烟草DREB转录因子新基因的克隆与功能分析

采用同源克隆及cDNA末端快速扩增法(rapid amplification of cDNA ends,RACE),从烟草中克隆到1个新的烟草DREB基因,命名为NbDREB2a.序列分析表明该基因全长1191 bp,编码330个氨基酸,具有典型的DREB转录因子保守的AP2结构域.实时RT-PCR分析表明,该基因能在烟草的根、茎、叶中表达,受低温、干旱和高盐诱导.酵母转录激活实验证明,该基因可以特异性结合DRE顺式作用元件,并能激活报告基因的表达.为了研究该基因在植物抗逆反应中的功能,利用农杆菌介导法,将该基因转化到模式生物拟南芥中,筛选到了单拷贝插入的、纯合的拟南芥株系;对获得的转基因拟南芥进行干旱及高盐处理,结果表明,与对照相比,超量表达该基因能够明显地提高拟南芥对干旱及高盐的抗性.     

蜜蜂(Apis mellfiera)腺苷酸转移载体基因cDNA的电子克隆

以果蝇腺苷酸转移载体基因cDNA序列为信息探针,对蜜蜂EST数据库进行同源检索筛选,克隆了蜜蜂腺苷酸转移载体基因(Am ant)的cDNA序列(GenBank登记号为AY332626),该基因全长1 251bp.经RT-PCR克隆、序列分析验证,结果表明与电子克隆序列完全一致;该基因具有完整的开放阅读框架(ORF),编码蛋白为300个氨基酸,通过对人、果蝇、家蚕及烟草天蛾的腺苷酸转移载体蛋白序列比较,发现该基因具有高度的保守性;说明根据物种间同源基因序列,进行跨物种EST数据库的同源检索筛选、拼接,是基因克隆的一条有效途径.     

甘蔗细胞壁转化酶基因(SoCIN1)克隆及其在转基因烟草中的表达特性分析

[目的]克隆甘蔗细胞壁转化酶基因(SoCIN1)并分析其在转基因烟草植株中的表达特性,为研究CIN1基因功能提供参考.[方法]克隆SoCIN1基因,利用基因重组技术构建植物正义表达载体pBI121-SoCIN1,采用叶盘法经农杆菌EHA105介导将其转化烟草品种K346.经抗性筛选和PCR扩增验证后获得转SoCIN1基因烟草植株,采用半定量PCR检测叶片SoCIN1基因的表达量,并测定叶片可溶性糖含量、CIN活性及株高(以野生型烟草为对照).[结果]克隆获得的SoCIN1基因长度为1731 bp,与GenBank已公布的SoCIN1基因(JQ312298)核苷酸序列同源性达100%,并通过构建其植物正义表达载体转化烟草.PCR扩增鉴定结果表明,SoCIN1基因已整合至烟草基因组DNA.对F0和F1代进行转基因烟草连续筛选,获得4个转SoCIN1基因烟草株系(T-1、T-2、T-3和T-4).在4个株系的叶片中均检测到SoCIN1基因的表达,其中以在T-1株系叶片中SoCIN1基因表达量最高,其次是T-3株系,最低的是T-4株系.4个株系叶片的可溶性糖含量、CIN活性及株高均高于野生型烟草,其中CIN活性显著高于野生型烟草(P<0.05,下同),且T-1株系CIN活性高于其他3株系;T-1、T-2和T-3株系叶片可溶性糖含量分别显著高于野生型烟草39.68%、19.95%和31.15%;T-1、T-2、T-3和T-4株系的株高较野生型烟草分别提高了15.57%、2.90%、5.74%和5.22%,但仅T-1株系与野生型烟草存在极显著差异(P<0.01).[结论]转SoCIN1基因烟草叶片过表达SoCIN1基因,能提高烟草的CIN活性和可溶性糖含量,促进植株生长,由此推测该基因在甘蔗生长发育和蔗糖积累过程发挥作用.     

烟草(云烟87)NBS-LRR类同源抗病基因克隆及分析

[目的]克隆并分析烟草NBS-LRR类抗病基因的同源序列(RGAs),为采用同源克隆技术挖掘烟草抗病基因提供理论参考.[方法]从基于NBS-LRR类抗病基因保守序列设计的简并引物中筛选扩增效果较好的引物用于扩增烟草RGAs,采用DNAMAN 6.0翻译成氨基酸序列,并与已知的其他植物抗病基因进行聚类分析.[结果]克隆获得6条与参比抗病基因具有高度同源性的烟草RGAs,大小在500 bp左右,但仅有4条RGAs具有连续的开放阅读框(ORF)及编码NBS功能结构域的核苷酸序列,命名为TRGA-87-1~TRGA-87-4.这4个烟草RGAs编码的氨基酸序列均含有NBS类抗病蛋白的多个典型保守基序,与已知的多种植物抗病基因编码的氨基酸序列均具有较高的相似性,其中,与烟草相关抗病基因编码的氨基酸序列相似性最高,为97.00%~100.00%,与其他植物的抗病基因编码氨基酸序列相似性为29.00%~53.00%,这些序列可分为3个亚类,其中TRGA-87-2与烟草N和亚麻L6聚为一类(TRGAⅠ),属于TIR-NBS-LRR类;TRGA-87-3和TRGA-87-4与水稻Xa-1和番茄Mi聚为一类(TRGAⅡ),属于non-TIR-NBS-LRR类,TRGA-87-1与拟南芥RPM1聚成一类(TRGAⅢ),属于non-TIR-NBS-LRR类.[结论]同源扩增技术可用于烟草中抗病基因的克隆、功能分析及定位等研究.     

烟草WS38生长素结合蛋白基因cDNA的克隆及序列分析

以烟草WS38为材料,根据GenBank中登录的烟草生长素结合蛋白(ABP1)氨基酸序列设计引物,通过RT-PCR克隆了烟草WS38ABP1基因cDNA分子编码区,序列全长为564bp,可编码1条188个氨基酸的多肽.利用ClustalX软件对该序列翻译获得的多肽序列与报道的烟草生长素结合蛋白氨基酸序列比较,两者同源性为98.4%,存在2个氨基酸的差异,但差异氨基酸对ABP1结构和功能影响微弱.认为克隆的cDNA序列即为烟草WS38ABP1cDNA,不同品种烟草ABP1基因存在的核苷酸单位点多态性(SNP)造成了两者氨基酸序列的差异.     

蜜蜂(Apis mellifera)腺苷酸转移载体基因cDNA的电子克隆

 以果蝇腺苷酸转移载体基因cDNA序列为信息探针,对蜜蜂EST数据库进行同源检索筛选,克隆了蜜蜂腺苷酸转移载体基因(Am　ant)的cDNA序列(GenBank登记号为AY332626),该基因全长1 251bp。经RT-PCR克隆、序列分析验证,结果表明与电子克隆序列完全一致;该基因具有完整的开放阅读框架(ORF),编码蛋白为300个氨基酸,通过对人、果蝇、家蚕及烟草天蛾的腺苷酸转移载体蛋白序列比较,发现该基因具有高度的保守性;说明根据物种间同源基因序列,进行跨物种EST数据库的同源检索筛选、拼接,是基因克     

烟草LEA3基因的克隆及序列分析

为从烟草中克隆到与植物抗逆相关的胚胎晚期丰富蛋白(LEA)基因,以番茄LEA3基因为探针,通过电子克隆的方法从烟草栽培品种K326中克隆到2个第3组LEA基因(NtLEA3-1和NtLEA3-2),并对其进行了序列分析.结果表明:2个LEA3基因的cDNA序列均包含完整的开放读码框,分别编码167和166个氨基酸,具有8个LEA3基元序列.亲水性分析表明NtLEA3-1和NtLEA3-2蛋白富含亲水氨基酸,是一种高度亲水性的蛋白,其蛋白二级结构中均以α-螺旋构象为主.NtLEA3-1和NtLEA3-2的氨基酸序列与番茄的一致性最高为79％,与其他已经发现的LEA3蛋白的一致性在42％～62％之间,表明NtLEA3-1和NtLEA3-2是2个新的烟草LEA3基因.     

烟草抗马铃薯Y病毒病相关基因NtPsaN的克隆及表达分析

【目的】从高抗PVY烟草品种VAM中克隆抗病相关基因,分析该基因的序列特征、进化关系和表达特性,研究其在烟草抗PVY防御反应中的作用,为培育抗PVY烟草新品种奠定基础。【方法】利用SSH结合cDNA芯片筛选出来的病害诱导特异表达基因片段,通过RACE技术克隆烟草抗病相关基因;生物信息学分析该基因保守结构域以及序列特征;采用MEGA4.0软件构建系统进化树;利用实时荧光定量RT-PCR技术研究该基因的表达特性。【结果】克隆了1个烟草抗病相关基因,命名为NtPsaN,该基因具有PsaN基因家族保守结构域,OFR长度507bp,编码168个氨基酸;构建了PsaN亚基系统进化树;实时荧光定量RT-PCR结果显示接毒之后该基因表达与不接毒对照相比有明显上调趋势。【结论】克隆得到一个烟草PVY抗病相关基因NtPsaN,其表达受PVY侵染诱导,该基因可能在烟草抵御PVY病害侵染过程中起重要作用。     

经修饰的烟草几丁质酶基因的克隆及多基因香蕉转化载体构建

从烟草中克隆得到1个经修饰的几丁质酶基因chi,将它与1个已经克隆的核糖体失活蛋白基因Cassin以及1个抗病毒的融合基因FBC(CMV香蕉株系的CP基因和BBTV的Rep基因)共同构建在1个表达载体上,得到多基因植物表达载体pYLTAC747NH-c-C-FBC.     

烟草中依赖于NAD+的山梨醇脱氢酶基因的克隆及序列分析

以珊西烟(Nicotiana tabacum L.cv Xanthi NN)为材料,通过RT-PCR,首次克隆了烟草中山梨醇脱氢酶基因(NAD+-SDH),该基因全长1119bp,编码372个氨基酸残基,其氨基酸序列与番茄和葡萄的山梨醇脱氢酶同源性分别为92%和87%。     

鲤slc15a1基因的多克隆抗体制备及其表达分析

鲤(Cyprinus carpio)slc15a1基因是利用质子梯度逆浓度转运小肽和肽类似物到各种组织细胞内的一种低亲和力、高容量的转运载体,该基因在免疫反应中也起到重要作用。从蛋白质水平上探究slc15a1(slc15a1a和slc15a1b)基因在鲤体内免疫应答机制中的变化,将slc15a1a和slc15a1b基因含有部分抗原决定簇的片段加入双酶切位点BamHⅠ和HindⅢ后连接至pET-32a(+),构建表达载体,并成功制备鼠源slc15a1a和slc15a1b基因多克隆抗体。采用ELISA法检测抗体效价,获得的鼠抗Slc15a1a和Slc15a1b的效价分别为8.1×10⁵和2.7×10⁵。在嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染后,Slc15a1a和Slc15a1b的最高蛋白表达水平与空白对照相比,分别增加了3.39和2.85倍,说明本实验制备的多克隆抗体具有较高的亲和力、特异性和较强的免疫原性,能够及时地诱导机体产生免疫应答。Slc15a1a在嗜水气单胞菌感染后3 h和6 h迅速做出高表达量响应,在12 h后开始出现表达水平的下降,但Slc15a1b在3~24 h时却一直维持着较稳定的高表达响应,表明Slc15a1a和Slc15a1b之间具有一定的表达差异。在感染过程中,Slc15a1a的表达量基本高于Slc15a1b,因此slc15a1a基因可能是slc15a1基因的主效基因,在鲤免疫应答过程中发挥重要作用。     

灰葡萄孢菌诱导的百合转录辅激活因子LlMBF1a基因的克隆及其特征分析

转录辅激活因子MBF1a参与了植物对病原真菌的防御反应。利用电子克隆结合RT-PCR技术从百合中分离了LlMBF1a基因,其开放阅读框长429 bp,编码142个氨基酸。LlMBF1a分子量为15.53 ku,理论等电点为10.12,为稳定的水溶性非分泌蛋白,含有典型的MBF1结构域和α螺旋-转角-α螺旋模序。亚细胞定位分析表明,LlMBF1a主要在细胞核中表达。LlMBF1a在根、茎、鳞茎、叶中的表达量无显著差异,受灰葡萄孢菌侵染诱导表达且在相对抗病品种中持续高水平表达,表明LlMBF1a可能参与了百合对灰霉病的抗性反应。     

Water consumption in summer maize and winter wheat cropping system based on SEBAL model in Huang-Huai-Hai Plain,China

Crop consumptive water use is recognized as a key element to understand regional water management performance. This study documents an attempt to apply a regional evapotranspiration model(SEBAL) and crop information for assessment of regional crop(summer maize and winter wheat) actual evapotranspiration(ET a) in Huang-Huai-Hai(3H) Plain, China. The average seasonal ET a of summer maize and winter wheat were 354.8 and 521.5 mm respectively in 3H Plain. A high-ET a belt of summer maize occurs in piedmont plain, while a low ET a area was found in the hill-irrigable land and dry land area. For winter wheat, a high-ET a area was located in the middle part of 3H Plain, including low plain-hydropenia irrigable land and dry land, hill-irrigable land and dry land, and basin-irrigable land and dry land. Spatial analysis demonstrated a linear relationship between crop ET a, normalized difference vegetation index(NDVI), and the land surface temperature(LST). A stronger relationship between ET a and NDVI was found in the metaphase and last phase than other crop growing phase, as indicated by higher correlation coefficient values. Additionally, higher correlation coefficients were detected between ET a and LST than that between ET a and NDVI, and this significant relationship ran through the entire crop growing season. ET a in the summer maize growing season showed a significant relationship with longitude, while ET a in the winter wheat growing season showed a significant relationship with latitude. The results of this study will serve as baseline information for water resources management of 3H Plain.     

不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0-300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40-41 mm,平水年达55-58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21-27 kg·hm^-2,平水年可增产16-18 kg·hm^-2,欠水年可增产13-24 kg·hm^-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

全球变暖背景下重庆主要气象灾害变化趋势

利用重庆地区34个气象台站1961-2008年逐日降水量、平均气温、最高气温和雷暴、冰雹、大风、雾和霾天气现象资料,分析了重庆高温干旱、暴雨、连阴雨、雷暴、冰雹、大风、雾和霾等主要气象灾害的变化趋势.统计结果表明:近48年重庆地区春旱、伏旱和冬旱日数都呈下降趋势,而夏旱和秋旱日数都呈增加趋势,其中春旱日数的减少趋势明显,减少速率为-1.7d/10a;高温日数具有先减少后增多的年代际变化特征,20世纪90年代以来呈明显增加趋势;暴雨日数在20世纪80年代和90年代为多发时段;连阴雨日数整体呈增多趋势,增加速率为1.2d/10a.近36年重庆地区雷暴、冰雹、大风和霾日数的变化特征类似,都呈显著的单调减少趋势,减少速率分别为-3.0,-0.05,-0.6,-1.5d/10a;雾日数整体呈减少趋势,减少速率为-2.2d/10a,同时具有先增多后减少的年代际变化特征.     

17S U2 snRNP中不可或缺的剪接因子SF3a的研究进展

剪接体由snRNPs(small nuclear ribonucleoprotein particles)和非snRNPs蛋白质组成,能通过剪接作用对内含子进行精确切除,形成成熟有活性的mRNA。SF3a是哺乳动物U2型主要剪接体中不可或缺的成分,参与形成有活性的17S U2 snRNP,由SF3a60、SF3a66、SF3a120构成。SF3a120与SF3a60和SF3a66互作,但SF3a60与SF3a66并不互作。文中对17U2 snRNP中的剪接因子SF3a的研究进展进行了阐述,证明了SF3a对于细胞的形态、分化、正常的生长发育具有重要作用。     

Aldh3a2a敲除对斑马鱼体色的影响

本研究探讨了Aldh3a2a在斑马鱼色素细胞发育中的意义及其对醛代谢和肝脏健康的影响。利用CRISPR/Cas9技术,我们成功敲除斑马鱼体内的aldh3a2a,导致黑色素细胞、黄色素细胞和虹彩细胞合成数量减少。转录组分析揭示了基因表达谱的变化,特别是与钾通道和类固醇生物合成途径相关的基因表达谱。我们的研究结果表明,aldh3a2a和aldh1a2之间存在调控关系,对视黄酸受体信号传导有影响。GO和KEGG富集分析强调了对色素细胞发育以外的细胞过程的更广泛影响。此外,aldh3a2a基因敲除会导致醛积累,导致肝脏异常,类似于Sj?gren-Larsson综合征,本研究揭示了aldh3a2a在斑马鱼中的多方面作用及其与人类遗传疾病的相关性。     

盆栽水稻水分消耗检测系统的研制

为了准确检测纸膜覆盖对水稻植株蒸腾、地表蒸发和耕层渗漏的影响，本试验研制了盆栽条件下的水稻水分消耗检测系统，它由动态电阻应变仪、输出面板、计算机或万用表、土槽传感器、渗漏传感器、种植作物的土槽、水箱、漏斗、土槽，水箱配重、吊索和机架等组成。该系统的特点是，通过配重平衡了系统的静态质量，能对静态质量较大，但质量的动态变化值很小的质量变化动态系统进行实时检测，结构简单、造价较低。标定试验结果表明，研制的系统精度和灵敏度较高。该系统可以用于其他作物的水分消耗及其他类似质量动态变化系统的检测。     

小波分析在树木气象学中的应用

利用Meyer小波函数,对太阳活动,欧洲湿润林年轮宽度的相对指数、模数序列进行小波分析,得到在不同分辨率上的周期有80～90、33、22、11、6、3 a周期,其作用较大的周期是80～90 a和¨a周期.在低频上,太阳活动有随时间尺度增加的趋势.欧洲赤松林年轮宽度的周期有80 a左右的周期,40、15、10、5～6 a的周期.从逼近信息看,123 a来树木年轮宽度的相对模数的时间尺度基本平稳略有下降之势.欧洲赤松林年轮宽度与太阳活动有密切关系,在24分辨率上太阳活动与欧洲赤松林年轮相对指数都有3个周期,其     

确定相贯线上一些特殊点的作图法

提出了圆柱与圆锥正交、圆锥与球偏交、圆柱与球偏交等三种情况下确定相贯线上特殊点的数学模型及相应的作图法,为实现回转体相贯线的计算机辅助绘图提供了理论基础,为实际工程应用提供了一种快速精确的作图方法．