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  • 韩广栋, 孙丰沛, 任姿颖, 曹晶雯, 高爱平, 黄建峰, 宋志忠
    热带作物学报. 2024, 45(2): 225-233. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2024.02.001

    铁(Fe)是植物生长发育的必需微量元素之一,参与植物体内多种生命活动和代谢过程。有关铁素吸收、转运和分配吸收的分子机制研究主要体现在一年生模式作物,果树中铁吸收与转运相关基因的生物学功能依然未知。本研究从二倍体杧果桂热82中克隆并鉴定了11个铁还原酶(FRO)编码基因,命名为MiFRO1~MiFRO11;除MiFRO1缺失Motif2~Motif5基序外,其他MiFROs均含有10个典型的Motif基序,除MiFRO3具有独特的三级结构外,其他MiFROs拥有相近的三级结构;11种不同科、属植物FRO蛋白的氨基酸水平一致性约为42.07%,MiFROs的氨基酸水平一致性约为62.43%;系统进化树表明MiFROs倾向于单独聚集在一起,在系统发育树上与其他10种植物的同源蛋白进化距离较远;实时荧光定量PCR表明MiFRO8在杧果树体中的整体表达水平最高,MiFRO4MiFRO5MiFRO8MiFRO11在成年树体新生叶片和嫁接苗叶片中的表达量最高,MiFRO6MiFRO7在成年树体新生韧皮部和嫁接苗茎部的表达水平最高,MiFRO1MiFRO10在幼果的表达水平最高,MiFRO2MiFRO9在嫁接苗根部的表达量最高,而MiFRO3在盛开期花朵中的表达量最高。此外,MiFROs在根部易受缺铁和NaCl胁迫的诱导而显著增加;MiFRO3MiFRO5MiFRO8受高铁毒害的抑制,表达量降低;MiFRO2MiFRO5MiFRO7受ABA胁迫,表达量增加;MiFRO1MiFRO5受PEG胁迫,表达量增加,MiFRO2MiFRO6MiFRO7受低温(4 ℃)抑制,表达量降低,但MiFROs对热胁迫(45 ℃)不敏感。本研究为明确杧果铁的吸收与转运机制提供基因资源,并为解析热带作物果树铁素营养与高效利用奠定理论基础。

  • 吴秋妃, 杨程, 张淑岩, 韦露, 冯美利, 李睿, 周丽霞, 曹红星
    热带作物学报. 2024, 45(2): 234-246. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2024.02.002

    油棕(Elaeis guineensis Jacq.)是世界上生产效率最高的产油植物,果实发育是形成产量的基础,但采收24 h后会出现酸败现象,严重影响棕榈油品质,目前对果肉发育和采后的游离脂肪酸代谢物合成差异的关键调控基因及途径尚未明确。本研究以油棕果实为实验材料,果实取自授粉后95 d(MS1)﹑125 d(MS2)、185 d(MS3)、采收后24 h(MS4)、采收后36 h(MS5)5个时期。采用第二代高通量转录组学技术(RNA-Seq)和液相色谱串联质谱代谢组学技术(LC-MS/MS),对其发育和采后的果实进行转录组和代谢组测定与分析。结果表明:无籽种油棕在脂肪酸积累中后期不饱和脂肪酸显著高于饱和脂肪酸,在油棕果实发育过程中,LACS4LACS4-X1FATAFATBKASⅠKASⅡSAD1在果肉中高表达且与果肉中油酸、亚油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚麻酸呈正相关关系,DGATPDAT在果肉中高表达且与上述6种脂肪酸含量呈负相关关系,说明上述酶基因的表达可能对油棕果实脂肪酸的合成和累积分别具有促进和抑制作用,推测LACS4LACS4-X1FATAFATBKASⅠKASⅡSAD1可能是不饱和脂肪酸含量较高的关键基因;在果实采后贮藏过程中,GDSL2GDSL7SAD2LACS9酶基因和GDSL1KAT分别与油酸呈极显著正、负相关关系,与棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸呈负、正相关,推测在酸败过程GDSL2GDSL7SAD2LACS9酶基因可能促进油酸生成,抑制棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸合成,GDSL1KAT酶基因反之,推测GDSL2GDSL7SAD2LACS9可能是导致油棕采后酸败的关键基因。本研究结果旨在利用分子生物技术提升高不饱和脂肪酸含量和改变脂肪酸组成提供备选基因,为筛选高不饱和脂肪酸和耐贮藏的品种提供理论参考。

  • 陈健鑫, 吴峰婧琳, 魏玉倩, 杨娅琳, 马焕成, 杨红玉, 伍建榕
    热带作物学报. 2024, 45(2): 247-258. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2024.02.003

    油茶(Camellia oleifera)是山茶科(Theaceae)的一种特有的油料植物,具有重要的观赏价值和经济价值,随着油茶的集约化种植,病虫害大量发生,加之良种选育滞后,严重制约着油茶产业的发展。INDETERMINATE DOMAIN(IDD)家族是高等植物中一类保守的转录因子,通过介导植物内源激素进而调控植物的基础免疫反应。为鉴定油茶中IDD基因家族成员,本研究以油茶全基因组信息为参考,通过IDD基因家族保守结构域鉴定了29个油茶CoIDD基因家族成员,进一步明确了各基因的结构、理化性质、系统进化关系、亚细胞定位。通过RT-PCR克隆到1个与AtIDD4/5/6同源的CoIDD4基因,明确了其理化性质、表达模式及核定位信号,同时分析了其启动区顺式作用元件的类型。研究结果表明,29个CoIDD基因家族成员分为4个亚组,平均亲水系数均小于0,属于亲水性蛋白,且亚细胞定位均位于细胞核内;克隆到CoIDD4基因的全长ORF框包含1620 bp碱基,编码539个氨基酸,主要在叶片和花器官中表达;该基因启动子区顺式作用元件主要是参与光响应和植物激素响应元件两大种类。综上所述,本研究在油茶中鉴定了29个IDD基因家族成员,其中CoIDD4基因与AtIDD4/5/6亲缘关系较近,推测其可能参与油茶激素信号转导和基础免疫反应调节等进程,为油茶IDD转录因子功能解析提供理论基础,也为油茶的抗性优良品种选育及分子育种提供参考依据。