杨树种子萌发中内肽酶变化及其相关途径基因的表达模式

为研究杨树种子萌发过程中储藏蛋白分解的分子机制,以杨树萌发0h、0.75h、24h、48h、72h和144h的种子或幼苗为材料,对内肽酶酶活及其相关途径基因的表达模式进行研究,结果表明:随着杨树种子萌发的进行,游离氨基酸含量逐渐升高,其中在48h时变化显著,此时内肽酶活性最高;天冬氨酸内肽酶基因(Potri.006G087600)与苏氨酸内肽酶基因(Potri.002G166800)在48h时相对表达量最高,其中苏氨酸内肽酶基因(Potri.002G166800)表达模式与氨基酸含量变化呈显著正相关,其编码的酶对杨树种子萌发过程中蛋白分解起重要作用。     

杨树环化酶基因组织表达模式和蛋白定位

半定量RT-PCR显示,毛果杨形成层、幼叶和顶芽中的Potri.006G237100转录产物极低,但在木质部、叶柄和根中其转录水平却较髙,在木质化茎节其转录产物也呈现高丰度积累,这表明Potri.006G237100在毛果杨木质化组织中特异地、高丰度转录表达。实验构建p GWB5-Potri.006G237100载体,转化拟南芥、分子鉴定得到5个过量表达转基因植株,激光共聚焦分析显示融合蛋白Potri.006G237100-GFP定位在转基因植株的细胞质。     

蒙古冰草GDSL酯酶/脂肪酶基因的序列及表达分析

为挖掘蒙古冰草(Agropyron mongolicum)中的GDSL酯酶/脂肪酶基因，以干旱胁迫下蒙古冰草转录组测序得到的Unigenes为对象，利用生物信息学方法对蒙古冰草GDSL脂肪酶基因进行理化性质、亚细胞定位、同源性以及系统发育进化分析，同时对不同干旱处理条件下的GDSL脂肪酶基因进行表达分析。结果表明：蒙古冰草中52个GDSL脂肪酶基因，蛋白质分子量在6.80～44.77 kU,66～420个氨基酸，pI 4.27～9.42;52个蒙古冰草GDSL脂肪酶基因亚细胞定位预测显示细胞外基质、叶绿体、细胞核、细胞质、细胞膜、细胞壁均有分布；将其与13个已知具有抗旱功能的GDSL脂肪酶基因进行同源性对比及进化树构建，蒙古冰草GDSL脂肪酶基因与水稻、大麦、拟南芥、木豆、大豆、蜡梅、辣椒的GDSL脂肪酶基因均有较高相似性。在干旱处理0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0 d及复水1.0 d,与对照(CK)相比，14个基因呈显著下调表达，38个基因呈现为上调表达。对6个蒙古冰草GDSL脂肪酶蛋白跨膜及信号肽和磷酸化预测结果显示，DN26944＿c0＿g1属于跨膜蛋白；DN269...     

异源表达Peu-miR473 a增强拟南芥的抗旱性

为了探究胡杨miR473a基因的功能,本文克隆了miR473a的前体Pre-Peu-miR473a,并利用农杆菌花序侵染法将其遗传转化入拟南芥。通过普通PCR和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)组织化学染色检测获得CaMV35S: miR473a过表达植株,然后对转基因和野生型植株在甘露醇模拟高渗环境与土壤自然干旱条件下的生长状况及各项生理指标进行评价。结果表明,胡杨miR473a前体长度为100 bp,与毛果杨前体序列相似度为100%,可以形成完美的二级茎环结构。相比于野生型,过表达胡杨miR473a的拟南芥在200 mmol/L甘露醇胁迫条件下的萌发率、根长和生长状况都优于野生型;在土壤干旱处理条件下,转基因拟南芥的株高、相对含水量、脯氨酸含量以及光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光合效率均显著高于野生型10%以上(P0.05)。半定量PCR检测显示:Peu-miR473a参与胡杨受干旱胁迫的正调控,杨树中预测的靶基因Potri.012G093900、Potri.007G100200、Potri.009G165300、Potri.004G204400受干旱胁迫的负调控;拟南芥中预测的靶基因AT1G24530、AT5G45000、AT5G46070及AT3G52950在转基因株系中表达量下降。初步预测它们有可能被miR473a靶向调控。本研究表明,miR473a基因在干旱胁迫条件下通过调控植株的抗脱水能力和渗透调节能力发挥一定抗旱作用。      

小黑杨MYB122基因生物信息学及表达

为解析林木抗逆胁迫分子机制、培育抗性转基因林木,以小黑杨(Populus simonii×P.nigra)为试材,同源克隆出954 bp的MYB122(Potri.008G122100.1)基因cDNA,该基因编码317个氨基酸,该蛋白属热稳定性较低的亲水性蛋白。RT-qPCR分析表明,盐胁迫下MYB122基因在根中表达水平明显提高,并且盐胁迫12 h相对表达量达到最高水平。亚细胞定位分析表明,MYB122编码的蛋白质定位在细胞核中。自激活验证结果显示,MYB122蛋白质有自激活活性,且该基因的激活区域在C端1～60个氨基酸之间     

含抗草甘膦CP4-EPSPS基因和耐逆Trihelix类转录因子GmGT-2A基因的植物表达载体构建及转化验证

高效易用的植物表达载体在基因功能相关研究中起着重要的作用。以植物表达载体p BA002为基础载体,使用抗草甘膦CP4-EPSPS基因替换原载体的Bar筛选标记基因,获得新的植物表达载体p ES002。将大豆耐逆相关Trihelix类转录因子Gm GT-2A连接到p ES002,构建了同时含耐逆相关基因和抗除草剂标记基因的植物表达载体p ES002-Gm GT-2A。利用农杆菌介导的花序浸润法转化拟南芥,并对转基因植株进行抗草甘膦和耐盐性鉴定。结果表明,转基因植株在抗草甘膦和耐盐性上均显著强于对照,表明该载体可以用于转基因相关的基因功能研究。     

木豆GDSL脂肪酶基因的克隆及表达分析

【目的】为探明GDSL家族脂肪酶的抗逆机理,【方法】在前期研究基础上,利用RACE技术克隆木豆GDSL脂肪酶基因,并通过荧光定量PCR技术检测其表达特性。【结果】获得1条木豆GDSL脂肪酶基因,命名为Cc GDSL1,该基因含开放阅读框全长1107 bp,编码369个氨基酸;经同源性分析,Cc GDSL1编码的氨基酸序列与豆科植物中GDSL脂肪酶具有较高的相似性。该基因在叶、茎和根中均表达,且叶和茎中表达量显著高于根;干旱胁迫能提高Cc GDSL1的表达量,随干旱的持续表现出先降后升随后趋于稳定的表达模式。【结论】推测Cc GDSL1基因参与木豆应激干旱胁迫。     

沙田柚GDSL酯酶/脂肪酶基因的鉴定及序列分析

利用高通量测序技术对沙田柚自交和异交花柱进行转录组测序。通过差异分析得到GDSL酯酶/脂肪酶的基因序列,该基因全长1 306 bp(Gen Bank登录号:KU159279),开放阅读框(简称ORF)全长1 104 bp,共编码367个氨基酸,编码的蛋白质分子量为40.09 ku,理论等电点为6.44,含有1个与SGNH蛋白相同的保守结构域(conserved active sites,简称CAS);GDSL基因在沙田柚自交1 d花柱中的表达量(简称RPKM)为4.68,2 d为2.41,3 d则迅速下降到0.27;在异交1 d花柱中该基因的表达量为4.48,2 d迅速升高至7.43,3 d仍维持较高水平为4.37;系统进化树显示,沙田柚GDSL酯酶/脂肪酶基因与甜橙(Citrus sinensis)亲缘关系很近,属于同一进化分支。     

蚕豆VfGASA1基因的异源过表达延迟拟南芥开花

GASA(Gibberellic acid-stimulated in Arabidopsis)蛋白是一类受赤霉素调控的小分子蛋白质,参与植物生长发育的多条途径.本研究在蚕豆(Vicia faba)中同源克隆了VfGASA1基因,该基因的开放阅读框全长为363 bp,编码1个包含120个氨基酸残基的蛋白质,VfGASA1在蚕豆叶片和嫩荚中高表达,亚细胞定位结果显示,VfGASA1是一个定位于质外体的分泌蛋白.异源过表达VfGASA1导致转基因拟南芥开花延迟、莲座叶数量增多,外施赤霉素能够恢复这一现象.实时荧光定量结果显示,转基因拟南芥植株中FT基因显著下调,而DELLA基因中的GAI基因显著上调,说明VfGASA1可能是通过间接抑制DELLA蛋白的表达从而调控植物开花.本研究结果为蚕豆的开花调控育种提供了理论依据.     

油菜GDSL脂肪酶基因BnLIP1的克隆及其原核表达

克隆油菜GDSL脂肪酶基因BnLIP1,实现该基因在原核系统中重组表达,为研究其功能奠定基础。采用TRIzol法提取总RNA,通过RT-PCR法扩增BnLIP1编码序列,构建原核表达载体pEL1并转化大肠杆菌,IPTG诱导表达后通过SDS-PAGE检测目的蛋白。根据GenBank报道的序列设计引物,从萌发的油菜种子黄化幼苗中成功克隆到BnLIP1的编码序列,长度为1170bp。将该编码序列构建到原核表达载体pET32a( )并与标签序列融合,在E.coliBL21菌株中成功表达了与标签蛋白融合的BnLIP1蛋白,大小约为61kDa。首次实现了油菜GDSL脂肪酶基因在原核系统中的表达,为GDSL脂肪酶Bn-LIP1蛋白的分离纯化及活性研究奠定了基础。     

Bt毒蛋白在转基因植物中的表达

随着抗虫转基因植物的推广和大面积商业化种植,Bt毒蛋白在转基因植物中的表达引起了人们的重视。综述了玉米、棉花、水稻等抗虫转基因植物的Bt毒蛋白表达及其时空变化规律。     

拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450的表达及功能鉴定

[目的]研究高等真核生物细胞核中的高迁移率族蛋白B（HMGB）在植物胁迫反应的转录调控中的作用方式。[方法]克隆了拟南芥中编码HMGB蛋白的基因At2G33450,将其转化拟南芥并筛选出超表达的转基因植株,检测干旱、高盐等非生物胁迫对转基因拟南芥的影响。[结果]在盐或干旱胁迫下,过度表达At2G33450的转基因拟南芥与野生型相比,出现萌发及生长迟缓现象。[结论]HMGB蛋白家族中的At2G33450蛋白对各种胁迫条件下拟南芥的生长发育具有重要作用。     

Lb.casei.Zhang肽聚糖体内外抗肿瘤作用

为研究干酪乳杆菌Lb.casei.Zhang细胞壁肽聚糖(peptidoglycan;PG)的抗肿瘤作用,用流式细胞仪检测肽聚糖对人胃癌BGC-823细胞生长周期的影响。以肝癌H22细胞移植瘤昆明小鼠为模型,分别采用原位杂交和免疫组化方法检测小鼠移植瘤增殖细胞核抗原(PCNA)mRNA的表达以及凋亡因子Bcl-2和Bax基因的蛋白表达。结果显示,肽聚糖能够阻滞人胃癌BGC-823细胞生长于G0/G1期;实验组PCNA mRNA的表达和Bcl-2基因的蛋白表达平均光密度值均明显低于对照组,而Bax基因蛋白表达情况则相反,与对照组比较,均差异显著(α=0.05),且抑瘤率达37.21%。提示干酪乳杆菌Lb.casei.Zhang细胞壁肽聚糖具有抗肿瘤作用。     

拟南芥高迁移率族蛋白B族基因At2G34450的表达及功能鉴定(摘要)(英文)

[目的]研究高等真核生物细胞核中的高迁移率族蛋白B(HMGB)在植物胁迫反应的转录调控中的作用方式。[方法]克隆了拟南芥中编码HMGB蛋白的基因At2G33450,将其分别转化拟南芥并筛选出超表达的转基因植株,检测干旱、高盐等非生物胁迫对转基因拟南芥的影响。[结果]在盐或干旱胁迫下,过度表达At2G33450的转基因拟南芥与野生型相比,出现萌发及生长迟缓现象。[结论]HMGB蛋白家族中的At2G33450蛋白对各种胁迫条件下拟南芥的生长发育具有重要作用。     

杨树PR10基因应答杨树叶枯病与非生物胁迫表达

以小黑杨(Populus simonii×P.nigra)为试验材料,从小黑杨cDNA中克隆得到477 bp的PR10基因(Potri.008G212500.1)片段,编码158个氨基酸.结果表明:PR10基因含有P-环和Bet v 1家族保守结构域,属于稳定的亲水蛋白,无信号肽.系统进化树分析显示,杨树PR10蛋白与毛果杨、毛白杨遗传距离较近,说明其亲缘关系较近.亚细胞定位结果显示,GFP-PR10蛋白定位于细胞核中.PR10基因表达具有组织特异性,并受胁迫诱导表达.PR10基因在根中表达水平明显高于叶片中的表达水平.在杨树叶枯病病原菌(Alternaria alternata)胁迫48 h时达到初始表达量的8.86倍;高盐胁迫PR10基因表达量在根中变化显著,在12 h时达到初始表达量的15.25倍.PR10基因受到水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)胁迫时,其表达量也发生显著变化,证实PR10基因受到水杨酸通路与茉莉酸通路调控.     

高效双价(Bt+cpti)表达载体的构建及其表达分析

以已有的中间载体和表达载体为基础,对Bt、cpti基因进行了修饰。在cpti基因的5′端增加了大豆胰蛋白酶抑制剂SKTI信号肽序列,在3′端增加了内质网滞留信号肽KDEL序列,然后在Bt基因的5′端增加了叶绿体靶向肽序列,构建了带有信号肽的双价表达载体PGBIC(K).B.4A和不含信号肽的对照载体PGBIC.B.4A。通过农杆菌介导的喷花法转化陆地棉Y18,Southern杂交结果显示,外源基因已经整合到了受体植物基因组中;ELISA结果显示,所获得的5株阳性株蛋白表达量分别提高了1~8倍不等。在杀虫实验中,修饰的双价载体的转基因植株1/4-1由于蛋白表达量的积累而显示了较高的棉铃虫抗性。为获得更高抗性的双价转基因抗虫棉提供了一种新的方法,并为基因工程中提高外源蛋白积累量的研究。     

水稻羧酸酯酶OsCDAP的生物学功能初探

本课题组在对水稻病害的研究中,鉴定并克隆到一个羧酸酯酶基因OsCDAP。为进一步研究该酯酶生物学功能,构建了OsCDAP植物过表达载体,通过农杆菌介导的方法转化水稻"中花11"。转基因水稻表型分析显示,过表达转基因水稻植株株高略高于对照,其第一节间长度明显长于对照,而第五节间长度明显短于对照,其他节间长度差异不明显;OsCDAP过表达株系的剑叶夹角明显大于对照。进一步对转基因水稻GA和BR合成及信号转导相关基因进行分析,发现部分基因的表达发生改变。本试验结果显示OsCDAP可通过调控内源GA和BR的含量及参与相关信号途径调控水稻节间长度及叶夹角大小,进而对水稻的生长发育产生影响。     

甘蓝型油菜脂肪酶基因BnGLIP1的克隆与分析

植物GDSL脂肪酶是一个重要的脂肪酶家族,具有水解酶活性,在植物体内参与众多的生理活动。从甘蓝型油菜中克隆到1个GDSL类型脂肪酶基因,将其命名为BnGLIP1。该脂肪酶基因编码的蛋白有360个氨基酸,含有20种氨基酸,分子质量为39 545.35 u,理论等电点为4.95。生物信息学分析表明,该蛋白属于稳定性蛋白,可能为亲水性蛋白;编码蛋白的N端具有信号肽序列,推测可能为外分泌蛋白;蛋白质二级和三级结构显示α螺旋和无规则卷曲所占比例较高。组织特异性表达分析表明,BnGLIP1在甘蓝型油菜的根、茎、茎尖、叶、花、角果、种子等中均有表达,其中角果中的表达量最高,茎中最低。干旱、高盐等胁迫处理均能诱导BnGLIP1的表达,表明BnGLIP1脂肪酶基因在植物的胁迫响应中发挥作用。     

禽流感病毒 HA 基因在拟南芥中的表达

将H5N1亚型禽流感病毒血凝素(HA)基因构建到植物表达载体,经农杆菌法转入拟南芥基因组中,酶联免疫吸附(ELISA)测定分析T2代转基因株系,据OD值筛选获得HA基因高效表达株系;RT-PCR及Western blot分析进一步证实,这些转基因株系均可转录HA基因,翻译形成相应的蛋白质.拟南芥叶片中表达积累的HA蛋白经亲和层析纯化,Western blot分析检测到1条分子量为65 ku的蛋白质带,与预期的HA蛋白大小完全一致,没有发生蛋白质降解现象.表明禽流感病毒HA蛋白可在植物细胞中稳定表达,植物可用于生产禽流感疫苗.     

杨树NAC7转录因子基因应答盐胁迫表达

从小黑杨中克隆915 bp的NAC7转录因子基因(Potri.007G099400.1)cDNA,其编码304氨基酸,该蛋白属热稳定性较高的亲水性蛋白。用RT-qPCR分析杨树盐胁迫条件下NAC7基因表达情况,表明该基因对盐胁迫具有应答反应,且基因主要在根部表达。克隆获得1 062 bp的NAC7基因启动子DNA序列,其中含有许多胁迫应答元件,其驱动的GUS报告基因主要集中在根中表达,而在茎和叶中的表达很少,这个结果与NAC7基因表达进行RT-qPCR分析结果一致。