核桃JrGSTTau1基因的克隆及转入酵母的抗逆功能分析

为筛选核桃(Juglans regia)抗逆相关的功能候选基因,研究克隆获得一条核桃Tau亚家族GST基因(JrGSTTau1),并将该基因插入酵母表达载体pYES2中构建重组酵母pYES2-JrGSTTau1,将重组载体转入酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)INVSC1,同时以转化空载体pYES2的重组酵母作为阴性对照。在酵母表达系统中研究该基因的抗逆功能。结果表明,JrGSTTau1的开放读码框(ORF)全长690bp,拟推导的蛋白分子量为26.856kDa,含有氨基酸数为229,理论等电点为6.02。对2种酵母进行NaCl、CdCl2、-20℃和53℃胁迫处理,比较发现JrGSTTau1转基因酵母表现出较对照更高的生命力和成活率。表明JrGSTTau1基因能有效提高酵母的耐盐抗镉及抵抗异常温度的能力,JrGSTTau1可作为核桃逆境应答的候选基因。     

柽柳硫氧还蛋白过氧化物酶(ThPrx1)基因转入酵母的抗逆能力分析

从柽柳(Tamarix hispida)中克隆到了一个硫氧还蛋白过氧化物酶(Peroxiredoxin,Prx)家族基因(ThPrx1).为了研究ThPrxl的抗逆功能,将ThPrx1基因构建到酵母表达载体pYES2中,转化到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中,获得重组酵母,并用转空pYES...     

核桃翻译起始因子JreIF1A的克隆及抗旱功能分析

真核生物翻译起始因子(eIF1)在逆境响应中具有一定的调节功能。本研究克隆获得核桃(Juglans regia)的1条eIF1A基因(命名为JreIF1A),通过生物信息学、基因表达及酵母转化等不同技术,分析JreIF1A在干旱胁迫下的基本生物功能。结果表明,JreIF1A的开放阅读框为438 bp,编码的多肽含145个氨基酸,分子量为16 344.48 u,理论等电点为5.08。JreIF1A与土瓶草(Cephalotus follicularis)、毛果杨(Populus trichocarpa)等的亲缘关系较近。JreIF1A能被干旱胁迫显著诱导,且在根和叶中具有表达特异性。将JreIF1A转入酵母,对转基因酵母INVSC1(pYES2-JreIF1A)及对照酵母INVSC1(pYES2)分别进行干旱(山梨醇,0.2 mol/L)处理,发现INVSC1(pYES2-JreIF1A)在干旱胁迫下的生长活性显著优于INVSC1(pYES2)。表明JreIF1A基因能不同程度地响应干旱胁迫,其表达可有效改善转基因酵母的抗旱响应能力;JreIF1A基因可作为核桃逆境适应机制研究的候选基因。     

酿酒酵母抗氧化酶系统对NaCl和Na_2CO_3胁迫的生理响应

[目的]研究酿酒酵母SOD和CAT对NaCl和Na2CO3胁迫的生理响应。[方法]采用分光光度法,测定不同浓度NaCl和Na2CO3胁迫条件下酵母菌SOD和CAT的活性指标;采用比浊法,测定不同浓度NaCl和Na2CO3胁迫对酵母铜/锌超氧化物歧化酶缺失菌株（sod1Δ）和过氧化物酶缺失菌株（ctt1Δ）生长的影响。[结果]随着NaCl和Na2CO3胁迫浓度的升高,酵母细胞内SOD和CAT活性呈现上升趋势;与野生型菌株相比,NaCl和Na2CO3胁迫对sod1Δ和ctt1Δ基因缺失菌株产生更加明显的生长抑制作用。[结论]SOD和CAT在酿酒酵母抵抗NaCl和Na2CO3胁迫中发挥重要作用。     

2个柽柳Prx基因的克隆及表达分析

过氧化还原蛋白（Prxs）是植物体内重要的抗氧化酶。为深入研究Prx基因在柽柳非生物胁迫中的作用,从柽柳cDNA文库中获得了2条Prx的单一序列ThPrx1与ThPrx2,其中ThPrx1为部分序列,ThPrx2为全长序列。生物信息学分析表明,2条ThPrx与植物Prx同源基因的氨基酸序列具有较高的同源性,并且ThPrx1和ThPrx2分别属于Prx的PrxⅡ和2-Cys Prxs亚家族。通过实时定量PCR对这2个ThPrx基因在不同非生物胁迫（NaCl、PEG、CdCl2、低温及ABA）处理的柽柳根和叶中的表达模式分析显示, 2个ThPrx基因在胁迫下的表达模式不同:NaCl、PEG和ABA均能够诱导ThPrx1基因在根中的表达,而CdCl2和低温胁迫则抑制了该基因在根和叶中的表达;ThPrx2基因在低温处理的柽柳中的表达量下降,其他胁迫处理不同程度上影响了ThPrx2基因的表达。结果表明,ThPrx1与ThPrx2是2个新的Prx基因,推测其可能参与植物的逆境胁迫过程。      

超氧化物歧化酶在酿酒酵母碱胁迫抗性中的功能研究

[目的]研究酿酒酵母超氧化物歧化酶与其碱胁迫抗性的相关性。[方法]采用可见分光光度法,测定碱胁迫条件下酵母菌超氧化物歧化酶活性（SOD）指标;采用平板滴定生长试验,检测酿酒酵母铜/锌超氧化物歧化酶缺失菌株（sod1Δ）和锰超氧化物歧化酶缺失菌株（sod2Δ）的碱胁迫抗性;采用台盼蓝染色,检测碱胁迫条件下酵母细胞的存活率。[结果]在pH值为7.9条件下处理2h可明显诱导酵母细胞内SOD活性升高;与野生型酵母菌株相比,sod1Δ和sod2Δ基因缺失菌均表现碱胁迫敏感表型,并且碱胁迫条件下细胞存活率明显下降。[结论]超氧化物歧化酶在调控酿酒酵母碱胁迫抗性中发挥重要作用。     

柽柳THWRKY12基因的克隆及表达分析

[目的]克隆柽柳THWRKY12基因,并对其进行表达分析。[方法]分别用400 mmol/L NaCl溶液、20%PEG及100μmol/L ABA对柽柳幼苗进行胁迫处理后,用RT-PCR技术研究THWRKY12基因在各组织中的表达情况。[结果]在NaCl和PEG处理下,THWRKY12基因在柽柳幼苗各组织中表达总体呈上调趋势,表明该基因与柽柳的抗盐碱及抗旱过程有关;且ABA处理后THWRKY12基因的表达模式与前两者大致相同,表明该基因可能通过ABA调控的信号通路参与柽柳的抗盐碱及抗旱调控。[结论]该研究为研究WRKY基因在柽柳抗逆性中的作用奠定了基础。     

柽柳eIF1A基因耐重金属CdCl_2胁迫能力分析

通过实时荧光RT-PCR技术研究了CdCl2胁迫下不同时间点柽柳根、茎、叶中eIF1A基因的表达模式,结果表明:该基因受CdCl2胁迫诱导明显,可能参与柽柳的CdCl2胁迫应答。进一步对转柽柳eIF1A基因的T2代烟草进行CdCl2胁迫,测定各转基因株系及野生型烟草的MDA、POD、SOD、可溶性蛋白含量等各项抗逆生理指标,结果表明柽柳eIF1A基因具有提高烟草的耐CdCl2胁迫的能力。     

紫苏PfDGAT1酵母功能互补分析

[目的]本试验将已克隆的紫苏种子中高表达二酰甘油酰基转移酶(DGAT)基因PfDGAT1转化至酿酒酵母突变型菌株H1246进行酵母互补功能验证,研究二酰甘油酰基转移酶是否具有催化油脂合成的作用。[方法]通过构建紫苏DGAT基因的酵母表达载体pYES2.0-PfDGAT1并转化至酿酒酵母突变型菌株H1246,用尼罗红对转基因酵母细胞染色,检测转基因酵母中是否能合成油体;利用薄层层析(TLC)试验检测转基因酵母中是否存在三酰甘油(TAG)。[结果]转pYES2.0-PfDGAT1载体的突变型酵母菌株H1246能够检测到有油体存在,而转pYES2.0空载体的突变型酵母菌株H1246中没有检测到油体,说明紫苏PfDGAT1基因的表达恢复了酿酒酵母突变型菌株H1246油体缺陷的表型,可以催化TAG合成。[结论]PfDGAT1基因在紫苏种子油脂合成积累过程中发挥重要作用,该研究结果为深入解析PfDGAT1基因在紫苏油脂合成途径中的功能奠定了基础。     

月季RcLEA基因表达提高大肠杆菌对非生物胁迫耐性

[目的]研究RcLEA基因在月季品种中热诱导表达模式及RcLEA基因对多种非生物胁迫耐性。[方法]将耐热和不耐热月季品种进行38℃/3h热激处理,研究RcLEA基因在月季品种的热诱导表达模式;为验证月季RcLEA基因功能,将其转化E.coliBL21,将重组菌株BL21分别置于4、50℃及LiCl、NaCl、Na2CO3、CdCl2、H2O2胁迫下,研究重组菌株对高温、低温及非生物胁迫的响应。[结果]38℃/3h热激处理后,该基因在耐热月季品种‘曼海姆宫殿’（Schloss mannieim,SM）、‘赌城’（Lasvegas,LV）中强表达,而在不耐热品种‘新十全’（Kordes Perfecta,KP）弱表达或不表达,表明该基因与月季耐热性关系密切。重组菌株提高了对高温、低温、重金属、高盐、高pH值、氧化等非生物胁迫的耐性,表明RcLEA参与了上述非生物胁迫的响应。[结论]该研究为后续该基因导入不耐热月季品种提高月季耐热品质及其机理研究提供了思路,也为月季等园林观赏植物的耐热品种筛选提供了理论支持。     

水稻cDNA酵母表达文库的构建及重金属镉胁迫相关基因的初步筛选

提取经重金属胁迫处理的水稻幼苗总RNA并纯化mRNA,采用SMART技术反转录成cDNA,利用Gateway技术将cDNA构建到入门载体pDONR222后,再经LR反应重组到酵母表达载体pYES2-DEST52上,获得水稻cDNA表达文库。检测表明,所构建的cDNA文库能达到后续试验要求。使用重金属镉敏感酵母突变株ycf1Δ进行水稻中重金属镉耐受相关基因筛选,获得多个可以恢复表型的酵母单克隆。提取质粒并测序分析后可知涉及到水通道蛋白、蛋白酶抑制剂以及金属硫蛋白等不同基因,筛选所得基因即为水稻应答重金属镉胁迫的候选基因。     

月季RcLEA基因表达提高大肠杆菌对非生物胁迫耐性

[目的]研究RcLEA基因在月季品种中热诱导表达模式及RcLEA基因对多种非生物胁迫耐性。[方法]将耐热和不耐热月季品种进行38℃/3h热激处理,研究RCLEA基因在月季品种中的热诱导。表达模式;为验证月季RcLEA基因功能,将其转化E.coliBL21,将重组菌株BL21分别置于4℃、50℃及LiCl、NaCl、Na2CO3、CdCl2、H2O2胁迫下,研究重组菌株对高温、低温及非生物胁迫的响应。[结果]38℃/3h热激处理后,该基因在耐热月季品种‘曼海姆宫殿’（Schlossmannieim,SM）、‘赌城’（Lasvegas,LV）中强表达,而在不耐热品种‘新十全’（Kordes＇Perfecta,KP）弱表达或不表达,表明该基因与月季耐热性关系密切。重组菌株提高了寄主大肠杆菌对高温、低温、重金属、高盐、高pH值、氧化等非生物胁迫的耐性,表明RcLEA参与了上述非生物胁迫的响应。[结论]该研究为后续该基因导入不耐热月季品种提高月季耐热品质及其机理研究提供了思路,也为月季等园林观赏植物的耐热品种筛选提供了理论支持。     

柽柳ThGSTT1基因的抗旱耐盐表达分析

[目的]研究柽柳ThGSTT1基因的抗旱耐盐表达.[方法]通过对柽柳7个转录组分析,克隆获得一条谷胱甘肽转移酶基因,通过Blast比对及进化分析其结构,并采用qPCR分析基因的抗旱耐盐表达.[结果]该基因为谷胱甘肽Theta家族基因,因此命名为ThGSTT1基因;该基因编码的蛋白氨基酸残基数为231,分子量为26.1 kDa,理论等电点为7.14.表达谱分析显示,ThGSTT1在柽柳根和叶中的表达不同,具有一定的组织表达特异性.qPCR分析结果表明,盐胁迫明显诱导了ThGSTT1基因的表达,叶中胁迫7d表达量为对照的7.48倍,根中胁迫9d时最大.PEG胁迫下ThGSTT1基因的表达明显受抑制,根中胁迫第3天的表达仅为对照的23.7％,而叶中胁迫第5d表达量最低,为对照的12.7％.[结论]谷胱甘肽转移酶是一种重要的抗逆保护酶类,进行抗旱耐盐表达分析具有重要意义.     

毕赤酵母分泌表达SAMS及表达产物活性分析

[目的]利用毕赤酵母分泌表达S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）。[方法]以酿酒酵母（Saccharomyce cerevisiae）基因组DNA为模板,通过PCR扩增出S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因2（sam2）,构建重组毕赤酵母（Pichia pastoris）表达载体pPIC9Ks-am2,转化毕赤酵母GS115,以甲醇诱导表达分泌蛋白SAM合成酶,并用HPLC测定重组蛋白的酶活力。[结果]经SDS-PAGE鉴定重组蛋白分子量约50kD,比理论值42.5 kD稍大,可能是分泌过程中糖基化等加工造成。体外酶促反应结果显示,伴随甲醇诱导及初步纯化过程的进行,蛋白活力逐步提高,纯化后比活力为61.48 U/mg。[结论]该研究首次实现了SAM合成酶的胞外表达,为开发和建立体外酶促法生产SAM工艺奠定了基础。     

3种柽柳属植物种子萌发特性研究

[目的]研究3种柽柳属植物种子萌发特性。[方法]以多枝柽柳、中国柽柳和细穗柽柳为研究对象,用沙床室温试验模拟自然环境,研究不同温度胁迫、不同浓度NaCl盐胁迫、不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)干旱胁迫下3种柽柳属植物的种子萌发特性。[结果]在15、20、25、30、35℃下,多枝柽柳和中国柽柳在25℃时萌发率最高,分别可达84.00%、97.34%;细穗柽柳在20℃萌发率最高,为71.34%;NaCl溶液对种子萌发均有抑制作用;在干旱胁迫下,PEG浓度小于45%时对多枝柽柳种子萌发有促进作用,对中国柽柳有抑制作用,PEG浓度小于30%时对细穗柽柳种子萌发有促进作用。[结论]该研究可为扩大柽柳属植物资源提供科学依据。     

拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450在毕赤酵母中的表达及纯化(英文)

[目的]观察拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450在毕赤酵母体系中的表达,获得重组蛋白。[方法]将At2G34450基因插入含AOX1启动子和α分泌信号肽序列的酵母表达载体pPIC9K中,用SalⅠ将重组质粒线性化,电击转化毕赤酵母GS115感受态细胞,筛选阳性整合子进行甲醇诱导表达。[结果]拟南芥At2G34450在酵母培养基中实现了表达,表达产物经SDS-AGE鉴定为重组蛋白。[结论]在毕赤酵母真核系统中实现了拟南芥At2G34450蛋白的表达,为进一步研究拟南芥HMGB家族蛋白打下了基础。     

柽柳类锌指基因ThZFL的功能分析

为了研究柽柳ThZFL基因的功能,将ThZFL基因过表达转入烟草后,对转基因烟草进行盐胁迫、干旱胁迫,并利用酵母双杂交及染色体步移技术,获得柽柳ThZFL基因的互作蛋白与启动子。结果表明:柽柳ThZ-FL基因能显著提高转基因烟草盐胁迫下种子的发芽率、离体叶片的分化和植株的生长能力;通过酵母双杂交筛选出两个与ThZFL蛋白互作的蛋白;ThZFL基因启动子驱动GUS活性显示,在幼苗的整体、叶脉和毛状体中表达显著,但在幼叶和茎尖处表达微弱。     

拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450在毕赤酵母中的表达及纯化

[目的]观察拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450在毕赤酵母体系中的表达,获得重组蛋白。[方法]将At2G34450基因插入含AOX1启动子和α分泌信号肽序列的酵母表达载体pPIC9K中,用SaⅠl将重组质粒线性化,电击转化毕赤酵母GS115感受态细胞,筛选阳性整合子进行甲醇诱导表达。[结果]拟南芥At2G34450在酵母培养基中实现了表达,表达产物经SDS-PAGE鉴定为重组蛋白。[结论]在毕赤酵母真核系统中实现了拟南芥At2G34450蛋白的表达,为进一步研究拟南芥HMGB家族蛋白打下了基础。     

莲中介导矿质元素胁迫耐受性基因的筛选与功能验证

【目的】莲是一种传统的药食同源作物,但其蕴藏的丰富基因资源仍缺乏功能鉴定。分离鉴定莲中参与微量矿质营养元素及重金属元素积累或耐受过程的功能基因,丰富莲中介导营养高效以及逆境耐受的基因资源,并为莲的遗传改良提供理论依据。【方法】以湘莲代表品种‘寸三莲’为试验材料。首先构建莲的酵母表达cDNA文库,并将文库转化酿酒酵母后分别在含有过量镉（Cd）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、铁（Fe）、铝（Al）胁迫的平板上筛选,分离阳性酵母克隆中介导相关胁迫耐受性的目的基因。结合生物信息学分析和酵母互补试验对筛选出的耐受基因进行功能验证。【结果】构建了库容量超过106个单克隆、重组率100%、平均插入片段大于1 000 bp的酵母文库。通过筛选得到介导Cd耐受的基因13个、Mn耐受基因4个、Zn耐受基因4个、Cu耐受基因3个、Fe耐受基因7个、Al耐受基因1个,其中3个基因能够同时介导Fe和Mn的耐受性。这些基因在莲除6号染色外的其他染色体上都有分布。【结论】本研究构建了高质量的莲酵母表达cDNA文库,并筛选得到29个介导微量矿质营养元素或重金属元素胁迫抗性的基因,为莲的营养高效以及避免重金属污染...     

刺激植物响应蛋白基因Epl1的载体构建及酵母转化

[目的]构建刺激植物响应蛋白Epll基因的真核表达载体,筛选多拷贝酵母转化子.[方法]以深绿木霉（Trichoderma atroviride）ACCC30153的cDNA为模板进行PCR获得Epl1基因片段,并将目的片段插入表达载体pPIC9K的相应位置,获得重组表达载体,并将pPIC9K-Epl1转入毕赤酵母（Pichia pastoris）GS115中,并用不同中终浓度的遗传霉素G418筛选多拷贝重组酵母菌株.[结果]对重组载体进行PCR及双酶切检测为阳性;在含有终浓度为2 mg/ml遗传霉素G418的YPD平板上筛选得到7株多拷贝的转化子GS115-Epl1,经PCR鉴定1株转化子呈阳性.[结论]Epl1基因的我体构建及多拷贝酵母转化子筛选为以后大量分离纯化Epl1蛋白并研究其功能奠定基础.