拟南芥中参与盐胁迫应答的基因 At1g14260的功能初探

拟南芥中未知基因At1g14260的表达受到多种非生物胁迫的诱导, 特别是在NaCl的诱导下, At1g14260的表达量明显增加. 对T DNA插入突变体at1g14260(salk 118406)的分析表明, 敲除了基因At1g14260的拟南芥相比野生型对盐胁迫更加敏感. 此外, 构建了融合表达载体PBi221 At1g14260 GFP并且成功转入拟南芥原生质体中, 在荧光显微镜下观察到融合蛋白定位于原生质体细胞核中. 因此, At1g14260可能参与了拟南芥中盐胁迫的过程.     

拟南芥 AtTR1 在盐胁迫应答中的功能初探

本研究主要探索油菜中E3泛素连接酶BnTR1在拟南芥中的同源基因AtTR1(At3g47550)的功能.通过体外泛素化实验证明AtTR1具有E3连接酶活性.基因表达分析显示该基因受200mmol/L NaCl显著诱导,说明该基因可能在响应盐胁迫中发挥一定的功能.为了更深入的探究该基因在植物耐盐中的作用,构建了植物表达载体pZH01-AtTR1转化突变体.在含有潮霉素的培养基上筛选阳性苗,并利用荧光定量PCR检测表明AtTR1基因已经成功转入突变体中.     

拟南芥AtHHR2与DREB2C的相互作用研究

已有研究表明拟南芥Highly Homologous RING domain 2(At5g43200,命名为AtHHR2)基因在盐胁迫中起正调控作用,并且其同源基因AtHHR3基因在酵母双杂交实验筛选中与DREB2C基因有相互作用.本研究利用体外、体内蛋白质相互作用实验以及生物化学方法进一步探究了AtHHR2的功能性.体外Pull-down实验证实了AtHHR2与DREB2C有体外的相互作用.体外泛素化实验进一步验证了它们之间的相互作用,且AtHHR2起到E3连接酶的作用.为了进一步确定它们的关系,我们用双分子荧光互补实验,在体内分别验证了AtHHR2与DREB2C之间确实有相互作用.综上所述在拟南芥中AtHHR2与DREB2C有相互作用关系,且AtHHR2起到E3连接酶的作用.     

短命植物小拟南芥光周期调控基因CONSTANS的克隆与表达特征分析

目的光周期是影响植物生长发育的重要因素之一,CONSTANS (CO)是植物光周期开花途径中关键的基因。方法本研究基于短命植物小拟南芥(Arabidopsis pumila)转录组数据库,获得1条与拟南芥CO基因At COL1基因序列高度相似的unigene,通过RT-PCR方法从小拟南芥中克隆了该CO同源基因,命名为Ap COL1;进行了基因的生物信息学分析及节律表达、组织表达和响应非生物胁迫的表达特征分析。结果研究结果表明Ap COL1具有两个Bbox和一个CCT结构域,氨基酸序列上与At COL1相似性高达86. 8%。系统进化分析表明Ap COL1与At COL1和琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)的Al COL1亲缘关系较近,且属于第I亚组成员。qRT-PCR实验表明在长日照和短日照条件下Ap COL1具有相似的昼夜节律表达特征; Ap COL1在小拟南芥各组织中均有表达,但在果荚中表达量最高。250 mmol/L Na Cl胁迫和20%PEG-6000模拟干旱胁迫12 h明显抑制Ap COL1基因的表达,并且随着胁迫时间的延长Ap COL1表达水平没有显著差异。在高温(40℃)胁迫下,Ap COL1基因的表达在24 h内先下降后上升并达到最高,48 h又下降到对照水平。低温(4℃)胁迫24 h之前,Ap COL1基因的表达没有明显变化,但处理48 h表达水平显著下降。结论本研究表明Ap COL1基因能够响应盐、干旱、高温和低温等非生物胁迫,暗示该基因在小拟南芥抵抗逆境胁迫中起着重要作用。     

拟南芥中一个参与热胁迫应答基因功能的初步研究

在拟南芥中发现了一个受热诱导的基因At4g19430,经Real time PCR分析表明该基因受热诱导后表达量显著升高.组织特性的分析发现其在拟南芥不同组织中均有表达,但在叶中表达量最高.亚细胞定位结果表明At4g19430蛋白定位在细胞质中.筛选并鉴定了该基因的突变体,并分析了其在热胁迫时的表型,结果表明该基因的突变体对热胁迫非常敏感,在热胁迫的条件下突变体存活率明显下降.     

一个拟南芥C2H2锌指蛋白的结构域分析

At3g23140是拟南芥中仅含有一个C2H2锌指结构的转录因子,主要含有N端的C2H2锌指结构和C端的类似EAR两个结构域.将〖WTBX〗〖STBX〗At3g23140〖WTBZ〗〖STB3〗中仅含C2H2锌指结构区域不同长度的两个基因片段〖WTBX〗〖STBX〗A1〖WTBZ〗〖STB3〗(240 bp),〖WTBX〗〖STBX〗A2〖STB3〗〖WTBZ〗(410 bp)克隆到植物表达载体pMON530 35S启动子的下游,并转化野生型拟南芥.经过筛选得到稳定遗传的T3代纯合转化子.对转基因植株研究表明, 35S::〖WTBX〗〖STBX〗A2〖STB3〗〖WTBZ〗转基因植株的内源乙烯释放量明显低于野生型,这与〖WTBX〗〖STBX〗At3g23140〖STB3〗〖WTBZ〗插入失活突变体〖WTBX〗〖STBX〗cs16966〖STB3〗〖WTBZ〗的表型是一致的,而35S::〖WTBX〗〖STBX〗A1〖WTBZ〗〖STB3〗转基因植株的内源乙烯释放量与野生型没有明显区别.表明A2片段的过量表达产生了显性抑制的作用,这种显性抑制效应很可能是由于 A2蛋白片段与〖WTBX〗〖STBX〗At3g23140〖STB3〗〖WTBZ〗表达产物所调控的核酸序列竞争结合所导致.而A2片段C端所含有的非锌指结构域是At3g23140蛋白与靶基因序列结合所必需的.     

水稻花期干旱胁迫应答基因Os07g0422100启动子的克隆及鉴定

水稻作为需水量最大的作物之一,对于水分的胁迫异常敏感.对处于花期的水稻进行干旱胁迫处理,利用基因芯片技术筛选出在水稻花穗中特异性表达的应答干旱胁迫的基因Os07g0422100.在对该基因的研究中发现,该基因的表达图谱有较高的专一性,且该基因的启动子属于诱导型启动子,仅在受到干旱胁迫的水稻花穗中表达.利用Os07g04...     

拟南芥组蛋白甲基转移酶SDG8参与干旱胁迫调控（英文）

植物在生长发育和适应外界干旱胁迫过程中组蛋白的共价修饰发生着动态变化.然而,参与干旱胁迫的组蛋白修饰酶目前知之甚少.我们发现,拟南芥中负责H3第36位赖氨酸二甲基化和三甲基化的甲基转移酶SDG8参与干旱胁迫过程.转录组分析表明SDG8突变导致一系列基因的转录水平发生变化,其中包括与盐、冷、干旱胁迫有关的基因.功能缺失的SDG8呈现出更快的蒸腾作用、较大的气孔直径、对ABA处理的敏感性降低以及对干旱胁迫的耐受性降低等表型.总之,我们的研究表明SDG8可能是参与干旱胁迫过程的一个新的关键因子.     

油菜一个WRKY基因对盐胁迫和干旱胁迫的表达响应

以抗性不同的3个油菜品系为材料,半定量RT_RCR方法检测油菜叶片WRKY转录因子家族的BnD11基因在高盐和干旱胁迫下的表达情况.高盐和干旱胁迫6 h后BnD11基因表达量即有明显调高,在抗性最强的‘862'品系中表达量增加幅度最高,而在抗性最弱的‘1821'品系中表达量增加幅度最少.结果表明BnD11基因表达量与油菜品系抗性强度具有明显正相关性,可能在油菜抗(耐)盐和干旱的生理过程中具有重要作用.     

油菜BnRCH基因提高转基因拟南芥的耐盐性研究

为探索本实验室从甘蓝型油菜中克隆到的BnRCH基因在植物耐盐中的作用,比较了NaCl胁迫下转基因与野生型拟南芥在萌发及幼苗生长的差异.结果表明:在100 mMNaCl处理下,BnRCH转基因拟南芥种子萌发率比野生型高3～5倍;盐胁迫后野生型拟南芥幼苗首先表现出枯萎、白化现象;除去盐胁迫后,转基因拟南芥幼苗恢复生长状况明显优于野生型.本实验结果表明BnRCH基因能够提高转基因拟南芥的耐盐性.     

金发草GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因的克隆及功能分析

通过RACE-PCR技术克隆得到金发草GMP基因的cDNA全长序列,命名为PpGMPase(GenBank序列号:KF586841).该基因开放阅读框长度为1086bp,编码361个氨基酸,分子式为C1787H2874N474O509S17;DNA序列由4个外显子和3个内含子组成;该基因与玉米、水稻、猕猴桃、烟草、拟南芥、番木薯等植物GMP基因具有较高的同源性,与二穗短柄草亲缘关系最近.采用荧光定量PCR方法对该基因响应非生物胁迫(盐、干旱和冷胁迫)的表达模式进行分析,结果表明:在高盐、干旱及低温胁迫后GMP基因的表达量都有显著性增加,并且其催化产物抗坏血酸含量也随之增加.     

拟南芥PAL基因家族鉴定及表达模式分析

为研究苯丙氨酸解氨酶（PAL）作为苯丙烷类代谢途径的关键酶,在植物响应环境胁迫过程中的重要作用,本研究利用HMMER、Pfam与SMART等工具,从拟南芥全基因组中筛选获得 9 个PAL成员,分析其编码酶蛋白的理化性质、二级结构与保守基序等信息.同时,结合转录组与定量PCR分析PAL成员在干旱与盐胁迫条件下的表达模式.结果表明,拟南芥PAL成员的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成;亮氨酸和丙氨酸为含量较高的氨基酸残基;拟南芥PAL成员含有 20 种不同的保守基序,其中motif6含有ASG活性位点,为所有PAL成员所共有;较多PAL成员具有光响应、激素响应、胁迫响应和生长发育相关的顺式调控元件.转录组学与定量PCR分析发现,AT3G53260.1、AT3G53260.2与AT3G47660.1的mRNA表达水平在干旱与盐胁迫后发生显著变化,推测这 3 条基因可能参与拟南芥对干旱及盐胁迫的响应过程,表明PAL基因在调控植物生长发育与非生物胁迫响应过程中发挥重要作用.     

过量表达BnTR1油菜对多种逆境的抗性分析

油菜BnTR1是一个定位于质膜上的E3连接酶,前期的研究表明它赋予油菜、水稻和大肠杆菌对热胁迫的耐受性.为了研究过量表达BnTR1油菜对多种逆境的综合抗逆特性,本研究设计了多种胁迫条件,观察并分析了这些油菜的综合抗逆表现.结果表明与对照材料相比,转基因油菜对双氧水胁迫、盐和甘露醇模拟干旱胁迫表现出较强的抗性,并且在盐胁迫下,转基因油菜的SOD、POD、和CAT三种抗氧化酶活性高于对照材料.这些结果证实过量表达BnTR1使得油菜对多种胁迫表现出了较强的抗性,为深入研究BnTR1的功能奠定了基础,为抗逆油菜新品种培育提供了原始材料.     

拟南芥AtHHR2基因的功能初步研究

为了研究拟南芥Highly Homologous RING domain 2基因(At5g43200)在盐胁迫逆境的功能,通过DNA及RNA水平鉴定了该基因的T-DNA插入突变体athhr2,并通过根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得了athhr2/ATHHR2互补转基因株系.对突变体、互补转基因株系及野生型进行盐胁迫处理,对其萌发率、脯氨酸及叶绿素水平进行检测,发现盐处理后缺失突变体的萌发率降低,脯氨酸和叶绿素含量低于野生型,互补株系的萌发率、脯氨酸和叶绿素含量均高于野生型.以上结果证明AtHHR2基因在拟南芥的盐胁迫响应中起正调控作用.     

过表达GA调控相关基因SmGASA4提高拟南芥抗逆性的研究

为了研究赤霉素(gibberellins,GAs)调控相关基因SmGASA4在植物的生长发育和应对外界胁迫方面的作用,本实验根据前期丹参根转录组数据库获得一个与 GA调控相关的基因SmGASA4,构建过表达载体转染拟南芥,并对过表达 SmGASA4 拟南芥表型进行观察,分别用干旱、200 mmol/L NaCl、200 μmol/L GA3、50μmol/L多效唑胁迫处理.在正常生长条件下,过表达植株叶片长度是野生型的1.21倍,果荚长度是1.25倍;干旱处理过表达拟南芥株高是野生型的1.54倍,果荚数量是2.46倍;过表达植株的抗盐能力要优于野生型;GA3处理过表达拟南芥株高是野生型的2.63倍、果荚数量是9.17倍, 对于阐明SmGASA4的抗逆功能具有重要意义.     

AtVDAC2参与拟南芥盐胁迫信号应答过程

为了探索VDAC在盐胁迫信号传递途径中可能的传递关系,以AtVDAC2转基因拟南芥过量表达和抑制表达株系为材料,初步探索盐胁迫过程中该基因参与信号传递的方式.实验分析了NaCl处理对种子萌发的影响、Ca²⁺对NaCl胁迫下种子萌发的影响,以及NaCl对气孔运动的影响和盐胁迫相关基因的表达水平.实验结果指出,AtVDAC2基因表达水平变化影响了拟南芥对NaCl的敏感性:高表达的AtVDAC2使得拟南芥种子对NaCl敏感性提高,种子萌发率降低,气孔关闭较快;而低表达的AtVDAC2使得拟南芥对NaCl敏感性降低,种子萌发率高,气孔不易关闭.在NaCl胁迫下添加Ca²⁺,提高了敏感株系种子的萌发率,因而推测Ca²⁺帮助AtVDAC2转基因拟南芥过量表达株系平衡下游的胁迫应答.用实时荧光定量PCR检测盐胁迫应答相关基因SOS1,SOS2的表达水平,发现AtVDAC2的高表达引起了下游应答基因SOS1,SOS2表达水平的相应提高;相反AtVDAC2的抑制表达则导致SOS1,SOS2表达水平下降.由此说明,AtVDAC2参与了拟南芥盐胁迫应答过程.     

拟南芥At5g66070基因在ABA处理下的初步研究

本研究以拟南芥为实验材料,探索基因At5g66070在植物激素ABA处理条件下的相关生理功能.结果表明,在10μMABA处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到ABA的诱导.亚细胞定位发现AT5G66070定位在细胞核.通过DNA及RNA水平筛选鉴定At5g66070基因T-DNA插入纯合突变体,然后经根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得过表达转基因株系.表型分析发现经ABA处理后,突变体相对于野生型而言根长较短,表明突变体对ABA更为敏感.气孔关闭实验发现10μM ABA能诱导突变体气孔关闭,而野生型和过表达无显著影响.以上结果表明At5g66070在拟南芥的ABA胁迫响应中起负调控作用.     

过表达E3泛素连接酶ABRv1通过泛素化CPK3提高拟南芥干旱耐受

拟南芥基因ABRv1编码了一个E3泛素连接酶,其表达量受到干旱胁迫的诱导.为了探究ABRv1功能,我们构建了ABRv1的过表达株系并进行干旱处理,结果显示ABRv1过表达株系OE-3具有90.4%的存活率,ABRv1过表达株系OE-7有88.2%的存活率,野生型Col的存活率则为53.8%,而abrv1突变体仅有7.7%的存活率,说明过表达ABRv1提高了拟南芥对干旱的耐受能力.我们还测定了干旱处理下的失水率,也能得出与上述一致的结论.此外,我们使用纯化的GSTABRv1、His-CPK3蛋白进行了体外pull-down实验和体外泛素化实验,结果证明ABRv1能够和CPK3发生相互作用,ABRv1具有E3泛素连接酶活性并且能够把CPK3单泛素化.结果揭示了ABRv1作为一个正调控因子通过泛素化作用底物CPK3参与了拟南芥的干旱胁迫应答过程.     

甘蓝型油菜BnDHAR基因的克隆及表达分析

在甘蓝型油菜矮化突变体与其高秆亲本构建的消减杂交文库中,得到一长约230bp与编码脱氢抗坏血酸还原酶的DHAR基因核苷酸序列相似的DNA片段.采用同源克隆技术,在甘蓝型油菜中获得该基因的全长cDNA序列,命名为BnDHAR.BnDHAR与已公布的甘蓝型油菜基因组中的该基因核苷酸序列完全一致.对BnDHAR基因不同发育时期组织的表达分析的结果显示,BnDHAR基因在高秆油菜苗期的叶中表达量最高,是矮化突变体的5倍,在根、茎中表达极低,具有组织特异性.非生物胁迫显著影响BnDHAR表达,高温胁迫使其表达升高,盐胁迫处理9h时达最高,而干旱胁迫时表达量在处理12h时才达最高.     

一株晚花和镉敏感拟南芥突变体的分离与鉴定

为了进一步挖掘拟南芥响应Cd胁迫的分子机制,从化学诱导型拟南芥突变体库(约6 000株系)中筛选获得Cd敏感突变体,通过测量经Cd处理后拟南芥植株的根长变化获得Cd响应突株系,然后单株收种并鉴定,最终获得一株对Cd胁迫敏感的突变体。Thermal asymmetric interlaced-PCR(TAIL-PCR)发现这株突变体T-DNA的插入定位于基因At1g35820和At1g35830之间。进一步分析表明这个突变体也是FLC(Flowering locus C)依赖的晚花突变体,将这株突变体命名为fcr(flowering and cadmium related gene)。FLC在拟南芥开花调控网络中起枢纽作用,并且是开花正调控基因Suppressor of overexpression of co 1 (SOCI)的抑制因子。在该突变体中FLC的表达明显高于野生型植株,而FLC下游基因SOCI的表达明显低于野生型植株,但FLC上游基因的表达变化不明显。进一步实验发现,突变体fcr中调节环境因素和春化作用的基因High expression of osmotically responsive gene 1(HOS1)表达量显著增加。通过以上结果我们推测,突变体fcr中的晚开花和Cd敏感表型可能是HOS1基因过量表达所致。