从18个柑橘品种中克隆角鲨烯合成酶（squalene synthase,SQS）基因,分析其序列和表达特性,通过遗传转化研究该基因在柑橘类柠檬苦素生物合成过程的作用。结果表明,除了‘融安金柑’和‘小果罗浮’外,SQS基因的开放阅读框（open reading frame,ORF）为1 242 bp,编码413个氨基酸。序列比对发现,18个品种的氨基酸序列保守性为97.1% ~ 100%,‘小果罗浮’‘融安金柑’和‘4号宜昌橙’等品种在CDS区第14位碱基发生G/C非同义突变。系统进化树显示,‘小果罗浮’‘融安金柑’和‘4号宜昌橙’的SQS具有较近的遗传距离。qRT-PCR结果表明,柑橘SQS基因在花中的表达水平最高,成熟茎中其次,幼嫩茎、根和叶片中再次,幼果中最低。‘琯溪蜜柚’不同发育时期种子中SQS基因表达水平与类柠檬苦素含量呈极显著正相关。4株SQS基因干扰的‘锦橙’株系（SiN-1 ~ SiN-4）叶片中的SQS基因表达水平为对照的61.00% ~ 79.00%;柠檬苦素含量为对照的35.83% ~ 81.56%;SiN-1和SiN-2叶片中的诺米林含量分别为对照的80.11%和94.94%,而SiN-3和SiN-4中的诺米林含量分别比对照提高52.76%和35.30%。SQS基因干扰植株中控制三萜类和甾醇类生物合成的氧化鲨烯环化酶（oxidosqualene cyclase,OSC）基因出现差异性调控,大多数OSC基因的表达水平降低。以上结果表明,SQS是控制类柠檬苦素、三萜类和植物甾醇类物质生物合成的关键基因,能显著影响类柠檬苦素化合物的生物合成。

为研究大花君子兰（Clivia miniata）查尔酮合酶的结构及功能,基于前期构建的大花君子兰转录组数据库,对参与花青素合成的CHS基因家族进行鉴定和筛选。在大花君子兰中克隆得到4个CmCHS（CmCHS1 ~ CmCHS4）,其开放阅读框全长分别为1 173、1 170、1 173和1 173 bp,编码390、389、390、390个氨基酸。氨基酸序列比对分析证实,CmCHS具备该基因家族典型的保守结构域。进化树分析结果显示,4条CmCHS属于真实的CHS,编码蛋白属于Ⅲ型聚酮合成酶（PKS）,亚细胞定位于细胞质和细胞核中。基因表达特异性分析结果表明,CmCHS1和CmCHS2在花朵初开和盛开期表达量较高;CmCHS1、CmCHS2、CmCHS3在红色叶片和果皮中的表达量大大高于绿色叶片和果皮,CmCHS4则相对较低。构建原核表达载体pET-32-CmCHS,体外酶活检测表明,4个CmCHS重组蛋白皆可催化香豆酰辅酶A和丙二酰辅酶A生成柚皮素查尔酮。

对7个色系27个百合品种进行花被片结构分析。百合花被片中的色素主要存在于上下表皮细胞中,大部分品种的上、下表皮细胞均为不规则的长条形,有些品种含有花青素的细胞呈规则的多边形,排列比较紧密;花被片斑点的主要色素为花青素。对7个色系61个百合品种和2个野生种进行色素成分分析,通过HPLC-QTOF-MS鉴定得到了23种类黄酮化合物、1种花青素苷（矢车菊素-3-O-芸香糖苷）和10种类胡萝卜素（9Z-紫黄质、花药黄质、辣椒红素、叶黄素、玉米黄质、橘黄质、9Z-花药黄质、β-隐黄质、β-胡萝卜素和9Z-β-胡萝卜素）。百合花被片中均含有类黄酮化合物。白色花被片中主要含有类黄酮化合物,有的含有极少量的类胡萝卜素;红色花被片中含有花青素、类胡萝卜素和黄酮类化合物,且花青素和类胡萝卜素为主要的呈色物质;紫红色和粉色花被片中主要含有花青素和黄酮类化合物;黄色和橙色花被片中主要呈色物质是类胡萝卜素。

以4年生苹果矮化砧穗组合（‘宫藤富士’/G935、‘宫藤富士’/M9-T337和‘宫藤富士’/SH6）为试验材料,研究了3种组合叶片形态结构的差异,并结合各组合在干旱胁迫8 d期间及复水7 d后的光合作用与生理生化指标的变化,利用隶属函数法综合评价其抗旱性。结果显示,‘宫藤富士’/SH6的叶片厚度、栅栏组织厚度及气孔密度均显著低于‘宫藤富士’/G935和‘宫藤富士’/M9-T337;干旱胁迫期间,与另外两个砧穗组合相比,‘宫藤富士’/SH6具有更高的水分利用效率（WUE）、渗透调节物质积累量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和叶片ABA含量,而丙二醛（MDA）含量最低;就光合参数而言,‘宫藤富士’/SH6的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（G_s）在干旱胁迫期间均显著低于‘宫藤富士’/G935和‘宫藤富士’/M9-T337。隶属函数分析结果表明,‘宫藤富士’/SH6抗旱性最优,其次为‘宫藤富士’/G935,而‘宫藤富士’/M9-T337抗旱性最差。综上,‘宫藤富士’/SH6是抗旱性优良的苹果矮化砧穗组合。

以干旱盐碱生境苹果属垂丝海棠（Malus halliana Koehen）为试验材料,通过RNA-Seq测序筛选响应盐碱复合胁迫的差异表达基因,为苹果砧木耐盐碱性机制提供理论依据。以正常供水（Hoagland营养液）为对照,进行混合盐碱胁迫（Hoagland营养液 + 100 mmol · L^-1 NaCl + NaHCO₃）处理,RNA-Seq测序筛选差异表达基因（differentially expression gene,DEG）,并对 DEG进行GO（gene ontology）和 KEGG （Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）功能富集分析。应用实时荧光定量qRT-PCR对主要通路的DEG表达模式进行验证。共鉴定出16 246个DEG,其中上调7 268个,下调8 978个。GO分析表明,在遭受盐碱胁迫时生物过程、细胞组分和分子功能3个方面均存在较大差异。KEGG 聚类分析显示,参与信号传导、碳代谢、氨基酸合成及次生代谢等相关的DEG在响应胁迫中具有关键作用,且主要集中在钙信号通路、植物激素信号传导、苯丙氨酸代谢、类胡萝卜素的合成等过程。对上述主要通路的20个DEG 表达模式的qRT-PCR检测结果与RNA-seq 结果类似。其中天门冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase,GOT1）、抗坏血酸还原酶（NADH）、查尔酮异构酶（chalcone isomerase,CHI）、β-胡萝卜素羟化酶（CrtZ）基因在盐碱胁迫过程中表达量显著升高。垂丝海棠叶片对盐碱胁迫的耐受能力主要与基因对胁迫的响应程度相关,调控基因表达涉及钙信号通路、植物激素信号传导、氨基酸生物合成、类胡萝卜素生物合成等次生代谢物途径。

以苹果砧木M9T337（Malling 9 NAKBT337）为试材,克隆了1个WRKY转录因子基因,命名为MdWRKY74（XM_029090147.1）。其开放阅读框为939 bp,编码312个氨基酸,含有1个典型的WRKY结构域。氨基酸序列比对和进化树分析发现MdWRKY74与梨PyWRKY74同源性最高。亚细胞定位结果显示MdWRKY74定位于细胞核。荧光定量PCR分析表明,MdWRKY74在苹果的不同组织中均有表达。在拟南芥中过表达MdWRKY74可提高植株的抗盐性,并能促进SOS1和NHX1的表达。结果表明MdWRKY74可被盐胁迫诱导,可能参与苹果抗盐调控。

为揭示马铃薯与枸杞嫁接愈合过程,采用石蜡切片技术对马铃薯/枸杞嫁接植株进行解剖学观察。结果显示:马铃薯/枸杞嫁接植株生长旺盛,可完成整个生育进程。马铃薯/枸杞嫁接愈合过程可分为4个阶段:（1）隔离层产生期,嫁接5 d后,嫁接接口处产生隔离层;（2）愈伤组织形成期,嫁接9 d后,隔离层细胞脱分化,最后形成愈伤组织;（3）愈伤组织分化期,嫁接13 d后,愈伤组织分化,形成愈伤组织桥;（4）新的维管组织形成期,嫁接17 d后,形成新的韧皮部和木质部及维管束桥,使砧木和接穗完全结合,愈合过程结束。

以龙须枣（Ziziphus jujuba Mill var. tortuosa）一年生枝条的扭曲枝段和直立枝段为试验材料,采用木材切片法和木材离析技术,观察比较枝条形态、解剖结构特点及导管分子特征。扭曲枝段和直立枝段解剖结构的差异主要表现在异常次生结构的数量、形态和分布上。与直立枝段相比较,扭曲枝段附加维管束数量较多,出现3个附加维管束相毗邻,相对集中于枝条内弯处;木间韧皮部的数量与直立枝段相差不多,其末端膨大,与直立枝段的略带弯曲的椭圆柱状不同,相对集中分布于枝条外弯处;髓维管束数量略微减少。从细胞水平看,扭曲枝段内弯处和外弯处导管分子均属于网纹导管、单穿孔,具有多种形态。其中,内弯处两端有尾和两端倾斜的导管分子数分别比其外弯处少28.0%和20.2%,两端无尾、一端倾斜和两端水平的导管分子数分别多17.9%、375.0%和200.0%,一端有尾导管分子数相同,导管分子端壁倾角比外弯处大10.1%,导管分子长度比外弯处的短16.4%,直径比外弯处的小18.6%。提出 “异常结构—空间差异—相互协调”的假说。龙须枣的曲枝性可能是由附加维管束、木间韧皮部和髓维管束等3种异常次生结构的数量、机械拉力、同化产物的输导和利用在空间上的差异和相互协调所造成的枝条不同位置的生长速率和受力不均衡的结果。

以苹果砧木平邑甜茶（Malus hupehensis）幼苗为试材,结合¹⁵N同位素示踪技术,连续两年研究了砂培条件下低锌、适量和高锌水平（0.5、4和16 μmol · L^-1 Zn²⁺）5种供给方式[持续低锌30 d、低锌变高锌（前15 d低锌,后15 d高锌）、适量稳定供锌（30 d适量供锌）、高锌变低锌（前15 d高锌,后15 d低锌）和持续高锌（30 d高锌）]对幼苗生长以及氮素吸收利用的影响。结果表明：适量稳定供锌处理的幼苗总生物量、根系总长、总表面积最大,根系活力最高;持续低锌处理最低。整个处理期间,适量稳定供锌处理的叶片硝酸还原酶（NR）活性均显著高于其他处理。¹⁵N示踪结果表明,处理30 d时,各处理¹⁵N吸收量、¹⁵N利用率表现为适量稳定供锌处理最高;持续高锌、低锌变高锌处理次之;持续低锌处理最低。以上结果说明：供锌不足与过量以及供锌不稳定均抑制了平邑甜茶幼苗根系生长以及氮素的同化,限制了对氮素的吸收,不利于生长发育;而适量稳定供锌优化了根系形态,同时增强了叶片NR活性,促进了幼苗体内的氮素同化,对氮素的高效吸收利用,幼苗生长发育最有利。

以拟南芥WRKY蛋白序列及保守结构域种子文件（PF03106）检索香石竹（Dianthus caryophyllus L.）基因组数据库,共鉴定出香石竹WRKY家族基因DcaWRKY 53个,分别编码161 ~ 747个氨基酸,蛋白质平均分子量在18.27 ~ 82.58 kD之间,等电点在5.07 ~ 10.25之间,内含子数1 ~ 5。系统发育分析显示,DcaWRKY可分为3组,其中groupⅡ又可进一步分为5个亚组。DcaWRKY结构域具有高度保守性,皆为WRKYGQK七肽结构域,偶有变型。DcaWRKY20的N端WRKYGQK七肽结构域出现缺失,形成了WRK的缺失变型;DcaWRKY39的C端WRKYGQK七肽结构域中的K突变成了N,形成了WRNYGQK七肽结构域;DcaWRKY48为WRKYGKK七肽结构域。DcaWRKY蛋白序列中至少存在10个保守基序,同源关系较近的成员具有相似的保守基序。启动子区的顺式作用元件分析显示DcaWRKY启动子区含有大量与光信号、植物激素、胁迫和分生组织等相关的功能域。转录组数据分析结果显示,有20个DcaWRKY在不定根形成过程中表现出不同程度地上调或下调,推测其可能在香石竹插穗不定根形成过程中发挥重要作用。定量分析结果表明DcaWRKY11、DcaWRKY13、DcaWRKY15、DcaWRKY22、DcaWRKY23、DcaWRKY31及DcaWRKY39的表达模式与转录组结果基本一致,且在香石竹不定根生长过程中表现出多样性。此外,DcaWRKY在生长素处理组和对照组中的表达水平无显著差异性,说明DcaWRKY对生长素不敏感。

综述了近30年来有关光强、光质和光周期等光照因素调控园艺作物花青素苷生物合成的研究进展,并侧重总结了该生物学过程中关键转录因子及其作用机制,梳理其分子调控网络。