利用SSH技术分析盐胁迫下甜菜M14品系的差异基因

甜菜M14品系是利用野生白花甜菜(Beta corolliflora Zoss.)与栽培甜菜(Beta vulgaris L.)进行种间杂交及回交获得的附加有野生白花甜菜第9号染色体的单体附加系,具有野生白花甜菜的一些优良性状。本研究利用抑制消减杂交技术,以未处理的甜菜M14品系叶片作为Driver,以500 mmol·L-1NaCl处理的甜菜M14品系叶片作为Tester,构建了盐胁迫下甜菜M14品系抑制消减cDNA文库;以地高辛为标记物,进行反向Northern Blot杂交筛选并测序,共获得盐胁迫下甜菜M14品系特异ESTs序列449个,组装后共得到58条Unigenes,并将测序所得结果进行了GO分类。该研究为进一步鉴定和挖掘甜菜M14品系新的优质基因资源奠定了基础。     

甜菜BvM14-CMO、BvM14-BADH基因的克隆、盐胁迫表达及生物信息学分析

以耐盐甜菜(Beta vulgaris)M14品系为试验材料,利用RT-PCR克隆获得甜菜M14品系甜菜碱合成相关基因胆碱单加氧酶基因BvM14-CMO和甜菜碱醛脱氢酶基因BvM14-BADH的cDNA全长。荧光定量PCR测试结果表明,200和400 mmol·L~(-1)NaCl盐胁迫下BvM14-CMO及BvM14-BADH在甜菜M14品系的叶和根中均显著上调表达。通过蛋白质互作数据库预测,得到了拟南芥CMO和BADH蛋白的互作蛋白。采用甜菜M14品系盐胁迫转录组数据库,对甜菜M14品系中CMO和BADH互作蛋白的同源基因进行盐胁迫表达聚类分析,发现甜菜M14品系中大部分预测获得的CMO和BADH互作蛋白基因与BvM14-CMO和BvM14-BADH基因在盐胁迫下的表达变化趋势一致,这些研究结果为进一步深入研究BvM14-CMO和BvM14-BADH基因的功能奠定了理论基础。     

甜菜BvM14-CCoAOMT基因的克隆、表达及生物信息学分析

以甜菜M14品系为试验材料,利用反转录PCR(RT-PCR)克隆获得了甜菜M14品系木质素合成相关基因咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶基因(BvM14-CCoAOMT)的c DNA全长。生物信息学分析结果表明,BvM14-CCoAOMT基因具有咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶基因家族的典型结构域;系统发育分析表明,BvM14-CCoAOMT基因与松叶菊(Mesembryanthemum crystallinum)CCoAOMT基因亲缘关系较近。荧光定量PCR结果表明,BvM14-CCoAOMT基因在甜菜M14品系的茎中表达量最高,盐胁迫下BvM14-CCoAOMT基因在甜菜M14品系茎和叶中均显著上调表达。亚细胞定位研究发现BvM14-CCoAOMT蛋白在细胞各个亚细胞部位均有分布。本研究为进一步深入研究BvM14-CCoAOMT基因的功能奠定了理论与材料基础。     

甜菜M14品系特异表达基因ESTs的生物信息学分析

甜菜M14品系具有无融合生殖特性,为了获得M14品系特异表达的基因,本实验室前期利用抑制消减杂交(SSH)和mRNA差异显示(DDRT-PCR)技术对M14品系和能够进行有性生殖的栽培甜菜A2Y品系进行了基因特异表达研究,获得了298条M14品系特异表达基因的ES-Ts。对这些ESTs进行生物信息学分析并进行了GO分类,筛选出5条可能与基因表达调控和细胞周期调控相关的ESTs,为进一步获得这些基因的全长序列并研究其功能奠定了基础,也为今后能在甜菜M14品系中寻找并克隆与无融合生殖相关的基因提供了可靠的保证。     

甜菜M14品系Cystatin基因植物蛋白纯化表达载体的构建及转化烟草

植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂是一类具有提高植物对各种生物及非生物胁迫抗逆性的重要蛋白质。利用前期获得的甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的编码区序列构建了带有His标签的甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的植物蛋白纯化表达载体,并将其转化烟草,获得T0代阳性转基因植株,为下一步利用融合蛋白的His标签从转基因烟草中大量纯化甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂奠定了基础。     

甜菜M14品系特异表达基因BvM14-MADSbox启动子的克隆及序列分析

甜菜M14品系是带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体附加系,其染色体组成中除了包含18条栽培甜菜染色体外,还附加有白花甜菜第9号染色体,具有无融合生殖特性,无融合生殖能够固定杂种优势.在前期工作中,通过SSH、RACE等技术获得了甜菜M14品系特异表达基因BvM14-MADSbox的eDNA全长.通过6种限制性内切酶分别酶切M14品系基因组总DNA,再与相应接头连接,构建了6个DNA步移文库.根据基因BvM14-MADSbox cDNA序列设计引物,通过染色体步移技术克隆出该基因的上游DNA序列.经生物信息学分析,推测获得了BvM14-MADSbox基因上游1 718 bp的启动子序列,该序列含有启动子的基本元件TATA-box、CCAAT-box,和ARE、ERE、HSE、ABRE、CGTCA-motif等重要的顺式调控元件及一些光反应相关元件.该结果为今后BvM14-MADSbox基因的时空特异性表达调控机制奠定基础.     

甜菜M14品系花器官蛋白质双向电泳体系的建立

双向电泳是目前唯一能将数千种蛋白同时分离与展示的技术.以具有野生白花甜菜优质基因资源的甜菜M14品系为材料,从植株取材、样品制备、蛋白质定量、上样量、双向电泳、染色、脱色等方面优化,构建了高效、稳定的甜菜M14品系花器官蛋白质双向电泳技术平台.结果证明所获得的凝胶图谱背景清晰,对比度高,重复性好,蛋白质点边缘平滑,并且...     

甜菜BvM14-MADSbox基因启动子的组织特异性表达

MADS - box基因在植物的花器官和各种营养器官中均有不同形式的时空表达模式,行使不同功能.实验室前期获得了甜菜M14品系BvM14 - MADS box基因的特异启动子Pbm,并对其进行了瞬时表达.本试验利用含有重组载体pBI121 - Pbm - GUS的农杆菌转化烟草,对报告基因GUS在转基因烟草各组织表达特...     

用TRIzol试剂一步法提取甜菜花蕾中的总RNA

在花期分别对无融合生殖甜菜M14品系和进行正常有性生殖的二倍体甜菜A2Y品系的花蕾进行取样,采用TRIzol试剂一步法,分别提取了它们的总RNA,并测定了总RNA的浓度及纯度。讨论去除RNA酶的方法、具体操作的注意事项和TRIzol试剂一步法与其它方法相比的优越性。该方法为进一步进行mRNA差异显示分析和抑制消减杂交研究提供了总RNA的来源,也为今后能在甜菜中寻找和克隆与无融合生殖相关的基因提供了可靠的保证。     

甜菜单体附加系M14与栽培甜菜蛋白质的SDS-PAGE比较分析

利用SDS- PAGE电泳比较分析了甜菜单体附加系M14与栽培甜菜在花蕾期蛋白水平上的差异.对甜菜单体附加系M14与栽培甜菜花蕾期蛋白的SDS-电泳图分析后,样品分别获得41与40条蛋白质条带,以栽培甜菜为对照甜菜单体附加系M14在花蕾期特异表达了3条蛋白质带,表达缺失了2个条带,初步推测其中可能有与M14进行无融合生殖相关蛋白质.     

高浓度二价铁胁迫对甜菜幼苗生长及光合特性的影响

研究了不同浓度的高二价铁胁迫对甜菜(Beta vulgaris L.)生长和光合特性的影响,以期为不同土壤条件下的甜菜种植提供技术参考.以甜菜品种"KWS1176"为研究材料,通过对1/2 Hoagland营养液内添加0.06～3.84 mmol·L-1的Fe2+,研究其对甜菜株高和生物量、光合色素含量、叶片光合特性、...     

盐胁迫对小麦—黑麦5A/5R二体代换系种子萌发的影响

以小麦—黑麦5A/5R二体代换系种子为材料,研究在不同NaCl浓度胁迫下,种子萌发与根系生长特性.结果表明,当盐浓度为50～150 mmol/L时,初始萌发率和萌发指数明显高于其它盐处理组,累积萌发率高于75％,保持了较高的萌发率.在低于150 mmol/L盐胁迫处理的条件下,种子的恢复萌发率高于55％,表明代换系种子...     

盐碱胁迫对虎尾草生长的影响

以天然抗盐碱植物虎尾草为材料,用中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐NaHCO3、Na2CO3按不同比例混合,模拟出12种盐碱强度各不相同的天然盐碱生态条件,并以此对虎尾草幼苗进行胁迫处理．通过测定丙二醛的含量以及植物的干鲜重,来分析盐碱胁迫对虎尾草生长的影响．结果表明：随着盐浓度的增加,盐胁迫组的含水量先上升而后下降,而碱胁迫组的含水量则一直下降,说明低浓度的盐胁迫对虎尾草的生长反而具有一定的促进作用,但碱胁迫对其生长的抑制作用大于盐胁迫．随着盐胁迫强度的增大,盐胁迫和碱胁迫均造成虎尾草MDA含量逐渐升高．其中在盐胁迫状况下,MDA含量增张幅度不大且平缓,而碱胁迫下特别是当碱胁迫强度达到160mmol·L^-1以上时,MDA含量由相对平缓转而急剧上升,且明显超过盐胁迫．实验结果证明：盐胁迫和碱胁迫是两种不同性质的胁迫,碱胁迫对生长的抑制作用大于盐胁迫．在本实验条件下．以上可以说明虎尾草具有较高的抗盐碱性．     

盐胁迫下酿酒酵母和鲁氏酵母渗透调节方式的对比与分析

酵母菌是耐盐的真核模式生物.为了研究酵母菌在不同盐胁迫条件下的渗透调节方式,本文以不同条件对酿酒酵母和鲁氏酵母进行盐胁迫处理,利用高碘酸钠—乙酰丙酮法及蒽酮-硫酸法分别对盐胁迫下酿酒酵母和鲁氏酵母产生的甘油和海藻糖含量进行了测定、分析与比较.结果表明,在不同盐胁迫条件下酿酒酵母和鲁氏酵母细胞内均迅速积累大量的甘油和海藻糖.盐胁迫下鲁氏酵母以甘油调节渗透平衡的能力高于酿酒酵母以甘油调节渗透平衡的能力,盐胁迫下酿酒酵母以海藻糖调节渗透平衡的能力高于鲁氏酵母的海藻糖渗透调节能力.     

PEG预处理对水稻幼苗在盐胁迫下的缓解作用

本实验以辽星一号水稻品种幼苗作为实验材料,对处理后的水稻幼苗进行各项指标测定,需要测定的数据有相对含水量、丙二醛含量、保护酶(SOD、POD、CAT)的活性,根据测定所得的结果 ,用以研究PEG预处理对盐胁迫下的水稻幼苗生理生化特性的影响。研究结果表明,经过PEG预处理的水稻幼苗在受到盐胁迫后,水稻幼苗的相对含水量,丙二醛含量,保护酶(SOD、POD、CAT)的活性均高于未处理组,由此可以说明PEG预处理可以增强水稻的耐盐性。     

植物的耐盐生物学机制研究进展

就盐胁迫对植物的危害、植物耐盐机制的研究现状及展望进行了介绍,以期为盐碱地的改良、盐碱资源的开发利用、生态平衡的维持提供参考.     

藜麦WOX转录因子家族的鉴定及表达分析

为揭示藜麦WOX基因家族的功能,为藜麦耐低氮品种的培育提供参考,利用生物信息学方法,对藜麦WOX基因进行全基因组鉴定,并对其理化性质、系统发育、基因结构、保守结构域、保守基序、组织表达和响应氮胁迫的表达进行分析。研究结果表明:藜麦中共有13个WOX转录因子,蛋白长度159～676 aa,相对分子质量18 510～76 730,等电点5.27～9.56;每个成员含有1～4个内含子及2～5个外显子, WOX蛋白都具有由34～60个氨基酸组成的Homeobox保守结构域。系统进化树显示,来源于拟南芥、水稻和藜麦的39个WOX基因分为3组,每一组都含有3个物种的家族成员,同一个物种的WOX基因具有更近的遗传距离。组织表达热图显示,藜麦WOX基因组织表达特异性明显,在茎中的表达量最高,其次是种子和叶,在幼苗中的表达量最低。AUR62031363和AUR62035466对氮胁迫的响应最为显著。     

高等植物与环境互动响应关系-农业可持续发展的根本基础

高等植物与环境相互响应关系涉及到了几乎所有的生命过程,它是全球不同类型可持续发展的根本基础,尤其是农业可持续发展的最重要基础.如何调控上述作物与相应环境（尤其土壤环境）的关系是全球气候变化条件下现代可持续农业的关键问题,植物生物学研究领域的前沿热点问题之一.详细解析这个相互响应关系对于从事全球的生态恢复与建设也有重要意义.尽管相关于基因组学,后基因组学和代谢组学的有力方法和数据库已经为上述关系的机理研究提供了部分清晰的轮廓,但是植物生理学措施仍然是作物性状田间发挥的必要保证.随着供试植物范围的扩大以及现代整合分子生物学的发展,对于生物与非生物胁迫下的这个响应关系机制的完全理解将得到加速.     

PEG-6000模拟干旱胁迫对甜菜幼苗生长及生理指标的影响

为探究干旱胁迫对甜菜幼苗生长及生理指标的影响,使用聚乙二醇-6000(Polyethylene glycol-6000, PEG-6000)模拟干旱胁迫,对甜菜品种“KWS1176”进行室内水培实验。设置6个梯度处理：0 g·L^-1(CK)、50 g·L^-1(5%)、100 g·L^-1(10%)、150 g·L^-1(15%)、200 g·L^-1(20%)和250 g·L^-1(25%),研究不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫对甜菜幼苗生物量、丙二醛(Malondialdehyde, MDA)、抗氧化酶系活性以及可溶性蛋白的影响。结果表明,由于PEG-6000的浓度按梯度上升,甜菜幼苗长势和叶片干鲜重呈下降趋势;甜菜幼苗叶片及根系的4种抗氧化酶过氧化氢酶(Catalase, CAT)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)及抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase...     

氯化钙对氯化钠胁迫下苜蓿幼苗叶片脂质过氧化的影响

以中苜1号和甘农4号苜蓿幼苗为材料,通过施加不同浓度氯化钙(0,5,10,15,20 mmol/L)研究了氯化钠胁迫下氯化钙对苜蓿幼苗叶片脂肪氧合酶、过氧化氢和氧自由基的影响.结果表明,盐胁迫下添加不同浓度氯化钙后2种苜蓿幼苗中的脂肪氧合酶活性降低,过氧化氢浓度减少,氧自由基产生速率减慢.当外源钙浓度为15 mmol/L时,对盐胁迫的缓解作用最好.表明适宜浓度的外源钙可以通过降低植株的膜脂质过氧化,保护膜结构和功能,从而减轻氯化钠对苜蓿幼苗的胁迫伤害.