水稻OsPIN1a基因体外表达及蛋白磷酸化活性位点分析

输出载体OsPIN1a是水稻PIN-FORMED(PIN)的家族成员之一,参与调节生长素在植物组织中的不均衡分布。然而,OsPIN1a蛋白的功能结构域如何调节激素的极性运输仍需进一步探讨。本研究拟以日本晴水稻为材料,利用OsPIN1a基因的非编码区设计引物,特异地克隆目的基因,并借助Quickchange XL site-directed mutagenesis技术分别构建单突变[pET30-OsPIN1a(Ser233/Ala)和pET30-OsPIN1a(Ser254/Ala)]及双突变[pET30-OsPIN1a(Ser233/Ala和Ser254/Ala)]表达载体,通过体外蛋白表达和磷酸化活性分析,明确了OsPIN1a蛋白水解结构域中Ser-233和Ser-254是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(PINOID,PID)的磷酸化活性位点,此结果为进一步研究生长素的极性运输机制提供参考。     

大豆生长素受体基因家族及组织化学表达模式分析

生长素是调控植物生长的主要激素之一,TIR1/AFB是主要生长素受体基因,参与生长素信号的响应及传递。本研究分析了大豆中生长素受体TIR1/AFB基因家族的各个成员,依据拟南芥生长素受体基因序列比对及系统进化分析,可将大豆生长素受体分为三个聚类,其中I类和II类分别作为ATTIR1/AFB1和ATAFB2/AFB3的同源蛋白均含有FBOX和LRR(Leucine Rich Repeat)结构域,III类作为ATAFB4/AFB5的同源蛋白仅含LC(Low complexity)结构域。基因表达芯片分析结果表明,部分大豆生长素受体基因在不同组织中具有特异性的表达模式,预示着这些基因可能参与相关生物学过程的调控。组织化学表达模式检测结果表明,部分生长素受体在大豆主根及侧根中具有特异表达模式,预示这些基因可能参与大豆主根生长及侧根发生的调控过程。     

巴西橡胶树生长素响应HbJAR1基因克隆与表达分析

JAR1基因是植物生长素响应基因,具有维持植物体内生长素浓度动态平衡和增强植物抗逆性的功能。为了阐明巴西橡胶树中JAR1基因的结构与功能,本研究利用Q-PCR技术在橡胶树CATAS7-33-97叶片中扩增了JAR1基因,其推导氨基酸含有JAR1蛋白特征性的GH3 superfamily结构域,无信号肽,无跨膜区域,定位在细胞质中,命名为HbJAR1。表达分析结果表明:该基因在橡胶树叶片中的表达量受光照强度、机械伤害和白粉菌侵染显著上调,吲哚乙酸(IAA)、茉莉酸(JA)、乙烯利(ET)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)对HbJAR1在橡胶树中的表达也起到不同程度的上调作用。表明HbJAR1基因属于植物JAR1家族,与橡胶树对光照、伤害等逆境响应有关。     

大麦ARF基因家族的全基因组分析

生长素响应因子(auxin response factor,ARF)基因家族是植物特有的转录因子家族,在调控植物生长发育过程中起到重要作用。而关于大麦ARF基因家族全基因组分析的研究尚未见报道。为进一步探讨大麦ARF基因的功能,以公布的大麦栽培品种Morex的基因组数据为基础,采用生物信息学方法鉴定了大麦ARF基因,并对其结构、染色体分布、蛋白保守结构域、系统进化树及表达谱进行了分析。结果表明,共鉴定出了17个大麦ARF基因,除4号染色体外,其余6条染色体上均有分布,片段复制事件是大麦ARF基因家族的主要扩张方式;HvARF蛋白均具有保守的B3结构域和Auxin_resp结构域,而Aux/IAA结构域仅存在于12个HvARF蛋白中,且不同蛋白所含该结构域1~2个不等;不同植物中ARF基因在功能上具有保守性;不同组织器官中HvARF基因的表达存在明显的差异。     

生长素调控水稻生长发育的研究进展

生长素（auxin,IAA）是一种重要的植物生长激素,普遍存在于各种植物和藻类中,其参与组织分化、器官发生、形态建成、向性反应和顶端优势等生理过程以及对复杂环境适应过程。目前双子叶植物拟南芥中生长素调控生长发育的机制已经基本清楚,但是生长素怎样在单子叶植物水稻中行使功能,仍有很多未解之谜。本文综述了近20年国内外关于生长素调控单子叶植物水稻根、茎、叶、花和籽粒生长发育的细胞学和生理机制,重点归纳整理了生长素相关基因对水稻生长发育的分子调控机制,展望了未来水稻中依靠生长素途径精准合成运输生长素的调控,以及利用生长素突变体表型变异的开发前景。     

Na+(K+)/H+转运蛋白NHX基因的研究进展

Na+(K+)/H+转运蛋白是液泡膜中的一种离子反向运输体,是生物界普遍存在的负责Na+(K+)/H+交换的一种跨膜运输蛋白.Na+(K+)/H+逆向转运蛋白由NHX家族基因调控表达.过表达NHX家族基因能提高植物中Na+(K+)/H+逆向转运蛋白的活性.从而调节细胞质内pH值、维持Na+(K+)浓度、K+/Na+比、...     

脐橙CsACBPs基因家族在果皮褐变过程中的表达分析

脐橙(Citrus sinensis Osbeck)果皮褐变,不仅影响果实外观,更降低口感风味,削弱商品价值.酰基辅酶A结合蛋白(ACBP)是乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)的跨膜转运载体,帮助乙酰辅酶A在体内完成三羧酸循环,对植物的生长发育起到关键作用.已有文献报道ACBP家族中的基因对植物胁迫有应答,并且在脐橙果皮褐变相关基因的cDNA抑制差减文库中该基因也有明显变化.为了明确柑橘果实褐变过程中该基因的作用,以“奉园72-1”脐橙果实为材料,取不同程度褐变的果皮,并从脐橙果皮褐变相关基因的cDNA抑制差减文库中筛选了与酰基辅酶A结合蛋白(ACBP)基因家族同源的EST序列CsA CBP1/4/5/6进行分析.结果表明:随着柑橘果皮褐变程度的加重,CsA CBP1/4/5/6基因表达上调,说明CsA CBPs基因与脐橙果实褐变密切相关.     

生长素对水稻根系生长发育调控的研究进展

水稻根系是非常重要的吸收营养和水分的器官,其生长与发育受多个植物激素协同调控。本文综述了生长素对水稻根形态建成调控的分子遗传学研究进展,影响生长素合成的YUCCA基因是通过控制生长素在植株体内的浓度来改变根的形态。而生长素运输主要通过调控生长素输出载体PIN和生长素输入载体AUXI的极性分布,影响侧根和不定根的发育,以及根的向重性。此外,TIR1、Aux/IAA与ARF互作在生长素信号转导中起重要的调控作用。其他激素可以通过信号转导途径影响生长素的分布,调控根系统的建成。但目前水稻相关基因的克隆进展缓慢,对生长素调控网络认识还不够清晰。因此,更为深入的研究水稻生长素相关基因将对理解水稻根系发育的分子机制具有重要意义。     

茉莉酸反应基因转录抑制因子JAZ蛋白家族研究进展

茉莉酸类物质在调节植物对逆境的反应和生长发育方面有重要作用.最近,从模式植物拟南芥中分离鉴定了茉莉酸响应基因的转录抑制因子JAZ(茉莉酸ZIM结构域蛋白)蛋白家族的12个成员,这是植物茉莉酸信号途径分子机制研究的重大进展.JAZ蛋白不仅是联系COI1和下游茉莉酸反应基因的环节,而且COI1-JAZ蛋白的相互作用导致发现活性形式的茉莉酸类物质及其受体.笔者综述了JAZ蛋白家族的结构特点、不同成员之间及其与MYC转录因子之间的相互作用,以及JAZ蛋白对茉莉酸响应基因的转录调节机制,并展望其在橡胶生物合成中的调节作用.     

利用BSA-Seq方法鉴定向日葵耐盐候选基因

挖掘向日葵耐盐基因对作物耐盐品种选育具有重要的意义。本研究利用高耐盐自交系Y07-136R（父本）和不耐盐自交系Y05-222A（母本）及其构建的包含600个单株的F2分离群体为试验材料，挑选分离群体中耐盐和不耐盐的极端分离株系各50株单株，分别构建两个DNA池用于高通量测序以分析筛选向日葵耐盐候选基因。通过本研究共发掘到6个耐盐关键候选基因（Ha0_73Ns.730/Ha10.228/Ha12.2377/Ha2.3822/Ha8.182/Ha9.5434），功能注释分别为依赖ATP的RNA解旋酶、热休克蛋白、生长素结合蛋白、溶质运载蛋白家族成员、核糖体蛋白S21家族成员及未知功能蛋白。通过候选基因同源分析、代谢通路分析及共表达基因分析发现，这些基因参与植物逆境胁迫调控，可能具有耐盐的生物学功能。本研究结果为耐盐基因的克隆及功能解析提供了重要候选基因，同时为向日葵耐盐新品种的选育提供了重要的分子标记。     

生长素响应及转运信号在玉米不同节位腋芽发育过程中的分布模式分析

玉米多穗影响玉米的产量和品质,受环境因素及基因型等诸多因素调控。生长素作为一种重要的植物发育调控因子,其代谢和转运在植物的器官形成和分化中均发挥重要作用。借助DR5rev::mRFPer和pZmPIN1a::ZmPIN1a::YFP的转基因植株,通过分析红色荧光蛋白标记的生长素响应信号和黄色荧光蛋白标记的生长素转运蛋白PIN1a的分布模式发现,在植株发育早期,不同节位上的腋芽处于同一发育时期,未发生成花转变,生长素响应信号和生长素转运蛋白的分布模式是一致的,均匀分布在整个腋芽原基中。随着植株的生长,不同节位上的腋芽发育开始出现不同步,生长素响应信号和生长素转运蛋白的分布模式产生明显差异,位置越靠上的腋芽生长素响应信号越强,极性转运越活跃。研究结果暗示,生长素局部合成和极性转运在玉米腋芽发育过程中均发挥作用。     

ARF类转录因子GhARF3的生物信息学分析

运用生物信息学方法对棉花GhARF3基因序列进行BLAST分析、结构域分析、进化树分析、编码蛋白质的理化性质分析、疏水性分析、二硫键分析、磷酸化位点分析、二级结构以及三级结构的预测、亚细胞定位和蛋白质功能分类预测等分析。分析结果表明GhARF3具有ARF类转录因子的特性，可能参与棉花纤维发育的调控。为进一步研究GhARF3基因功能提供理论指导。     

大豆结瘤固氮的分子生理研究

有关豆科作物共生固氮的研究已有170 a的历史。而豆科结瘤固氮的分子生理研究,仅仅是最近30 a的事情。从影响大豆结瘤固氮的生理因子角度,评述了豆科作物的结瘤自动调控机制,进一步在分子水平上阐述了生长素、硝态氮、黄酮类等生理调控物质对大豆结瘤固氮的影响。生长素调节根瘤菌侵染位点和根瘤形成后的生长;可通过控制结瘤的角度来减少土壤硝态氮对大豆结瘤固氮能力的抑制;黄酮类物质在根瘤发育和结瘤基因诱导中起重要作用;乙烯抑制结瘤信号的前期过程,调整根瘤形成的空间分布。详细、系统地从作物-微生物之间关系出发,研究引起豆科作物根瘤形成和固氮系统的整体信号传导、蛋白和代谢过程,是未来大豆共生固氮分子生理研究应该注重的方向。     

植物甘油脂合成途径第一步酰化反应的研究进展

甘油脂是生物膜的主要组成成分,参与能量与信号转导、蛋白转运等一系列生物学过程,在植物的生长发育过程中发挥着重要作用。3-磷酸甘油酰基转移酶（Glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT）催化磷脂酸从头生物合成的第一步关键反应,磷脂酸不仅是膜脂与中性三酰甘油的合成前体,同时还是一个重要的信号分子。然而,目前仍不清楚植物中GPAT酶究竟由多少基因编码的,造成这种现象的一个主要原因是缺乏可简易且有效地鉴定此酶的方法。本文分析总结甘油脂生物合成及GPAT基因克隆与鉴定的研究进展;随后介绍GPATs的鉴定方法,特别是酵母遗传互补法的建立与运用;最后对甘油脂合成途径第一步反应的未来研究进行展望。     

基于转录组的剑麻ARF基因家族的鉴定及表达分析

生长素反应因子（Auxin Response Factors, ARFs）是植物特有的多基因转录因子家族,参与植物生长发育过程的调节。本研究基于转录组数据,通过生物信息学方法鉴定剑麻ARF基因家族成员,同时对其进行相关生物信息学分析。结果表明：在剑麻中共鉴定得到15个ARF基因,并依次命名为AhARF 1~15。其编码的蛋白质含有409~1011个氨基酸,分子量约为45.17~112.13 ku,等电点为5.17~9.34。亚细胞定位预测结果显示,13个AhARFs定位于细胞核,2个AhARFs定位于叶绿体。保守结构域分析结果表明,AhARFs基因家族有8个成员同时含有B3、ARF和Aux/IAA这3个相对保守的结构域,其他成员仅含有B3和ARF这2个结构域。进化树分析表明,剑麻AhARFs蛋白可分为5个亚家族。15个剑麻AhARFs基因在剑麻紫色卷叶病不同发病时期呈现不同的表达规律。本研究为进一步深入探索剑麻ARF基因家族的功能奠定了重要理论基础。     

Calcium Signaling is Involved in Negative Phototropism ofRice Seminal Roots简

Calcium ions(Ca2+) act as an intracellular second messenger and affect nearly all aspects of cellular life. They are functioned by interacting with polar auxin transport, and the negative phototropism of plant roots is caused by the transport of auxin from the irradiated side to the shaded side of the roots. To clarify the role of calcium signaling in the modulation of rice root negative phototropism, as well as the relationship between polar auxin transport and calcium signaling, calcium signaling reagents were used to treat rice seminal roots which were cultivated in hydroculture and unilaterally illuminated at an intensity of 100–200 μmol/(m2·s) for 24 h. Negative phototropism curvature and growth rate of rice roots were both promoted by exogenous CaCl2 lower than 100 μmol/L, but inhibited by calcium channel blockers(verapamil and LaCl3), calcineurin inhibitor(chlorpromazine, CPZ), and polar auxin transport inhibitor(N-1-naphthylphthalamic acid, NPA). Roots stopped growing and negative phototropism disappeared when the concentrations increased to 100 μmol/L verapamil, 12.500 μmol/L LaCl3, 60 μmol/L CPZ, and 6 μmol/L NPA. Moreover, 100 μmol/L CaCl2 could relieve the inhibition of LaCl3, verapamil and NPA. The enhanced negative phototropism curvature was caused by the transportation of more auxin from the irradiated side to the shaded side in the presence of exogenous Ca2+. Calcium signaling plays a key role as a second messenger in the process of light signal regulation of rice root growth and negative phototropism.     

Auxin,Cytokinin and Ab sei sic Acid

Abstract

Auxin, cytokinin, and abscisic acid (ABA) are important plant hormones that regulate many growth and developmental processes. In recent years, a number of genes involved in the metabolic and signaling pathways for auxin, cytokinin and ABA have been cloned and characterized. With organ-and tissue-specific or conditionally active gene promoters, it has become possible to manipulate concentrations of plant hormones in planta to create commercially desirable traits. Seedless fruit production and the extension of shelf life of green produce and ornamental plants are two successful examples of manipulating concentrations of these hormones in planta. In this review, we will focus our discussion on the effects of the over-or under-expression of genes involved in the biosynthetic and catabolic pathways of these hormones with an emphasis on their potential applications in ornamental crops.     

基于转录组的荔枝ARF基因家族的鉴定及表达分析

生长素反应因子(Auxin Response Factors,ARFs)是调节生长素表达的转录因子响应基因,ARF基因在植物中大多由多基因家族组成。基于转录组数据,通过生物信息学方法对荔枝ARF基因进行鉴定,并分析其理化性质、亚细胞定位、保守基序、系统进化以及基因的表达模式。在荔枝中鉴定出21个ARF基因,其编码的蛋白质含有53~1 117个氨基酸,分子量约为6.112~123.872 ku,等电点为4.21~9.45。亚细胞定位预测结果显示21个ARF均定位于细胞核。Lc ARFs基因家族具有相对保守的结构,即包含1个保守的B3 DNA结构域、ARF结构域和Aux/IAA结构域。进化树分析表明荔枝ARF蛋白分为5个亚家族。21个荔枝ARF基因在花穗发育过程中有明显不同的表达规律。该结果为进一步深入研究荔枝ARF基因家族的功能奠定了基础。     

不同处理方式的妃子笑荔枝花穗ARF基因家族的表达分析

生长素反应因子(ARF)是一类可以结合在生长素应答基因启动子部位的转录因子,在植物的生长发育中起着至关重要的作用。为了研究荔枝ARF基因在不同花穗处理方式的表达情况,进而挖掘花穗发育过程中起主要作用的ARF关键基因,本研究利用课题前期基于转录组数据库鉴定出的LcARF基因家族,通过对妃子笑荔枝花穗分别进行疏花和喷施烯效唑处理,利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术进一步研究LcARF基因家族在不同处理下的表达情况。结果表明：21 个荔枝ARF基因在疏花和烯效唑处理花穗发育过程中有明显不同的表达规律,且不同基因表达量有较大差异。因此推测,ARF家族成员在花穗发育过程中特定阶段起一定的作用,同时本研究也为深入探究ARF基因家族的功能奠定理论基础。     

福州市主要公园乔木树种多样性分析

对福州市4个主要公园的乔木种类和各树种的个体数量进行调查,采用α多样性指数对各个公园乔木树种的调查结果进行分析,并应用二元属性数据的β多样性指数对各个公园乔木树种的多样性进行了初步研究。结果表明：4个公园内有乔木树种共196种,隶属54科97属;Simpson生态优势度指数表现为：闽江公园北园〉闽江公园南园〉温泉公园〉西湖公园;Shannon-Wiener多样性指数表现为：闽江公园北园〉温泉公园〉闽江公园南园〉西湖公园;Pielou均匀度指数表现为：闽江公园南园〉闽江公园北园〉温泉公园〉西湖公园;Whittaker多样性指数表现为：温泉公园〉闽江公园北园〉西湖公园〉闽江公园南园;Sorenson相似度指数表现为：闽江公园南园和温泉公园的Sorenson相似度指数最小,为0．39535,闽江公园北园和闽江公园南园最大,为0．63514。