火龙果DREB1D基因的克隆及在转基因拟南芥中的功能分析

【目的】DREB(dehydration responsive element binding)是一类脱水响应元件结合蛋白，在植物响应高温、干旱、高盐和低温等多种非生物胁迫过程中发挥关键作用。以紫红龙火龙果（Hylocereus monacanthus）为材料，克隆得到DREB转录因子，并命名为HmDREB1D(HU02G01866.1)，探究其生物学功能。【方法】构建HmDREB1D基因植物过表达载体，通过亚细胞定位分析HmDREB1D基因在细胞中的位置。异源转化拟南芥，对T3代纯合系转基因拟南芥（OE3、OE4、OE5）进行生物学功能验证。【结果】火龙果HmDREB1D基因的开放阅读框全长723 bp，产生的蛋白定位于细胞核内，属DREB1s亚家族，具有典型的AP2结构域。将HmDREB1D基因转化至拟南芥获得超表达转基因株系，与野生型相比，转基因株系表现出较高的抗逆性。在干旱胁迫下，转基因植株T3代纯合系种子的萌发率高于野生型。转基因植株的叶片在逆境胁迫下表现出更低的电导率及更高的保护性酶活性。实时荧光定量PCR分析显示，RD20、HSP70和COR15A等逆境胁迫响应基因在Hm...     

Prd29A:PaDREB2植物表达载体的构建及转化新疆杨的研究

PaDREB2是从银新杨(Populus alba×P.albavar.pyramidalis)中克隆得到的DREB类转录因子,该研究将逆境诱导型rd29A基因的启动子和PaDREB2构建到植物表达载体pCAMBIA1301上,并以新疆杨(Populus albavar.pyramidalis)试管苗的叶片外植体为受体,利用根癌农杆菌介导的方法进行遗传转化。筛选得到110株潮霉素抗性植株,经PCR检测,其中25株抗性植株存在目的基因Prd29A:PaDREB2。     

NAC转录因子在植物非生物胁迫相关抗性中的作用

NAC转录因子是近十几年发现的植物特有的转录因子,其N端独特的DNA结合域及C端的转录激活域在植物非生物胁迫应答中发挥重要的调控作用,从而使植物发生一系列生理生化变化,增强植物对非生物胁迫的抗性。基因表达的转录调控在植物适应环境和抵御逆境胁迫中起重要作用。现从NAC转录因子的结构特点和分类、在非生物胁迫相关抗性中的作用及其调控机理等方面总结前人的研究进展,提出存在的问题与未来发展趋势。     

植物耐受低温胁迫研究进展

低温是影响植物生长、发育和地理分布的重要因素.在简要介绍低温胁迫对细胞膜和质膜物质影响基础上,综述了CBF/DREB转录因子与低温调控相关的基因及影响低温胁迫的相关因素,阐述了与RNA结合的耐受低温蛋白和耐受低温有关的酶类等对植物抗冻性有关的植物抗冻蛋白；最后介绍了DNA甲基化、MicroRNA、光周期等与抗冷性的关系.     

结缕草转录因子基因ZjDREB1.2的克隆及胁迫下的表达分析

结缕草是一类多耐逆暖季型草坪草,但不耐低温。以日本结缕草‘Meyer’‘胶东青’和沟叶结缕草‘马尼拉’为材料,克隆获得了结缕草(Zoysia)一个新的DREB类转录因子基因,命名为ZjDREB1.2(GenBank登录号:KP696367.1)。结果表明:该基因开放阅读框长702bp,推测编码的蛋白质含233个氨基酸,平均分子量为25.2KDa,理论等电点为4.91。保守结构域预测显示ZjDREB1.2蛋白含有一个不完整的AP2结构域,结构域的上、下游均具有DREB1亚组特异性序列。系统进化树分析结果显示ZjDREB1.2蛋白属于DREB家族A-1亚组,与C4植物的同源基因遗传距离较近。在日本结缕草‘Meyer’中,ZjDREB1.2基因在低温、高盐和干旱胁迫2~12h内均上调表达,其中受低温诱导上调幅度最大。与沟叶结缕草‘马尼拉’相比较,低温胁迫72h后日本结缕草中ZjDREB1.2的表达量相对较高。酵母单杂交结果显示,ZjDREB1.2蛋白具有强的转录激活功能,但不表现出与DRE元件结合功能。暖季型植物中这种AP2结构域不完整DREB1基因的进化机制及功能值得研究。     

葡萄EIN3/EIL转录因子家族成员鉴定及表达特征分析

【目的】探究葡萄EIN3/EIL家族的进化特性及其在逆境胁迫及不同激素处理下的表达模式。【方法】通过Blast比对鉴定EIN3/EIL转录因子家族成员,对该家族进行生物信息学分析,利用qRT-PCR分析该转录因子家族成员在不同激素及逆境胁迫下的表达情况。【结果】EIN3/EIL家族主要分布在6号染色体上,定位在细胞核中,蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主。对顺式作用元件分析发现,EIL基因的启动子序列中包含许多激素应答、胁迫响应、植物防御及与植物生长相关的元件。组织芯片数据显示,不同组织中EILs基因的表达量由低到高依次为根、叶、茎且VvEIL2基因在所有组织中高表达。qRT-PCR分析表明,逆境胁迫下,VvEILs基因在NaCl诱导下的表达量较高且根系中VvEIL1基因的表达量最高,是对照的18倍;激素处理下,EILs基因均被不同程度地诱导表达,且在250 mg·L~(-1)乙烯利处理下,VvEIL6基因的表达量极显著高于对照,是对照的93倍;随着处理浓度的增加,乙烯利诱导下VvEIL2和VvEIL5基因下调表达,乙烯抑制剂处理下上调表达。【结论】葡萄EIN3/EIL基因家族在非生物逆境胁迫应答过程中具有重要作用,VvEIL2和VvEIL5在乙烯信号通路中可能是负调控因子。     

切花月季Rh-DREB1基因的克隆及其在乙烯和失水胁迫下的表达

以切花月季Rosa hybrida 'Samantha'为试材,通过简并引物和RACE方法从花瓣中获得了两个逆境诱导转录因子DREB家族基因全长.推定的氨基酸序列分析表明,这两个基因都具有DREB1转录因子的典型特征,因而分别命名为Rh-DREB1A和Rh-DREBIB,GenBank登录号分别为EU784069和EU784070.Rh-DREB1A和Rh-DREB1B分别包含一个编码222和231个氨基酸序列的开放阅读框.半定量RT-PCR分析结果表明,Rh-DREB1A和Rh-DREB1B在月季花瓣中能够被失水胁迫强烈诱导,但是不受乙烯诱导.由所得结果推测,这两个转录因子参与了失水胁迫诱导的信号转导途径.     

MYC2转录因子在植物中的功能研究进展

MYC2(Myelocytomatosis proteins 2）是一类b HLH家族转录因子，是JA信号途径中的主要调控因子。MYC2通过转录调控下游目标基因的转录和表达，参与植物逆境防御、生长发育及次生代谢等进程。MYC3/4作为JA信号的次级调控因子可与MYC2协同作用。目前对MYC2的功能研究较为深入和广泛。本文综述了MYC2的结构特征及其在植物激素信号传导、逆境防御、生长发育和次生代谢中的调控机制，为进一步深入探讨MYC2的分子功能提供理论基础。     

DREB1A regulon expression in rd29A:DREB1A transgenic chrysanthemum under low temperature or dehydration stress

Summary

Previously we reported that expression of the Arabidopsis DREB1A gene in chrysanthemum conferred increased tolerance to low-temperature and dehydration stresses, and that transgenic plants in which the DREB1A gene was driven by the abiotic stress-inducible promoter, rd29A, were more tolerant than those plants in which the DREB1A gene was driven by the 35S Cauliflower Mosaic Virus (CaMV) promoter. To understand the molecular basis for this improved tolerance, we isolated 74 DREB1A regulon genes using suppression subtractive hybridisation, then compared their expression patterns in rd29A:DREB1A transgenic plants (rd29A plants) and in 35S:DREB1A transgenic plants (35S plants) under different stress conditions. Our results showed that the increased tolerance to low temperatures and dehydration in rd29A plants was attributed to increased levels of expression of different members of the DREB1A regulon. Levels of expression of 69% or 91% for members of the DREB1A regulon that showed upregulation in rd29A plants were highly correlated with the level of expression of DREB1A in response to low temperature or to dehydration, respectively. These results support the hypothesis that the increased tolerance of rd29A plants to abiotic stresses resulted from elevated expression of the DREB1A regulon.     

菊花抗白色锈病相关基因CmDREBa-2的克隆及表达分析

以菊花（Chrysanthemum morifolium）免疫白色锈病品种‘C029’为试验材料,基于白色锈病病原菌诱导的菊花转录组数据库,采用RACE（rapid-amplification of cDNA ends）方法克隆得到菊花DREB（Dehydration responsive element binding protein）基因,命名为CmDREBa-2。对其进行生物信息学分析和表达分析,结果表明：CmDREBa-2开放阅读框（ORF）全长291 bp,编码96个氨基酸;预测CmDREBa-2蛋白相对分子质量为11 159.04,pI为11.34,是一个定位于细胞核、亲水的不稳定蛋白;氨基酸序列和结构分析显示该蛋白含有1个由49个氨基酸残基组成的AP2保守结构域,所以该蛋白属于AP2/EREBP家族;进化树分析表明CmDREBa-2属于DREB家族的A-1组,CmDREBa-2蛋白与菊花的其他两个DREB类蛋白CmDREBa和CmDREBb的同源性较高;菊花‘C029’接种白色锈病病原菌6 h后,CmDREBa-2表达量达到最高,约为未接菌对照的34倍;用水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和乙烯利（ETH）处理‘C029’菊花叶片,结果表明CmDREBa-2受3种激素的诱导表达。     

香樟两个DREB1转录因子基因的分离及其对不同胁迫的响应分析

以香樟（Cinnamomum camphora）实生苗为试验材料,利用同源克隆结合RACE技术获得了两个冷诱导转录因子基因CBF/DREB1的cDNA全长序列,命名为CcCBFc和CcCBFd,GenBank登录号分别为KP336741和KP336742。序列分析显示这两个基因均没有内含子,cDNA全长为897和1 010 bp,开放阅读框分别为654和621 bp,编码217和206个氨基酸,预测蛋白分子量分别为24.0和22.9 kD,等电点分别为5.26和8.58。基于氨基酸序列的同源性比对和系统进化树分析表明,这两个基因均属于DREB1家族,与双子叶植物进化关系较近。实时定量PCR结果显示,CcCBFc和CcCBFd都能被低温（4 ℃）、干旱（20%PEG）、盐（250 mmol ? L-1 NaCl）和ABA（100 μmol ? L-1）诱导,表明CcCBFc和CcCBFd可能在香樟应对非生物胁迫过程中发挥重要作用。     

中国芦荟AlDREB2基因的克隆及其胁迫表达

 为了研究中国芦荟的抗逆机理, 以cDNA为模板, 利用3′RACE和PCR扩增方法, 克隆得到了一个编码DREB蛋白的基因, 命名为AlDREB2, GenBank登录号为FJ560460。其cDNA序列全长为886bp, 包含一个636 bp的开放阅读框, 推导编码的氨基酸序列(212个氨基酸) 与库拉索芦荟AlDREB1的序列相似性很高。进化树分析结果将AlDREB2 归入DREB 亚家族中A26亚组。利用RT-PCR 技术分析了AlDREB2 基因的表达与胁迫的关系, 表明AlDREB2 基因在非生物胁迫与生物胁迫中能够被不同程度诱导表达。     

中国芦荟AIDREB2基因的克隆及其胁迫表达

为了研究中国芦荟的抗逆机理,以cDNA为模板,利用3'RACE和PCR扩增方法,克隆得到了一个编码DREB蛋白的基因,命名为AlDREB2,GenBank登录号为FJ560460.其cDNA序列全长为886bp,包含一个636 bp的开放阅读框,推导编码的氨基酸序列(212个氨基酸)与库拉索芦荟AlDREBI的序列相似性很高.进化树分析结果将AlDREB2归入DREB亚家族中A-6亚组.利用RT-PCR技术分析了AlDREB2基因的表达与胁迫的关系,表明AlDREB2基因在非生物胁迫与生物胁迫中能够被不同程度诱导表达.     

蝴蝶兰AP2/ERF家族基因的克隆及在低温下表达特性分析

用RT-PCR方法从‘大辣椒’蝴蝶兰叶片中克隆得到4个AP2/ERF家族基因，命名为PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4。蛋白结构域和序列比对发现PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4均含有1个AP2结构域， PhAP2/ERF2还含有1个B3结构域。进化树分析表明4个蛋白与兰科AP2/ERF家族成员亲缘关系最近，PhAP2/ERF1属于AP2/ERF家族DREB亚家族中的A1类，PhAP2/ERF2属于RAV亚家族，PhAP2/ERF3属于ERF亚家族的B4类，PhAP2/ERF4属于DREB亚家族中的A2类。用实时荧光定量PCR方法检测低温驯化和低温胁迫条件下PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4在‘大辣椒’和‘富乐夕阳’蝴蝶兰叶片中的表达特性，结果表明：4个基因在‘大辣椒’叶片中的表达趋势一致，表达量在低温胁迫早期达到最高，在胁迫中晚期有所下降；而4个基因在‘富乐夕阳’叶片中的表达趋势有较大差异，PhAP2/ERF1和PhAP2/ERF2的表达在低温处理整个过程中没有被诱导或仅有较小幅度增加，PhAP2/ERF3对低温的响应时间显著晚于‘大辣椒’，PhAP2/ERF4的表达趋势与‘大辣椒’差异较小。蝴蝶兰AP2/ERF在抗冷品种‘大辣椒’和不抗冷品种‘富乐夕阳’叶片中的表达差异暗示AP2/ERF基因家族在蝴蝶兰低温胁迫响应中起重要调控作用。     

拟南芥抗病基因FLS2和LysM的亚克隆及其在番茄中的表达

 从拟南芥JAtYTAC基因组文库中完整地亚克隆了FLS2和LysM 两个抗病基因, 亚克隆的DNA 片段中分别包含各自的启动子、内含子和终止子。利用农杆菌介导的方法分别将这两个基因转化番茄品种‘Moneymaker’, 转基因植株经PCR 初步筛选后再分别提取总RNA 进行RT-PCR, 以验证其是否在‘Moneymaker’中表达。试验结果表明, FLS2和LysM 均能成功地在‘Moneymaker’中表达, 说明番茄的转录系统不仅能识别这两个抗病基因的启动子并起始转录, 还能正确识别并剪切这两个基因的外显子和内含子。据此推测, 拟南芥和番茄这两个远缘物种的转录机制存在相对保守的成份, 这为探索在这两个物种间R基因的功能及其下游信号通路的保守性提供了有价值的参考。     

拟南芥抗病基因FLS2和LysM的亚克隆及其在番茄中的表达

从拟南芥JAtYTAC基因组文库中完整地亚克隆了FLS2和LysM两个抗病基因,亚克隆的DNA片段中分别包含各自的启动子、内含子和终止子.利用农杆菌介导的方法分别将这两个基因转化番茄品种'Moneymaker',转基因植株经PCR初步筛选后再分别提取总RNA进行RT-PCR,以验证其是否在'Moneymaker'中表达.试验结果表明,FLS2和LysM均能成功地在'Moneymaker'中表达,说明番茄的转录系统不仅能识别这两个抗病基因的启动子并起始转录,还能正确识别并剪切这两个基因的外显子和内含子.据此推测,拟南芥和番茄这两个远缘物种的转录机制存在相对保守的成份,这为探索在这两个物种间R基因的功能及其下游信号通路的保守性提供了有价值的参考.