低温下冬小麦与中国春的TPS基因表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶基因(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖合成途径中的关键酶基因,在植物耐寒过程中发挥着重要作用。为了分析不同耐寒性的小麦品种中TPS基因在低温处理下的表达差异,明确TPS基因在抗寒中所起的关键作用,以抗寒品种东农冬麦1号(D1)和对照品种中国春(CS)为材料,设定一系列低温处理,用qRT-PCR分析7个TPS基因的表达差异。结果表明,低温驯化初期,TPS4和TPS7在D1中大量表达。低温驯化后期,D1中TPS1、TPS2、TPS4、TPS6和TPS7基因的表达量均明显高于CS中的表达量。TPS2、TPS3、TPS5和TPS6基因在小麦低温冷冻中后期相对表达量达到最高。-16℃下D1中的TPS1、TPS6和TPS7基因相对表达量分别为同时期CS的72.8倍、308.68倍和32.83倍。D1中的TPS3基因在7个冷处理中有6个为下调表达,而TPS7基因在各处理下均为上调表达。本研究结果对高抗寒性新品种的选育具有重要意义。     

茶树海藻糖-6-磷酸合成酶基因(CsTPS)的克隆及表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖合成途径中的一个关键酶.目前,TPS基因的研究多数集中于细菌和真菌等,而对植物的研究较少.本实验通过对茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze)全器官转录组文库序列比对,获得一条与其他物种同源性较高的编码TPS基因的EST序列,通过RACE扩增后获得茶树TPS基因cDNA全长序列,命名为Cs TPS(GenBank登录号JQ742017).该基因cDNA全长3 125 bp,包含一个2799 bp的开放阅读框,编码932个氨基酸.多序列比对分析结果表明,Cs TPS基因编码的蛋白具有明显的TPS和TPP两个结构域.系统进化分析表明,其编码的氨基酸序列与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、烟草(Nicotiana tabacum)和番茄(Solanum lycopersicum)等植物的TPS同源性较高,且CsTPS与拟南芥TPS1(AtTPS1)的同源性高于TPS2(AtTPS2)和TPS3(AtTPS3).qPCR分析显示,CsTPS基因在茶树不同组织器官中呈现差异性表达.低温诱导促使老叶和嫩叶中的CsTPS基因上调程度明显大于根系,表明CsTPS基因可能参与了茶树抗寒机制.     

丹参海藻糖-6-磷酸合成酶基因（SmTPS）的克隆及其表达分析

对丹参EST序列进行Blast分析,得到一条海藻糖-6-磷酸合成酶（TPS）基因,将其命名为SmTPS,GenBank注册号为JF937196。该基因cDNA全长2836 bp,包含一个长为2574 bp的ORF,编码857个氨基酸。生物信息学分析表明,分子量为97.04 kD,等电点为5.76,含α-螺旋、β转角、延伸连和无规则卷曲。该蛋白同时具有海藻糖-6-磷酸合成酶（TPS）和海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶（TPP）的功能结构域。系统进化树分析表明丹参TPS功能域和拟南芥AtTPS6属于一类,而TPP功能域与低等生物酵母ScTPS2属于一类。实时定量PCR结果分析表明,SmTPS基因在丹参不同组织器官中差异表达,其茎中表达量最高。在干旱和低温处理下,其表达量与对照相比均可上调约2倍,表明SmTPS基因在丹参抵抗干旱和低温胁迫中发挥一定的作用。     

啤酒糖酵母菌6-磷酸海藻糖合成酶编码基因tps1的cDNA克隆

本工作从抗逆性极强的啤酒糖酵母菌株 Ａ Ｓ２１４１６ 中分离纯化总 Ｒ Ｎ Ａ 和 ｍ Ｒ Ｎ Ａ ,以 Ａ Ｍ Ｖ 逆转录酶合成了单链ｃ Ｄ Ｎ Ａ 。采用保守引物扩增并克隆了该酵母菌的６ － 磷酸海藻糖合成酶编码基因ｔｐｓ１ ,建立了该基因 Ｄ Ｎ Ａ 片段的物理图谱,发现其酶切位点与已见报道的６ － 磷酸海藻糖合成酶编码基因相同。     

玉米海藻糖含量测定及其合成酶（TPS）基因序列分析

自然界生物体内广泛存在着海藻糖。海藻糖不仅能在正常情况下为生物体新陈代谢提供能量贮备,更能在干旱、高热、低温等逆境胁迫下通过大量积累来帮助生物体抵御逆境伤害。因此,对海藻糖积累及其合成途径关键酶类的研究已越来越受到人们关注。本研究以垫状卷柏（Selaginella pulvinata（Hook.et Grev）Maxi...     

野油菜黄单胞菌中6-磷酸海藻糖合成酶注释基因的功能鉴定

6-磷酸海藻糖在微生物碳代谢调节及抗逆生理中起着极其重要的作用。在野油菜黄单胞菌野油菜致病变种(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)8004菌株的基因组中,XC1076注释为6-磷酸海藻糖合成酶。利用突变和表型检测技术,对XC1076进行功能鉴定,结果显示,XC1076的Tn5gusA5插入突变体006B12,在含3%NaCl的NYGB培养基中生长明显缓慢,在含葡萄糖为惟一碳源的NCM培养基中几乎不能生长,反式互补能够基本恢复野生型表型,这说明XC1076与碳代谢调控和抗高渗有关。这些表型实验结果揭示,XC1076的ORF编码的蛋白具有6-磷酸海藻糖合成酶活性。致病生化因子检测显示,XC1076与Xcc胞外酶和胞外多糖的分泌无关。     

杨树葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）基因启动子的克隆与分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径的关键性调控限速酶,其主要功能是为脂肪酸合成、氮还原和谷胱甘肽等生物分子合成提供还原力NADPH,也为核酸合成提供戊糖;此外,还参加非生物逆境胁迫应答反应。因此,G6PDH对植物的生长发育起着非常重要的作用。本文利用甜杨G6PDH基因和毛果杨基因组序列,通过PCR获得了甜杨G6PDH基因上游1400bp的序列。序列分析结果表明,该序列具有启动子的基本元件TATA-box、CAAT-box。此外,还包含多个胁迫诱导元件,如低温诱导元件LTR,盐诱导元件GT-1,抗冻、缺水、脱落酸、抗寒元件MYB和MYC,以及光响应元件L-box、G-box、3AF-1、TC丰富区等。     

酵母菌6-磷酸海藻糖合成酶基因在大肠杆菌中的表达及功能验证

海藻糖是由两个葡萄糖残基经α，α-1，1糖苷键连接而成的非还原性二糖，大量实验表明，海藻糖不仅作为碳水化合物以储存能量，具有在冷冻、干燥、高渗透压等严酷环境中保护生物膜和蛋白质结构的功能，还可保护DNA免受放射引起的损伤（Yoshinaga et al．，1997）。海藻糖的这一独持性质可望用于干燥冷冻食品、药品和酶的稳定剂以及化妆品的保护剂等。     

大肠杆菌海藻糖磷酸合酶基因的克隆

根据报道的大肠杆菌（Escherichia coli)海藻糖－6－磷酸合酶基因（otsA)，设计引物，通过PCR技术从大肠杆菌XLI菌株的总DNA中扩增到一个1．4kb片段。经克隆、测序分析，该片段长1425bp并含一完整的开放读框（ORF）。在核苷酸水平上，该ORF与已报道的otsA基因具有99．86％的同源性。在氨基酸水平上，其推断性的编码产物蛋白与OtsA具有100％一致性。     

OsUgp2和otsAB基因共转化增强水稻抗旱抗寒能力

本研究通过农杆菌介导的转化技术,将水稻尿苷-2磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基N（OsUgp2）与大肠杆菌海藻糖-6-磷酸合成酶／海藻糖-6-磷酸合成酶磷脂酶融合基因（otsAB）共表达载体转化水稻愈伤组织,对获得的转基因植株分别进行干旱和寒冷处理,试图明确0sUgp2和otsAB共表达是否可以进一步提高转基因水稻植株的抗胁迫能力。表型观察结果显示0sUgp2和。拈AB共表达植株（ABu）经干旱和寒冷处理后恢复生长的能力,较otsAB和OsUgp2分别过量表达的转化植株（AB和U）均有所提高。定量PCR检测结果显示：经干旱处理后,转化植株ABU中0tsAB和OsUgp2的表达量较未处理植株分别提高1．92倍和1．67倍,与转化植株AB和I中0tsAB和OsUgp2表达的增加量相近;而寒冷处理后,转化植株ABU中otsAB和OsUgp2的表达量分别增加2．68倍和2．04倍,明显高于转化植株AB和u中otsAB和OsUgp2表达的增加量。液相色谱检测结果显示：OsUgp2和otsAB共表达和单表达均可以提高转化植株中海藻糖的生物合成量,且共转化植株ABU中海藻糖的含量在干旱和寒冷处理前后均是最高的。干旱和寒冷处理后,共转化植株ABU中蔗糖含量的增加也较明显。本研究结果表明OsUgp2和otsAB共表达可以增加转基因水稻植株中海藻糖和蔗糖分子的含量,同时转基因水稻植株的抗旱和耐冷胁迫的能力也得到了一定提高。     

Prd29A启动子在小麦中的诱导表达活性及大肠杆菌海藻糖合成酶基因的转化

以gus基因为报告基因，通过瞬时表达测定了Prd29A诱导型启动子在小麦愈伤组织中的诱导表达活性。结果表明，Prd29A-gus基因的表达水平可在不同浓度NaCl盐的胁迫条件下得到显著提高。由此证实，Prd29A启动子在小麦中具有较强的诱导表达活性。在此基础上，将Prd29A诱导型启动子驱动下的大肠杆菌海藻糖合成酶基因（otsA）采用花粉管途径导入目的小麦品系，经PCR筛选、Southern鉴定及转化后代海藻糖含量的测定，获得了一批otsA转基因植株及株系，为进一步选育耐盐抗旱的转基因小麦新品系奠定了基础．     

两株PGPR对豇豆苗期生长及土著细菌群落的影响

以扬豇40为材料,研究了植物根际促生菌Pseudomonas chlororaphis RA6和Bacillus pumilus WP8对豇豆种子出苗及幼苗生长的作用,评价浸种及拌土处理的差异,揭示一段时间内,两株植物根际促生菌（PGPR）在土壤中的行为特征及其对土著细菌群落结构的影响。结果表明：PGPR对豇豆的促生作用因接种方式、接种量的不同而不同。WP8、RA6浸种处理的出苗率分别比对照提高14.29%和9.52%（P〈0.05）;15 d时的株高分别比对照提高14.39%和10.40%（P〈0.05）;茎叶干物重分别比对照增加19.69%和17.71%（P〈0.05）。WP8、RA6低剂量拌土处理（104cfu·g-1soil,以下简作＂低拌处理＂）各指标与对照相比,均无显著差异（P〉0.05）。WP8、RA6中剂量拌土处理（106cfu·g-1soil,以下简作＂中拌处理＂）出苗率和株高均比对照提高,但未达显著差异（P〉0.05）;茎叶干物重分别比对照增加12.71%和18.59%（P〈0.05）。WP8、RA6高剂量拌土处理（108cfu·g-1soil,以下简作＂高拌处理＂）出苗率分别比对照提高9.52%和14.29%（P〈0.05）;15 d时的株高分别比对照提高6.37%和7.64%（P〈0.05）;茎叶干物重分别比对照增加27.37%和20.43%（P〈0.05）。DGGE指纹图谱分析结果显示：各处理在15 d和45 d时,除WP8浸种处理外,其余土壤微生物群落多样性和对照均已发生明显变化,随时间推延,RA6菌株在土壤中优势地位更趋明显,表现在45 d时仍可明显检测到;WP8在土壤中存活时间不长,但拌土处理改变了土著细菌的群落结构。推测WP8的促生作用很可能与土著微生物群落的变化有关。     

小麦穗型突变体表型及其转录组分析

为了明确突变体小麦穗型变化的分子机制,对源自扬辐麦4号的穗型突变体sui1进行表型分析,并在不同的穗生长阶段（孕穗期T1、灌浆期T2）,对突变体sui1与野生型的穗轴节和穗下节进行转录组分析。结果发现,相较于野生型,突变体的穗轴节、穗下节长度变短,株高降低,赤霉病发病程度加重。转录组分析结果表明,相同时期穗下节差异表达基因多于穗轴节,相同组织孕穗期差异表达基因多于灌浆期,筛选出差异表达基因2 526个,其中上调基因890个,下调基因1 636个;对差异表达基因进行基因本体论（GO）分类发现,不同组织的分子功能注释基因在两个时期富集相同,大部分集中在三磷酸腺苷（ATP）结合上;差异表达基因京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析结果发现,植物-病原体互作通路富集基因最多,不同时期生物中的碳固定通路富集因子最高,不同组织光合作用-天线蛋白通路富集因子最高;对差异表达基因进行植物-病原体互作通路基因筛选,筛选出相关基因160个,其中防御反应基因63个（39%）,蛋白激酶活性基因21个（13%）,二磷酸腺苷（ADP）结合基因18个（11%）,推测这些基因可能对小麦突变体sui1穗轴节及穗型...     

Role of the C-terminal domain of Thermus thermophilus trehalose synthase in the thermophilicity, thermostability, and efficient production of trehalose

Trehalose synthase (TS) from Thermus thermophilus (TtTS) is a thermostable enzyme that catalyzes the conversion of maltose into trehalose by intramolecular transglucosylation. It has a relatively higher thermophilicity and thermostability and a better conversion ratio for trehalose production than other known TSs from different sources at present. By amino acid sequences and the schematic motif alignment of trehalose synthase-related enzymes, it was found that TtTS (965 amino acid residues) contains a particular C-terminal fragment that is not found in most other TSs. To verify the function of this fragment, C-terminal deletion and enzyme fusion were respectively performed to explain the important role this fragment plays in the formation of trehalose. First, the C terminus (TtTSDeltaN, 415 amino acid residues) of TtTS is deleted to construct a TtTSDeltaC containing 550 amino acids. Furthermore, a novel cold-active TS was cloned and purified from Deinococcus radiodurans (DrTS, 552 amino acid residues) and then a fusion protein was created with TtTSDeltaN at the C terminus of DrTS (DrTS-TtTSDeltaN). It was found that the recombinant TtTStriangle upC enzyme had a lower thermostability and a higher byproduct than TtTS in catalyzing the conversion of maltose into trehalose. On the other hand, the recombinant DrTS-TtTSDeltaN enzyme had a higher thermostability and a lower byproduct than DrTS in their reactions. The above-mentioned results allowed the inference that the C terminus of TtTS plays a key role in maintaining its thermostability and hence in modulating the side reaction to reduce glucose production at a high temperature. A new, simple, and fast method to improve thermophilicity by fusing this fragment with particular conformation to a thermolabile enzyme is offered.     

MADS-box基因控制植物成花的分子机理

植物花器官的发育和开花是植物生殖发育中最重要的过程,植物在长期的进化过程中产生了春化（低温）途径、自主途径、光周期途径以及不依赖于光温环境条件的赤霉素信号途径来适应多变的环境和调控植物开花过程。本文综述了模式植物拟南芥中由LEAFY（LFY）、CONSTANS（CO）、FLOWERING LOCUSC（FLC）、FLOW ERING LOCUS T（FT）和SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1（SOC1）等基因构成的双子叶植物响应光温条件变化的开花调控网络;以及大麦、小麦中由VERNALIZATION1（VRN1）、VRN2、ODD-SOC2（OS2）和拟南芥CO、FT同源基因构成的禾本科植物开花调控网络。其中最重要的是转录调控因子MADS-box基因FLC、SOC1、VRN1和OS2,并发现组蛋白的乙酰化/脱乙酰化,赖氨酸的甲基化/脱甲基化在调控FLC、VRN1染色质活性状态及基因表达,从而产生开花控制的机理。这些研究发现将有助于对具有重要经济价值的单双子叶植物,通过生物技术手段改良其品种特性以应对非生物逆境,特别是低温胁迫的指导。     

WRKY转录因子表达谱的研究进展

环境胁迫对植物的生长发育造成重大影响,因此,提高植物的抗逆性是农业面临的重要问题。自然界中存在多种抗逆基因,如抗盐基因、抗旱基因、抗寒基因等。利用植物基因工程和分子生物学技术提高植物对逆境的适应性及其抗逆分子机制的研究已成为当今热点。WRKY转录因子是一类参与多种胁迫反应的诱导型转录因子,本文综述了WRKY转录因子家族的结构特点、WRKY转录因子在非生物胁迫（高温、低温、干旱、盐）、外源物质（激素及O3）处理及生物胁迫下的表达模式。各种胁迫下的表达谱均呈现不同特点,这些差异表达可能与它们所行使的不同生物学功能有关。     

含磷物质对铅耐性与敏感性植物生长及磷铅吸收的影响

将耐性植物芥蓝（Brassicacapitata）与敏感植物小白菜（Brassica chinenzis）暴露于含Pb的营养液中,通过添加磷灰石矿尾料（PR）、重过磷酸钙（TSP）及二者混合物（P＋T）处理,研究含磷物质对两种植物吸收Ph的影响以及Pb在植物根表面形态变化过程。结果显示：添加含磷物质降低了耐性植物芥蓝根部Pb的含量,但对地上部Ph吸收的影响不显著;对敏感植物小白菜来说,PR和P＋T处理的植物根部及地上部Pb的含量与对照基本一致,而TSP处理促进了Pb的吸收,表现出小白菜根部及地上部Pb的含量显著高于对照组。含磷物质添加诱导了Pb在植物根表面形成Pb5（PO4）3Cl、Pb5（PO4）3OH的沉淀,但这并没有直接导致两种植物对Pb吸收量的减少。