荠菜CBF冷诱导途径多价载体的构建和烟草转化

为了研究荠菜CBF抗冷途径多基因共表达对转基因植株耐寒性的影响,通过同尾酶法将CbCBF、CbICE53、CbRCI35以及CbCOR15bP进行结合,构建了CbCOR15bP::CbICE53+pCaMV35S::CbCBF+pCaMV35S::CbRCI35多价植物表达载体并进行了烟草的转化,通过形态观察以及电解质渗透率和相对水含量这两个生理指标的测定显示,转基因植株在4℃和-4℃低温处理情况下,多基因共转化的转基因植株在电解质渗透率和相对水含量与野生型和空载对照之间的差异非常明显,转基因植株在低温下的抗寒冻能力也明显增强,说明CBF途径多基因共转化可以明显提高烟草的抗寒冻能力,此项研究具有一定的实际应用意义。     

荠菜冷响应基因CbCAX51的启动子与表达特性分析

Ca2+/H+反向转子(CAXs)作为一类Ca2+外向转运器,与植物的抗逆性密切相关,在保证胞质内的Ca2+稳态的同时使Ca2+介导的信号传递畅通,在植物对逆境作出准确和及时应答和调节过程中发挥着重要作用.为探究十字花科耐冷植物荠菜(Capsella bursa-pastoris)中CbCAX51基因在信号分子诱导下的表达特性,其启动子序列通过基因组步移克隆获得并进行调控元件分析,同时利用RT-PCR技术,检测常温条件下4种信号分子对CbCAX51的诱导调控作用.结果显示克隆获得的CbCAX51启动子序列(1 163 bp)与拟南芥AtCAX1启动子区具有一定同源性,共含有4类与信号分子(ABA、MeJA、IAA,GA3)诱导相关的顺式作用元件.在4种信号分子诱导下,CbC4X51基因表达谱呈现不同的特点.这一结果对进一步阐明CbCAX51的表达特性以及在植物逆境中的作用具有重要意义.     

bZIP转录因子在植物激素介导的抗病抗逆途径中的作用

植物体内有一套复杂精细且交叉调控的激素信号网络,在植物应对不良环境胁迫的过程中起着至关重要的作用。bZIP转录因子作为基因表达的关键调控因子,在植物抗病抗逆相关基因的表达中行使着重要的功能。文章首先介绍了bZIP转录因子的结构和功能,阐述了其在几种主要的激素抗性调控途径中的作用机理,之后对各种激素信号通路之间的交叉调控途径及其关键调控节点蛋白进行了概括,以期阐明植物激素介导的抗性调控网络,并为新的抗性相关基因的挖掘和利用提供理论依据。     

CBF转录因子在植物抗冷育种中的应用

CBF转录因子能调控一系列低温诱导基因的表达,是目前植物抗低温分子生物学领域研究的热点之一。本文对CBF转录因子的结构、功能及其在植物抗冷育种中的应用等进行了综述。     

植物抗寒转录因子CBF和ICE研究进展

CBF是一类植物所特有的转录因子,是植物抗寒途径的枢纽,调控下游大量抗寒基因的表达,对增强植物的抗寒能力非常重要。ICE属于一种类似MYC的bHLH转录因子,可特异结合到CBF启动子的MYC作用元件并诱导CBF下游基因的转录表达。综述了CBF和ICE两类转录因子的发现、应用及两者之间的关系,为作物抗寒分子改良提供参考。     

干旱胁迫下植物的信号转导及基因表达研究进展

干旱是影响植物生长的主要因素之一,研究植物在干旱胁迫下的反应机制具有重要的现实意义。ABA、H2O2和NO在植物响应干旱胁迫反应中可能作为信号分子的作用。在干旱胁迫下,植物由“渗透感受器”感受外界胁迫信号。通过第二信使及其下游蛋白激酶级联传导反应,调控了一系列基因的表达。根据干旱信号转导过程中胁迫相关基因的表达是否依赖ABA,存在依赖ABA和非依赖ABA两途径。综述了植物干旱胁迫信号的感知、传递及其诱导的基因表达调控等方面的研究进展,对植物抗旱性的分子机理进行了展望。     

植物耐低温机制研究进展

低温是植物生命周期中极易遭受的主要非生物胁迫之一,而植物响应低温胁迫是一个多因素协同作用的过程,涉及到复杂的生理及基因表达调控网络。从生理生化和分子机制两个方面综述了低温胁迫对植物的影响,包括植物细胞膜、光合作用、渗透调节、抗氧化系统的改变,冷诱导的信号转导途径和冷响应相关基因的分子机制。提出低温信号的识别、转导、信号级联放大、响应等方面对植物低温信号传递网络进行更加深入的剖析和结合多组学联合分析等技术更全面解析调控机理是今后的研究方向。     

植物病害中的信号传导

植物由抗病基因介导的防卫过程存在一系列生理生化和分子生物学反应,这些反应从病原菌侵染点开始的超敏反应(HypersensitiveResponse,HR),并延伸到远处组织的系统抗性或获得性抗性(SystemicAcquiredResistance,SAR),受制于一种信号传导网络的调控。这个信号系统有抗病蛋白和病原菌非病毒性蛋白,在一种配体—受体的互作模式下激发,并由信号分子H2O2、NO和系统信号分子水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和乙烯(ET),通过关键调控基因传递和放大,最终诱导一系列防卫反应基因的表达和代谢的变化而产生抗性。植物防卫信号的产生类似于动物免疫系统因子的介导,并可由非寄主病原菌或诱导子诱发。这些信号途径所产生的广谱抗性为植物抗病基因工程的应用奠定了基础。     

光对园艺植物花青素生物合成的调控作用

花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号（光强、光质、光照时长）对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境（光强、光质、光照时长）主要通过不同的光受体（UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs）影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR858影响花青素的生物合成;另外,一些未知的光响应因子可能以不依赖MBW通路的方式直接或间接地调控花青素合成基因和液泡膜上的运转蛋白,改变液泡酸化,调节花青素的合成。同时,光信号会影响光合电子传递,光合电子传递链中的一些因子也会通过依赖和不依赖MBW的途径影响植物花青素的合成。这些途径如何协调以及哪些信号因子优先受光环境（光强、光质、光照时间）调控?本文为深入研究光信号对花青素生物合成的调控机理提供参考,以探索光调控花青素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程、代谢工程和光环境调控手段改良园艺植物花青素积累提供理论基础。     

植物生长调节剂对冷胁迫下甜瓜幼苗生理特性及相关基因表达的影响

【目的】探讨植物生长调节剂对冷胁迫下甜瓜幼苗生理特性及相关基因表达的影响,明确其在甜瓜耐冷性调节中的作用。【方法】对甜瓜幼苗喷施不同浓度ABA、氟啶酮（ABA合成抑制剂）和JA并冷处理后,通过测定甜瓜幼苗生长势、相对电导率、脯氨酸、SOD、POD、CAT活性等指标,确定可以提高甜瓜耐冷性的最佳浓度;通过对参与ABA和JA信号途径和活性氧清除酶相关基因进行表达分析,筛选参与甜瓜耐冷性调控的基因;进一步分析甜瓜耐冷、冷敏材料的转录组数据,筛选其他参与ABA和JA信号途径且响应冷胁迫的基因。【结果】外施10μmol·L^-1 ABA和5μmol·L^-1 JA均能减缓冷胁迫下甜瓜叶片受损程度,增强叶绿素荧光强度,增加植株的株高、茎粗和鲜质量,提高POD、SOD和CAT活性,降低幼苗相对电导率,提高脯氨酸含量,明显增强甜瓜耐冷性;喷施ABA及JA能显著抑制激素信号途径相关基因CmJAZ1、CmMYC2和CmPP2C3的表达,转录组中差异表达基因MELO3C021422和MELO3C026019在ABA处理后表达显著上调。【结论】外施ABA和JA能够诱导激...     

CBF转录因子在提高植物抗逆性中的作用

CBF转录因子在植物胁迫应答途径中发挥十分重要的作用,对CBF转录因子的结构特点、表达调控及其在提高植物抗寒性、抗旱性及抗盐性中的作用的研究进展进行了综述。     

木薯ERF转录因子调控的靶基因筛选与表达分析

为解析乙烯响应因子（ERF, Ethylene Response Factor）在木薯（Manihot esculenta）生长发育过程中的调控通路，本研究从木薯全基因组数据库中，筛选出启动子区含有GCC-box顺式作用元件的基因204个，利用生物信息学手段对这些基因进行染色体位置分布分析、病原菌侵染下表达模式分析以及启动子结构预测，部分候选基因的qRT-PCR结果表明:Manes.02G189600，Manes.03G039700，Manes.06G002000，Manes.09G063700，Manes.14G141600，Manes.15G181900可能参与调控植物的抗病途径，同时在乙烯介导的信号传递途径中也起重要作用。     

不同光源条件下与花生株高变化相关基因的转录组分析

【目的】为了探究不同光源条件下与花生株高变化相关的基因。【方法】以冀花5号（直立型）和开选01-6（匍匐型）品种为研究材料,分别在LED光和自然光两种培养条件进行盆栽试验。【结果】冀花5号在强光条件下株高显著变矮,而开选01-6变化幅度不大,表明冀花5号对光照反应相对敏感。转录组的PCA结果显示LED光源下冀花5号和开选01-6距离相对较近,自然光源下冀花5号和开选01-6距离较近,说明光照对基因表达的影响大于基因型间的差异影响。GO和KEGG注释分析发现不论在差异表达数目、基因类型或主要响应的调控网络上,冀花5号和开选01-6对不同光源的响应存在显著差异,尤其差异基因在植物昼夜节律相关的通路上显著富集,暗示着植物昼夜节律调控网络对株型的形态建成至关重要。进一步分析发现分别有16个和19个植物昼夜节律相关基因在开选01-6和冀花5号中特异响应,分别有6个和17个植物激素信号转导相关基因在开选01-6和冀花5号中特异响应,表明这些基因在花生株型形态建成中起着关键调控作用。【结论】昼夜节律调控途径是调控株高变化的主要途径,植物生长激素信号在其中也起了关键作用。以上研究结果对育种家深入理解不...     

失水处理诱导番茄中JA相关基因表达的研究

茉莉酸作为一种重要的植物激素,在调控植物对昆虫取食和腐生型病原菌等生物胁迫的抗性反应中具有重要作用。迄今为止,关于茉莉酸调控植物对非生物胁迫抗性的研究较少。以ABA和茉莉酸信号途径中一些番茄突变体为材料,利用荧光定量PCR方法研究失水处理对茉莉酸信号途径中相关标记基因的诱导情况,证明失水处理可诱导茉莉酸信号途径中相关标记基因的表达,这种诱导既依赖于ABA合成,又依赖于茉莉酸合成和信号传导,说明茉莉酸信号途径可能在调控番茄抗旱反应中发挥一定作用。     

辣椒应答冷信号转导机制研究进展

辣椒原产中南美洲热带地区,为喜温性蔬菜作物。冷害是辣椒生产中的主要逆境因子,严重影响辣椒的生长发育。遭受冷害胁迫时,包括辣椒在内的众多植物通过多个信号转导途径调节耐冷相关基因的表达,提高植物的耐冷性。本文从冷信号感知、冷信号转导途径中关键转录因子、耐冷基因表达等方面,综述了辣椒应答冷信号的研究进展,从而为辣椒耐冷分子机制研究提供参考。     

冷应激引起鸡下丘脑基因表达谱差异分析

为研究冷应激发生机制以及冷应激过程中下丘脑神经内分泌系统基因表达变化,选取28日龄淮南麻黄鸡为研究对象,采用全基因组表达谱芯片技术分析冷应激24 h后下丘脑组织差异表达基因.通过比较淮南麻黄鸡冷应激24 h前后下丘脑组织基因表达谱,表达倍数＞3倍的基因共877个,其中下调基因334个,主要涉及HAAO、CHRNA9及STAM2等信号转导接头分子基因的低表达;上调基因543个,主要为CCK、NPY及其受体基因、CAMK2A、SST及TRH等基因.对差异表达基因参与的生物学过程分析可见,在冷应激24 h过程中,鸡下丘脑首先启动神经受体-配体相互作用,刺激鸡体产生采食欲望,随后启动脂质代谢途径以供应机体能量需求.在此过程中,Jak-STAT、Ca离子信号通路等一系列生物反应途径发生响应,以调节机体对寒冷应激的反应.差异表达基因的生物学通路分析为阐明鸡冷应激机理提供重要信息,差异表达基因分析有助于抗冷应激分子育种候选基因筛选.     

活性氧在环境胁迫诱导的植物细胞程序性死亡中的作用

细胞程序性死亡（PCD）发生在许多植物生长发育过程中和非生物的逆境条件下,是由细胞自身基因编码的、主动的、有序的细胞死亡形式。活性氧（ROS）在植物的生长、发育和对外界生物和非生物环境刺激的反应及细胞程序性死亡等调控过程中是一个重要的信号分子。本文综述了ROS的产生、对植物在环境胁迫下防御反应的作用以及与其他一些信号分子在植物PCD中的相互作用。