植物非生物逆境胁迫DREB/CBF转录因子的研究进展

综述近十几年来,特别是近5年来国内外DREB/CBF转录因子的研究进展,主要包括DREB/CBF转录因子的结构特点,DREB/CBF基因的克隆、表达调控及其在植物抗逆基因工程中的作用,以及DREB/CBF转录因子研究中的问题与展望,旨在为植物抗逆育种提供理论依据.DREB/CBF类转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C-重复序列结合子,是AP2/EREBP转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够特异性地与抗逆基因启动子区域的DRE/CRT顺式作用元件相结合,在干旱、低温和高盐等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是植物逆境适应中的关键性调节因子.目前,已从拟南芥、欧洲油菜、水稻、玉米、小麦、陆地棉、大豆和番茄等几十种植物中分离并鉴定出调控干旱、高盐及低温耐性的DREB/CBF基因,并利用这些基因得到抗逆性增强的拟南芥、欧洲油菜、番茄、小麦以及杨树等转基因植株.转基因结果表明,DREB/CBF转录因子家族在植物抗逆品种改良中具有重要的应用价值.     

毛白杨转录因子PtCBF5的表达模式分析

利用RT-PCR手段克隆得到1个毛白杨CBF基因cDNA,命名为PtCBF5(GenBank注册:DQ354395)。PtCBF5全长837bp,该序列包括起始密码子ATG和42bp的5′末端非编码区,终止密码子TGA和98bp的3′末端非编码区,开放阅读框编码231个氨基酸。RT-PCR半定量研究表明:PtCBF5在叶片组织中的表达量高,茎、根中的表达量低。组培苗在低温、干旱、NaCl、ABA条件下处理诱导24h,在低温和干旱的条件下PtCBF5表达量在诱导30min后开始增加,分别在2h和6h达到峰值,24h后又恢复到初始水平;而高盐和ABA存在的条件下未有显著变化。PtCBF5在植物体适应寒冷和干旱的过程中可能有着重要作用,尤其在逆境初期。     

小叶锦鸡儿高垄整地播种造林技术初探

一、小叶锦鸡儿的生物学特性 小叶锦鸡儿，蝶形花科锦鸡儿属。多年生落叶灌木。喜光性强，耐寒，极耐干旱瘠薄，耐地表高温。小叶锦鸡儿为深根性树种，根系极为发达，主根明显，入土深，侧根根系向四周水平延伸。小叶锦鸡儿株高为40-70厘米。     

3种沙生灌木光合生理参数与土壤含水量的关系研究

在半干旱地区的盐池县,采用Li-6400便携式光合仪和TDR土壤水分测定仪,对不同土壤水分处理下的柽柳、小叶锦鸡儿和汤柴盆栽苗木的光合生理参数进行了测定,研究了叶片净光合速率（Pn）、羧化效率（Cm）、蒸腾速率（Tr）、水分利剧效率（WUE）对土壤含水量（SWC）的响应过程,并探讨了在不同土壤水分胁迫程度下3种灌木叶片光合作用的变化规律,最后确定了3种灌木在沙区适宜生长的土壤水分调控标准。研究表明：柽柳叶片Pn最高时的SWC为13．6％、小叶锦鸡儿叶片Pn最高时的SWC为13．4％、杨柴叶片Pn最高时的SWC为15．0％;Tr最高时3种灌木的土壤含水量临界值依次是：14．3％、15．1％、17．2％;柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴维持叶片水分利用效率最高时的土壤含水量分别为10．1％、11．0％和9．9％;柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴生长适宜的土壤水分范围分别为7．2％～10．1％、6．2％～11．0％和7．3％～9．9％。     

九叶青花椒叶绿体基因组结构及系统进化分析

[目的]揭示九叶青花椒叶绿体基因组的结构特征及其与其他物种的系统进化关系，为花椒属种质资源的鉴定、新品种的培育及品种间的遗传分析提供参考。[方法]使用改良CTAB法提取九叶青花椒叶片总DNA。利用BGISeq-500平台进行高通量测序，SPAdes v3.13.0软件组装叶绿体基因组，通过GeSeq注释九叶青花椒的全叶绿体基因组信息，对其叶绿体基因组序列的结构特征、重复序列、密码子偏好性及系统进化关系进行分析。[结果]九叶青花椒叶绿体基因组为典型的四分体组成结构，全长序列为158 579 bp，编码133个基因；测到19个串联重复序列，49个长片段重复，70个简单重复序列；九叶青花椒叶绿体基因组中的蛋白编码基因共有26 398个密码子（不包括终止密码子），在密码子第三位碱基上有较强的A/T碱基偏好性。[结论]本研究首次组装了九叶青花椒叶绿体基因组全序列，明确了花椒属为单系类群，九叶青花椒与野花椒（Z. simulans）关系密切，这将为花椒的遗传信息、花椒种质资源评价、分子育种、cpSSR分子标记的开发及遗传多样性等研究提供了重要参考。     

章古台沙地适生灌木树种筛选

通过对章古台沙地上10个科16种灌木树种进行的成活率、保存率、树高、地径等指标的调查,结合各树种定性的生长表现,初步筛选出11种灌木。又连续2年对这11种灌木的树高和地径进行调查,进一步筛选出7种灌木,分别是蒙桑（Morus mongolica）、黄柳（Salix gordejevii）、欧李（Cerasus humilis）、小叶锦鸡儿（Caragana microphylia）、树锦鸡儿（Caragana arborescens）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、小叶鼠李（Rhamnus parvifolia）。这7种灌木可以在沙地上健康而稳定地生长,没有回枝现象,4年生苗木树高可达1m以上,地径可达1cm以上。     

阴山北麓农牧交错区小叶锦鸡儿地上生物量模型构建

以阴山北麓地区小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工灌木林为研究对象，在立地和林分调查的基础上，开展小叶锦鸡儿地上生物量预测模型研究，旨在为该区小叶锦鸡儿人工灌木林的抚育管理和资源有效利用提供科学依据。结果表明：平均冠幅(D)和灌丛高×冠幅面积(HC)2个指标作为自变量来拟合小叶锦鸡儿地上生物量效果最佳，预测模型精度检验的总相对误差(RS)、平均相对误差(EE)和平均相对误差绝对值(RMA)均小于20%,生物量模型W=1.150+D^1.820和W=1.067+(HC)^0.785可作为优化模型来估算阴山北麓地区小叶锦鸡儿的地上生物量。     

锦鸡儿属植物种子性状和幼苗生长特征比较研究

以不同种子产地的锦鸡儿属植物柠条锦鸡儿、秦晋锦鸡儿、中间锦鸡儿、小叶锦鸡儿和扁刺锦鸡儿为试材,比较研究了锦鸡儿属植物不同种子产地间的种子性状、种子萌发率及幼苗生长特征。结果表明:不同产地间锦鸡儿属植物的种子性状、萌芽率及幼苗生长特征均存在显著差异。锦鸡儿属植物种子性状受产地影响明显,种子萌发率和幼苗株高的大小顺序均为柠条锦鸡儿秦晋锦鸡儿中间锦鸡儿小叶锦鸡儿扁刺锦鸡儿,幼苗地径的大小顺序为柠条锦鸡儿中间锦鸡儿秦晋锦鸡儿小叶锦鸡儿扁刺锦鸡儿。柠条锦鸡儿的种子萌发率以浑源县的最高,秦晋锦鸡儿以岚县的最高,中间锦鸡儿以岢岚县的最高,小叶锦鸡儿以方山县胡堡村的最高。柠条锦鸡儿幼苗的株高和地径在3个产地间差异不显著,秦晋锦鸡儿在方山县的明显大于临县的,中间锦鸡儿在岢岚县的明显高于方山县的,小叶锦鸡儿为方山县胡堡村的显著高于其它3个地方的。种子千粒重与种子萌发率、苗期生长特征存在显著的相关关系,可作为锦鸡儿属植物苗木出苗和幼苗生长预测的参考指标。     

柠条灌木林的营造和管理

柠条[Caragana microphylla （Pall.） Lam]俗称小叶锦鸡儿、牛筋条、雪里洼，为蝶形花科锦鸡儿属的落叶灌木。抗严寒和酷暑，耐瘠薄，耐旱能力强，育苗和造林较易，是我国西北、华北和东北地区水土保持和固沙造林的重要灌木树种，也是良好的薪炭林、饲料林树种，深受群众欢迎。     

DREB/CBF基因响应植物抗冷途径的研究进展

低温环境信号通过细胞膜的转导,激活以DREB/CBF途径为主的抗冷信号网络,调控下游大量抗冷功能基因的表达,继而增强植物的抗冷能力。本文重点介绍了国内外近年来有关CBF基因结构特点、CBF转录因子在植物抗逆基因工程中的作用,CBF信号途径的研究包括Ca2+与低温信号转导、CBF转录因子在植物抗冷过程中的表达调控、生物节律调控CBF转录因子的表达等方面,旨在为植物抗逆育种提供理论依据。     

平榛冷适应相关基因CBF的克隆及时空表达特性分析

低温是影响植物分布、进而影响生长和产量的关键因素之一。Weiser(1970)指出低温导致植物的基因表达发生变化;早在20世纪90年代研究者就发现了植物的冷适应现象(Guyetal.,1985)。虽然迄今为止植物抗寒的分子机制还没完全清楚,但研     

毛白杨PtDREB2A基因的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

利用基因特异的PCR引物由毛白杨受干旱胁迫后构建的cDNA文库中扩增获得一PtDREB2A cDNA克隆,并进行测序和序列分析,结果表明:PtDREB2A cDNA片段总长为946 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为864 bp,可编码长度为287个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列在AP2/ERF结构功能域与拟南芥AtDREB2A和水稻OsDREB2A蛋白的同源性分别为80.3%和83.3%。组织特异性Realtime-PCR结果显示,PtDREB2A在杨树根、茎、叶片和顶端分生组织中均有表达,但其表达模式不同:PtDREB2A在叶片表达丰度最高,在树干皮层及根部组织表达丰度中等,而在顶端分生组织及主干韧皮部、形成层与木质部表达丰度最低。非生物胁迫及激素诱导差异表达显示,PtDREB2A不仅受高温、低温、干旱与盐诱导表达,还受到激素IAA,NAA及GA3的上调表达,但与ABA的诱导无关。组合利用MEGA4.0和DnaSP4.50.4软件对毛白杨45株基因型个体的PtDREB2A序列进行比对和分析,共检测到49个单核苷酸多态性(SNP)位点,SNP频率为1/18 bp,多样性指数π为0.0...     

哈茨木霉天冬氨酸蛋白酶基因SA76的3＇RACE扩增和序列分析

由EST获得全长cDNA对于结构基因组学和功能基因组学都是至关重要的,cDNA末端快速扩增技术RACE是该领域中的重要研究方法.利用BD SMART RACE技术扩增编码分泌天冬氨酸蛋白酶SA76基因的3＇末端,将其与哈茨木霉cDNA文库中的SA76基因的EST序列进行序列拼接,获得2019bp的全长cDNA序列,其开放读码框长1593bp,5＇非编码区266bp,3＇非编码区201bp,编码530个氨基酸,有信号肽.哈茨木霉天冬氨酸蛋白酶基因与玉蜀黍赤霉、粗糙脉孢菌、球毛壳菌天冬氨酸蛋白酶基因的同源性分别为53%, 37%, 36%.利用BD SMART RACE技术首次从哈茨木霉中克隆天冬氨酸蛋白酶基因,为验证SA76基因的功能奠定基础,为进一步研究蛋白酶的作用机制及生物防治功能提供依据.     

绿竹咖啡酸－O－甲基转移酶基因(COMT)的克隆及相关分析

采用RT-PCR及RACE方法从绿竹中分离了COMT基因家族的一个基因,命名为BoCOMT1.BoCOMT1全长1 377 bp,编码一个361 aa的蛋白,估计分子量为39 kDa.BoCOMT1与小麦的TaCOMT、甘蔗的SoCOMT、玉米的ZmCOMT和毛白杨的PtCOMT的氨基酸序列比对结果表明,BoCOMT1与TaCOMT的氨基酸同源性最高,达到86.7%,系统进化树的分析表明,BoCOMT1与TaCOMT亲缘关系较近.RT-PCR结果显示,BoCOMT1在茎中的表达量约为叶中的2倍.     

毛竹PeAP2基因及其启动子的克隆与表达初步分析

APETALA2(AP2)基因在植物生长发育过程中发挥着重要作用.利用RT-PCR和RACE方法,从毛竹中克隆到1个AP2同源基因的全长cDNA序列,命名为PeAP2.序列分析表明:PeAP2基因全长1 750 bp,其中,5′端非编码区106bp,3′端非编码区174 bp,开放阅读框1 470 bp,编码1个489 aa的蛋白,该蛋白含有2个AP2结构域,属于AP2/EREBP家族的AP2亚家族.PeAP2蛋白与来自其它单子叶植物的AP2蛋白均有着较高同源性,其中,与二穗短柄草的AP2蛋白同源性最高,达74.85％.实时定量PCR分析显示:PeAP2基因在毛竹的根、茎、叶、鞘和节5种器官中均有表达,其中,叶片中的表达丰度最高,鞘中次之,而在根、茎、节中的表达丰度接近,均较低.利用hiTAIL-PCR方法克隆获得了PeAP2上游启动子区序列1 359 bp,分析显示其含有光、激素等多种信号应答相关的作用元件.     

白桦果胶甲酯酶抑制剂(PMEI)基因克隆及序列分析

从白桦(Betula platyphylla Suk.)cDNA文库中获得1个果胶甲酯酶抑制剂(PMEI)基因全长cDNA序列,该序列去除polyA后长946 bp,其ORF全长624 bp,编码208个氨基酸,编码蛋白的分子量22 486.4D,理论等电点为10.09,保守区分析确定其含有PMEI蛋白保守序列,属于植物PMEI超家族。该结果为研究白桦细胞壁代谢的分子调控奠定了基础。     

2个野扁桃自交不亲和SFB基因全长的克隆与序列分析

为给野扁桃的遗传改良和自交不亲和机制的进一步研究提供理论依据,以新疆野扁桃花药为试材,利用RT-PCR和RACE技术克隆野扁桃自交不亲和性花粉特异性决定因子编码基因SFB全长序列。采用BLAST进行序列比对,ORF Finder寻找开放阅读框,CDD分析蛋白保守结构域,Prot Param分析蛋白理化性质,TMHMM预测蛋白跨膜区,Signal P预测蛋白信号肽,Sub Loc预测蛋白亚细胞定位,SOPMA分析蛋白二级结构,DANMAN进行氨基酸多序列比对,MEGA6进行系统进化分析,Prot Fun预测蛋白功能。结果表明:克隆到的Pt SFB16基因和Pt SFB17基因属于F-box基因家族,与其它多种植物的SLF/SFB基因的序列相似度为88%,推导的氨基酸序列均具有F-box蛋白典型结构;Pt SFB16基因ORF长1 146 bp,编码381个氨基酸,Pt SFB17基因ORF长1 131 bp,编码376个氨基酸;预测2个SFB蛋白均为略显亲水性、不稳定的细胞质蛋白,二级结构均以α-螺旋,延伸链和无规则卷曲为主,SFB/SLF蛋白在蔷薇科李属植物中具有较高的系统进化一致性,种间同源性可能大于种内同源性,SFB蛋白可能的功能主要有辅助因子生物合成、能量代谢和裂合酶。     

杨树木质素合成酶hct基因的克隆及核苷酸序列分析

根据毛果杨全序列（AC185363.2）中唯一具有转移酶功能的保守区设计引物,以正在分化的2年生欧美杨107次生木质部总RNA为模板经RT-PCR扩增出hct基因片段,与pMD20-T载体连接,重组质粒经特异引物扩增、限制性内切酶酶切和测序鉴定。结果表明,扩增片段长度为709bp,包含一个708bp的开放阅读框,与毛果杨全序列及HCT2（EU603314）的同源性均为98%,编码的氨基酸序列与毛果杨HCT2氨基酸（ACC63883.1）的同源性为98%,断定我们克隆的cDNA为hct,属于转移酶超家族,GenBank登录号为FM202091,该重组质粒命名为pMD20-T-hct。