麻疯树JcCBF3基因的克隆及其抗寒功能初探

从麻疯树中克隆到一个CBF3基因,命名为JcCBF3,ORF全长678bp,编码225个氨基酸;氨基酸序列同源性比对结果显示JcCBF3与其他物种CBF序列具有较高的同源性,与木薯和橡胶树的相似度最高,达到79%和74%.RT-qPCR结果表明低温胁迫12h后JcCBF3基因的表达量达到峰值,为对照的62倍.将JcCBF3构建到植物过表达载体pBI121上并成功转化烟草.低温处理下转基因烟草幼苗的游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的增幅均大于野生型烟草,并且JcCBF3基因的过表达增强了含有CRT/DRE元件的下游抗性基因的表达.     

一个麻疯树C2H2型锌指蛋白基因JcZFP1的克隆与表达分析

从麻疯树胚乳cDNA文库中克隆得到一个C2H2型锌指蛋白基因,JcZFP1,全长931bp,开放阅读框全长735bp,编码244个氨基酸残基,等电点pI=7.0,分子量PA=27.38kD.C2H2型锌指结构位于第81至103个氨基酸残基中,包括植物锌指蛋白特有的保守氨基酸序列QALGGH.在该基因的顺式作用元件上发现了与生长发育和逆境胁迫相关的启动元件.荧光定量PCR(qPCR)检测发现,JcZFP1基因在麻疯树各器官中的表达量依次为:绿果皮花叶根茎种仁,且幼嫩器官表达量高于成熟器官;对麻疯树幼苗进行低温、干旱胁迫时,JcZFP1基因的表达量明显增加,表明该基因可能在麻疯树的生长发育及逆境胁迫应答过程中起重要作用.     

植物中的DREB类转录因子

DREB转录因子属于AP2/EREBP转录因子家族.AP2/EREBP转录因子是特异存在于植物中,与植物发育密切相关的一类转录因子的总称.该家族有五个亚家族,其家族成员的蛋白质序列均含有保守的AP2 domain.其中,DREB转录因子特异地与DRE顺式作用元件相结合,在调节低温,干旱和高盐等胁迫反应时具有重要作用.一个DREB转录因子可以调控下游的多个抗逆基因,从而使植物产生抗逆性.植物抗逆反应是一个非常复杂的过程,目前人们对其信号转导正在进行进一步的探究.     

不同产地麻疯树的抗冷性研究

对三个不同产地的麻疯树用8℃的低温胁迫处理,以研究麻疯树的抗冷性.结果表明低温胁迫对麻疯树造成明显伤害,使麻疯树幼苗叶绿素含量减少,根系活力降低,生物膜的通透性增大.但各产地的麻疯树受冷伤害的程度不同,说明其抗冷性不同.三个产地的麻疯树幼苗的抗冷性永胜的最强,攀枝花的次之,红河的最弱.     

麻疯树活性氧水平及酶类清除系统对 温度胁迫的差异应答研究

本文测定并比较了低温(4℃)和高温(40℃)胁迫下, 麻疯树幼苗叶片中的丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、活性氧水平以及活性氧清除酶类的活性变化. 研究发现在低温或高温胁迫下, 活性氧(H2O2、O2 )含量均呈现出先保持不变后上升的趋势, 而SOD、CAT、POD活性先上升后降低. 在低温胁迫下, MDA、脯氨酸和可溶性糖含量随着胁迫时间增长而逐渐升高; 而高温胁迫虽使MDA、脯氨酸含量增大, 但变化趋势不如受冷胁迫的麻疯树变化明显, 且高温胁迫未使可溶性糖含量发生明显变化. 综上麻疯树对高温胁迫的应答程度低于对低温胁迫的应答程度.     

拟南芥CBF基因的克隆

CBFs是拟南芥中能与低温响应元件CCGAC结合的转录因子，通过诱导冷调节基因(COR)的表达从而增强植物的耐冻性。CBFs由一个小的基因家族编码，包括3个成员：CBF1、CBF2和CBF3，在序列上高度相似。我们根据其编码基因的启动子和终止子中的一致序列，设计了一对PCR引物，用一次反应即同时获得了这3个基因的克隆。     

麻疯树干旱诱导差异表达基因片段的分离与功能分析

运用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR),并结合反向Northern杂交筛选麻疯树(Jatropha.curcus)干旱胁迫下差异表达基因,最终从麻疯树叶片中分离出8条干旱胁迫诱导下表达上调的差异片段.经克隆、测序和基因信息分析后发现其中4个片段与GenBank中已知序列有较高同源性.对这4个差异表达片段的序列分析表明:JcDD-3和JcDD-13分别与1-磷酸-肌醇合成酶(MIPS)基因及甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因序列有较高同源性;JcDD-16与白杨中度抗旱叶片中提取的表达序列标签(CU230383)核酸序列同源;JcDD-25与植物富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶(LRR-RLK)基因序列同源.     

低温胁迫下梁山慈竹再生植株叶绿素荧光特性和耐寒转录因子的表达

以生长期一致的梁山慈竹实生苗(SS)和梁山慈竹种子成熟胚离体诱导愈伤组织获得的再生植株(No.101-1c、No.42-1-B、No.90-3)为材料,分析不同低温胁迫下其叶绿素荧光参数和耐寒相关转录因子表达量的变化,研究低温胁迫对梁山慈竹再生植株耐寒性的影响。结果表明:SS可耐受0℃低温处理,No.90-3仅能耐受4℃低温处理,而No.101-1c和No.42-1-B可以耐受-10℃低温处理,表明不同再生植株对低温胁迫的耐受能力不同,且与实生苗也有明显差异。低温胁迫条件下,SS、No.101-1c与No.90-3的Fv/Fm、Y(Ⅱ)和qP值均下降;No.42-1-B的Y(Ⅱ)值先上升后下降,其Fv/Fm、NPQ和qP则随温度降低而下降。实生苗的WRKY与CBF1基因的表达量降低,MYB基因的表达量上升;再生植株No.90-3和No.42-1-B的MYB、WRKY和CBF1基因的表达量均随温度降低而升高;No.101-1c的WRKY和CBF1基因表达量上升,而MYB表达量下降。相关性分析结果表明:实生苗中WRKY和CBF1的表达量与Y(Ⅱ)的值呈显著的正相关关系;No.101-1c中MYB的表达量与Y(Ⅱ)的值呈显著的正相关关系,而WRKY和CBF1的表达量与NPQ的值呈显著的负相关关系;No.42-1-B中WRKY的表达量与qP的值呈显著的负相关关系。     

低温胁迫下梁山慈竹再生植株叶绿素荧光特性和耐寒转录因子的表达

以生长期一致的梁山慈竹实生苗(SS)和梁山慈竹种子成熟胚离体诱导愈伤组织获得的再生植株(No.101-1c、No.42-1-B、No.90-3)为材料,分析不同低温胁迫下其叶绿素荧光参数和耐寒相关转录因子表达量的变化,研究低温胁迫对梁山慈竹再生植株耐寒性的影响。结果表明:SS可耐受0℃低温处理,No.90-3仅能耐受4℃低温处理,而No.101-1c和No.42-1-B可以耐受-10℃低温处理,表明不同再生植株对低温胁迫的耐受能力不同,且与实生苗也有明显差异。低温胁迫条件下,SS、No.101-1c与No.90-3的Fv/Fm、Y(Ⅱ)和qP值均下降;No.42-1-B的Y(Ⅱ)值先上升后下降,其Fv/Fm、NPQ和qP则随温度降低而下降。实生苗的WRKY与CBF1基因的表达量降低,MYB基因的表达量上升;再生植株No.90-3和No.42-1-B的MYB、WRKY和CBF1基因的表达量均随温度降低而升高;No.101-1c的WRKY和CBF1基因表达量上升,而MYB表达量下降。相关性分析结果表明:实生苗中WRKY和CBF1的表达量与Y(Ⅱ)的值呈显著的正相关关系;No.101-1c中MYB的表达量与Y(Ⅱ)的值呈显著的正相关关系,而WRKY和CBF1的表达量与NPQ的值呈显著的负相关关系;No.42-1-B中WRKY的表达量与qP的值呈显著的负相关关系。     

IAA和GA3诱导荠菜CBF途径冷应答相关基因表达的研究

低温、干旱以及高盐条件是植物生长过程中所面临的主要逆境胁迫.植物中的CBF途径已被证实是赋予植物低温抗性的主效途径,近年来备受关注.为了阐明荠菜中CBF途径冷应答相关基因表达与激素诱导之间的相关性,本研究利用RTPCR技术,对2种激素分子生长素(IAA)和赤霉素(GA3)诱导处理的荠菜幼苗中CBF途径抗冷相关基因的转录本进行了半定量分析.结果表明,2种激素分子对荠菜CBF途径冷应答相关基因表达诱导作用有一定的差异.因此认为荠菜CBF途径冷应答相关基因表达不仅具有低温的诱导性,而且也具有激素分子IAA和G     

拟南芥转录因子CBF1基因杂交狼尾草的转化

CBF1转录激活因子是一类存在于拟南芥中受低温诱导的反式作用因子,能有效提高植物抗低温、抗干旱的能力.因此以拟南芥叶片为材料,通过PCR方法成功地克隆CBF1转录因子基因,并将其连接到植物表达载体pBI121上,通过农杆菌介导法转化杂交狼尾草叶片,成功获得转基因再生植株.     

干旱对麻疯树部分生理生化指标及基因表达的影响

用30%的聚乙二醇(PEG-6000),模拟干旱逆境对麻疯树幼苗进行干旱胁迫,分别测定不同胁迫程度下麻疯树幼苗中水势、可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱、丙二醛等部分生理生化指标的变化,以研究麻疯树的抗旱机理.结果表明,麻疯树幼苗对干旱胁迫较为敏感,随胁迫程度的加深,叶片水势下降,可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱、丙二醛含量均呈现出一定的变化规律,初步说明麻疯树在遭受干旱胁迫时其渗透调节作用会增强,生物膜的通透性也会增加.同时,通过mRNA差异显示技术（DDRTPCR）研究发现对照组和干旱胁迫组的基因表达存在着明显的差异     

麻疯树基因JcKNOX1的克隆和表达调控分析

KNOX同源异型盒基因在植物生长发育中扮演着极其重要的角色,首次从大戟科植物麻疯树cDNA中克隆到一个同源异型盒基因,命名为JcKNOX1.其开放阅读框全长693bp,编码230个氨基酸残基,预测蛋白质等电点pI=6.13,分子量PA=25.92kD.聚类分析表明,JcKNOX1与毛白杨在进化上具有最近的亲缘关系,其次是甜橙.荧光定量PCR检测发现,JcKNOX1基因在麻疯树植株各个器官中均有表达,幼嫩部位表达量明显高于成熟器官,表达量依次为:茎尖嫩叶茎叶花叶柄根;对麻疯树幼苗进行ABA和低温胁迫发现,JcKNOX基因表达量明显增加.上游调控元件预测分析表明,该基因可能在麻疯树光调节、激素调控、花粉基因特异性表达、逆境调控等重要生物学过程中具有重要作用.     

茭白低温胁迫下内参基因筛选和相关基因表达分析

为探究低温胁迫下茭白的最适内参基因，分别以低温(4℃)胁迫0,3,6,12,24,48,96 h的茭白叶片为材料，通过qRT-PCR技术和geNorm, NormFinder, BestKeeper, ReFinder软件分析8个候选内参基因ACT,H2B,UBQ,GAPDH,β-actin,60s,SKIP,AQP的表达稳定性；并利用筛选出的最适内参基因组合β-actin,H2B和ACT对响应低温胁迫相关基因的表达水平进行分析.结果表明：在低温胁迫中CDPK的表达量在前期上调，随后下调；DREB/CBF的表达量也有上调，但总体呈现波动变化；ICE1和WRKY的表达量先显著上调，在24 h达到较高水平，后期表达量下降.结果显示，这些基因在茭白中可能以不同的方式响应低温胁迫，为后续茭白低温响应分子机制的研究奠定了基础.     

小盐芥(Thellungiella salsuginea)CBF1基因的克隆

CBFs （ CRT/DRE-binding factor ）是结合DNA顺式元件CCGAC的转录因子．拟南芥中CBFs由一个小的基因家族编码,包括3个成员：CBF1、CBF2和CBF3,它们在植物抗逆性调控中起重要作用．为了获得高度耐盐耐旱的转基因植物,我们以盐生植物小盐芥为材料,依据拟南芥中CBF1的序列信息设计引物,扩增出小盐芥中CBF1的部分序列,然后使用SMART^TM RACE等方法,从小盐芥中克隆到全长的CBF1 cDNA序列,进而重组到植物表达载体中,为植物抗逆基因工程提供了有用基因．     

欧洲山杨bHLH转录因子家族全基因组分析

为了研究欧洲山杨中bHLH转录因子家族成员的分类和进化,分析其在干旱胁迫应激中可能行使的功能,本研究利用多种生物信息学手段从全基因组水平鉴定和解析欧洲山杨bHLH转录因子,并对干旱胁迫下的欧洲山杨根部转录组进行分析.结果显示,欧洲山杨的基因组中有167个bHLH转录因子家族蛋白.通过与拟南芥bHLH蛋白序列进行系统发育分析将其分为15个亚家族,并推测出39个PtbHLH的功能,这些功能表明bHLH转录因子家族涉及到欧洲山杨生长发育的多个生理过程.基因结构和motif分析显示,同一亚家族中几乎所有的PtbHLH都有相似的外显子/内含子排布和蛋白质motif结构.此外,利用RNA-seq数据分析干旱胁迫处理下PtbHLH基因的表达情况,筛选出4个潜在的bHLH抗旱蛋白.     

干旱胁迫下外源钙对麻疯树相关生理指标的影响

以0.01,0.05,0.1 mol/L CaCl2溶液浸泡麻疯树种子及以0.01 mol/L Ca(NO3)2喷施麻疯树幼苗叶片.测定了不同条件和处理时间下种子萌发率、叶片相对含水量、脯氨酸（Pro）含量、丙二醛(MDA)含量等指标,考察麻疯树在干旱胁迫下相关生理指标的影响.实验结果表明,CaCl2溶液浸种提高了干旱条件下叶片相对含水量和Pro含量,降低了叶片的MDA含量;低浓度CaCl2溶液浸种（≤0.05 mol/L）能促进麻疯树种子的萌发势和萌发率,其中以0.01 mol/LCaCl2溶液浸种效果最好.叶片喷施Ca(NO3)2显著提高了PEG胁迫下麻疯树幼苗叶片的相对含水量和Pro含量,降低了MDA含量.因此,外源钙能提高麻疯树幼苗的抗旱性,增强干旱胁迫下的渗透调节作用,保护细胞质膜的结构,调节干旱胁迫导致的生理反应.     

厚叶旋蒴苣苔BcWRKY2基因5''端调控区的克隆及功能元件分析

在克隆厚叶悬蒴苣苔干旱诱导表达转录因子BcWRKY2基因的基础上,利用接头介导的PCR(LM-PCR)技术,从基因组DNA中克隆了908bp的BcWRKY2基因的上游调控区序列.序列分析显示,该启动子中存在多种非生物胁迫反应元件,如ABA反应元件ABRE、干旱反应元件DRE/C-repeat以及MYB结合位点MBS(MYB binding site involvedin drought-inducibility)等.     

番茄bZIP转录因子响应低温胁迫的功能研究

通过生物信息学方法鉴定番茄基因组上的bZIP转录因子(SlbZIP),为研究番茄bZIP转录因子提供相关信息以及为低温胁迫下的候选基因预测提供参考.通过Pfam下载bZIP隐马尔科夫模型bZIP＿1(PF00170),利用HMMER 3.0鉴定番茄bZIP转录因子,并从Plant PFDB数据库中获取其理化性质等信息.使用Clustal W、MEGA11.0、TBtools和MEME等在线软件对其蛋白序列进行生物信息学分析.通过与拟南芥的bZIP转录因子家族进行系统进化树分析,将番茄bZIP分为13个亚族(A—I和S、X、Z).染色体定位分析显示,番茄bZIP转录因子不平均分布在12条染色体上.保守基序和进化树分析表明,同一亚族同一分支的转录因子基序类型大致相同,预示同一分支的转录因子功能可能相似.未知功能的番茄bZIP转录因子蛋白二级结构和三级结构预测表明,番茄bZIP转录因子蛋白以无规则卷曲和α螺旋为主,且占比较大,此类结构对番茄bZIP转录因子蛋白功能的发挥有重要作用.未知功能的番茄bZIP转录因子与拟南芥的进化树表明,10个番茄bZIP转录因子与拟南芥中能够抵御低温胁迫的转录因...     

柳树NAC基因的克隆与表达模式分析

【目的】研究柳树重要抗逆转录因子基因家族,为揭示柳树抗逆分子机制提供理论依据。【方法】以‘苏柳2345’的转录组测序数据为基础,克隆了柳树NAC家族,并分析其序列结构、组织表达特异性以及不同胁迫条件下的表达模式。【结果】克隆的两个柳树NAC转录因子基因分别命名为SlNAC1和SlNAC2。生物信息学分析表明:SlNAC1序列全长为1 126 bp,编码产物含343个氨基酸残基,为稳定的亲水蛋白,定位于细胞核;SlNAC2序列全长为1 139 bp,编码产物含291个氨基酸残基,为稳定的亲水蛋白,定位于叶绿体。两个基因均具有典型的NAM结构域及A、B、C、D、E 5个亚结构域,还包括共同的LPPG、YPNG 和DEE保守基序及NAC抑制结构域。系统进化树分析显示, SlNAC1基因与木薯亲缘关系最近,SlNAC2基因与茄子亲缘关系最近。定量PCR结果显示SlNAC1和SlNAC2均在叶片表达,根中没有表达,为叶片特异性转录因子。定量PCR结果显示SlNAC1基因在脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)处理24 h后显著上调,SlNAC2基因在聚乙二醇(PEG)、ABA和GA胁迫后显著上调。【结论】柳树SlNAC1基因在非生物胁迫下表达较为稳定,受ABA和GA胁迫诱导;SlNAC2受干旱、ABA和GA胁迫诱导,受影响明显高于SlNAC1,不受乙烯剂(ETH)胁迫影响。推测SlNAC1和SlNAC2参与GA、ABA信号传导,可能不参与ETH的信号途径。