The regulation of gibberellic acid 2-oxidase (GA2ox) gene expression represents a critical mechanism in the modulation of endogenous gibberellic acids (GAs) levels, thereby exerting an influence on plant height. In this context, we conducted a comprehensive genome-wide analysis of the GA2ox gene family in mango (Mangifera indica L.), a species of significant economic importance, with the aim of identifying potential candidate genes for mango dwarf breeding. Our findings delineated the presence of at least 14 members within the MiGA2ox gene family in the mango genome, which were further categorized into three subfamilies: C19-GA2ox-I, C19-GA2ox-II, and C20-GA2ox-I. Notably, MiGA2ox12, a member of the C19-GA2ox-II subfamily, exhibited substantial expression across various tissues, including roots, bark, leaves, and flowers. Through overexpression of the MiGA2ox12 gene in tobacco, a distinct dwarf phenotype was observed alongside reduced levels of GA1 and GA4, while the knockout line exhibited contrasting traits. This provides evidence suggesting that MiGA2ox12 may exert control over plant height by modulating GA content. Consequently, the MiGA2ox12 gene emerges as a promising candidate for facilitating advancements in mango dwarfing techniques.
'桂热芒4号'是从'泰国芒14号'('Okrong')实生后代选出的优质芒果新品种.在广西南宁、百色及贵州兴义为3月中旬至4月中旬开花,果实分别于7月上旬、8月上旬成熟.果实宽卵形,果皮绿色,单果重256~400g;后熟果皮黄色,果肉黄色、致密、细滑,多汁,纤维极少,味蜜甜、芳香,果实可食率73.70%,可溶性固形物18.50%、总糖16.50%、总酸0.18%、维生素C含量15.40mg/100g,鲜食品质好.该品种早结丰产,果实外观好、大小适中、香气较浓,较耐低温阴雨,抗细菌性角斑病和炭疽病,适合在广西南部、右江河谷地带和贵州省南北盘江河谷地带及类似生态区推广种植.
丰富的种质资源是杧果新品种选育和产业发展的基础.为保护和利用杧果种质资源,本研究利用课题组前期开发的 TP-M13-SSR 标记对杧果种质资源保护广西创新基地圃内保存的 145 份杧果地方品种、育成品种及其近缘野生种进行遗传多样性分析和分子身份证构建.结果表明:12 对引物的平均观测等位基因数为 3.2838、平均观察杂合度(Ho)为 0.5858、平均期望杂合度(He)为 0.6725、平均Shannon指数(I)为 1.3383、平均Nei基因多样性指数(Na)为 0.6702、多态信息含量(PIC)分布范围在 0.5036~0.7827 之间,平均值为 0.6396,所有引物为高度多态性位点,说明TP-M13-SSR荧光引物可以为杧果的遗传多样性分析提供研究数据;145 份材料的遗传相似性系数变化范围为 0.5676~1.000,平均为0.7417,其中爱文与印度杧 1 号遗传相似性系数为 1.000,扁桃杧田阳 20-2 与大头香杧、扁桃杧田阳 20-2 与硕帅杧、金煌杧与桂热杧 10-1 的遗传相似性系数最小,均为 0.5676;在遗传相似性系数为 0.7060 时,145 份种质分为 2 个类群,I类群包括 108 份杧果和 20 份扁桃,种质数量最多,占总数的 88.9%,Ⅱ类群包括 17 份材料,全部为扁桃.在遗传相似性系数为 0.7330 时,I类群可进一步分为 5 个亚群,其中I-1 和I-3 亚群种质数量最多,占所有杧果的 91.92%,UPGMA聚类分析表明扁桃未严格按照种属关系聚在一起,杧果的整体聚类结果与其地理来源基本一致;对 145 份材料的扩增产物进行SSR荧光标记毛细管电泳检测获得指纹图谱,采用数字和字母相结合的编码方式获得分子身份证,通过分子身份证进行种质鉴定,每一对引物可平均区分 12.4 份种质,鉴定率明显高于前人研究,表明TP-M13-SSR检测技术比目前广泛采用的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测技术在杧果种质鉴定上更具优势.本研究结果为杧果及其近缘种种质资源的收集整理和新品种的选育提供科学依据.
利用Codon W等软件,对木薯叶绿体基因组55条蛋白编码序列的密码子进行了分析.发现木薯叶绿体基因组密码子的GC分布不均匀,平均含量为37.81%,其中GC1、GC2、GC3的含量分别为46.64%、39.19%和27.58%;GC3s的平均含量为24.46%,表明木薯叶绿体密码子中A或T的使用频率高于G和C.有效密码子数(ENC)的平均值为47.57,说明木薯叶绿体基因组密码子的偏好性较弱.中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析结果表明木薯叶绿体基因组密码子的使用偏好主要受选择的影响.RSCU>1的密码子共有30个,其中97%的密码子以A或T结尾,再次证明木薯偏爱使用以A或T结尾的密码子.筛选出最优密码子9个,分别是TTG、TCA、CCA、CAT、AAT、GAT、CGA、AGA、GGA.
应用CDDP和SRAP分子标记技术对35个杧果品种进行遗传多样性分析,统计遗传多样性信息数据,并进行聚类分析和主成分分析.结果表明,12条CDDP引物和12对SRAP引物组合分别扩增得到条带263条和243条.其中多态性条带数分别为250条和230条,多态性条带比率分别为95.45%和94.61%,有效等位基因数分别为1.59和1.62,Nei's基因多样性分别为0.32和0.24,Shannon信息指数分别为0.55和0.46,多态性信息含量分别为0.60和0.59,遗传相似系数变化范围分别为0.64~0.96和0.64~0.92,平均遗传相似系数分别为0.80和0.78,CDDP结合SRAP标记遗传相似系数变化范围为0.62~0.94,平均遗传相似系数为0.78.CDDP标记、SRAP标记以及CDDP结合SRAP标记分别在遗传相似系数为0.709 5、0.694 7以及0.685 0处可以将35个杧果品种分别分为3类、3类和5类,说明两种标记结合分析能够更加详细地解释杧果品种间的亲缘关系.而主成分分析结果和聚类分析结果有相似之处,但也有很大不同.
过去60年,我区杧果科学研究取得了长足进展,在杧果种质资源收集保存、遗传育种、分子生物学、土肥水管理、果实发育与花果管理、病虫害防治、贮藏加工等方面取得了重要进展.本文总结了我区杧果在种质资源与新品种培育、栽培关键技术突破、栽培模式创新、病虫害防控和产品采后保鲜加工等方面的研究进展,提出了今后的研究重点和发展方向.
采用正交设计方法,对影响PCR反应体系的5个因素(Mg2+、Taq DNA聚合酶、dNTPs、 引物和模板DNA)进行了优化,建立了适用于杧果的SC-SSR-PCR反应体系.结果表明,总反应体系25μL中,包含模板DNA用量100 ng·mL-1、Mg2+浓度2.00 mmol·L-1、引物浓度0.40μmol·L-1、Taq DNA聚合酶浓度1.00 U、dNTPs浓度0.15 mmol·L-1.利用优化的杧果SC-SSR-PCR反应体系对10对SC-SSR引物进行验证,均能扩增出清晰、 明亮、 特异的电泳条带.因此,优化的杧果SC-SSR-PCR反应体系适用于杧果种质鉴定和亲缘关系分析.
炭疽病和细菌性黑斑病是杧果生产上的重要病害,严重影响杧果的产量和质量.采用室内离体接种鉴定法,以抗病品种台农1号杧为对照,对桂热杧3号果实不同发育时期(幼果期、膨大期、成熟期)及转绿期叶片进行炭疽病和细菌性黑斑病的抗病性测定.结果 表明,幼果期、果实膨大期、果实成熟期和叶片转绿期的炭疽病病情指数分别为37.78、25.33、31.33、28.00,抗性评价为抗病.幼果期、果实膨大期、果实成熟期、叶片转绿期的细菌性黑斑病的病情指数分别为30.56、22.92、27.38、19.45,幼果期抗病评价为中抗,其余3个时期为抗病.桂热杧3号幼果期和果实膨大期的炭疽病病情指数达显著性差异水平(p<0.05),桂热3号杧与台农1号杧转绿期叶片炭疽病病情指数达显著性差异水平.说明桂热杧3号是一个对炭疽病抗病、对细菌性黑斑病中抗的晚熟杧果品种.
在南宁湿热气候区和百色右江河谷干热气候区采用高接换种方法建立"桂热芒4号"中试园.中试园高接第二年恢复开花结果,亩产1,048.32~1,893.12,kg,第三年亩产达2,598.4,kg.在果实品质上,"桂热芒4号"在百色右江河谷的平均单果重比在南宁的大7.5%,果实平均可溶性固形物含量也比南宁的高0.85个百分点.但是,"桂热芒4号"对湿热气候和干热气候均表现较好的适应性.在栽培技术研究上取得良好结果,为制定新品种配套栽培技术打下良好基础.
为了筛选最适的菠萝蜜总RNA提取方法,采用Trizol提取法、Tris-硼酸提取法和试剂盒提取法提取菠萝蜜叶片和种子总RNA,通过紫外分光光度计检测、琼脂糖凝胶电泳、RT-PCR检测以及Agilent2100检测,对提取结果进行比较分析.结果表明:采用这3种方法均能从菠萝蜜叶片和种子中提取到总RNA,Tris-硼酸提取法较其他2种方法所提取的总RNA产率高,但杂质较多;采用Tris-硼酸提取法能提取完整性较好的总RNA,28S、18S和5S清晰可见,但提取质量较试剂盒提取法差;试剂盒提取法省时省力,有明显的28S和18S条带,A260/A280分布在1.92~1.98,A260/A230分布在2.04~2.09,叶片总RNA产率42.3 ng/μL,种子总RNA产率15.6 ng/μL.RT-PCR检测结果表明在约200 bp处存在清晰整洁的电泳条带,Agilent 2100检测结果显示杂峰极少,28S峰积分面积约是18S峰积分面积的2倍.经综合评定认为,试剂盒提取法是适合菠萝蜜叶片和种子总RNA提取的方法.
为了探寻能够满足芒果各组织转录组测序要求的高质量RNA提取方法,以'桂热芒82号'的叶片、花和果实为材料,从RNA提取质量和产率、琼脂糖电泳和RT-PCR结果分析、RNA测序质量评价这3个方面,对常用的3种试剂盒的提取效果进行了实验研究和评价分析.结果表明:以来自于天根生化科技有限公司的DP 419试剂盒提取的芒果各组织的RNA质量均较好,提取的RNA产率远高于其余两种试剂盒的提取产率;除以美伯生物医药技术有限公司的RM 103试剂盒提取芒果各组织所得RNA,经琼脂糖电泳未见有5S条带出现外,以其余两种试剂盒提取的芒果各组织的RNA都存在28S、18S、5S条带且RT-PCR分析结果理想;对以3种试剂盒提取所得的RNA进行完全测序,结果表明,3种试剂盒提取的RNA完全测序都大于98.99%,能满足RNA-Seq分析的要求.文中综合上述评判因素分析认为,天根生化科技有限公司的DP 419试剂盒是适用于芒果叶片、花和果实RNA提取的最优试剂盒.
【目的】分析芒果不同花芽分化时期的转录组,了解成花过程相关基因的表达情况,为芒果开花时间的分子调控机制研究提供理论参考。【方法】以芒果品种南逗迈4号为材料,采用Illumina高通量测序技术,分别对其新梢停长期(I期)和基部膨大期(II期)2个不同花芽分化时期顶芽进行转录组测序,并利用基因功能注释、差异表达基因筛选等生物信息学方法对测序获得的高质量序列进行分析。通过实时荧光定量PCR(q PCR)检测差异表达基因的表达情况以验证转录组测序结果的可信度。【结果】共获得85691条Unigenes,平均长度为870 bp,N50为1077 bp,与Uni Prot数据库比对,发现48589条Unigenes有同源信息,注释比例为56.7%,广泛涉及细胞组分、生物过程和分子功能三大类,共55个小类,其中参与生物过程的Unigene数量最多(有21个小类),以参与分子功能的Unigene数量最少(有14个小类)。以Fold-Change≥2为条件,筛选出花芽分化I和II期转录组间的2031个差异表达基因,其中1073个基因表达上调,958个基因表达下调,涉及247条代谢通路,富集的KEGG通路为内质网蛋白加工、次生物质的生物合成和积累、糖代谢和光合作用等,其中注释为内质网蛋白加工的基因数量最多。从2个不同时期顶芽的转录组数据中获得了春化、光周期、赤霉素(GA)、成花抑制、自主和年龄等途径的开花相关基因。将Mi SOC1、Mi VIN3、Mi Dof和Mi MADS1的q PCR检测结果与其转录组测序结果进行比对,发现这4个基因虽然在II期的表达量比I期上调差异倍数上存在一定差异,但表达量变化趋势一致,说明转录组测序结果的可信度较高。【结论】芒果花芽分化过程与内质网蛋白加工、次生代谢生物合成、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等途径密切相关,可为芒果花期人工调控和产期调节提供参考。
In order to research effects of different extraction methods on extraction quality of chloroplast DNA in Mangifera L,using mature leaves in M.indica and M.persiciformis as materials,separation and extraction effects of plant chloroplast DNAout and high-salt low-pH methods were compared.The results showed that chloroplasts DNAout method could better remove metabolic substances,such as protein,phenols,polysaccharides,OD260/OD230 was over 2.000,and OD260/OD280 was between 1.800 and 1.900.Production rate of extracting chloroplasts DNA with high-salt low-pH method reached 75.8 ng/μL,more than that with chloroplast DNA out method (42.8 ng/μL).Both template electrophoresis figure and band integrity in SSR markers map with two methods were good.Chloroplast microscopic imaging effects of less impurity and clear background could be obtained with the two methods,but extracted chloroplast density with high-sag low-pH method was higher.The two methods could be used for the subsequent researches.
选取南逗迈4号芒成花前后的顶芽进行转录组测序,在构建的cDNA文库中获得一条表达量变化明显的cDNA,经分析该cDNA属于MADS-box基因家族,命名为MADS1基因,该基因全长为1377bp,编码459个氨基酸.通过NCBI网站的blast功能分析发现其具有MADS基因家族典型的MADS结构域和K-box结构域、DNA结合位点、磷酸化位点、二聚体接口;氨基酸同源性比较发现其与番木瓜的MADS1基因具有较高的相似性,推测它们可能为同源基因,具有相似的生物学功能.
以12个芒果品种为试材,通过检测不同芒果品种叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性,采用Duncan比较对各抗氧化酶活性进行差异分析.结果表明:桂热芒10-2号的SOD活性最强,桂热芒10号的SOD活性最弱;桂热芒23号POD活性最强,桂热芒282号POD活性最弱,桂热芒780-17号的CAT活性最强,泰国芒14号的CAT活性最低;桂热芒282号的PPO活性最强,桂热芒30号的PPO活性最低.通过初步检测12个芒果品种的抗氧化酶活性,不同芒果品种的SOD活性在229.1467~463.8700U/g·min;POD活性在0.5333~3.8667 U/g·min;CAT活性在16.4967~41.8100 U/g·min;PPO活性在0.0167~0.2067 U/g·min,为下一步探讨芒果对抗逆胁迫响应机理奠定理论依据.
[Objective] To study four antioxidase activites of 12 mango varieties,analyze the relationship and make a comprehensive evaluation.[Method] The antioxidant enzymes activities of 12 maturity mango cultivates were investigated.Then the rule was studied by using correlation, path and subordinate function analysis.[Result] There were extremely significant correlations between SOD,CPOD,CAT,and fruit maturing, CAT had greater direct impact on fruit maturing, and the direct path coefficient was 0.619.SOD and POD had indirect impact on fruit maturing by CAT, indirect coefficients were-0.599 8,-0.588 7.The subordinate function analysis of 12 mango cultivars was as follows: Guire mango 780-17> India mango 901> Guire mango 10> Guire mango 282> Guire mango 78-1> Guire mango 264>Sri Lanka mango 811>Guire mango 30> Guire mango 10-2>Thailand mango 14> Guire mango 23>Honghua mango.[Conclusion] The study provided basis for studying the correlation between enzyme activity and fruit development.
To optimize the conserved DNA sequence polymorphism polymerase chain reaction ( CDDP-PCR) for mango, orthogonal experiment, including 4 factors of template DNA concentration, dNTPs concentration, primer concentration, Mg2+DNA polymeras at 4 levels was designed, with mango genome DNA as template. The optimized CDDP-PCR system contained 0.50 U Mg2+ DNA poly-merase, 0.40 mmol·L-1 dNTPs, 1 mol·L-1 primer template DNA and 0.50 ng·μL-1 DNA template, with double distilled water added to a total volume of 20μL. The results showed that Mg2+DNA polymerase played the most important role in the PCR reaction, with DNA being the weakest factor. All 21 primers produced clear and neat bands for 20 mango species with the optimized condition.
对芒果新品种桂热芒71号在广西湿热气候类型区的南宁市和干热气候类型区的百色右江河谷地区先后设点布置建立区域试种试验和品种中试示范点,研究观察了品种的适应性、结果性及品质等.研究结果表明,桂热芒71号在百色右江河谷地区的花期为3月中旬至4月中旬,在南宁市的花期为3月中旬至4月下旬.在百色和南宁2个试种点桂热芒71号嫁接苗种植第3年正式投产,第4年进入丰产期,表现高产稳产,连续6年平均株产量分别为38.9 kg、25.7 kg.百色市田林县和南宁市2个试点桂热芒71号在20龄芒果树高接换种第3年投产,第3~5年连续3年平均株产分别为46.25 kg、38 kg,折合产量分别为1608.88 kg/1667 m2、3891.32 kg/1667 m2,表现出适应性好、早结、优质、高产稳产的特性.
以8种生长势不同的芒果品种为材料,研究其枝条电阻率与生长势的关系.结果表明:芒果枝条电阻率与生长势具有显著的线性相关关系(R2=0.8782).电阻率与枝条矮化成反相关关系,电阻率越高树体越高大,电阻率越低树体越矮化.初步认为芒果枝条电阻率可以作为预测芒果矮化程度的一项指标.
笔者综述了DNA克隆技术在菠萝上的研究应用,主要从菠萝花发育相关基因的克隆研究、菠萝果实发育相关基因的克隆研究、菠萝表观遗传相关基因的克隆研究、菠萝抗逆相关基因的克隆研究等方面进行阐述,以期为今后菠萝DNA克隆技术的研究应用提供参考资料.