青稞 HVA1和 blt4.9基因对模拟水分胁迫的响应差异及其在抗旱育种中的应用

为了解青稞 HVA1和 blt4.9基因在抗旱方面的作用及其差异,以青稞品种昆仑12号为材料,利用RT-PCR从8个候选内参基因( DHN1、 GAPDH、 Actin-1、 Actin-2、 18SrRNA-1、 18SrRNA-2、 TC139057和 PKABA)中筛选出在15%PEG模拟水分胁迫下表达稳定的基因,同时以筛选到的稳定表达的基因为参照,采用qRT-PCR技术研究青稞 HVA1基因和 blt4.9基因在模拟水分胁迫条件下的表达差异及在不同抗旱性青稞品种鉴定中的应用。结果表明:(1)筛选到1个在干旱胁迫下青稞叶片中能稳定表达的内参基因 TC139057;(2)在1%～30%PEG模拟干旱胁迫下,随着胁迫时间的延长,青稞 HVA1和 blt4.9基因表达量呈先增后降趋势,25%PEG处理下表达量最高,且在较低浓度PEG处理下基因表达量为 HVA1 blt4.9,而在较高浓度PEG处理下反之;(3)15%PEG处理1～144h,两基因表达量也呈先增后降趋势,胁迫48h后 HVA1基因表达量最高,胁迫96h后 blt4.9基因表达量最高,且处理前期基因表达量为 HVA1 blt4.9,后期反之;(4) 1～500μmol·L~(-1) ABA处理下,两基因表达量仍呈先增后降趋势, HVA1基因比 blt4.9基因敏感,且在较低ABA浓度下基因表达量为 HVA1 blt4.9,在较高浓度下反之;(5)获得转青稞 HVA1和 blt4.9基因拟南芥植株,其主要抗旱性生理指标优于野生型;且在较轻胁迫下,转 HVA1植株的生理指标优于转 blt4.9植株,而在较重胁迫处理下情况相反;(6)在模拟水分胁迫下,青稞叶片中两基因的表达量,抗旱性强的显著高于抗旱性弱的材料(P0.01),且较轻胁迫下 HVA1基因较敏感,反之 blt4.9基因敏感。本研究结果为 HVA1和 blt4.9基因在青稞抗旱育种中的应用奠定了基础。     

PEG 6000胁迫对小麦三叶期蛋白表达的影响

为了探索干旱胁迫下小麦蛋白质表达的变化,选取旱地品种烟D27、 陕优225和水地品种新麦18、小偃22、1031为材料,在小麦三叶期,用18%和35%两种浓度的聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,处理待试小麦24 h后,用TCA丙酮法提取叶片全蛋白,通过SDSPAGE电泳分析小麦在干旱胁迫后的蛋白质带谱,并运用高效液相色谱质谱联用技术鉴定了新麦18的35.0 kD干旱敏感蛋白条带。结果表明,PEG6000胁迫后分子量28.0 kD蛋白在水地品种中消失,在旱地品种中正常表达或诱导表达。此外,干旱胁迫使抗旱品种烟D27诱导产生33.0和23.0 kD干旱应答蛋白条带,导致抗旱性弱的水地品种新麦18的35.0 kD蛋白条带消失。对新麦18的 35.0 kD蛋白条带进行液相色谱分离结合质谱分析后发现其含有17种与基本生命活动有关的蛋白,这些蛋白与小麦对干旱胁迫的适应性代谢调节有关。     

PEG-6000胁迫对小麦三叶期蛋白表达的影响

为了探索干旱胁迫下小麦蛋白质表迭的变化,选取旱地品种蝈D27、陕优225和水地品种新麦18、小偃22、10-31为材料,在小麦三叶期,用18%和35%两种浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,处理待试小麦24 h后,月TCA丙酮法提取叶片全蛋白,通过SDS-PAGE电泳分析小麦在干旱胁迫后的蛋白质带谱,并运用高效液相色谱-质谱联用技术鉴定了新麦18的35.0 kD干旱敏感蛋白条带.结果表明,PEG6000胁迫后分子量28.0 kD蛋白在水地品种中消失,在旱地品种中正常表达或诱导表达.此外,干旱胁迫使抗旱品种烟D27诱导产生33.0和23.0 kD干旱应答蛋白务带,导致抗旱性弱的水地品种新麦18的35.0 kD蛋白条带消失.对新麦18的35.0 kD蛋白条带进行液相色谱分离结合质谱分析后发现其含有17种与基本生命活动有关的蛋白,这些蛋白与小麦对干旱胁迫的适应性代谢调节有关.     

PEG胁迫下小麦再生植株根系特性与抗旱性的关系

为了解PEG胁迫下小麦再生植株根系特性与抗旱性的关系．以抗旱性强的小麦品种河农花84、晋麦33号和抗旱性差的小麦品种温麦6号、周麦17的花药和幼胚愈伤组织分化植株为材料，以PEG为水分胁迫剂，对不同小麦品种在水分胁迫下的根系特性进行了比较研究。结果表明，同一小麦品种在不同PEG浓度胁迫下，根长和根数存在显著差异；在相同PEG浓度胁迫下，抗旱品种与不抗旱品种根长和根数差异显著。PEG浓度值为80g／L时，抗旱品种根系表现出较强的生长势，不抗旱品种根系生长势很弱．甚至发根停滞，因此可在PEG浓度值为80g／L的处理下，通过观察再生植株根系的生长状况来判别供试品种抗旱性的强弱。     

干旱胁迫对小麦花药培养的影响

为拓宽抗旱春小麦花培育种的亲本资源,明确干旱胁迫对小麦花药培养的影响,对甘肃省主栽的7个抗旱春小麦品种的花药培养特性进行了研究,并对筛选出的兼具较强抗旱性和优良花药培养特性的品种陇春27号及其他三个优良花培材料,通过诱导培养基中添加120mg·L~(-1)的PEG及旱地种植,进而进行花药培养。结果表明,供试的4个小麦基因型材料的愈伤组织诱导均受到抑制,但受抑制的程度不同,其抗旱系数排序在两种干旱胁迫处理下高度一致;田间抗旱性鉴定结果表明,4个基因型材料的抗旱性强弱不同;其愈伤组织的抗旱系数与抗旱性之间显著相关。     

抗旱性不同的春小麦品种籽粒萌发期α-淀粉酶活性及其同工酶分析

为了解春小麦萌发期生理生化变化对干旱胁迫的响应及为早期抗旱筛选鉴定提供科学依据,选用抗旱性不同的9个春小麦品种为材料,在20%聚乙二醇(PEG6000)干旱胁迫下和非干旱胁迫下进行萌发试验,研究了α-淀粉酶活性及其同工酶的表达.结果表明:1)在两种胁迫处理下,α-淀粉酶活性在品种间都存在着差异,但干旱胁迫下抗旱品种α-淀粉酶活性显著高于干旱敏感品种;2)α-淀粉酶活性与胚芽鞘长度之间呈显著正相关;3)在20%PEG6000胁迫下,抗旱品种α-淀粉酶同工酶受抑制较小,条带较多,胚芽鞘长度与主胚根长度受抑制较小.因此认为,抗旱品种在干旱胁迫下有着较高的萌发势,可能与具有表达α-淀粉酶同工酶的强势基因型有关;干旱胁迫下α-淀粉酶活性和r淀粉酶同工酶可以作为春小麦抗旱性筛选和鉴定的指标.     

渗透胁迫对小麦萌发生长及某些生理生化特性的影响

采用乙二醇 (PEG6 0 0 0 )渗透胁迫的方法 ,研究了两个不同抗旱性小麦品种对渗透胁迫的反应。结果表明 ,在渗透胁迫下 ,随水势的降低 ,小麦种子萌发生长减弱 ,表现为发芽率降低 ;芽长、根长和根数减少 ;根系活力和活跃的根比表面积下降 ;细胞膜伤害程度和叶片脯氨酸含量增加。抗旱性不同的品种相比 ,抗旱性强的品种受渗透胁迫影响较小 ,而抗旱性弱的相对较大。     

水分胁迫下小麦S 腺苷甲硫氨酸合成酶基因的半定量表达模式分析

为了解小麦S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,SAMS) 基因(SAMS)在抗旱节水中的功能,以小麦品种陕229为材料,以本实验室克隆的普通小麦SAMS基因的序列设计引物,利用半定量RT-PCR方法,对小麦叶片中SAMS基因在正常供水及PEG 6000模拟水分胁迫12、24、48、60、78 h以及复水3、6、12 h时的表达模式进行分析.结果表明,小麦SAMS基因在正常生长情况下有一定量的表达,在水分胁迫早期(PEG 6000胁迫12、24、48 h)诱导上调表达,水分胁迫程度严重时(PEG 6000胁迫60、78 h)表达受到抑制,表达量低于对照,复水后(3、6 h)上调表达,复水18 h后表达量下调至对照水平.说明小麦SAMS基因的表达受水分胁迫及水分胁迫后复水诱导,是小麦抗旱节水的摘要: 为了解小麦S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,SAMS) 基因(SAMS)在抗旱节水中的功能,以小麦品种陕229为材料,以本实验室克隆的普通小麦SAMS基因的序列设计引物,利用半定量RT-PCR方法,对小麦叶片中SAMS基因在正常供水及PEG 6000模拟水分胁迫12、24、48、60、78 h以及复水3、6、12 h时的表达模式进行分析.结果表明,小麦SAMS基因在正常生长情况下有一定量的表达,在水分胁迫早期(PEG 6000胁迫12、24、48 h)诱导上调表达,水分胁迫程度严重时(PEG 6000胁迫60、78 h)表达受到抑制,表达量低于对照,复水后(3、6 h)上调表达,复水18 h后表达量下调至对照水平.说明小麦SAMS基因的表达受水分胁迫及水分胁迫后复水诱导,是小麦抗旱节水的关键基因.     

小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发

铁结合蛋白(Ferritin,Fer)参与干旱胁迫应答反应,开发Fer基因抗旱相关的分子标记可为抗旱小麦品种选育提供依据。本研究依据2个强抗旱性和2个弱抗旱性小麦品种1A染色体上铁结合蛋白基因(TaFer-A1)序列的差异,开发TaFer-A1基因抗旱相关的分子标记,用150份萌发期抗旱性不同的小麦品种(系)对标记的有效性进行验证。克隆序列比对发现,TaFer-A1基因在4份抗旱性极端品种间仅存在7个变异位点,包括6个SNP位点和1个3bp碱基Del/Ins位点,其中仅在基因第1个内含子区域的3个连续碱基TCT的Del/Ins位点变异与4份品种抗旱性的表型相对应,而其余6个SNP位点在强与弱抗旱性品种之间随机发生。根据两组抗旱性极端品种间TCT碱基的差异,设计1对引物开发出了分子标记FerA1i-ntr1。该分子标记在2个强抗旱性品种中扩增出了167bp特异性条带,定名为TaFer-A1a等位变异;在2个弱抗旱性品种中扩增出了170bp特异性条带,定名为TaFer-A1b等位变异,表明FerA1i-ntr1为共显性标记。在分子标记FerA1i-ntr1检测的150份小麦品种(系)中,有73份被检测为TaFer-A1a等位变异类型,平均相对发芽率为70.1%;77份被检测为TaFer-A1b等位变异类型,平均相对发芽率为55.1%。TaFer-A1a等位变异类型品种(系)的平均相对发芽率极显著高于TaFer-A1b等位变异类型的(P<0.01),说明该共显性标记FerA1-intr1可用于小麦抗旱性的鉴定和筛选,也表明TaFer-A1基因与小麦抗旱性有关。     

水分胁迫条件下冬小麦幼苗应答蛋白的表达及其与品种抗旱性的关系

为了探索冬小麦幼苗期水分胁迫D-应答蛋白与品种抗旱性的关系,以30个抗旱性不同的冬小麦品种为材料,采用正常供水和-1.0 MPa PEG-6000胁迫两种处理及SDS-PAGE电泳技术,在抗旱性研究的基础上,对水分胁迫与非胁迫条件下D-应答蛋白在不同品种间表达的差异进行分析.结果发现,抗旱和中等抗旱品种经胁迫诱导后产生D-应答蛋白条带,而干旱敏感品种中没有出现此条带.该应答蛋白的分子量与已报道的抽穗期的分子量相当,约为66.2 kD.说明冬小麦幼苗期经水分胁迫后产生的D-应答蛋白与抽穗期水分胁迫后产生的应答蛋白完全一样,可以作为鉴定抗旱性的应答蛋白指标.     

龙眼叶片PAL基因的克隆与表达研究

为获得龙眼PAL基因的序列，并研究该基因在转录水平的表达，采用反转录PCR获得PAL的保守序列，然后利用RACE法克隆PAL基因的3'cDNA和5'cDNA序列，再利用DNAMAN软件拼接获得PAL基因的cDNA全长序列。以actin基因作为内参进行实时荧光定量PCR，研究PAL基因在4个龙眼品种嫩叶中的表达差异。结果表明，克隆得到Dlpal基因的cDNA全长序列为2 532 bp，开放阅读框为2 101 bp，编码839个氨基酸，分子量为92.259 ku，等电点为7.38。BLAST比对结果显示，该序列与其它物种的PAL基因具有较高的同源性。实时荧光定量PCR结果表明，Dlpal基因在4个龙眼品种‘乌龙岭’、‘松风本’、‘立冬本’和‘石峡’的嫩叶间的表达量差异显著，其中在‘立冬本’中表达量最高，在松风本中表达量最低。初步证明PAL基因在不同品种的龙眼叶片中的表达量差异显著。     

辣椒MADS-box基因CaMADS的及表达分析

根据植物MADS-box基因的保守区设计简并引物,进行PCR扩增获得一个辣椒MADS-box基因片段,在此基础上通过RACE方法获得了辣椒编码MADS-box基因的cDNA序列(命名为CaMADS).序列分析结果表明,CaMA DS基因全长943 bp,含有744 bp的阅读框,25bp的5'-UTR和174 bp的3...     

番茄中一个F-box/FBA基因的表达分析及载体构建

通过生物信息学分析从番茄基因数据库中筛选出一条全长cDNA序列,命名为SlFbf（GenBank登录号:AK326236.1）。通过设计特异引物克隆该基因。SlFbf全长1 464 bp,编码381个氨基酸,N端含有F-box结构域,C端含有FBA₁结构域,在基因组序列中无内含子。半定量及定量RT-PCR分析结果表明,该基因在番茄的根、茎、叶、花蕾、花、青果、黄果及红果中均有表达,且在开花当天的雄蕊中表达最强,推测该基因在雄蕊发育中起着重要作用。同时构建了番茄SlFbf基因的正、反义植物表达载体,为深入研究该基因功能奠定了基础。     

三角梅甜菜色素代谢酶4,5-DOPA-dioxygenase基因的分离和表达

甜菜色素在自然界中与花青素排斥分布,主要在石竹目（Caryophyllales）的9个科的植物中合成。虽然甜菜色素的生物合成已经有很多猜测,酶催化的生物合成关键步骤仍然缺少足够的实验数据支持。本研究首先从三角梅属的3个种（B. spectabilis‘Splendens’,B. buttiana‘Mahara’,B. pruviana‘Thimma’）的苞片中分离了甜菜色素合成途径末端的关键酶4,5-DOPA-dioxygenase完整的cDNA,大小分别为902、899、899 bp,分别编码298、297、297个氨基酸,并对这3个同源基因与已经报道的来自B.　glabra的该基因进行比较。推测的分子量分别为33 758、33 076、33 233 u,等电点（pI）分别是5.62、5.54和5.94。对分属于4个种（B.spectabilis‘Splendens’,B. buttiana‘Mahara’,B. glabra‘Alba’,B. pruviana‘Thimma’）花的4,5-DOPA-dioxygenase的Real-time分析结果表明,该基因在4个种的花中,种间变化较大,总体趋势是开花早期该基因的表达较弱,盛花期表达迅速增强,后期又呈现下降。其中,在红色的B.buttiana‘Mahara’中,该基因的表达最强,在白色的B.glabra‘Alba’中表达最弱。这些结果表明,该基因的表达与花的颜色鲜艳程度直接相关。     

Expression pattern of GmLAX genes under different stresses in soybean drought sensitive cultivar and tolerant cultivar

Auxin has been reported to regulate plant growth and development, as well as to mediate plant adaption to abiotic stresses, including drought. AUX/LAX family displays auxin uptake functions and comprises four highly conserved genes AUX1 and LIKE AUX1 (LAX1, LAX2, and LAX3) in Arabidopsis. There are fifteen GmLAX family genes in the soybean genomes and several members were regulated by dehydration stress. In this study, the sequence differences and expression pattern of GmLAXs-I were analyzed under stress treatment between the soybean drought-tolerant Jindou 21 and drought-sensitive varieties Zhongdou 33. Five homologous genes of AUX1 were all responsive to PEG, salt, ABA and IAA stimuli. There were two SNPs in the promoter region of GmLAX4 gene, and this gene was differentially expressed in two cultivars. Moreover, our results showed YFP-GmLAXs are predominantly localized in plasma membrane. Taken together, our results suggest that GmLAXs are involved in abiotic response, which can provide theoretical and technical support for the genetic improvement of soybean drought tolerance.     

大豆GmWRKY20基因表达特性研究

Gs WRKY20基因是从野生大豆中挖掘到的非生物胁迫相关基因,该基因可以提高转基因拟南芥与苜蓿的抗旱性,并使拟南芥提前开花。栽培大豆中的Gm WRKY20是Gs WRKY20基因的同源基因,序列相似度达到99%。利用实时荧光定量PCR分析栽培大豆中Gm WRKY20基因表达特性,结果表明:Gm WRKY20基因在不同栽培品种间的表达没有显著差异;仅在大豆发育的特定阶段上调表达,其上调表达与大豆开花的起始相关;主要表达部位在叶片;不受光周期影响,但受到多种非生物胁迫影响。     

甜菜的热激与基因表达

综述了热激对甜菜热激蛋白（Heat—shock protein，HSP）基因表达的影响及HSP基因的种类和生理功能。研究表明，热刺激和HSP产生之间有许多信号转导环节，对热激引起甜菜耐热性提高的机理进行了讨论。     

玉米杂交种及其亲本子粒基因差异表达与杂种优势关系的研究

采用6×5 NCⅡ设计,以玉米乳熟期子粒为材料,在反转录水平上应用mRNA差异显示技术分析玉米杂交种及其亲本间基因差异表达模式,并与杂种优势进行相关分析。结果表明,玉米杂交种与亲本间存在明显的基因差异表达,可分为7种形式。在差异表达模式与杂种表现相关分析中,有15个相关系数达到显著或极显著水平。在差异表达模式与中亲优势相关分析中,株高与杂种特异表达型呈显著正相关;百粒重与单亲表达沉默一型呈极显著负相关;穗粒重和单亲表达沉默一型呈显著正相关;出籽率和蛋白质含量与单亲表达一致二型呈显著正相关;穗粒重和百粒重与杂种特异表达型呈极显著正相关。在与超亲优势相关分析中,株高与单亲表达一致一型呈显著正相关;穗位高和赖氨酸含量与单亲表达一致一型分别呈显著正相关和负相关;行粒数与双亲共沉默型呈极显著正相关,赖氨酸含量与双亲共沉默型呈显著负相关。     

巴西橡胶树AnnHb1基因的克隆及表达分析

根据一个从巴西橡树胶乳cDNA文库中获得的EST片段的序列设计引物,通过RACE的方法获得了橡胶树编码annexin的cDNA,命名为AnnHb1。序列分析表明,AnnHb1长为1 198 bp,含有945 bp的阅读框,62 bp的5'-UTR和191 bp的3'-UTR,编码314个氨基酸,分子量为35.99 ku,等电点为8.18。该氨基酸序列与蓖麻、麻疯树、棉花、苜蓿、烟草和拟南芥中的annexin的同源性分别为82%、72%、72%、64%、60%和60%。半定量RT-PCR分析结果表明AnnHb1基因在愈伤、花、树皮、叶、胶乳中均有表达,其中在愈伤组织中表达量最低,树皮中表达量最高。     

巴西橡胶树SUMO活化酶基因HbSAE1的克隆及表达

根据一个从巴西橡胶树胶乳cDNA文库中获得的EST片段的序列设计引物,通过RACE的方法获得了橡胶树编码SUMO活化酶(SUMO-activating enzyme,SAE)的cDNA,命名为HbSAE1。序列分析结果表明HbSAE1长为2 411 bp,含有1917 bp的阅读框,214 bp的5'-UTR和280 bp的3'-UTR,编码638个氨基酸,分子量为70.79 ku,等电点为5.41。半定量RT-PCR分析结果表明HbSAE1基因在花、树皮、叶、胶乳中均有表达,其中在胶乳中表达量最高。