菜豆DnaJ-like基因组DNA片段的克隆及其表达分析

以PvSR6 cDNA编码一种菜豆DnaJ-like蛋白，并利用PCR的方法克隆出基因组部分序列。核苷酸列分析表明PvSR6基因在这段编码区无内含子；Southern blot分析表明菜豆基因组中存在多个PvSR6基因拷贝；Northern blot分析结果表明PvSR6是组成型表达蛋白，重金属Hg,Cd,和As，过量的Cu和Zn及受伤，高温，病毒侵袭和水杨酸等均能强烈地诱导其基因在叶片中的表达，表明DnaJ-like蛋白与植物的抗逆性有关。     

白桦BpGT14基因表达模式及对非生物 胁迫诱导的响应

为了揭示BpGT14基因的分子结构特征,明确糖基转移酶BpGT14基因的表达模式及其对非生物胁迫的响应机制,初步探索其在白桦生长发育中的功能,在克隆白桦GT14基因全长序列的基础上,利用生物信息学对其理化性质进行了分析,应用实时荧光定量PCR技术分析BpGT14基因在野生白桦植株雄花序、木质部、韧皮部及叶片4个不同部位不同月份的表达差异; 同时,选用白桦茎段悬浮细胞进行了水杨酸(SA)、盐胁迫(NaCl)、重金属镉(CdCl₂)及4℃低温非生物胁迫处理,检测目的基因对逆境的响应情况。研究结果表明,BpGT14基因开放阅读框为1 302 bp,编码433个氨基酸。分析其氨基酸序列发现,该蛋白含有乙酰氨基葡糖转移酶结构域,属于14家族的重要结构域。该蛋白与其他物种GT14蛋白比对分析表明,这些蛋白在100—350氨基酸区域内保守性较高,而且该基因与毛果杨的GT14家族基因同源性高达79%。不同部位不同月份的表达模式分析结果表明,BpGT14基因的表达具有部位及时间特异性,其各部位表达量均与月份相关,同时发现其在木质部、韧皮部及叶片中的表达量较高,而在雄花序中表达量较低。非生物胁迫处理结果显示,BpGT14基因对不同处理均产生响应,但其响应模式不尽相同:SA、CdCl₂及低温处理结果显示,处理初期(6 h)目的基因上调表达,6 h处理时分别达到了对照组的51.2、48.9及3.3倍,24 h后相对表达量与对照组相比均下调,只有低温处理在96 h恢复上调表达; NaCl处理使白桦BpGT14基因的表达量全部呈现下调趋势,24 h处理后,BpGT14基因表达量下调明显,24 h后比对照组降低了93.7%。     

马铃薯近缘种Solanum etuberosum的耐盐性鉴定及相关基因的表达分析

以Solanum etuberosum(etb)和栽培马铃薯为材料,利用200 mmol/L NaCl溶液进行处理,发现etb与栽培马铃薯比较,耐盐性较强.并进一步检测了盐处理条件下etb的鲜重、叶片萎蔫度、相对电导率和叶绿素含量.对植株在0、6、12 h和24 h处理后进行转录组数据分析,发现与0 h比较,etb中共有3 587个基因表达上调,4 311个基因表达下调,其中3个时间点共有的差异表达基因为1 250个,差异表达基因主要富集在代谢途径以及次生代谢生物合成通路.通过Blast比对已知功能的基因,鉴定出了36个持续响应盐胁迫的差异表达基因,其中6个基因来自2C类蛋白磷酸酶(PP2C)家族,21个基因来自类钙调蛋白(CML)家族;还包括离子转运体阳离子质子交换蛋白(CHX20)、钾离子反向转运蛋白(KEA3)、钾离子转运蛋白(KT17)、离子通道钾离子四聚体通道蛋白(KCTD)、慢阴离子通道蛋白(SLAC1)、b型氯离子通道(CLC-b)和c型氯离子通道(CLC-c).对这些基因的表达量进行分析,发现大部分基因在盐胁迫下表达量持续降低,暗示其可能通过负调控参与响应盐胁迫.     

锰、铁胁迫对商陆和高羊茅可溶性蛋白的影响

以锰超积累植物商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)和景观绿化植物高羊茅(Festuca arundinaceaSchreb.)为研究对象,采用溶液培养和可溶性蛋白电泳(SDS-PAGE)的实验方法,检测经Fe2+、Mn2+胁迫后两种植物叶片可溶性蛋白的变化.结果表明,高质量浓度Mn2+(≥700 mg·L-1)胁迫促进商陆叶片可溶性蛋白的合成,特别是诱导分子质量<26.60 ku的小分子蛋白大量表达;但Mn2+处理却抑制了高羊茅叶片可溶性蛋白合成.另外,Fe2+胁迫下商陆和高羊茅叶片可溶性蛋白含量逐渐降低,特别是分子质量位于21.50～39.20 ku之间的蛋白受到明显的抑制作用.总之,Mn2+胁迫下商陆叶片小分子蛋白大量表达可能是商陆对Mn2+胁迫具高耐受性原因之一.     

白茅生长及抗氧化酶系统对镉胁迫的生理响应

通过盆栽实验研究了重金属Cd胁迫对白茅幼苗生理生态及抗氧化酶系统的影响.结果表明,镉胁迫对白茅幼苗叶片可溶性蛋白含量、叶片色素含量、根茎生长产生抑制,但一定浓度的重金属镉(≤10 mg/kg)对白茅生长有促进作用.丙二醛(MDA)含量随着Cd处理浓度的升高呈现逐渐升高的趋势.白茅幼苗叶片抗氧化酶系统受到Cd胁迫而失衡,...     

白桦BpTCP8基因生物信息学及表达特性分析

【目的】通过研究白桦BpTCP8基因的序列特征及其在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性,为揭示BpTCP8在白桦生长发育中的功能提供依据。【方法】利用生物信息学方法对BpTCP8基因进行分析,采用实时荧光定量 PCR 技术分析BpTCP8基因在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性。【结果】生物信息学分析发现,BpTCP8含有TCP家族高度保守的bHLH结构域;qRT-PCR分析结果表明,白桦BpTCP8在发育和衰老初期的叶片中表达量高,并在深裂型叶片、顶芽、木质部、韧皮部中都上调表达。在激素(GA₃、ME-JA、ABA)与非生物胁迫(PEG、NaCl、CdCl₂、NaHCO₃)处理下,BpTCP8都对其产生了相应的应答。【结论】BpTCP8基因可能参与到了白桦叶片成熟、叶型、顶芽、木质部和韧皮部的生长过程中;该基因在GA₃、JA处理中呈现正调控的应答模式,并且可能通过ABA信号途径影响植物抗旱,耐盐、碱、重金属胁迫等。     

植物对重金属耐性机理的研究进展

从两方面综述了植物对重金属胁迫的耐性机理.（1）植物生理生化代谢途径对重金属胁迫的适应性反应,包括与重金属解毒螯合相关的硫代谢途径;与植物抗氧化相关的活性氧代谢途径;与酚类物质生成及植物木质化形成相关的次生代谢途径.（2）植物对重金属耐性的分子机理研究,包括对与重金属胁迫相关代谢途径中关键酶基因克隆和功能鉴定;金属硫蛋白（MT）和膜金属转运蛋白基因表达和调控;与重金属胁迫相关的植物逆境信号传导的研究.随着基因组学的发展,通过进化各异的模式生物基因组比较及通过使用一些如基因差异表达技术、表达序列高通量分析技术和功能获得或突变体互补等技术在植物重金属耐性机理的研究中也取得了一些进展.     

Trxs基因对铝胁迫下转基因大麦幼苗叶片抗氧化酶的影响

以过量表达硫氧还蛋白S基因(Trxs)的转基因大麦为材料,采用水培法研究0.05 mmol/L AlCl3胁迫条件下转基因大麦株系(LSY-11-1-1 )幼苗叶片的蛋白质氧化损伤、膜脂氧化损伤以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),过氧化氢 酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性的变化.结果显示:(1)在0.05 mmol/L AlCl3胁迫处理下大麦叶片蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著高于非处理样品,表明铝胁迫 已造成大麦幼苗的氧化损伤;转基因大麦幼苗叶片的蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著低于非转基因对照:在胁迫处理6 h、72 h与96 h时其蛋白羰基含量分别为对照的94.4%、87.0% 与71.9%;MDA含量为对照的66.32%、75.74%和74.25%.(2)处理样品叶片中GSH-PX、CAT和A PX等抗氧化酶活性有不同程度的增加;与非转基因对照相比,转基因大麦幼苗叶片的抗氧化酶系活性普遍高于对照:GSH-PX活性在处理12 h、24 h、48 h、72 h与96 h时分别是对照的 1.19倍、1.21倍、1.12倍、1.24倍与1.35倍;APX活性在处理6 h达到高峰时是对照的106.7% .这些结果表明,过量表达Trxs可以有效提高转基因大麦幼苗叶片中上述抗氧化酶类的 活性,缓解铝毒对大麦幼苗叶片蛋白质和膜脂的氧化损伤,从而提高转基因大麦幼苗对铝胁迫的抗性.     

马铃薯乙醇酸氧化酶StGLO1对模拟水分胁迫的响应

为了解乙醇酸氧化酶在调控植物生长代谢及生物与非生物胁迫过程中发挥的作用。本研究以‘青薯9号’马铃薯为材料克隆乙醇酸氧化酶基因StGLO1,构建过表达载体并转化烟草,观察在干旱胁迫处理下转基因烟草和野生型烟草的长势,并测定了叶片中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量以及转基因根茎叶中StGLO1基因的表达量变化,验证过表达StGLO1烟草在干旱胁迫下的响应。结果表明:StGLO1(GenBank登录号XM_006348318.2)基因CDS为1 116 bp,编码371个氨基酸;干旱胁迫下,转StGLO1基因烟草的生长优于野生型,转基因烟草StGLO1基因的表达量在叶片中最高;转基因烟草中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量高于野生型,达到差异显著水平(P0.05)。该结果为进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。     

白骨壤重金属耐受性相关基因AmNramp3的克隆与分析

白骨壤(Avicennia marina(Forsk.)Vierh.)作为红树林的先锋植物,广泛分布于我国南海沿岸,是一种研究红树植物重金属污染物耐受性分子机制很好的材料.以抑制消减杂交获得的白骨壤重金属耐受性相关基因AmNramp3片段为基础,设计基因特异性引物,利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了其全长,长度为1 958bp;通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测了AmNramp3在重金属镉胁迫时白骨壤叶、茎和根中的表达情况,其表达量在叶中高于根和茎中,但在茎和根中有快速的响应.利用生物信息学方法预测并分析了该基因的开放阅读框,位置位于1~1 527bp,编码508个氨基酸;进而预测并分析了AmNramp3蛋白的结构,发现其氨基酸序列中不含有信号肽,说明其不是分泌蛋白;但其具有很复杂的跨膜结构,是一种跨膜蛋白.综上,AmNramp3基因编码一种跨膜蛋白,在重金属镉胁迫下表达量快速变化,可能与镉的跨膜运输密切相关,这为后续分析该基因发挥功能的分子机制奠定了基础.     

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.     

转蔗糖: 蔗糖-1-果糖基转移酶基因提高烟草的耐旱性

蔗糖: 蔗糖-1-果糖基转移酶（sucrose: sucrose 1-fructosyltransferase, 1-SST）以蔗糖为底物催化生成蔗果三糖等低聚合度的果聚糖.将从莴苣中克隆的1-SST基因重组到pCAMBIA1300-als中，构建了在CaMV 35S启动子调控下的植物表达载体，利用农杆菌介导的叶盘转化法将1-SST基因导入烟草中，PCR和Southern杂交检测表明获得了转基因植株，RT-PCR结果表明该基因在烟草中正常表达. 对T₀代转基因烟草进行的耐旱性分析结果表明，干旱胁迫6d的转基因植株丙二醛含量和电解质渗漏率显著低于未转基因对照，叶片相对含水量下降速度也明显比对照慢. 对转基因植株叶片糖分分析表明，转基因烟草植株积累果聚糖，并在干旱胁迫后含量明显增加，而未转基因对照植株不积累果聚糖. 在14%PEG溶液中未转基因烟草种子的萌发率仅为转基因烟草种子的一半；在附加200mmol/L甘露醇的培养基中未转基因烟草种子根的生长明显受到抑制，而转基因烟草根的生长发育正常. 以上研究结果表明，转1-SST基因烟草植株耐旱性的提高可能与该基因的表达有关.     

柽柳 GF14基因的克隆与表达分析

生物体中普遍存在的14-3-3蛋白(也称GF14蛋白)能够参与植物的一系列应激响应过程。笔者以柽柳(Tamarix hispida)为材料,从6个柽柳cDNA文库中分离出5条GF14 基因,依次命名为ThGF14a—ThGF14e。对5条GF14 基因进行生物信息学研究,并利用qRT-PCR技术对胁迫处理后的基因表达模式进行分析。结果显示:ThGF14 蛋白除了N和C末端的氨基酸外均含有一个高度保守的14-3-3 结构域,这些ThGF14蛋白分属于ε-like 和 non-ε 两种类型; 大多数 ThGF14基因在NaCl、PEG、4 ℃、CdCl₂处理不同时间(6,24,48 和 72 h)的叶和根中能够被诱导表达(表达量>2倍),且不同基因间对非生物胁迫应答表现出差异,其中ThGF14c 基因在叶和根中不同胁迫条件下的表达水平均最高。研究表明,柽柳 ThGF14 基因能够参与植物的非生物胁迫应答响应过程。     

水分胁迫下马铃薯萌芽出苗期 根系转录组差异表达分析

以马铃薯‘克新1号’为材料,通过Illumina HiSeqTM 4000高通量测序技术,对不同水分胁迫后的马铃薯萌芽出苗期根系cDNA文库进行了RNA-Seq分析,拟探明马铃薯感应水分胁迫的分子机制,挖掘出与抗旱密切相关的功能基因.将比对到基因组上的基因利用RPKM衡量各样本间的基因表达丰度,以P0.05筛选出差异表达基因,通过GO (基因本体,gene ontology)数据库、KEGG代谢途径数据库,对不同水分胁迫样本差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析;选择6个差异表达基因,利用实时荧光定量PCR验证RNASeq结果的可靠性.结果表明:(1)DLWR(重度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因30 114 133个,差异表达基因5 241个;LWR(中度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因32 858 890个,差异表达基因1 488个.2个样本中同时存在的差异基因369个,其中上调表达基因78个,下调表达基因291个;显著差异表达基因主要与蛋白激酶、水解酶、氧化还原酶、水通道蛋白、转运蛋白、转录因子等相关.(2)在GO富集分析中,2个水分胁迫处理样本在生物学功能中富集的类别并不完全相同,但显著富集的主要是与氧化还原、转运、膜结合、转录调节子等相关的基因.(3)KEGG代谢分析显示,差异表达基因显著富集在谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导等途径,与植物抗逆能力密切相关.(4)利用qRT-PCR验证的6个基因表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性.通过研究得到了不同水分胁迫下马铃薯根系转录组信息,获得了差异基因及其功能信息,阐明了差异基因所参与的代谢通路及与植物水分胁迫的关系.     

利用大麦寡核苷酸芯片进行小麦苗期叶片热胁迫基因表达谱分析

植物感受热胁迫时基因表达发生变化，而这些差异表达的基因对植物耐热性起着至关重要的作用.为揭示小麦热胁迫响应的分子机理，以38℃热胁迫的小麦幼苗为处理组(HS)，同期未经处理的小麦幼苗为对照组(CK)，分别提取叶片RNA与Affymetrix Barley1基因芯片杂交.杂交结果显示，在总共22840个探针中，对照组(CK)和热胁迫组(HS)共检测到8486个阳性探针，占总探针数的37.15%.利用半定量RT-PCR技术对11个差异表达基因的表达模式进行验证，发现10个基因与芯片的表达类型完全一致. 利用Gene Ontology的GO information对差异表达的基因进行了分类，表明差异表达的基因涉及逆境胁迫、信号转导、物质运输、光合作用、蛋白代谢、脂肪代谢、碳水化合物代谢等多个方面.其中有大量热激蛋白和分子伴侣相关基因上调表达.上调表达的热激蛋白包含热激蛋白各个家族，且上调表达的平均倍数明显高于其他基因的上调倍数.另外泛素—蛋白酶体通路中的多个关键酶的基因也发生了差异表达，预示着负责蛋白质选择性降解的泛素—蛋白酶体通路也参与了植物对热胁迫的应答机制.     

锰、铁胁迫对商陆和高羊茅可溶性蛋白的影响

以锰超积累植物商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)和景观绿化植物高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)为研究对象,采用溶液培养和可溶性蛋白电泳(SDS-PAGE)的实验方法,检测经Fe2+、Mn2+胁迫后两种植物叶片可溶性蛋白的变化.结果表明,高质量浓度Mn2+ (≥700mg· L-1)胁迫促进商陆叶片可溶性蛋白的合成,特别是诱导分子质量＜ 26.60 ku的小分子蛋白大量表达；但Mn2+处理却抑制了高羊茅叶片可溶性蛋白合成.另外,Fe2+胁迫下商陆和高羊茅叶片可溶性蛋白含量逐渐降低,特别是分子质量位于21.50～39.20 ku之间的蛋白受到明显的抑制作用.总之,Mn2+胁迫下商陆叶片小分子蛋白大量表达可能是商陆对Mn2+胁迫具高耐受性原因之一.     

柽柳GF14基因的克隆与表达分析（英文）

生物体中普遍存在的14-3-3蛋白(也称GF14蛋白)能够参与植物的一系列应激响应过程。笔者以柽柳(Tamarix hispida)为材料,从6个柽柳cDNA文库中分离出5条GF14基因,依次命名为ThGF14a—ThGF14e。对5条GF14基因进行生物信息学研究,并利用qRT-PCR技术对胁迫处理后的基因表达模式进行分析。结果显示:ThGF14蛋白除了N和C末端的氨基酸外均含有一个高度保守的14-3-3结构域,这些ThGF14蛋白分属于ε-like和non-ε两种类型;大多数ThGF14基因在NaCl、PEG、4℃、CdCl_2处理不同时间(6,24,48和72 h)的叶和根中能够被诱导表达(表达量2倍),且不同基因间对非生物胁迫应答表现出差异,其中ThGF14c基因在叶和根中不同胁迫条件下的表达水平均最高。研究表明,柽柳ThGF14基因能够参与植物的非生物胁迫应答响应过程。     

新疆小拟南芥NAC转录因子ApNAC055的克隆及表达分析

本研究从新疆特色植物小拟南芥(Arabidopsis pumila)盐胁迫转录组数据结果中,得到1条与拟南芥NAC转录因子ANAC055(Gene Bank登录号为AEE75683.1)序列高度相似的Unigene。根据ORF序列设计引物,利用RT-PCR技术从小拟南芥叶片c DNA中克隆了该基因的coding sequence(CDS),命名为Ap NAC055。生物信息分析结果表明,Ap NAC055蛋白是1个无跨膜区域的亲水性蛋白,N端具有一段No apical meristem(NAM)保守结构域;该蛋白二级结构包含73个α-螺旋和33个β-转角。系统进化分析结果表明,Ap NAC055与芜菁NAC055进化关系较近,属于同一进化分支。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析结果显示,Ap NAC055在小拟南芥各组织中均有表达,在叶片和果荚中表达量均较高,尤其在果荚中;盐胁迫处理可明显诱导Ap NAC055的表达。本研究表明,Ap NAC055可能在小拟南芥耐盐中起重要作用。     

毛竹PeSCL6基因的克隆及其表达分析

SCL6基因是植物保持茎端分生组织未分生状态所必需的关键基因之一。采用RT-PCR和RACE方法从毛竹(Phyllostachys edulis Carr.)中获得一个SCL6同源基因,命名为PeSCL6。该基因全长1 894 bp,其中5'端非编码区60 bp,3'端非编码区211 bp,编码区1 623 bp,共编码540个氨基酸。序列分析表明:PeSCL6基因编码的蛋白含有LHRI、VHIID、LHRII、PFYRE和SAW 5个保守区,属于GRAS家族蛋白; 该蛋白与水稻、玉米、高粱等单子叶植物的SCL6有较高的一致性(70%以上)。实时定量PCR结果表明:PeSCL6基因为组成型表达,且在叶片中的表达丰度最高; 而在即将开花之前和处于盛花期的竹株叶片中PeSCL6表达丰度明显降低,分别为幼龄竹株叶片的1%和14%。PeSCL6基因表达的变化,意味着它可能参与毛竹由营养生长向生殖生长的转换调控。