【目的】探究文冠果(Xanthoceras sorbifolium)Brassinazole Resistance 1(BZR1)基因家族成员的特征及其在非生物胁迫响应中的作用,为文冠果XsBZR1基因功能的研究和抗逆新品种的选育提供理论参考。【方法】利用生物信息学方法鉴定并系统分析文冠果XsBZR1基因家族;构建35S::XsBZR1-eYFP融合蛋白,对XsBZR1进行亚细胞定位分析;通过实时荧光定量PCR技术分析XsBZR1基因在非生物胁迫下的表达模式;构建XsBZR1- 9基因的过表达载体并转化到拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,观察转基因株系与野生型植株在盐胁迫处理下的生长情况。【结果】①在文冠果基因组中共鉴定出9个BZR1基因,分别命名为XsBZR1-1—XsBZR1-9,这些基因不均匀地分布在6条染色体上。②系统进化和共线性分析表明,XsBZR1蛋白与双子叶植物的BZR 1转录因子亲缘关系更为密切。③XsBZR1基因的启动子区域具有大量的光响应、激素响应元件以及胁迫应答响应元件。④亚细胞定位结果和预测结果一致,9个XsBZR1均定位于细胞核。⑤qRT-PCR分析表明,9个XsBZR1基因在不同的非生物胁迫下表现出不同的表达模式。除XsBZR1-7外,其余XsBZR1基因在低温胁迫下3 h时迅速上调表达;盐胁迫下XsBZR1的表达量呈现较大的差异性,XsBZR1-3/4/5/7的表达受到盐胁迫的显著抑制,而XsBZR1-1和XsBZR1-9在盐胁迫处理9 h时表达量提高到约20倍;XsBZR1-3/7/8/9在干旱处理9 h时表达量提高到2倍以上,而其余XsBZR1在干旱处理下的表达水平变化不大;9个XsBZR1均受到ABA的诱导表达,其中XsBZR1-8在ABA处理9 h时表达量提高到35倍。⑥在拟南芥中过表达XsBZR1-9发现,转基因植株在盐胁迫处理后的主根长度显著高于野生型植株。【结论】XsBZR1家族成员参与了文冠果非生物胁迫响应,过表达XsBZR1-9显著提高植物对盐胁迫的耐受性,这为进一步分析XsBZR1基因在文冠果抗逆机制中的作用奠定了基础。
【目的】表征文冠果(Xanthoceras sorbifolium)中WRINKLED1(WRI1)转录因子的序列同一性、转录激活活性和功能域,为探究其在种子油生物合成中的调控作用提供参考。【方法】利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术从成熟文冠果胚乳组织中克隆XsWRI1全长cDNA序列,利用生物信息学工具分析蛋白质序列特性。构建pGBKT7-XsWRI1载体,并将其转化到Y2HGold酵母感受态验证转录激活活性。通过实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)对根、茎、叶、花瓣、雄蕊和发育中的种仁组织特异性表达模式进行定量分析。【结果】XsWRI1基因(GenBank登录号:OR500287)全长1 688 bp,编码414个氨基酸,为亲水性不稳定蛋白。酵母活性检测证实XsWRI1具有较强的转录激活活性。组织特异性表达分析显示,XsWRI1的表达在发育胚乳中占主导地位,营养器官(根、茎、叶)和其他生殖器官(花瓣、雄蕊)中的表达水平可以忽略不计。结构预测确定了2个保守的AP2/EREBP DNA结合结构域(残基76-148和177-238)和一个核定位信号。【结论】本研究阐明XsWRI1在文冠果中的分子特征和组织特异性调控作用,突出了其在脂质生物合成途径中的潜在作用。这些发现为有针对性的基因操作,以增强木本油料作物的种子油积累奠定了基础。
【目的】文冠果是中国特有木本油料树种,除种仁油之外,果皮皂苷在生产中也具有较高利用价值。本研究对文冠果优良无性系果实生长发育过程中果实形态指标、种仁油脂含量、果皮中皂苷、可溶性糖和淀粉含量的动态变化进行分析,为文冠果高效栽培管理和果实采收策略的制定提供科学依据。【方法】调查了文冠果果实生长发育过程及内含物含量动态变化,并建立相关生长模型。【结果】①文冠果果实横纵径生长发育曲线为单“S”形曲线,果实生长过程可划分为生长初期(花后1~16 d)、速生期(花后17~38 d)、生长后期(花后39~45 d)、果实成熟期(花后46~80 d)4个阶段。②种子油脂及果皮皂苷积累关键时期分别为花后45~80 d 和花后55~65 d,种仁含油率和果皮皂苷质量分数最高值分别出现在花后80 d(62.75%)和65 d (1.599%)。可溶性糖与淀粉含量分别在花后75 d和花后65 d达到峰值。③果皮皂苷、可溶性糖、淀粉含量与果实横纵径、鲜质量呈极显著正相关。【结论】花后75~80 d为文冠果油用果实最佳采收期,此时果实横径64.82~66.47 mm,纵径67.26~69.97 mm;花后60~65 d为皂用果实最佳采收期,此时果实横径62.64~63.63 mm,纵径65.57~65.94 mm。
【目的】分析文冠果(Xanthoceras sorbifolium)无性系间表型性状、叶用成分及相关酶活性的变异程度和相关关系,开展综合评价,为优良叶用文冠果无性系的定向培育、引种推广提供科学依据。【方法】以引种到江苏盐城林场的 23 个文冠果无性系为研究对象,通过比较其变异系数分析表型性状、叶用成分及相关酶活性的变异程度,采用 Pearson 相关系数评价表型性状间、叶用成分及相关酶活性间的相关关系,运用主成分分析、系统聚类法对各无性系进行综合评价和分类。【结果】参试文冠果无性系的 15 个指标存在不同程度的变异,变异范围为 6.17%~43.00%。表型性状间、叶用成分及相关酶活性间共有9对指标呈极显著相关(P<0.01),5 对指标呈显著相关(P<0.05)。【结论】参试文冠果无性系的叶性状在各无性系间存在丰富变异,筛选潜力大。本研究筛选出的优良无性系为 50、Y8 和 Y11,可在盐城地区进一步推广栽培。
