伴矿景天WRKY基因家族鉴定及镉胁迫响应分析

【目的】WRKY转录因子在植物响应非生物胁迫过程中发挥着重要的调控作用,目前超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola) WRKY转录因子的研究较少。进行SpWRKY基因家族的全基因组鉴定及其在镉胁迫下的表达模式分析可为后续SpWRKYs基因克隆和耐镉功能分析提供参考。【方法】对伴矿景天WRKY基因家族进行全基因组鉴定和生物信息学分析,利用转录组数据和qRT-PCR技术检测WRKY基因在镉胁迫下的表达模式并进行转基因拟南芥耐镉性的分析。【结果】伴矿景天基因组中共鉴定出77个SpWRKYs,非均匀地分布在各条染色体上;系统进化树分析发现,伴矿景天WRKY成员被分成3大类群(Ⅰ—Ⅲ),第Ⅱ类群又被分成5个亚群(Ⅱa—e);共线性分析发现,伴矿景天WRKY基因家族和拟南芥(Arabidopsis thaliana)之间存在7个共线基因对,和玉吊钟(Kalanchoe fedtschenkoi)之间存在53个共线基因对;SpWRKYs基因之间存在19个片段复制基因对;启动子序列分析发现,SpWRKYs启动子有多种与激素和逆境响应等相关的顺式调控元件;镉胁迫表达分析发现,7个...     

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.     

Cloning the Promoter of BcNA1 from Brassica napus and Fad2 Gene from Arabidopsis thaliana and Construction of the Plant Expression Vector

The upstream regulatory region of a seed-specific gene was isolated from the genomic DNA of Brassica napus by PCR amplification. The cloned fragment contained 1755 nucleotides, and shared a sequence homology of 99.6% with the reported data. The coding region of oleic acid desaturase gene was then cloned from Arabidopsis thaliana. The sequencing analysis indicated that the sequence of the PCR product was just the same as reported before. In addition, the plant expression vector harboring the seed-specific promoter and trans-Fad2 gene was constructed.     

UV辐射对拟南芥叶片抗氧化酶系统和膜系统的影响

以拟南芥为材料,采用单一酶提取系统检测UV辐射处理的拟南芥叶片中4种抗氧化酶(超氧化物歧化酶,superoxide dismutase,SOD;过氧化氢酶,catalase,CAT;抗坏血酸过氧化物酶,ascorbate peroxidase,APX和谷胱甘肽还原酶,glutathione reductase,GR)活性和叶片相对电导率及H2O2含量的变化.结果显示,除CAT外其余3种酶的活性随着UV处理时间的延长显著降低,同时叶片相对电导率和H2O2含量显著升高.实验结果表明,UV辐射降低了胞内活性氧的清除能力,导致膜系统受到伤害.     

SO_2诱导拟南芥保卫细胞凋亡

以拟南芥叶片下表皮为材料,研究了SO_2体内衍生物-亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液(3:1,mmol·L~(-1)/mmol·L~(-1))对气孔保卫细胞的致死效应.结果表明,浓度1.0～5.0 mmol·L~(-1)的SO_2衍生物处理表皮3 h可引起保卫细胞死亡,死细胞出现核固缩、核断裂、凋亡小体等典型的核凋亡特征,且胁迫组细胞内活性氧和钙离子水平升高.蛋白酶抑制剂Z-Asp-CH_2-DCB和TLCK能减少SO_2衍生物诱导的细胞凋亡;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸(AsA),及Ca~(2+)螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)和Ca~(2+)通道抑制剂LaCl_3均可使SO_2衍生物诱发的细胞死亡率降低.0.1 mmol·L~(-1)的AsA或EGTA能降低胁迫组胞内的活性氧和Ca~(2+)水平,与死亡率降低相伴发生.以上结果表明,一定浓度的SO_2可诱导拟南芥保卫细胞凋亡,胁迫可能通过诱导活性氧产生、胞外钙内流,造成胞内Ca~(2+)浓度升高,引发细胞程序性死亡.     

甘蓝型油菜角果和种子发育相关的Bna-novel-miR432功能分析

为了探究miRNA在油菜花器官发育、角果和种子发育中的功能，本研究在甘蓝型油菜不同发育阶段角果和种子小RNA测序数据分析中，筛选到一个新的miRNA，命名为Bna-novel-miR432，并将其转化至拟南芥中进行功能分析.研究发现过表达Bna-novel-miR432拟南芥开花时间显著提前，并且发现其雄蕊发育存在缺陷，导致雌蕊授粉不完全. 在对其花粉育性进行检测时发现过表达材料花粉育性显著降低. 对角果发育统计发现，过表达拟南芥株系的角果变短，角果中种子数量显著减少，且部分角果存在败育的现象. 此外，在种子发育方面，过表达材料种子中胚的发育也出现滞后的现象. 以上结果表明，Bna-novel-miR432参与调控植物开花时间、雄蕊和花粉的发育以及果实的形成等生物学过程中发挥一定的调控功能.     

《Chinese Science Bulletin》SUBJECT INDEX TO VOLUME 59(2014)

正~~     

拟南芥miR172a-1/b-2/c对多种胁迫响应的研究

现有研究表明拟南芥中miR172通过参与光周期通路来调节植物的开花时间,其靶基因为APETALA2-Like基因,过表达miR172会导致植株提前开花.植物在恶劣环境影响下一般会提前开花,但miR172是否参与胁迫响应下的开花调节,目前还未见报道.通过启动子分析发现拟南芥miR172各个成员的启动子均包括多个胁迫响应元...     

拟南芥基因转录调控关系的计算方法研究

拟南芥是一种重要的模式植物,已被广泛应用于植物生物学研究.基于基因表达谱和序列信息构建了预测拟南芥基因调控关系的数学模型.通过支持向量机和夹克刀的测试,结果表明该方法在拟南芥基因调控关系的预测工作中有很好的表现.利用计算方法预测拟南芥基因转录调控关系可为实验室研究提供一定理论依据.     

AtOSAK1在植物氧化胁迫响应中的功能研究

植物类蛋白激酶ABC1家族(Activity of bc1 complex)在植物生长发育及响应非生物胁迫中扮演着重要的作用.该课题组克隆并研究了ABC1家族中一个的基因At OSAK1.半定量RT-PCR检测及启动子驱动GUS报告基因分析的结果显示,At OSAK1基因的表达无组织特异性,且受甲基紫精(MV)的诱导表达.At OSAK1-GFP亚细胞定位显示,At OSAK1蛋白定位在叶绿体中.不同浓度MV处理条件下,过表达At OSAK1植株的种子萌发率和存活率比野生型(Col-0)和突变体osak1高.这些研究表明,At OSAK1基因参与了抗氧化胁迫的响应.