假俭草EoNLA基因克隆与其转基因拟南芥在不同磷水平下的表型鉴定

【目的】磷元素是植物必需的大量营养元素,在植物的生长发育中必不可少。NLA(nitrogen limitation adaptation)蛋白是一种RING型E3泛素连接酶,参与磷转运蛋白的泛素化调控,在植物体的磷素平衡调节方面发挥重要作用。以假俭草这类天然适应低磷土壤条件的植物为研究材料,通过研究假俭草EoNLA的磷高效转运分子机制,为草坪草适应酸性土壤生境的磷高效转运分子育种和栽培调控提供理论依据。【方法】通过RACE方法克隆获得EoNLA基因,应用生物信息学分析确定基因的全长序列及编码氨基酸序列,采用原生质体瞬时表达体系确定EoNLA蛋白膜定位;通过qRT-PCR方法分析EoNLA基因低磷诱导下的表达模式,并通过农杆菌介导转化拟南芥进行基因功能鉴定。【结果】EoNLA基因序列全长1 353 bp,编码一个长度为331个氨基酸的蛋白。该蛋白具有NLA蛋白典型的RING结构域和SPX结构域,EoNLA蛋白定位于细胞膜,EoNLA基因在根组织的表达量显著高于在茎和叶的表达。【结论】EoNLA基因具有根组织表达特异性,且基于拟南芥转基因植株进行的功能鉴定,进一步显示EoNLA基因具有磷素调控相关的功能。     

甘蓝型油菜BnBRI1基因的克隆及表达分析

以拟南芥油菜素内酯受体BRI1基因序列设计同源简并引物,利用同源克隆技术,克隆了甘蓝型油菜中编码油菜素内酯受体基因全长cDNA序列,命名为BnBRI1(GenBank:JX871217),该基因开放阅读框(ORF)大小为3591bp,与拟南芥中BRI1基因(GenBank:NM_120100)相似性为94.21%,编码1196个氨基酸,与拟南芥中BRI编码的氨基酸相似性为89.23%.采用实时定量PCR分析表明,BnBRI1基因在根、茎、叶中都有表达,但表达量存在显著差异.在两叶一心期和花期的根中表达量最高,四叶一心期和抽薹期的叶中表达量最高.     

AhHDA1异源表达影响拟南芥植株干旱性

将花生组蛋白去乙酰化酶1基因(Arachis hygogaea histone deacetylase 1,AhHDA1)转化拟南芥野生型Col-0和突变体had6,对获得的纯合转基因植株进行抗旱性分析,并对ABA合成及相关响应基因表达进行检测.结果表明:AhHDA1蛋白定位于细胞核,在干旱条件下,与hda6突变体比较,p35S%HDA1/hda6拟南芥植株的叶片相对含水量降低,气孔开度增大,干旱存活率降低,基本回复了Col的表型;体内ABA合成关键酶基因At NCED3和ABA信号途径重要转录因子At ABF3基因的表达降低,但RD29A基因表达提高.而p35S%HDA1/Col较p35S%HDA1/hda6和Col的抗旱性关键生理指标降低更加显著.说明hda6突变体表型回复确实由于外源AhHDA1的表达引起的,推测AhHDA1影响植物抗旱性与ABA的合成与信号通路相关.     

茎瘤芥BjMYB1基因的克隆、表达与遗传转化研究

MYB转录因子广泛地参与了植物细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答等过程。本研究根据茎瘤芥转录组测序筛选获得了一个MYB基因片段。通过RACE的方法,克隆得到了两条长度分别为975bp和864bp的全长序列,分析发现可能为茎瘤芥MYB基因的两种不同选择性拼接形式,并命名为BjMYB1-3和BjMYB1-4。对BjMYB1-3和BjMYB1-4做组织表达分析,发现这两个转录本在茎中特异表达。针对BjMYB1-3和BjMYB1-4的亚细胞定位分析,显示BjMYB1-4定位于细胞核,BjMYB1-3部分定位于细胞核。构建BjMYB-3和BjMYB1-4的超表达载体转化拟南芥,结果显示超表达转化的植株会使拟南芥提前抽薹和开花,说明BjMYB1-3和BjMYB1-4在植株的生长发育过程中起着一定作用,为进一步阐明茎瘤芥BjMYB1基因的功能奠定了基础。     

拟南芥外源ERG基因的阳性苗的初步筛选

近来关于Era蛋白(E.coli ras-like protein)及其同源蛋白的研究较多,但其在真核生物中的功能仍不明朗,尤其是植物中相关研究报道尚少。拟南芥中有两个ERG蛋白,大小分别为437个氨基酸和427个氨基酸,分别用ERG437和ERG427表示。本文通过构建ERG基因的真核表达载体,利用农杆菌浸花法侵染拟南芥植株,筛选出阳性植株,为进一步定位观察和功能研究提供了材料。     

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.     

AhBG1转基因拟南芥的ABA敏感性和抗旱性研究

为探究花生基因AhBG1对拟南芥ABA敏感性和抗旱性的影响,以过表达AhBG1拟南芥为材料,检测其ABA敏感性及脱水处理下ABA质量分数、叶片失水率、干旱存活率及ABA稳态相关基因表达变化.结果表明:AhBG1是编码花生β-葡萄糖苷酶的家族成员,定位于细胞质;与野生型相比,AhBG1过表达拟南芥植株在干旱条件下体内AB...     

桃果实缝合线部位软化相关基因PpPME48的克隆与分析

从实验室已测得的桃突变体缝合线易软的北京2号转录组数据中获得1个与果实软化相关的PME基因。以燕红桃果肉RNA为模板克隆出1条长度为1 113 bp的PME基因,命名为PpPME48(登录号:MT019687)。生物信息学分析表明,PpPME48编码370个氨基酸,蛋白质分子量为41 187.06 ku,包含1个果胶甲酯酶结构域,具有1个较长的N端-PRO区域,属于TypeⅡ型。进化树分析表明,PpPME48蛋白与扁桃、乌梅和甜樱桃的PME蛋白亲缘关系较近。荧光定量PCR结果显示,PpPME48基因在缝合线易软品种燕红中的表达高于不易软化品种晚久保,而且在缝合线处的表达量明显高于果面处。因此,PpPME48基因是一个与缝合线变软密切相关基因。     

拟南芥器官大小调控基因AtKIX8启动子的克隆和表达分析

为研究拟南芥器官大小调控基因AtKIX8的表达模式,以期进一步研究其功能机制,克隆了该基因启动子序列,获取了启动子-GUS转基因报告植株.利用GUS组织化学染色检测了该启动子作用位置,利用荧光定量PCR分析了启动子对外源激素及冷胁迫的响应.结果表明该启动子诱导GUS基因在幼苗茎尖分生区,成株茎、叶主脉中特异性表达,生长素和低温处理显著提高GUS基因的表达量.说明拟南芥AtKIX8基因启动子具备组织特异性表达模式,且能受到外源生长素和低温的诱导.     

龙眼DlIKU1基因的克隆与功能分析

拟南芥(Arabidopsis thaliana)IKU1基因突变可以产生较小的种子.根据植物IKU1同源基因的高度保守性,设计引物,PCR扩增获得龙眼(Dimocarpus longan Lour.)同源基因Dl IKU1的编码序列,其编码的蛋白含有VQ保守基序,与其他物种中同源蛋白的氨基酸序列存在较高的同源性;由于龙眼遗传转化的限制,构建Dl IKU1基因的超量表达载体并转化拟南芥iku1突变体,统计转基因植株子代种子的长宽变化,结果表明:龙眼Dl IKU1基因的超量表达可以显著增加拟南芥种子的大小,说明龙眼Dl IKU1基因可以影响种子发育.上述结果为研究龙眼种子发育机理提供了理论和实验依据,有助于龙眼产业的发展.     

水稻组蛋白单泛素化连接酶基因(OsHUB1)的克隆及其表达分析

对模式植物拟南芥的研究发现,AtHUB1基因参与调控植物对灰霉病的抗性.为了研究水稻的抗病机理,笔者利用同源搜索从水稻数据库中获得了目标基因的序列,并通过RT-PCR技术从水稻中克隆了组蛋白单泛素化连接酶基因,命名为OsHUB1.该片段包含1个2 655 bp的开放阅读框,编码了1个885氨基酸的多肽.与NCBI数据库的比对结果表明:OsHUB1的氨基酸序列与短柄草(Brachypodium distachyon)、葡萄(Vitis vinifera)、杨树(Populus tomentosa)、大豆(Glycine max)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的泛素E3连接酶的同源性分别为78%,68%,68%,67%和62%.这些不同来源的组蛋白单泛素化连接酶都含有一个高度保守的RING指结构域.半定量表达分析结果表明:OsHUB1基因能够被水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)诱导表达,说明OsHUB1基因可能通过SA和JA介导的信号转导途径参与水稻的抗病反应.     

异源表达花生基因AhGLK1对拟南芥glk1glk2突变体表型特征及抗旱性的影响

为探讨花生基因AhGLK1对拟南芥表型特征和抗旱能力的影响,以glk1glk2突变体为实验材料,异源表达AhGLK1,观察转基因拟南芥表型特征,包括叶色、叶片数量和形态等;利用共聚焦显微镜观察叶绿体;测定拟南芥叶片失水率和旱后存活率;利用荧光测定仪检测干旱和复水恢复过程中,拟南芥叶片叶绿素荧光参数的变化.结果表明:AhGLK1/glk1glk2回复株系拟南芥叶片呈绿色,叶片数量增加,叶片卷曲,叶柄增长,叶绿体发育完善,气孔增多,叶片保水性提高,旱后存活率显著升高.叶绿素荧光参数在干旱胁迫下显著降低,而复水时恢复.证明AhGLK1通过影响叶片数量、形态发育以及光合作用等提高拟南芥的抗旱能力.     

转APX基因烟草抗旱能力研究

用毛白杨中克隆得到的抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因,构建植物表达载体pBI121-APX,将pBI121-APX载体用农杆菌介导法转化烟草,成功得到转基因烟.PCR、PCR-Southern的结果表明,APX基因已经成功的整合到转基因烟草基因组中.干旱实验结果表明,与对照相比较,转基因烟草表现出较强的抗旱性.     

Isolation and Characterization of Phytoene Desaturase cDNA from Stigma of Crocus sativus

Phytoene desatumse (PDS) has recently been identified as an important enzyme in carotenoid biosynthesis pathway. A cDNA clone encoding phytoene desaturase gene is isolated from stigma of saffron (Crocus sativus L. ) using RT-PCR technique. Sequence analysis shows 85% similarity to Narcissus pseudonarcissus, 79% to Zea mays, 78% to Arabidopsis thaliana, 77% to Lycopersicon esculentum. A new full-length cDNA is obtained by 5 ‘-RACE and 3‘ -RACE techniques. The cDNA is 2149bp long with an open reading frame of 1697bp, which encodes a polypeptide of 565 amino acids. Southern analy-sis shows that the PDS gene is a single copy in saffron. Northern blot analysis shows higher expression level of PDS gene in stigma and anther than in leaves and stem.     

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.     

杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

【目的】以杉木幼叶为试验材料,通过克隆杉木ClWRKY44基因,分析其表达特性,为揭示杉木抗逆生理的分子机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆杉木ClWRKY44 基因,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位研究,并利用实时荧光定量PCR技术分析其表达情况。【结果】杉木ClWRKY44 基因的开放阅读框(ORF)为1 776 bp,编码591个氨基酸,具有WRKY结构域。系统进化树分析结果显示ClWRKY44 基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATWRKY44 的亲缘关系较密切,其在杉木的不同器官(叶、根、茎) 中均有表达,嫩叶中的表达量最高,茎中次之,根中最低。低温胁迫处理6 h,ClWRKY44 基因相对表达量最高,约是对照组的79.8倍。干旱胁迫处理24 h,ClWRKY44 基因在高浓度干旱胁迫处理下的相对表达量最高,约是对照组的46.6倍。【结论】杉木ClWRKY44基因编码的蛋白质序列与拟南芥ATWRKY44的同源性很高,在调控植物逆境胁迫应答过程中可以发挥功能,为杉木幼苗生长发育的适应性提供参考。     

欧美杨PdMODD基因克隆与表达特性分析

[目的]研究杨树重要胁迫响应新基因,为揭示杨树抗逆分子机制、培育优良抗逆杨树新品种提供理论依据.[方法]基于水稻MODD氨基酸序列,通过BLAST在美洲黑杨基因组中筛选得到3条基因(Podel.08G114100、Podel.10G158900和Podel.17G098500),并以其序列为参考,以'渤丰3号'杨cDN...     

A putative lipid transfer protein involved in systemic resistance signalling in Arabidopsis

Localized attack by a necrotizing pathogen induces systemic acquired resistance (SAR) to subsequent attack by a broad range of normally virulent pathogens. Salicylic acid accumulation is required for activation of local defenses, such as pathogenesis-related protein accumulation, at the initial site of attack, and for subsequent expression of SAR upon secondary, distant challenge. Although salicylic acid moves through the plant, it is apparently not an essential mobile signal. We screened Agrobacterium tumefaciens transfer DNA (tDNA) tagged lines of Arabidopsis thaliana for mutants specifically compromized in SAR. Here we show that Defective in induced resistance 1-1 (dir1-1) exhibits wild-type local resistance to avirulent and virulent Pseudomonas syringae, but that pathogenesis-related gene expression is abolished in uninoculated distant leaves and dir1-1 fails to develop SAR to virulent Pseudomonas or Peronospora parasitica. Petiole exudate experiments indicate that dir1-1 is defective in the production or transmission from the inoculated leaf of an essential mobile signal. DIR1 encodes a putative apoplastic lipid transfer protein and we propose that DIR1 interacts with a lipid-derived molecule to promote long distance signalling.     

杨树木质部特异性定位表达4CL1启动子的结构与表达特性

4-香豆素COA连接酶(4CL1)是木质素代谢途径中的一个关键酶,对该基因启动子的表达特性与调控元件进行了研究:首先,对毛白杨4CL1启动子进行了生物信息学分析,结果表明该启动子包括3个顺式作用元件,box P(CCTTCACCAACCCCC),box A(CCGTTC),box L(TCTCACCAACC),这3个顺式作用元件在已知的木质素代谢途径相关酶系如苯丙氨合成酶(PAI)和4CL中普遍存在;其次,运用PCR方法对该启动子进行了剪切,获得一个长393 bp的启动子片断,该启动子片断包括以上3个顺式作用元件;最后,将该启动子片段与GUS报告基因构建了植物表达载体并转化烟草,成功获得转基因再生苗,结果发现转基因烟草的茎木质部呈现GUS染色阳性.研究结果表明,一个393 bp长度的4CL1启动子片断足以介导外源基因在木质部特异性定位表达.