L1、MoEGH16L2、MoSTART1、MoGH61A、MoCTR1、MoFRO1和MoGH31A）作为MoIsw2的候选调控基因，通过基因敲除对其表型和致病性进行分析。【结果】RNA-seq分析表明，突变体ΔMoisw2中差异表达的基因主要涉及氧化还原、细胞膜合成、氨基酸代谢和基因组DNA修复等过程。7个候选调控基因的敲除试验表明，这些基因在稻瘟病菌的营养生长、孢子发育和致病过程中发挥重要作用，各基因突变体表型与突变体ΔMoisw2均具有相似之处。【结论】MoIsw2通过调控多个靶基因参与稻瘟病菌的生长发育和致病过程。

尖孢镰刀菌古巴专化型(Foc)是引起香蕉枯萎病的主要病原菌.本试验利用生物学功能分析方法对Zn(Ⅱ) 2Cys6型转录调控因子Fow2(F.oxysporum wilt 2)在香蕉枯萎病菌中的致病调控功能进行了初步研究.结果表明：转录因子Fow2在FocTR4 (Foc tropical race 4)和Foc1 (Foc race 1)中均不参与调控菌丝的营养生长、分生孢子形态和孢子产量，也不参与调控病菌对盐胁迫、氧化胁迫、蛋白质胁迫以及细胞壁胁迫的响应过程；Fow2敲除突变体在香蕉植株叶片和根部的致病性明显降低，但其在根部的附着能力及早期侵染过程与野生型相比无明显差异.由此可知，Fow2是与Foc菌株致病性相关的转录因子.

植物自发２ｎ配子在育种中应用的优势逐渐被育种者重视，２ｎ配子的发生受基因型、环境条件和诱变因子的影响，减数分裂基因突变在许多种植物中都有发生，甚至有的基因已经被分离出来。环境及诱变因子对２ｎ配子的发生也起有重要作用，许多研究者曾试验以各种诱变因子诱导...

为了研究辣椒抗疫病分子机制,探究其与抗疫病相关的功能基因,通过对114份辣椒自然群体抗疫病鉴定,选取1份抗疫病辣椒材料和3份感疫病辣椒材料,利用Illumina RNA-seq测序平台进行高通量转录组测序,将所得高质量的序列(Clean reads)与Pepper_Zunla_1_Ref_v1.0参考基因组进行比对。结果显示,有78.95%～85.11%的Clean数据比对到唯一的基因组位点。采用RPKM法计算基因表达量,并在此基础上以FDR≤0.001和|log_2 Ratio|≥1为条件筛选出2组样本间差异表达基因。通过排列前10的Gene Ontology(GO)分类可以看出,主要功能有氧化还原酶活性、碳氧裂解酶活性、过氧化物酶活性、代谢过程和逆境响应等过程。其中,有117个差异基因能归入KEGG通路,包括25个上调差异基因,92个下调差异基因。在这些通路中,包括泛素介导的蛋白水解作用、氧化磷酸化、植物激素信号转导、磷脂酶D信号通路、磷脂酰肌醇信号系统等过程。通过研究发现,辣椒抗疫病是一个高度复杂的过程,它由多个交叉通路调节,包括新陈代谢过程、防御反应、激素调节等,这为后期深入研究辣椒抗疫病分子机理奠定基础。