黄瓜RAV基因家族的全基因组分析

AP2/EREBP转录因子中的RAV基因家族在植物的发育过程中发挥着重要的调控作用。利用公布的黄瓜基因组数据库CuGI,发现黄瓜基因组中存在4个RAV基因,其蛋白序列均具有完整的AP2和B3结构域|对黄瓜、拟南芥、水稻和葡萄RAV蛋白进行多序列联配,结果表明该基因家族具有高度保守性|系统发生树结合基序分析发现,进化树亚族内各成员的基序组成相似|半定量RT-PCR结果显示,4个黄瓜RAV基因的表达广泛分布于各个组织。     

枣AP2/ERF转录因子鉴定及其响应枣疯病植原体表达分析

利用生物信息学方法，从植物转录因子数据库和NCBI数据库中分别得到175和164个候选的枣AP2/ERF转录因子序列，使用DNAMAN软件进行序列比对、去除重复序列，采用SMART软件预测蛋白结构域发现，枣基因组中包含有145个AP2/ERF基因，其中ERF、AP2、RAV亚家族分别含有116个、23个、5个，另有1个独立基因。预测枣AP2/ERF转录因子氨基酸数量在111 ~ 692之间，分子量在12 446.87 ~ 76 154.10之间，pI在4.31 ~ 10.11之间。鉴定出的145个AP2/ERF转录因子，105个分别定位到12条染色体上，40个未能定位。在此基础上，利用嫁接病芽方法将枣疯病植原体转至健康枣植株，通过转录组测序和qRT-PCR手段，分析了AP2/ERF转录因子对枣植原体侵染的响应，在植原体侵染枣的6个不同时期，枣AP2/ERF表达数量和表达量均不相同，共有48个差异表达基因，其中ZjAP2*9、ZjERF49和ZjERF91是响应枣疯病植原体最为重要的AP2/ERF转录因子。     

蝴蝶兰AP2/ERF家族基因的克隆及在低温下表达特性分析

用RT-PCR方法从‘大辣椒’蝴蝶兰叶片中克隆得到4个AP2/ERF家族基因，命名为PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4。蛋白结构域和序列比对发现PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4均含有1个AP2结构域， PhAP2/ERF2还含有1个B3结构域。进化树分析表明4个蛋白与兰科AP2/ERF家族成员亲缘关系最近，PhAP2/ERF1属于AP2/ERF家族DREB亚家族中的A1类，PhAP2/ERF2属于RAV亚家族，PhAP2/ERF3属于ERF亚家族的B4类，PhAP2/ERF4属于DREB亚家族中的A2类。用实时荧光定量PCR方法检测低温驯化和低温胁迫条件下PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4在‘大辣椒’和‘富乐夕阳’蝴蝶兰叶片中的表达特性，结果表明：4个基因在‘大辣椒’叶片中的表达趋势一致，表达量在低温胁迫早期达到最高，在胁迫中晚期有所下降；而4个基因在‘富乐夕阳’叶片中的表达趋势有较大差异，PhAP2/ERF1和PhAP2/ERF2的表达在低温处理整个过程中没有被诱导或仅有较小幅度增加，PhAP2/ERF3对低温的响应时间显著晚于‘大辣椒’，PhAP2/ERF4的表达趋势与‘大辣椒’差异较小。蝴蝶兰AP2/ERF在抗冷品种‘大辣椒’和不抗冷品种‘富乐夕阳’叶片中的表达差异暗示AP2/ERF基因家族在蝴蝶兰低温胁迫响应中起重要调控作用。     

牡丹切花ERF转录因子基因的分离与表达分析

利用已获得的‘洛阳红’牡丹花瓣转录组数据库,筛选得到3个与植物乙烯响应因子ERF蛋白同源性较高的Unigene序列,利用RACE及RT-PCR技术,设计特异性引物对3个ERF基因最大阅读框进行扩增并测序。生物信息学分析表明PsERF1、PsERF2和PsERF3分别含有长为1 158、747和609 bp的开放阅读框,编码383、248和202个氨基酸残基,且均含有1个典型的AP2结构域。进化分析表明3个牡丹ERF转录因子分别属于ERF亚家族的B2组、B1组和B3组。利用实时定量PCR分析了3个ERF基因在牡丹乙烯敏感型品种‘洛阳红’和乙烯不敏感型品种‘雪映桃花’不同花器官（花瓣、雄蕊、雌蕊和萼片）以及不同发育级别切花花瓣中的表达情况。结果表明,PsERF1在2个品种花瓣中的表达量显著高于其他花器官,其表达量在‘洛阳红’切花发育过程中逐渐增加,而在‘雪映桃花’切花发育过程中逐渐降低,推测PsERF1可能对牡丹切花的乙烯响应具有重要的调控作用,PsERF2和PsERF3则可能同时参与了多种信号途径。     

香蕉抗逆相关基因MaERF的克隆与表达分析

 根据已获得的AP2/ERF基因片段,通过RACE方法获得一个香蕉ERF基因完整编码区序列,命名为MaERF。该基因cDNA全长1 611 bp,其中开放阅读框1 128 bp,编码376个氨基酸,包含一个保守的AP2/ERF结构域,基因组序列全长2 881 bp,含有一个内含子,剪切位点符合“GT-AG”规则;系统进化树表明该基因属于植物ERF转录因子家族的B2亚群。半定量RT-PCR分析表明,该基因在香蕉各个器官中均有表达,其中在根和叶中的表达量较低,而在果实和花中的表达较高;实时荧光定量Real-time PCR检测表明,受尖孢镰刀菌侵染及低温胁迫后,香蕉中该基因表达明显上调,推测其在香蕉胁迫反应中可能发挥重要作用。     

调控黄瓜苦味基因Bi的AP2/ERF家族转录因子

从华北型黄瓜‘9930’中克隆了黄瓜苦味形成的关键基因Bi的启动子序列,通过酵母单杂交技术对黄瓜叶片cDNA文库进行筛选,寻找可以调控Bi表达的转录因子。通过对筛选结果的测序及比对,发现有7种转录因子重复出现,包括2个AP2/ERF家族、3个bZIP家族、1个WRKY家族转录因子和1个E3泛素类COP1蛋白。其中AP2/ERF家族转录因子CsERF（登录号：Csa7M448110）重复出现6次,出现概率高于其他转录因子。利用烟草瞬时表达系统,CsERF对Bi启动子的结合及激活作用得到了进一步验证。初步证明CsERF可以结合到Bi的启动子并激活其转录,推测其很可能就是黄瓜叶片中调控苦味形成的关键转录因子。     

番茄AP2/ERF超家族重鉴定及过表达SlERF.D.3株系表型分析

基于番茄基因组数据库的更新，系统地对番茄AP2/ERF超家族成员进行了更新，并对其进行了染色体定位、保守基序、基因结构和对灰霉菌及生长素胁迫响应的分析。共鉴定出141个ERF家族基因，其中新鉴定出的ERF亚家族成员42个；随机分布在12条染色体上，大都只含有外显子而无内含子，部分基因不同程度的受到灰霉菌和生长素处理的诱导表达。作为拟南芥AtERF109在番茄中的同源基因，SlERF.D.3的表达可被灰霉菌抑制且可迅速强烈地响应生长素处理。为进一步明确SlERF.D.3的生物学功能，以番茄‘Ailsa Craig’为材料克隆了此基因的编码区，构建过表达载体并转化番茄，获得了3个T0代过表达株系。与野生型相比，转基因株系的叶片较细长、向下卷曲，且果实出现乳状突起。这为研究SlERF.D.3在调节番茄的生长发育和胁迫响应过程中的作用奠定了基础。     

茎瘤芥AP2/EREBP 转录因子基因BjABR1 的克隆和表达分析

 以茎瘤芥（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）‘永安’为材料,通过RACE 和RT-PCR 技术得到1 个AP2/EREBP 转录因子基因的cDNA 全长序列和基因组DNA（gDNA）序列,该基因与拟南 芥AtABR1 基因的氨基酸序列相似性高达72%,因此命名为BjABR1（GenBank 登录号：JQ713825.1）。BjABR1 基因gDNA 序列含1 个内含子;cDNA 序列全长1 514 bp,含有1 个1 146 bp 的开放阅读框（ORF）,编 码381 个氨基酸;其推定编码的蛋白分子量为41.674 kD,等电点为9.11,具有14 个磷酸化位点,含1 个典型的AP2 DNA 结合域和1 个CMX-1 基序。洋葱表皮细胞的瞬时表达显示,BjABR1 蛋白定位于细 胞核。荧光定量PCR 分析结果表明,该基因在茎瘤芥不同发育时期的根、茎、叶中均有表达,但在根中 表达量极高;在对茎瘤芥组培幼苗进行高盐、渗透压和低温3 种非生物胁迫处理后发现,3 种胁迫均能诱 导该基因表达,但其对高盐的响应更为迅速。     

基于乙烯受体下游转录因子的果实品质调控机制研究进展

近年来乙烯作用机制的研究已陆续从乙烯受体等上游级别延伸至下游转录因子（EIN3/EIL和AP2/ERF）,其中转录调控机制是研究热点之一。本文综述了基于乙烯受体下游转录因子的果实品质调控研究进展,讨论了果实品质转录调控存在的问题和研究趋势。     

超量表达PhWRIL1基因抑制矮牵牛叶片外植体再生不定芽

许多研究发现AP2/ERF家族euANT支基因超量表达可以促进植物生长和离体再生。但尚未有关于与euANT支亲缘关系很近的AP2/ERF基因basalANT进化支基因超量表达对离体培养中不定芽再生影响的研究。本研究中从矮牵牛中克隆了一个basalANT基因,命名为PhWRIL1。Real-time PCR结果显示,PhWRIL1的mRNA在矮牵牛各种组织中均有表达,表达量处于中等水平,在成熟组织中比幼嫩组织中更高。超量表达PhWRIL1的矮牵牛植株严重矮化,但开花时间没有显著变化。测定再生能力的结果表明：PhWRIL1超量表达的转基因植株叶片外植体的愈伤组织和芽的诱导与生长明显减少。这些结果表明PhWRIL1在矮牵牛中超量表达抑制了离体培养过程中不定芽的再生能力,在植物发育过程中basalANT和euANT基因可能发挥相反的作用。     

柑橘CitERF9和CitAP2-7在不同逆境和外源激素处理下的表达

以‘资阳’香橙(Citrus junos‘Ziyang’)为试材,分别对Cit ERF9和Cit AP2-7进行了分析。结果表明:Cit ERF9基因的开放阅读框(ORF)为735 bp,含有1个外显子,可编码244个氨基酸残基的多肽。Cit AP2-7的开放阅读框为1 080 bp,具有6个外显子,可编码360个氨基酸残基。同源分析结果显示,这两个基因编码的蛋白与大豆、蓖麻、碧桃、苜蓿等植物中的同源蛋白有81%~84%的相似性。实时定量分析表明:Cit ERF9和Cit AP2-7在植株不同组织间的表达具有明显差异。在根中,Cit ERF9受各种胁迫处理诱导,而Cit AP2-7主要受ABA、Na Cl、脱水等的诱导。在叶中,各种胁迫均对Cit ERF9具有诱导作用,其模式与根中相似,而Cit AP2-7的表达则主要受ABA、ACC、Me JA、SA等激素以及低温和Na Cl的抑制。试验结果表明,Cit ERF9和Cit AP2-7参与了激素和非生物胁迫的响应过程。     

High throughput generation of promoter reporter (GFP) transgenic lines of low expressing genes in Arabidopsis and analysis of their expression patterns

Background  

Although the complete genome sequence and annotation of Arabidopsis were released at the end of year 2000, it is still a great challenge to understand the function of each gene in the Arabidopsis genome. One way to understand the function of genes on a genome-wide scale is expression profiling by microarrays. However, the expression level of many genes in Arabidopsis genome cannot be detected by microarray experiments. In addition, there are many more novel genes that have been discovered by experiments or predicted by new gene prediction programs. Another way to understand the function of individual genes is to investigate their in vivo expression patterns by reporter constructs in transgenic plants which can provide basic information on the patterns of gene expression.     

基于EST数据库的葡萄APETALA2基因cDNA克隆及其表达分析

APETALA2(AP2)是拟南芥生长发育特别是花器官发育过程中重要的调控基因。利用生物信息学方法以拟南芥APETALA2基因cDNA序列作为模板,对葡萄EST数据库进行同源检索筛选,电子克隆出葡萄AP2基因(Vv-AP2)cDNA序列。以香悦葡萄花cDNA为模板,根据电子克隆的葡萄AP2基因cDNA序列设计特异引物,分别利用RACE技术和特异PCR技术获得该基因3’末端和5’末端,序列拼接后获得葡萄的APETALA2基因的cDNA全长。该cDNA的全长为2 208 bp,命名为Vv-AP2。Vv-AP2核苷酸序列有一个1 536 bp完整的开放读码框(ORF),其5’与3’末端非翻译区分别为268 bp和376 bp。其中,3’末端含有28 bp的Ploy+(A)。该基因在GenBank基因数据库的注册号为FJ809943。氨基酸推导结果表明该cDNA共编码了511个氨基酸,具备完全保守的核定位信号序列(KKSR)以及2个高度保守的重复序列即AP2结构域。分别采用半定量RT-PCR和SYBR Green I实时定量RT-PCR初步分析了Vv-AP2在葡萄叶、茎、花序、花等不同器官中的表达水平。其中,Vv-AP2在花序和花中的表达量明显高于叶和茎。     

Efficient production of transgenic plants using the bar gene for herbicide resistance in sweetpotato

Efficient production of transgenic sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) plants using the bar gene for herbicide resistance was achieved through the use of embryogenic suspension cultures and Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. Cell aggregates from embryogenic suspension cultures of sweetpotato cv. Lizixiang were cocultivated with A. tumefaciens strain EHA 105 harboring a binary vector pCAMBIA3300 with the bar gene and uidA gene. Selection culture was conducted using 0.5 mg/l PPT. A total of 1431 plants were produced from the inoculated 870 cell aggregates via somatic embryogenesis. GUS assay and PCR analysis of the regenerated plants randomly sampled showed that 86.5% of the regenerated plants were transgenic plants. Stable integration of the bar gene into the genome of transgenic plants was confirmed by Southern blot analysis and transgene expression was demonstrated by Northern blot analysis. The copy number of integrated bar gene ranged from 1 to 3. Transgenic plants exhibited functional expression of the bar gene by in vivo assay for herbicide resistance. This study also provides a simple and efficient transformation system of sweetpotato based on the use of bar gene as a selectable marker gene, which can be combined with other agronomically important genes for the improvement of sweetpotato.     

Isolation of a citrus ethylene-responsive element binding factor gene and its expression in response to abiotic stress,girdling and shading

Information about citrus ethylene-responsive element binding factor (ERF) genes and their functions in fruit ripening or in stress tolerance is still scarce. In the present study, one of ERF genes, CitERF was isolated from fruit of Citrus unshiu with a maximal putative open reading frame encoding 207 amino acids. The deduced protein contains a region rich in acidic amino acids, an AP2/ERF domain and a KRRK nuclear localization signal. It belongs to group B of Class I in the ERF subfamily in which MdERF2 (Malus × domestica ethylene-response factor 2) and PsERF1b (Prunus salicina ethylene-response factor 1b) were involved in the progress of fruit ripening. CitERF mRNA level in fruit peel and pulp increased obviously along with fruit ripening. However, its expression could be reduced significantly by treatments of total shading and fruit-bear-shoot girdling plus defoliation during fruit ripening. As for the response to abiotic stresses, CitERF expression was found to be induced continuously during the treatment of 10% polyethylene glycol. On the other hand, it could be induced to high level at 1 h after the treatment of 4 °C or 250 mM NaCl and then declined continuously. Taken together, the results suggested that CitERF may play an important role in some biological processes during fruit ripening and in improving tolerance to drought, low temperature and salt stress.     

结球甘蓝叶片卷曲相关7 个同源异型盒基因的克隆与表达分析

 以结球甘蓝（Brassica oleracea L.）‘519’品系为试材,通过结球期茎尖和叶片以及莲座期 茎尖和叶片的转录组对比分析,筛选出4 个显著差异表达HB 类基因,分别为BoHAT2、BoHB12、BoHB7 和BoHB27。进一步对上述4 个基因以及调控拟南芥（Arabidopsis thaliana）叶片卷曲但在结球甘蓝转录 组中未检测到表达差异的基因BoPHB、BoPHV 和BoREV 进行了同源克隆。序列分析表明上述7 个基因 都含有同源异型域（homeodomain,HD）,具有同源异型盒（homeobox,HB）蛋白家族的典型结构特征。 BlastP（蛋白序列与蛋白库做比对）表明它们与拟南芥的同源蛋白相似性高,来自结球甘蓝的BoHAT2、 BoHB12、BoHB7、BoHB27、BoPHB、BoPHV、BoREV 与拟南芥中的HAT2、ATHB12 、ATHB 7、ATHB27、 PHB、PHV、REV 蛋白同源,同源性分别为86%、80%、79%、60%、94%、95%和96%。BlastP 比对和 进化树分析结果表明,BoHAT2 属于HD-ZipⅡ类,BoHB12 和BoHB7 属于HD-ZipⅠ类,BoHB27 属于 ZF-HD,BoPHB、BoPHV 和BoREV 属于HD-Zip Ⅲ类。BoHAT2、BoHB12、BoHB7、BoHB27、BoPHB、 BoPHV、BoREV 在结球甘蓝莲座期到结球期的茎尖和叶片中均有表达,BoHB12 和BoHB7 在结球期叶片 中表达量显著增高,分别是莲座期叶片的38.1 倍和6.2 倍,其余基因表达量差异不明显,表明BoHB12 和 BoHB7 可能是结球甘蓝球叶自然卷曲过程中的主效调控基因。     

Potential hazard characteristics of Tilia, Betula, and Acer trees removed in the Helsinki City Area during 2001–2003

In order to study decay, and to improve the management and protection of old urban trees, a total of 256 felled urban trees were examined during 2001–2003: 95 Tilia spp., 74 Betula spp., and 87 Acer spp. Most of the trees (73%) were located in the main parks and along the main streets in the downtown area of Helsinki City, Finland. The mean age of the trees was over 60 years, and the majority (64%) were old park trees. Poor condition and increasing risk of failure were the main reasons for felling in 82% of the cases. Thirty three percent of these trees were degenerated or dead, but the amenity value of 14% of the risk trees was still high. The latter were old, big trees which posed a potential hazard, but had a vital and balanced crown.Some characteristic profiles for potential failure were identified for each of the tree species studied: Ganoderma lipsiense in the butts and hollows in the stems of Tilia spp., weak fork formations together with Rigidoporus populinus on Acer spp., and degeneration together with decay in the stem on Betula spp.Decay fungi most commonly identified were R. populinus, G. lipsiense, Inonotus obliquus and Piptoporus betulinus. In addition, Kretzschmaria deusta was very common in three of the parks, and on every one of the tree species investigated.