龙眼ELF4同源基因的克隆与功能研究

以‘红核子’龙眼（Dimocarpus longan）叶芽为材料,克隆了ELF4同源基因DlELF4-1和DlELF4-2的cDNA全长序列,对序列进行了生物信息学分析,并通过转化拟南芥以及实时荧光定量PCR研究基因功能。蛋白序列比对结果表明,DlELF4-2与AtELF4-L1有较高相似度,而DlELF4-1与AtELF4相似度更高;构建两个基因的植物表达载体转化拟南芥,转基因植株都表现出延迟开花以及不定根生长的现象,表明DlELF4-1和DlELF4-2可能有抑制开花和促进生长素合成功能;DlELF4-1和DlELF4-2在龙眼花芽分化过程的表达模式不同,推测其在龙眼花芽分化过程中有不同的功能。     

TFL1调控蔷薇科植物开花时间的分子机制

蔷薇科包含很多具有重要经济价值的园艺植物,它们的开花模式多样,而不同的开花模式又直接影响了开花观赏期和果树产期,在园艺生产上非常重要。以拟南芥为代表的模式植物中,TERMINAL FLOWER1(TFL1)基因调控开花的分子机制已被深入研究,它是调控植物花芽分化的关键基因,可以维持花序的无限生长状态,延迟拟南芥的开花时间。然而,人们对蔷薇科植物开花调控机制的了解还比较有限。在本文,我们回顾了TFL1同源基因在蔷薇科植物开花时间调控分子机制方面的研究进展,并着重阐述了TFL1同源基因在各种蔷薇科植物开花转型以及童期向成熟期转换过程中的表达规律和遗传功能,为今后深入研究TFL1调控蔷薇科植物开花时间以及童期变化的分子机制提供了重要的基础。     

TFL1调控蔷薇科植物开花时间的分子机制北大核心CSCD

蔷薇科包含很多具有重要经济价值的园艺植物,它们的开花模式多样,而不同的开花模式又直接影响了开花观赏期和果树产期,在园艺生产上非常重要。以拟南芥为代表的模式植物中,TERMINAL FLOWER1(TFL1)基因调控开花的分子机制已被深入研究,它是调控植物花芽分化的关键基因,可以维持花序的无限生长状态,延迟拟南芥的开花时间。然而,人们对蔷薇科植物开花调控机制的了解还比较有限。在本文,我们回顾了TFL1同源基因在蔷薇科植物开花时间调控分子机制方面的研究进展,并着重阐述了TFL1同源基因在各种蔷薇科植物开花转型以及童期向成熟期转换过程中的表达规律和遗传功能,为今后深入研究TFL1调控蔷薇科植物开花时间以及童期变化的分子机制提供了重要的基础。     

超量表达BoFLC3、AtFT 对芥菜开花期和抗寒性的影响

 将来自甘蓝的BoFLC3 基因和拟南芥的AtFT 基因在芥菜中单独或共同表达发现,BoFLC3超量表达后,无论是长日照还是短日照条件下,转基因芥菜植株开花时间均明显延后;BoFLC3 超量表达植株低温春化处理后,相对于未春化处理的转基因植株出现花期提前现象,但仍晚于非转基因对照植株;AtFT 基因超量表达植株开花时间比非转基因对照植株大幅度提前。BoFLC3 植株与AtFT 植株杂交获得的BoFLC3 和AtFT 共表达植株开花时间与非转基因对照基本接近,显示BoFLC3 和AtFT 基因超表达对植物开花时间的影响效应可以相互抵消。同时,超量表达BoFLC3 基因的芥菜植株抗寒性大幅度提高,而AtFT基因的超量表达不影响植株抗寒性,表明BoFLC3 基因可能参与了植物的抗寒反应。     

龙眼DlLac7的克隆及其表达调控分析

【目的】探索漆酶(laccase)与龙眼生长发育及逆境胁迫响应之间的关系。【方法】根据龙眼胚性愈伤组织转录组数据库unigene序列,利用RT-PCR和RACE技术,以‘红核子’龙眼胚性愈伤组织的c DNA为模板,克隆laccase基因,并利用实时荧光定量PCR技术对其在龙眼体胚发生过程中、不同组织部位和逆境胁迫响应中的表达进行分析。【结果】获得龙眼漆酶laccase基因2个转录本Dl Lac7-a和Dl Lac7-b的c DNA全长序列(KM103385和KM103386)。Dl Lac7-a和Dl Lac7-b全长分别为2 121 bp和2 064 bp,包含相同的完整开放阅读框(ORF)1 713 bp,均编码570个氨基酸,2者仅3’非编码区(3’UTR)长度不同;该氨基酸序列与甜橙、毛果杨和葡萄等物种的laccase有较高的同源性。生物信息学分析表明,Dl Lac7的保守结构域具有漆酶的典型结构域特征。q PCR分析结果表明,在龙眼体胚发生过程中,Dl Lac7在鱼雷形胚时期的表达量最高,子叶胚阶段下调表达,其他阶段表达量平稳;Dl Lac7在龙眼成花中表达量最高,其次是花芽,在根中也有一定程度的表达,而在其他组织部位表达量较低。激素和非生物胁迫处理下的表达分析表明,水杨酸(SA)、低浓度茉莉酸甲酯(Me JA)、盐、渗透、干旱和脱落酸(ABA)胁迫等因素均可诱导Dl Lac7上调表达。【结论】Dl Lac7可能参与龙眼体胚发生中期的转录调控过程,且可能参与茉莉酸、SA和ABA的逆境胁迫信号转导途径,调控龙眼多种非生物胁迫应答过程。     

异源表达拟南芥赤霉素2–氧化酶基因对矮牵牛形态发育的影响

拟南芥赤霉素2–氧化酶基因AtGA2ox1在矮牵牛（Petunia hybrida）中过量表达导致转基因植株开花延迟,株形明显矮化,花冠变小,花冠表皮细胞变小,但花色变化不明显。施用多效唑对矮牵牛花冠的影响与过量表达AtGA2ox1一致。用拟南芥茎特异性表达基因At3g56700的启动子驱动AtGA2ox1在矮牵牛中表达时,转基因植株的表型变化在株系间存在明显的差异,但外源基因在茎中的表达量都明显高于叶和花中的,果实和种子的发育未受影响,通过对转基因后代的筛选可以获得株形矮化,其它性状的发育受影响较小的转基因株系。     

桃ABA 8’–羟化酶基因PpeCYP707As在拟南芥中过表达的功能分析

以8年生‘中油4号’油桃为试材,对休眠期的枝条进行ABA和GA处理发现,ABA延迟芽体萌动,GA促进萌芽和提前开花,在桃芽萌发中ABA和GA起拮抗作用。利用转基因技术在拟南芥中过表达桃ABA分解代谢关键酶ABA 8’–羟化酶基因PpeCYP707A1、PpeCYP707A2和PpeCYP707A3,获得纯合株系,RT-PCR结果表明,目的基因在过表达株系中的表达量分别达到对照的23.86倍、7.37倍、3.23倍;过表达株系生长缓慢,抽薹、开花延迟,其中过表达PPECYP707A1株系生长最慢,开花最晚;过表达株系种子萌发和幼苗生长对ABA不敏感,受伤害程度小;10℃低温处理试验证明,过表达株系相对生长速率高于野生型,推测低温条件下,过表达CYP707As正调控拟南芥的生长发育。     

过表达miR398对烟草抗旱性的影响

以烟草为试材,构建了拟南芥MIR398过表达栽体,对烟草进行了转基因试验,研究了转基因烟草T1代与野生型烟草在干旱条件下超氧阴离子、丙二醛、游离脯氨酸含量的差异.结果表明:该试验成功将拟南芥MIR398基因转入烟草中,与野生型相比,转基因烟草在干旱胁迫下丙二醛与超氧阴离子含量都有所升高,脯氨酸含量则相对降低.该试验结果说明了miR398在植物抗旱过程中的作用.     

两种光周期下矮牵牛‘幻想粉红’生长发育特性的研究

 将矮牵牛‘幻想粉红’分别培养在长日照和短日照条件下, 观测其始花期及株高、株幅、分枝数和开花数的变化; 将短日照下培养的‘幻想粉红’分别于2、4、6、8、10、12、14、16片真叶时移入长日照下进行培养, 观测从长日照处理至第1朵花开放的时间。结果分析表明: 长日照下, ‘幻想粉红’株型松散, 短日照下生长紧凑; ‘幻想粉红’为量性长日照植物, 短日照下要达到较大的营养生长量才能开花; ‘幻想粉红’的幼龄期约在8片真叶期结束。初步建议在8叶期之前采用短日照处理‘幻想粉红’,以得到紧凑的株型, 而在8叶期以后给予长日照, 以促进开花。     

平邑甜茶MhVPE基因ihpRNA干扰载体的构建及转拟南芥验证

 根据平邑甜茶液泡加工酶（vacuolar processing enzyme）基因MhVPE（GenBank登录号为FJ891065）cDNA序列,设计两对含有酶切位点的特异性引物F1/F2和R1/R2,以pMD-MhVPE质粒为模板,分别克隆了用于构建干扰载体的正反义片段pMD-F和pMD-R。将该正反义片段分别插入表达载体pART27的相应位置,构建成了含有内含子发夹结构的ihpRNA表达载体pART-RNAi-MhVPE。通过农杆菌介导,用花序浸泡法转化拟南芥进行验证,经过抗性筛选和PCR检测,得到17株转基因阳性植株;半定量RT-PCR结果显示所获得的转基因拟南芥植株中AtVPE同源基因的表达量明显降低,表明该干扰载体能够有效抑制VPE基因的表达,MhVPE基因的ihpRNA干扰载体构建成功,为进一步鉴定该基因的功能奠定了基础。     

拟南芥异源表达紫斑牡丹PrLPAAT1对种子脂肪酸含量的影响

克隆得到的紫斑牡丹（Paeonia rockii）脂肪酸代谢相关基因PrLPAAT1,构建2S2::PrLPAAT1过表达载体并利用花序浸染法转化拟南芥,通过潮霉素抗性筛选以及PCR检测得到3个T3代纯合转基因拟南芥株系L1OX-11、L1OX-17和L1OX-19。半定量RT-PCR证明PrLPAAT1在3个转基因拟南芥株系中均显著表达。与野生型相比,过表达PrLPAAT1拟南芥的单株种子产量未产生明显变化。GC–MS测定结果表明,L1OX-11、L1OX-17和L1OX-19株系的总脂肪酸含量较野生型分别为无显著差异和提高了5.3%和5.2%;油酸（C18:1）含量分别提高了19.9%、24.6%和19.4%。实时荧光定量PCR分析表明,过表达PrLPAAT1拟南芥中油脂合成相关基因AtACP1、AtDGAT1和AtSUS3的表达水平均显著增加。由此推测PrLPAAT1在牡丹种子的脂肪酸合成过程中发挥重要的作用。     

转沙冬青锌指蛋白基因AmZFPG 烟草非生物胁迫抗性分析

 分析了沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）锌指蛋白基因AmZFPG 在非生物胁迫下的表达 特性,结果显示AmZFPG 受低温、干旱、高盐胁迫诱导表达,表明该蛋白参与多种胁迫相关的信号转导 和应答反应。为进一步探索AmZFPG 的功能,构建了真核表达载体AmZFPG-pCAMBIA2300,将该基因 转入烟草（Nicotiana tabacum L.）,对转基因烟草T1 代进行非生物胁迫分析,结果显示,转基因烟草的耐 寒性、耐旱性、耐盐性均获得了提高。     

转拟南芥AtNHX5基因烟草的耐盐性研究

采用农杆菌介导的叶盘法将来源于拟南芥的Na+/H+逆向转运蛋白基因AtNHX5导入烟草,经潮霉素筛选、PCR和RT-PCR检测,证明AtNHX5已导入烟草基因组并在转基因植株中表达。将转基因植株和非转基因(野生型)植株培养在含有300 mM NaCl的1/2MS培养基上,发现转基因植株的生长明显优于野生型。将在含有300 mM NaCl的1/2MS培养基中生长4周后的幼苗转移到不含NaCl的1/2MS培养基后,转基因植株快速恢复生长,而野生型植株则生长停滞。结果表明:超表达AtNHX5基因可以提高烟草的耐盐性。     

短日照处理天数对一品红开花和观赏品质的影响

 短日照处理不同天数后转到自然长日照下, 研究短日照处理对促成栽培的‘千禧’和‘早生天鹅绒’一品红生长开花的影响。结果表明短日照处理天数对其发育进程、苞片着色和观赏品质有显著影响。苞片转色后结束短日照处理, 节数与连续短日照相似, 但开花显著延迟; 现蕾时结束短日照处理, 开花时间、冠幅与连续短日照相似; 过渡性叶片面积在短日照处理至现蕾后13～14 d才与连续短日照相似。一品红对短日照处理天数的反应存在品种差异。现蕾前结束短日照处理导致一品红过渡性叶片的节间和花梗伸长、苞片着色变差, 出现开花逆转现象。为了保证观赏品质, 短日照处理要持续到现蕾以后。     

龙眼GDSL酯酶/脂肪酶基因的全基因组鉴定及表达分析

基于第三代龙眼基因组数据库及其转录组数据库,通过生物信息学分析对龙眼GDSL酯酶/脂肪酶家族进行全基因组鉴定。结果显示龙眼GDSL(Dl GDSL)家族共有118个成员,分为15个亚家族,亚细胞定位显示主要分布于细胞外基质中。染色体位置及共线性基因分析表明,118个Dl GDSL基因中有111个定位在15条龙眼染色体上,包括13对共线性基因。基因结构和蛋白质保守基序分析表明该家族的外显子在2～12之间,且motif2和motif3是Dl GDSL家族中尤为重要的保守基序。启动子顺式作用元件分析表明,启动子序列中包含众多光响应、激素应答、无氧诱导、胁迫响应和昼夜节律等响应元件,且大部分成员都含有茉莉酸甲酯(Me JA)、脱落酸(ABA)、生长素(IAA)和赤霉素(GA)等激素应答作用元件。FPKM值分析发现从胚性愈伤组织到球形胚阶段有26个差异表达的基因,提示Dl GDSL家族部分成员可能在龙眼体胚形态建成中发挥重要作用。q RT-PCR分析表明,在外源ABA和Me JA处理下龙眼胚性愈伤组织中,Dl GDSL家族部分成员可能与ABA、Me JA等激素信号转导相关。     

番荔枝节律钟输出基因AsGI的克隆、亚细胞定位与表达分析

GIGANTEA基因在植物开花和生理节律变化过程中起着重要作用。利用同源克隆和RACE-PCR的方法获得番荔枝GIGANTEA基因的全长cDNA序列,命名为AsGI,GenBank登录号为KR095281。序列分析表明,克隆获得的番荔枝AsGI基因长为3 465 bp,编码1 154个氨基酸。氨基酸序列比对显示与葡萄和油棕的GI的相似度分别为77%和76%。构建类似蛋白系统进化树显示,番荔枝AsGI与香蕉、海枣、油棕等分子进化距离较近。预测AsGI蛋白为转录因子,定位在细胞核中,为非分泌性蛋白质,不具备信号肽。同时构建了该基因融合GFP的植物表达载体,通过农杆菌介导瞬时转化烟草上表皮细胞并在荧光显微镜下观察,发现在烟草上表皮细胞的细胞核中有绿色荧光。实时定量RT-PCR结果表明,在不同的器官中,AsGI的表达量存在差异,在叶片、花蕾和成熟花中的表达量相对较高。AsGI呈现昼夜节律表达模式,长日照下叶片中AsGI在白昼的表达高于短日照处理。在4月、6月和8月,AsGI的表达量相对较高。该基因可能作为番荔枝花期调控分子育种的目标基因。     

龙眼生长素受体基因TIR1密码子偏好性分析

为了解龙眼生长素受体基因TIR1密码子的使用特性,采用CodonW、SPSS软件及EMBOSS在线程序分析龙眼TIR1密码子的偏好性,并分别与龙眼基因组、其他29个物种TIR1以及模式生物基因组进行比较。结果显示,龙眼TIR1与龙眼基因组的密码子选择偏性较弱且较偏好以A/T结尾,而物种间TIR1密码子选择偏性则存在一定差异;进化树分析表明,基于TIR1编码序列聚类结果比密码子使用偏性分类结果能更准确地反映物种间的亲缘关系;密码子使用频率比较结果发现,酵母真核表达系统更适用于龙眼TIR1异源表达试验,而龙眼TIR1与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小,尤其烟草和番茄可能为该基因转基因研究最为理想的受体。     

紫花苜蓿MsSAG113基因的克隆及对拟南芥的转化

以紫花苜蓿为试材,采用RT-PCR技术克隆出一个与拟南芥SAG113同源的基因,利用无缝连接酶将其与3302Y连接构建过量表达的植物表达载体,通过花序浸泡法转化拟南芥获得具有草铵膦抗性的植株,以期为研究MsSAG113的功能提供参考依据。结果表明:MsSAG113基因编码区长849bp,编码283个氨基酸,PCR和RT-PCR检测显示成功获得了转MsSAG113基因拟南芥植株,初步证明在转基因拟南芥中外源SAG113基因能够转录表达。     

荷花NnNHX1基因耐盐性在转化烟草中的验证

 为研究荷花液泡膜型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因NnNHX1的耐盐性,构建了植物表达载体pCAMBIA1301-220-NnNHX1,并通过农杆菌介导的叶盘转化法将NnNHX1基因转入烟草。利用荧光定量PCR分析NnNHX1在转基因烟草中的表达情况。对转基因烟草进行盐胁迫试验,并测定其在盐胁迫条件下叶绿素、脯氨酸和丙二醛含量、相对电导率、SOD和POD活性等相关生理指标及后代种子的发芽率。结果显示,在获得的7个转NnNHX1基因烟草株系中,T-N1、T-N2和T-N10等3个株系NnNHX1表达量较高。盐胁迫下,转基因烟草组培苗和盆栽苗的生长状况都好于对照植株,在叶绿素含量、脯氨酸含量、细胞质膜的完整性（相对电导率和丙二醛含量）和抗氧化酶（SOD和POD）活性等方面都好于对照,并且后代种子的发芽率也明显高于对照。表明荷花NnNHX1基因能够在烟草中正常翻译和表达,NnNHX1的过量表达提高了转基因烟草的耐盐性。     

转匍匐翦股颖AsHSP26.8a拟南芥株系的光合作用研究

通过测定转匍匐翦股颖小热激蛋白基因AsHSP26.8a拟南芥株系的根长、植株质量、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率以及PSⅡ光能转化效率,探讨AsHSP26.8a对拟南芥光合作用的影响,并进一步通过qRT-PCR分析了拟南芥内源光合相关基因(rbcL、psaA、psbA、psaE、clpP、rpoB、rpo A、accD)的表达情况来揭示AsHSP26.8a参与光合作用的调控途径。结果表明:与野生型相比,转基因拟南芥根长显著缩短,鲜质量和干质量下降;光合速率、蒸腾速率、气孔导度和PSⅡ光能转化效率均有所下降,光合相关基因的表达也有所下调。由此认为AsHSP26.8a抑制了转基因拟南芥光合相关基因的表达,使转基因拟南芥的光合作用减弱,从而进一步抑制了转基因拟南芥根系生长和干物质的积累。