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新疆红肉苹果杂种一代4个株系类黄酮含量及其合成相关基因表达分析 被引量:31
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作者 许海峰 王楠 +10 位作者 姜生辉 王意程 刘静轩 曲常志 王得云 左卫芳 张晶 冀晓昊 张宗营 毛志泉 陈学森 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第16期3174-3187,共14页
【目的】研究新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf.)与‘富士’(M.domestica cv.Fuji)等苹果品种杂交后代株系间果实类黄酮合成差异的分子机理,为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【... 【目的】研究新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf.)与‘富士’(M.domestica cv.Fuji)等苹果品种杂交后代株系间果实类黄酮合成差异的分子机理,为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以紫红2号及红脆1、2、4号等红肉程度存在明显差异的4个苹果株系发育后期的果实为试材,进行MYB10启动子基因型鉴定,并测定类黄酮组分和含量,分析类黄酮合成相关基因的表达。【结果】红脆1、2、4号MYB10启动子基因型均是R6R1型,而紫红2号启动子类型为R6R6型。红脆1号和紫红2号果实成熟期类黄酮含量分别为3.0 mg·g^(-1)和3.1 mg·g^(-1);紫红2号花青苷含量(23.9 U·g^(-1) FW)是红脆1号(12.2 U·g^(-1) FW)的2倍,其他类黄酮组分含量(1 635.3 mg·kg^(-1))仅是红脆1号的69%。紫红2号MYB10和UFGT等转录因子及花青苷合成基因在果实发育后期(花后110—125 d)均具有较高的表达量;红脆4号的MYB10虽然在果实发育后期(花后110—125 d)表达量较高,但b HLH3、TTG1、ANS和UFGT表达量较低。红脆1、2、4号类黄酮组分含量分别为2 355.0、1 247.5和1 337.5 mg·kg^(-1),差异显著;红脆1号MYB12转录因子及FLS、LAR和ANR等类黄酮生物合成相关结构基因表达量较高,而MYB16和MYB111表达量较低;红脆2、4号MYB12转录因子及FLS、LAR和ANR等类黄酮生物合成相关结构基因表达量较低,而MYB16和MYB111转录因子表达量较高。【结论】MYB10、b HLH3和TTG1等转录因子及ANS和UFGT等花青苷生物合成结构基因在果实发育后期高水平表达,可能是导致紫红2号成熟期果肉花青苷含量高的主要原因,而MYB12、MYB16和MYB111等转录因子及DFR、FLS、LAR和ANR类黄酮生物合成相关结构基因的差异表达,可能是导致红脆1、2、4号等3个株系类黄酮组分及含量差异的主要原因。 展开更多
关键词 新疆红肉苹果 杂交后代 类黄酮 MYB10 基因表达分析
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苹果绵肉与脆肉株系果实质地差异的分子机理 被引量:11
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作者 张芮 张宗营 +6 位作者 高利平 冀晓昊 毛志泉 许海峰 王楠 吴树敬 陈学森 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第18期3676-3688,共13页
【目的】研究新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana)与‘富士’苹果品种(M.domestica cv.Fuji)杂交后代绵/脆肉株系果实质地差异的分子机理,旨在为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以新疆红... 【目的】研究新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana)与‘富士’苹果品种(M.domestica cv.Fuji)杂交后代绵/脆肉株系果实质地差异的分子机理,旨在为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以新疆红肉苹果杂交后代‘红绵2号’和‘红脆2号’不同发育时期的果实为试材,检测乙烯释放量、果实硬度与脆度以及ACS1等4个乙烯生物合成基因和PG等30个果实软化相关基因的相对表达量,观察其变化。【结果】‘红绵2号’和‘红脆2号’苹果果实发育期间的硬度和脆度均呈下降趋势,但‘红脆2号’各时期果实硬度和脆度均明显高于‘红绵2号’。‘红绵2号’花后120 d乙烯释放速率明显上升,并出现明显的乙烯释放峰;而‘红脆2号’花后120 d乙烯释放速率上升不明显,且无明显的乙烯释放峰。‘红脆2号’苹果果实各时期的ACS1、ACS3、ACO1和ACO2 4个乙烯生物合成相关基因表达量均明显低于‘红绵2号’;4个乙烯生物合成相关基因的表达模式存在明显差异,其中‘红绵2号’ACS1、ACO1和ACO2三个基因在果实发育后期的表达量均在94%以上,而ACS3a在果实发育前、后期表达量分别占50%,表现为组成型表达。所检测的与果实软化相关的30个基因表达的时间顺序存在明显差异,其中PL、AF1、EG2及XET1等15个基因主要在果实发育前期表达,PG、AF3、XET2、XET10和XET11 5个基因主要在果实发育后期表达,基因表达量均占总表达量的70%以上;除PL和AF1等6个基因外,‘红脆2号’PG等24个基因的总表达量均极显著低于‘红绵2号’。【结论】果实发育后期乙烯释放高峰的到来以及果实发育前、后期不同乙烯生物合成与果实软化相关基因的上调表达,是导致‘红绵2号’果实在采收前就已软化变绵及其与‘红脆2号’质地差异的主要原因。 展开更多
关键词 新疆红肉苹果 杂交后代 绵/脆肉株系 果实质地差异 分子机理
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新疆红肉苹果杂种一代的遗传变异及功能型苹果优株评价 被引量:48
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作者 陈学森 张晶 +7 位作者 刘大亮 冀晓昊 张宗营 张芮 毛志泉 张艳敏 王立霞 李敏 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2193-2204,共12页
【目的】研究新疆红肉苹果与苹果品种杂种F1群体童期、果实性状的遗传变异特点,并进行功能型苹果优株评价,旨在为功能型苹果育种技术体系的创建及新疆野苹果资源的利用保存提供基本资料。【方法】以新疆红肉苹果与‘寒富’等苹果品种6... 【目的】研究新疆红肉苹果与苹果品种杂种F1群体童期、果实性状的遗传变异特点,并进行功能型苹果优株评价,旨在为功能型苹果育种技术体系的创建及新疆野苹果资源的利用保存提供基本资料。【方法】以新疆红肉苹果与‘寒富’等苹果品种6个杂交组合的杂种一代868株实生苗及从中选育出的4个优株为试材,以国外引进的红肉苹果‘德红脆’及苹果栽培品种‘金冠’为对照,检测童期、果实单果重、硬脆度、可溶性固形物、可滴定酸、果皮与果肉总酚、抗氧化能力以及类黄酮含量与组分,讨论功能型苹果育种技术。【结果】新疆红肉苹果为亲本的5个杂交组合在定植第3年的开花株率均在15%以上,童期仅2.33—4.33年,而对照‘金帅’ב寒富’苹果杂交组合在定植第4年的开花株率仅为8.0%,童期3.33—5.33年;果肉花青苷含量等各性状均出现广泛分离,变异系数均在20%以上,进一步选择的潜力很大;果皮与果肉总酚及花色苷含量的广义遗传力均在85%以上,遗传能力较强;新疆红肉苹果的5个杂交组合均出现了红-绵肉及红-脆肉等株系的分离现象,其中红肉和脆肉株系分离比率分别为26.2%—37.5%和23.9%—27.5%;红肉面积较大的红脆1号和10号总酚与花青苷含量、抗氧化能力及类黄酮含量和种类数极显著地高于果肉略带红色的红脆8号和白脆1号及其对照‘德红脆’和‘金冠’。【结论】新疆红肉苹果与苹果品种杂种F1结果年龄早,果皮与果肉总酚含量等功能成分遗传能力强,从杂种F1代群体中能够选育出抗氧化能力强、类黄酮含量含量高的功能型红肉脆肉优良株系。 展开更多
关键词 新疆红肉苹果 遗传变异 功能型苹果优株 类黄酮
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几个功能型苹果优株果实风味品质的评价 被引量:22
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作者 王立霞 冀晓昊 +6 位作者 安萌萌 张宗营 王艳廷 王传增 吴玉森 吴树敬 陈学森 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期753-759,共7页
【目的】探讨4个功能型苹果优株及对照品种‘金冠’果实风味品质,旨在为功能型苹果育种理论与技术体系的创建及新疆野苹果资源的利用保存提供基本资料。【方法】以新疆红肉苹果ב红富士’F1代群体中选出的‘红脆1号’等4个功能型... 【目的】探讨4个功能型苹果优株及对照品种‘金冠’果实风味品质,旨在为功能型苹果育种理论与技术体系的创建及新疆野苹果资源的利用保存提供基本资料。【方法】以新疆红肉苹果ב红富士’F1代群体中选出的‘红脆1号’等4个功能型苹果优株为试材,以栽培种‘金冠’为对照,对果实的可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、糖酸组分、挥发性成分等风味物质的组成和含量进行检测分析。【结果】4个优株果实中共检测到8类挥发性化合物,‘金冠’果实中共检测到7类,萜类未在‘金冠’果实中检测到;5个参试材料的香气成分种类数及其含量存在较大差异,其中‘红脆酸5号’总种类数和含量最高,‘红脆1号’最低;5个参试材料的特征香气成分的种类数有差异,4个优株总特征香气成分含量均高于对照‘金冠’;在5个参试材料检测到的3种糖和6种有机酸组分中,均以果糖含量和甜味值及苹果酸含量和酸味值最高,但4个优株果实中蔗糖的甜味值大于葡萄糖,而‘金冠’果实中葡萄糖甜味值大于蔗糖;5个参试材料的糖酸比和味感评价存在明显差异,其中‘红脆酸5号’和‘红脆1号’糖酸比偏低分别为11.33和11.59,味感偏酸。【结论】5个参试材料的糖酸组分一致,但香气成分种类数及其含量、特征香气成分含量、糖酸含量、糖酸比及味感评价等风味品质构成因素存在明显差异。因此,有必要进一步利用4个功能型苹果优株作为亲本与鲜食品质优良的‘红富士’等苹果品种进行回交改良,以选育鲜食品质优良的功能型苹果新品种(系),实现对新疆野苹果资源利用保存的目的。 展开更多
关键词 新疆红肉苹果 f1代优株 功能型苹果 风味品质 利用保存
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新疆红肉苹果果皮果肉呈色差异机理 被引量:21
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作者 王延玲 张艳敏 +4 位作者 冯守千 宋杨 徐玉亭 张友朋 陈学森 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第13期2771-2778,共8页
【目的】比较新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf)果皮、果肉花青苷成分、积累模式及花青苷合成相关基因的表达,以初步探明果皮、果肉呈色差异的机理。【方法】以新疆红肉苹果‘夏红肉’为试材,利用HPLC方法... 【目的】比较新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf)果皮、果肉花青苷成分、积累模式及花青苷合成相关基因的表达,以初步探明果皮、果肉呈色差异的机理。【方法】以新疆红肉苹果‘夏红肉’为试材,利用HPLC方法鉴定果皮和果肉的花青苷成分,通过QPCR测定果实着色过程中相关基因的表达,同时测定花青苷含量。【结果】果肉和果皮中花青苷的主要成分均为矢车菊素-3-半乳糖苷,但其积累模式明显不同,随着果实的发育,果皮中的花青苷含量呈下降趋势,果肉则呈相反趋势。与之对应的,花青苷合成结构基因的表达与花青苷积累模式基本一致。花青苷调控基因MsMYB10有其自身的表达特性,果皮中表达量逐渐升高,果肉中呈先升高后下降的趋势。【结论】新疆红肉苹果果皮果肉呈色差异主要与花青苷含量及其结构基因的转录表达水平有关,为进一步研究红肉苹果红色形成机理,培育具有观赏、鲜食与保健功能的苹果红肉新品种奠定了理论基础。 展开更多
关键词 新疆红肉苹果 花青苷 MsMYB10转录因子 基因表达
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新疆红肉苹果转录因子MsMYB10基因的克隆、序列分析及原核表达 被引量:17
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作者 王延玲 张艳敏 +5 位作者 冯守千 田长平 王海波 刘遵春 宋杨 陈学森 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第13期2735-2743,共9页
【目的】克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf]MYB10转录因子基因,进行序列分析和原核表达研究,为进一步探索红色发育机理及选育新的栽培红肉苹果奠定理论基础。【方法】根据MdMYB10基因编码区设计1对特... 【目的】克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf]MYB10转录因子基因,进行序列分析和原核表达研究,为进一步探索红色发育机理及选育新的栽培红肉苹果奠定理论基础。【方法】根据MdMYB10基因编码区设计1对特异引物,以新疆红肉苹果叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得1个约700bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定,并对该序列进行分析。随后将该基因片段连接到原核表达载体pET-30a(+)中,构建融合表达质粒,转化到E.coli BL21(DE3)中进行表达。【结果】测序结果显示,RT-PCR获得的cDNA全长包含完整的cDNA开放读码框732bp,编码244个氨基酸,命名为MsMYB10。MsMYB10分子量为28.56kD,等电点为8.41,GenBank登录号为GQ500894。该蛋白具有R2R3MYB结构域,结构域中有保守的色氨酸残基,在C端有1个富含酸性氨基酸的转录激活区。与已知MdMYB10的氨基酸序列的同源性为98%。另外,MsMYB10没有信号肽,具有核定位信号。进化树分析表明,MsMYB10与调控花青苷合成的转录因子MdMYB10亲缘关系最近,处在同一进化枝。SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期蛋白大小一致。【结论】克隆了新疆红肉苹果转录因子MsMYB10基因,并可在大肠杆菌中转化表达。为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定了试验基础。 展开更多
关键词 新疆红肉苹果 MsMYB10转录因子 序列分析 原核表达
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红肉苹果果实发育过程中花青苷含量变化及其合成相关基因表达分析 被引量:15
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作者 孙晓红 刘源霞 +5 位作者 孙欣 柏素花 侯鸿敏 张玉刚 祝军 戴洪义 《植物生理学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1507-1514,共8页
本试验以白肉苹果(Malus pumila)‘澳洲青苹’为对照,研究了4个红肉苹果(M.sieversii f.neidzwetzkyana)品种(系)贵妃、‘红勋1号’、红勋5号、新疆1号在果实发育5个时期果肉花青苷含量,利用实时荧光定量PCR检测了花青苷合成相关结构基... 本试验以白肉苹果(Malus pumila)‘澳洲青苹’为对照,研究了4个红肉苹果(M.sieversii f.neidzwetzkyana)品种(系)贵妃、‘红勋1号’、红勋5号、新疆1号在果实发育5个时期果肉花青苷含量,利用实时荧光定量PCR检测了花青苷合成相关结构基因和转录因子的表达水平。结果表明:(1)红肉苹果果肉中的花青苷含量在花后30 d最高,随后下降,红勋5号和新疆1号在花后120和150 d又有明显提高。(2)苹果花青苷合成的酶基因CHS、F3H和DFR在所有品种(系)果实发育的各个时期相对表达量相差不大;ANS基因在新疆1号和红勋5号的前3个发育时期表达量是‘澳洲青苹’的约9倍至约18倍,在后两个发育时期表达量降低;UFGT基因在‘红勋1号’、新疆1号和红勋5号果肉发育的各个时期中表达量均较高;MYB10转录因子在新疆1号和红勋5号盛花后30和60 d时的表达量为‘澳洲青苹’的约70倍至约90倍;TTG1、b HLH33在新疆1号和红勋5号中相对表达量高于b HLH3。(3)贵妃和‘红勋1号’MYB10启动子基因型为R1R6,红勋5号和新疆1号启动子基因型为R6R6,‘澳洲青苹’启动子基因型为R1R1。研究结果为红肉苹果分子育种提供理论参考。 展开更多
关键词 红肉苹果 花青苷 基因表达
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新疆红肉苹果PGIP基因的克隆及原核表达 被引量:7
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作者 孙华 王春燕 +5 位作者 宋杨 吴树敬 张芮 冯守千 陈晓流 陈学森 《果树学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-7,共7页
【目的】研究克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf]PGIP基因并进行原核表达,探讨其抗病机制。【方法】根据Genbank中已经发表的‘金冠’苹果PGIP保守区域设计1对特异引物,以新疆红肉苹果叶片总RNA为模板,... 【目的】研究克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf]PGIP基因并进行原核表达,探讨其抗病机制。【方法】根据Genbank中已经发表的‘金冠’苹果PGIP保守区域设计1对特异引物,以新疆红肉苹果叶片总RNA为模板,T/A克隆后进行序列测定,并对该序列进行分析。随后将该蛋白成熟肽cDNA片段连接到原核表达载体pET30a(+)中,构建融合表达质粒,转化到E.coli BL21(DE3)中进行表达。【结果】序列分析表明,新疆红肉苹果PGIP基因cDNA编码区全长993 bp,编码330个氨基酸残基,命名为MsPgip,GenBank登录号为JQ001783。MsPgip分子质量为36.6 kD,等电点为7.05,有6个潜在的N-糖基化位点,信号肽为N端24个氨基酸残基。该蛋白质还具有2个连续的24个氨基酸残基大小的LRR基序(LSQLKNLTFLDLSFNNLTGAIPSSLSQ LPNLNALHLDRN-KLTGHIPIS)。与已克隆的‘澳洲青苹’、‘金冠’、‘富士’苹果PGIP氨基酸序列同源性均高达99%。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,表达蛋白的分子质量与预期一致。【结论】克隆了新疆红肉苹果PGIP基因,并可在大肠杆菌中表达。 展开更多
关键词 新疆红肉苹果 多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白 基因克隆 表达
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新疆野苹果F_1代果实性状的相关分析和主成分分析 被引量:4
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作者 刘大亮 王进 +3 位作者 张艳敏 宋君 高利平 陈学森 《山东农业科学》 2013年第8期19-24,共6页
以4年生新疆野苹果×富士杂交F1代群体为试材,对19个果实品质指标进行测定,利用相关分析和主成分分析从功能基因研究和品系选育两个角度对各指标的遗传变异进行考察。结果表明:(1)与栽培苹果相比,F1代在果实质地、花色苷有关性状之... 以4年生新疆野苹果×富士杂交F1代群体为试材,对19个果实品质指标进行测定,利用相关分析和主成分分析从功能基因研究和品系选育两个角度对各指标的遗传变异进行考察。结果表明:(1)与栽培苹果相比,F1代在果实质地、花色苷有关性状之间的相关性存在差异:钙与果实质地的3个指标相关性不显著;花色苷与糖含量相关性不显著,但与钙、钾含量相关性极显著。钙与多个指标极显著相关,可作为功能基因研究的重点。(2)从主成分贡献率看,果实质地、矿质元素、果实大小、花色苷含量4个主成分在遗传信息中占的比重较大,是下一步功能基因研究的切入点,也是进行品质综合评价的重点考察对象。加大对果实质地、果实大小、花色苷含量的考察可提高育种效率。(3)对主成分综合得分排序,根据不同育种目标选择综合性状优良的个体,是新疆野苹果在育种中利用保存的有效捷径。 展开更多
关键词 新疆野苹果 f1代 主成分分析 相关分析
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红肉苹果丝裂原活化蛋白激酶激酶9基因的克隆及其在氮胁迫条件下的表达分析
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作者 孙晓红 李欣欣 +3 位作者 徐吉花 姜生辉 祝军 张玉刚 《植物生理学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2088-2098,共11页
MKK9是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联信号转导途径中的重要成员。本研究从红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana)‘黛红’中克隆到MdMKK9基因(GenBank登录号为ON427820),其开放阅读框为945 bp,编码314个氨基酸的蛋白质,分子量3550... MKK9是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联信号转导途径中的重要成员。本研究从红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana)‘黛红’中克隆到MdMKK9基因(GenBank登录号为ON427820),其开放阅读框为945 bp,编码314个氨基酸的蛋白质,分子量35502 Da,等电点7.36。MdMKK9蛋白含有高度保守的特异结构域S/TxxxxxS/T激活基序及“DIK”活性位点,亚细胞定位显示MdMKK9存在于细胞核。‘黛红’组培苗在低氮培养过程中逐渐变红,MdMKK9基因上调表达,花青苷含量增加。构建CRISPR/Cas9 MdMKK9基因编辑载体,并成功转化‘王林’愈伤组织(CR),与转PRI101-MdMKK9过表达载体的‘王林’愈伤组织(OE)相比,随着培养基中氮素浓度降低,OE愈伤组织逐渐变红,花青苷含量升高,而CR愈伤组织颜色和花青苷含量均无变化。研究结果表明,MdMKK9基因通过介导植物对氮的吸收,调节红肉苹果组培苗和转基因愈伤组织在低氮胁迫时对花青素的合成。 展开更多
关键词 MdMKK9 红肉苹果 氮胁迫 基因编辑 花青苷
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