SrUGT76G1对于合成优质甜菊糖苷至关重要,也是目前甜菊中研究最为深入的糖基转移酶基因,但是关于它的转录调控机制目前还不甚了解。本研究通过酵母单杂交手段鉴定得到了一个SrUGT76G1的上游调控因子SrMYB1。SrMYB1属于典型的R2R3类型的MYB类转录因子,其定位在细胞核并且具有转录激活活性。SrMYB1在花中的表达量较高而在叶片中较低。酵母单杂(Y1H)和凝胶阻滞(EMSA)实验证实SrMYB1可以结合在SrUGT76G1启动子的+50~-141区域即F4-3区段。进一步研究发现在烟草表皮细胞和甜菊愈伤组织中SrMYB1均可显著抑制SrUGT76G1的表达。综上所述,本研究不但发现了一个SrUGT76G1的潜在上游调控因子并且丰富了甜菊中糖苷代谢途径的调控网络。
B-box(BBX)基因家族编码的蛋白是由包含锌指结构的转录因子组成,其N端有一个或两个高度保守的B-box基序。BBX蛋白在植物生长发育的各个方面起着至关重要的作用,包括幼苗的光形态发生、避荫、开花时间以及生物和非生物胁迫响应。目前,各国的研究者已经从几种植物中鉴定了BBX的家族成员,然而玉米中的BBX家族成员还知之甚少。通过对玉米BBX家族基因的全基因组鉴定、表达和互作的综合分析,可为了解其功能提供有用信息。本研究共鉴定出36个玉米BBX家族成员,进化分析显示其分布于三个主要分支。在每个主分支中ZmBBXs都具有相似的结构域、基序和基因组结构。基因重复分析表明,玉米BBX蛋白家族的扩张主要是通过片段重复来完成的。利用实时荧光定量PCR技术,本研究分析了ZmBBXs在不同器官组织和不同非生物胁迫条件下的表达。利用生物信息学工具,本研究建立了ZmBBXs蛋白的相互作用网络,并通过双分子荧光互补(BiFC)试验进行了验证。本研究的发现有助于理解ZmBBX家族的复杂性,并为揭示ZmBBX蛋白的生物学功能提供新的线索。
毛花猕猴桃是猕猴桃属中果实抗坏血酸(AsA)含量较高的种之一,但其果实富含抗坏血酸的分子机制尚未被解析。为了深入探明毛花猕猴桃果实富含AsA的分子机制,本研究通过结合基因组学、代谢组学和转录组学构建了AsA代谢相关的调控网络,从而为后续研究奠定基础。在本研究中,我们组装了一个仅含有5个缺口的高质量毛花猕猴桃参考基因组。该基因组由29条染色体组成,大小为615.95 Mb, contig N50为20.35 Mb,其中24条染色体直接来自端粒到端粒。基因组组装评价指标LAI值和QV值分别为21.34%和39.90%,表明组装的基因组已经达到了金标准参考基因组水平。随后,通过代谢组和转录组分析,分别发现61个代谢物和2,092个基因在果实生长发育过程中存在差异积累/表达。在所有的AsA代谢途径中,AsA降解和循环再生途径在整个果实生长发育过程中显著性高表达,表明该途径在AsA调控中起着重要作用。此外,AsA含量与抗坏血酸过氧化物酶基因高度相关。本研究组装的高质量毛花猕猴桃基因组将为毛花猕猴桃遗传育种研究提供坚实的基础,构建的调控网络将为今后毛花猕猴桃的基因功能研究提供公共数据平台。
WOX基因家族是植物特有的一类转录因子,该家族基因在植物生长发育过程发挥重要的功能。本研究在全基因组水平共鉴定到18个苹果WOX家族基因,通过构建系统发育树将这些基因分为三类,保守结构域和基因结构分析得到的分类结果与系统发育结果一致。同线性分析结果表明全基因组复制和片段重复在苹果WOX家族扩张中发挥重要作用。通过实时荧光定量分析,发现苹果WOX基因呈现组织特异性表达,同时MdWOX4a, MdWOX4b, MdWOX5b, MdWOX11/12a和MdWOX11/12b可能在不定根发生过程起到重要的作用。通过转基因烟草不定根发生能力分析,表明过表达MdWOX4b基因显著增强不定根发生能力。以上研究为以后进一步研究MdWOX基因在苹果砧木发育中的功能奠定了基础。
GDSL酯酶/脂肪酶家族包含许多功能基因,它们在植物的生长发育、形态建成、种子油脂合成和防御反应中发挥重要的生物学功能。GDSL酯酶/脂肪酶基因可响应生物和非生物胁迫。虽然GDSL酯酶/脂肪酶家族基因在其他植物中已被鉴定和研究,但它们在番茄中的分类和功能尚不清楚。本研究首次在番茄中鉴定了80个GDSL酯酶/脂肪酶家族基因成员,命名为SlGELP1-80。我们对这些基因在染色体上的位置进行了定位,并对它们的理化性质、基因结构、系统发育关系、共线关系和顺式作用元件进行了分析。SlGELP基因在番茄中的时空表达特征具有多样性。此外,结合RNA-seq分析表明,番茄接种Stemphylium lycopersici前后SlGELP基因的表达模式不同。用qRT-PCR方法验证了番茄接种S. lycopersici病原菌以及分别喷施SA和JA处理后5个显著差异SlGELP基因的表达。本研究首次利用生物信息学方法鉴定和分析了番茄GDSL酯酶/脂肪酶家族基因,为提高植物抗病性研究提供了新的思路。
Argonaute(AGO)蛋白是RNA诱导基因沉默复合体的核心元件,调控植物从器官发育到非生物胁迫的各个过程。AGO基因家族在许多植物中已被鉴定,但在龙眼中并未见报道。此外,AGO如何在植物胚胎的信号通路中对变化的环境刺激作出反应也尚不清楚。本研究对龙眼的AGO基因家族进行了全基因组鉴定,并分析了其在体细胞胚胎发生(SE)、合子胚胎发生(ZE)、组织发育过程、激素反应、光照和非生物胁迫处理的表达模式。结果表明,基于龙眼基因组数据库有10个龙眼AGO基因被鉴定出来,分为4个分支,分布在1、4、8、10、12、13、14和15号染色体上,内含子数目介于2-23个。表达谱分析表明DlAGOs调控龙眼早中期胚胎、种子、花和茎的发育过程。此外,外源激素、光照和非生物胁迫对DlAGOs的转录水平也表现出不同的表达模式。这些研究结果为进一步阐明龙眼EC中RNAi介导的基因沉默机制提供了有用的信息。
贫困代际传递是全球减贫的核心问题。本研究使用2008年、2012年、2016年和2019年中国5省25个县100个村2000户的追踪调研数据,采用定性和定量方法,通过估计农村非农工资代际传递,研究了中国农村的贫困代际传递问题,并从进入劳动力市场前儿童人力资本投资的角度阐述了贫困的代际传递机制。研究发现,在中国农村地区非农工资存在显著的代际传递,尤其是在父亲非农工资与子女非农工资、父母平均非农工资与子女非农工资之间。但农村非农工资代际传递的弹性远小于城市,表明农村的社会流动性优于城市。父母非农工资高的孩子在进入劳动力市场前,在有可能在接受高等教育、掌握更多技能方面获得更多投资。通过三个案例分析进一步表明,儿童人力资本投资打破了贫困的代际传递,促进了社会流动。
甜菊叶片中的甜菊糖苷由于具有高甜度和低热量的特点而凸显价值,这推动了甜叶菊商业化种植的发展。优化施肥管理可以有效提高甜菊糖苷的生产力,但是目前关于钾肥与甜菊糖苷生产之间的关系尚不明确。本研究通过盆栽试验揭示了甜菊缺钾对叶片甜菊糖苷合成的影响并探索了其潜在机制。结果表明,在高钾土壤背景下,与常规施钾相比,不施钾肥对甜菊生物量没有显著影响。然而,不施钾肥显著降低了叶片中甜菊糖苷的含量以及甜菊糖苷合成相关基因的表达水平。在缺钾条件下,叶片中不同糖组分含量显著降低,糖代谢相关酶的活性受到抑制。此外,通过对甜菊幼苗叶片进行蔗糖喷施可以有效减弱缺钾造成的甜菊糖苷抑制作用。研究结果还揭示了甜菊叶片中蔗糖、葡萄糖与甜菊糖苷含量之间的显著正相关关系。综上所述,我们的研究结果表明缺钾会抑制甜菊叶片中甜菊糖苷合成,而这种抑制作用是由叶片糖代谢介导的。我们的发现为进一步提高甜菊糖苷的生产潜力提供了新的见解。