黄冠梨PbpNCED3基因的克隆与表达

【目的】克隆黄冠梨Pyrus bretschneideri ‘Xuehuali’×P. pyrifolia ‘Shinsseiki’叶片中的9-顺式-环氧类胡萝卜素裂解双加氧酶(NCED)基因的全长cDNA序列,研究不同程度干旱条件下该基因的表达及与叶片内源脱落酸(ABA)的动态变化关系,为明晰该基因在梨树抗旱中的分子机理提供理论依据。【方法】根据转录组数据得到的PbpNCED3序列进行同源序列扩增,通过生物信息学分析确定其属于NCED家族基因。通过酶联免疫吸附法测定不同水分条件下梨叶片内源ABA的含量,通过实时荧光定量测定Pbp NCED3基因的表达量。【结果】Pbp NCED3cDNA序列全长为1 831bp,编码603个氨基酸(GeneBank登录号为:MH749461)。该蛋白具有NCED发挥功能所依赖的4个保守的组氨酸,有NCED家族特有保守结构域序列MIAHPKxDP和HDFAITE及RPE65结构域,N-端含有靶向叶绿体的转运肽。蛋白结构预测发现,该蛋白与玉米vp14(NCED家族蛋白)比对序列相似性为70%,且具有两亲性的α螺旋结构。PbpNCED3基因的表达量与梨叶片ABA的含量成正相关关系(相关系数为0.914),且二者都受到干旱的诱导。【结论】试验所得到的黄冠梨PbpNCED3属于NCED家族基因,该基因响应干旱胁迫,其表达量与内源ABA的含量动态变化趋势一致。     

外源ABA对木薯叶片内源激素及淀粉合成相关基因的影响

在盆栽条件下,用外源脱落酸(Abscisic acid,ABA)处理块根形成期的木薯品种,测定处理及对照在不同时刻叶片中ABA等激素变化、ABA合成与失活以及淀粉合成途径关键基因的表达变化。结果表明:1)正常条件下木薯叶片内源ABA水平及ABA合成途径基因均存在明显的夜间低而白天较高的昼夜节律,ABA信号转导相关基因也表现出下午的高峰表达,它们与淀粉合成途径基因的夜间表达一般具有相反的趋势。2)ABA处理后,木薯叶片内源ABA含量迅速下降,与观察到的ABA合成途径基因表达下降与后期ABA失活基因激活表达相一致,同时发现细胞分裂素中的玉米素核苷(Zeatin riboside,ZR)和生长素(Indole acetic acid,IAA)水平发生改变,预示木薯具有迅速恢复ABA平衡态的机制,并且与其他类激素存在协同作用。3)与此同时,外源ABA处理明显抑制淀粉合成上游基因表达,特别是夜晚高峰期的表达,而对下游基因的抑制相对较小。说明这些基因及相关酶类不同程度受到ABA的调控;ABA明显倾向于调控淀粉合成上游相关基因;外源ABA处理改变了叶片临时淀粉合成速率。     

柑橘砧木对砂糖橘果实糖积累的影响

【目的】分析不同砧木对砂糖橘果实糖积累、相关酶活性与基因表达水平的影响,以及激素在其中发挥的作用,揭示不同砧木影响砂糖橘果实糖积累的生理与分子机制,为生产上柑橘砧木的使用提供理论依据。【方法】以砂糖橘为接穗,枳壳和红黎檬为砧木,测定果实成熟过程中糖含量及蔗糖代谢相关酶活性变化,并利用实时荧光定量 PCR对蔗糖代谢相关酶及蔗糖转运蛋白的基因表达模式进行分析;同时测定果实中脱落酸（ABA）水平和ABA生物合成中的限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）的基因表达变化。【结果】砂糖橘果皮以积累还原糖为主,而果肉以积累蔗糖为主。在果实成熟期,枳壳砧砂糖橘果皮和果肉中可溶性总糖及蔗糖含量皆显著高于红黎檬砧的。枳壳砧砂糖橘果实中蔗糖合成酶（SS）活性更高。荧光定量PCR分析显示,在成熟期枳壳砧砂糖橘果皮与果肉中蔗糖合成酶基因SS2的表达量显著高于红黎檬砧的,而酸性转化酶基因CWINV1表达明显低于红黎檬砧的,且CWINV1表达量与蔗糖积累呈显著负相关（r=-0.648*）。同时,果皮与果肉中蔗糖转运蛋白基因SUC3表达随果实成熟呈上升趋势,且与可溶性总糖含量呈显著正相关（r=0.87*）,后期都为枳壳砧的显著高于红黎檬砧的。此外,随着果实的成熟两种砧木砂糖橘果皮中ABA含量逐渐升高,且与SS2、SUC3表达呈显著正相关,后期枳壳砧的果皮ABA含量显著高于红黎檬砧的;果肉中ABA含量变化波动不大,同样是枳壳砧的ABA水平更高。在果皮中,ABA生物合成中的限速酶NCED的基因NCED1表达趋势与ABA含量变化相似,呈上升趋势,后期枳壳砧的表达量明显高于红黎檬砧的;果肉中,枳壳砧的NCED1表达在后期明显上调,其表达量也显著高于红黎檬砧的。【结论】不同砧木对砂糖橘果实糖积累产生显著的影响。柑橘砧木主要通过影响砂糖橘果实蔗糖代谢酶的活性及其相关基因表达如SS2和CWINV1等来调节糖的代谢从而调控果实糖的积累;不同砧木也影响砂糖橘果实中内源激素ABA水平及果实糖的转运,从而影响果实糖积累。     

ELISA 法检测干旱下花生不同品种中AhNCED1 蛋白表达变化

ABA合成关键酶Ah NCED1与花生抗旱性相关。优化ELISA法检测花生Ah NCED1蛋白体系,利用该体系检测不同产地7个花生品种幼苗干旱处理24h后叶片内Ah NCED1蛋白表达变化。结果表明,正常生长条件下,7个品种Ah NCED1蛋白表达量呈现较低水平,品种间无显著性差异;干旱24h后,所有品种的Ah NCED1蛋白表达量显著增加;Ah NCED1蛋白表达变化倍数从大到小依次是:中花16濮花28花育19福花4中花6花育33海花1,与QPCR检测Ah NCED1基因表达和Westernblot的检测结果比较一致。综合分析3种方法检测不同品种的Ah NCED1基因和蛋白结果表明,ELISA法及QPCR配合使用适用于大范围的快速筛选抗旱花生品种,为抗旱花生品种筛选提供技术支撑。     

转录因子ABP9基因过表达对植物生长发育的影响分析

【研究目的】为分析玉米ABA/逆境响应转录因子ABP9基因过量表达对植物生长发育的影响以利用该基因开展抗逆分子育种。【方法】本研究构建了35S启动子驱动ABP9组成型表达的植物表达载体,获得了过表达ABP9基因的拟南芥转基因株系,并在正常生长条件下,比较了转基因植株和野生型在种子萌发、营养生长和生殖生长阶段的形态和生理变化,分析了可能的分子机制。【结果】结果表明,正常生长条件下,转基因植株与野生型相比表现出萌发,幼苗生长以及开花阶段的生长抑制;气孔开度减小,叶片内源ABA含量降低;ABA信号传导基因表达增强,而ABA合成基因表达降低;而且这些效应在ABP9基因表达相对较强的转基因株系中表现更明显。【结论】说明ABP9基因过量在正常生长条件下即诱导转基因植株产生耐逆反应,抑制植株的生长发育。因此,在利用ABP9基因进行转基因抗逆育种时须考虑控制ABP9基因适时适量表达。     

乙烯利、脱落酸对采收前艳红桃成熟期的调控

以艳红桃(Prunus persica L.)为试验材料,采用250μL/L乙烯利、100μmol/L脱落酸(ABA)和100μmol/L去甲二氢愈创木酸(Nordihydroguaiaretic acid,NDGA)处理采收前盛花90 d的艳红桃果实,并取样分析;采用实时定量PCR技术分析Pp NCED2基因的表达水平,并构建艳红桃Pp NCED2与其他植物NCED的系统发育树。结果表明,采收前,采用乙烯利处理艳红桃果实能够加快果实的软化,增加可溶性固形物的含量,减少可滴定酸的含量,乙烯利处理后10 d,果实即可食用,而落果率仅为5%,明显优于其他几种处理方式;并且采用乙烯利处理果实后ACS、ACO活性及ACC含量整体高于其他几种处理方式;此外,从系统发育树可见,艳红桃Pp NCED2与沙梨Pp NCED3同源性较高(91. 25%)。使用外源性ABA可诱导Pp NCED2基因的表达,增加内源性ABA的含量,可见,ABA能够激活NCED基因的表达,而该基因是ABA合成途径中关键酶基因的上游调控因子,但果实的硬度、可滴定酸的含量等与对照组相比并无较大差异。     

ABA对甜瓜果实成熟和软化的调节

以甜瓜为材料,分析了果实发育成熟过程中生理生化变化,克隆了ABA生物合成关键酶9-顺环氧类胡萝卜素双加氧酶基因NCED的保守序列并进行表达分析,研究了ABA,NDGA、1-MCP及1-MCP+ABA对果实成熟软化的影响.结果表明:NCED基因在甜瓜果实始熟期大量表达,内源ABA高峰出现在此之后.乙烯释放量,ACC含量和ACO活性在果实成熟初期极低,其各自峰值的出现迟于ABA高峰10 d左右.外源ABA处理显著促进果实成熟和软化,各项成熟指标比对照提前8 d.NDGA处理效果相反;1-MCP和1-MCP+ABA处理与NDGA处理相似,但效果较小.ABA启动了甜瓜果实成熟,它通过诱导乙烯合成相关酶基因的表达而参与了成熟与软化过程,乙烯则主要在成熟后期,尤其是在果实固有风味形成过程中起主导作用.     

脱落酸喷施差异调控橡胶树热研73397和热研917生长和抗逆基因响应机制

为分析橡胶树抗寒剂主要成分脱落酸(ABA)对橡胶树中抗和高抗品种生长和抗逆响应基因表达的作用机制,以120μmol/L ABA处理热研73397和热研917组培苗后,采用荧光定量PCR技术分析叶片中HbCOA、HbCOAL、HbCOXI、HbCAX、HbCBP、HbASRLP1、HbATP、HbRbsS、HbAPX、HbCAT、HbCuZnSOD和HbMnSOD基因的表达规律。结果表明:优质中抗品种热研73397叶片中的HbAPX、HbCAT、HbCuZnSOD、HbMnSOD、HbCOAL、HbCAX、HbCBP、HbASRLP1、HbATP、HbRbsS基因0～72 h表达量呈现先上调后下调的趋势,10 h达到峰值;HbCOA和HbCOXI在0～72 h基因表达呈现先上调后下调的趋势,但在48 h是达到峰值。直立性高抗品种热研917叶片中ROS清除系统关键酶基因、定位于线粒体和叶绿体相关基因和能量合成相关基因,在0～72 h基因表达量呈下调表达趋势。热研917品种比热研73397抗逆能力强,应针对不同抗性品种调整抗寒剂成分施用比例。     

海巴戟果实软化相关基因McXTH的克隆和表达分析

【目的】了解诺丽果实软化规律,克隆木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶（XTH）基因,初步明确其表达模式。【方法】用果实硬度计测量后熟阶段的诺丽果实在25℃放置及乙烯利处理两种状态下的硬度变化。从诺丽果实采后0～48 h转录组数据中筛选差异表达的XTH候选基因。通过生物信息学分析,克隆目的基因全长,并利用荧光定量PCR技术分析基因表达模式,同时用便携式乙烯测量仪测定内源乙烯释放量。【结果】后熟阶段的海巴戟果实采后表皮硬度随贮藏时间增加而下降,且乙烯利处理后的软化趋势较室温自然放置更为显著。从海巴戟果实采后0～48 h转录组数据中筛选出基因XTH(DN16278g1)的表达量高、差异大。该基因具有完整的开放阅读框（ORF）,克隆测序后将其命名为McXTH,并将其提交Genbank获得登录号为ON512442。McXTH基因ORF全长1 062 bp,共编码353个氨基酸,与其他植物中的XTH基因氨基酸序列的相似性为75%～88%。RT-qPCR结果和内源乙烯释放量表明,在海巴戟果实成熟阶段McXTH的表达量与同时期的内源乙烯释放量在趋势上大体相同。【结论】海巴戟果实的软化受乙烯和关键基因XTH调控...     

‘金二十世纪’梨果实ABA代谢酶基因克隆及其表达分析

为了解ABA对‘金二十世纪’梨果实成熟的调控作用,本研究采用高效液相色谱法(HPLC)分析测定了果实成熟过程中果皮、果肉和种子内源ABA含量变化,采用RT-PCR和RACE技术从该梨果实中克隆得到了2个ABA关键合成酶(NCED)和1个关键降解酶(CYP707A)基因,分别命名为PpNCED1、PpNCED2和PpCYP707A1,并对其进行了表达分析。结果显示:随着果实成熟,果皮中ABA含量持续增加,果肉和种子中ABA含量于采收前10d达到峰值后下降。果皮和果肉中,PpNCED2表达量显著高于PpNCED1,且与ABA含量变化趋势一致,是果皮和果肉中ABA生物合成的主效基因。种子中,PpNCED1和PpNCED2表达量均很高,是种子中ABA生物合成的主效基因。果皮、果肉和种子中PpCYP707A1表达模式与ABA含量变化趋势相反,是ABA含量变化的主要负调控基因。综上,ABA可能调控‘金二十世纪’梨果实成熟进程,而ABA含量水平是由合成酶和降解酶基因共同调控的,且不同组织中ABA生物合成的主效基因存在差异。     

日本结缕草（Zoysia japonica）磷脂酶D基因部分 保守序列的克隆及其对机械损伤的响应

以日本结缕草Zenith为材料,通过同源克隆的方法克隆出其磷脂酶D(PLD)基因部分保守序列,序列长399 bp,并通过实时荧光定量PCR检测PLD基因在机械损伤胁迫下随时间变化的表达模式.结果表明,磷脂酶D在胁迫2h内大量表达,随后逐渐降低,在9h已接近于对照水平,说明PLD基因在损伤初期大量参与了应对机械损伤胁迫的防御与修复过程,在损伤后期其作用减弱或被代替;电导率的测定结果表明,细胞膜结构在胁迫初期遭到极大程度的破坏,胁迫9h后膜损伤程度开始减轻.结合PLD基因和电导率的表达模式,推测PLD基因在6h内会激活一系列感受信号及下游信号分子,9h后其相应防御机制发挥作用来减轻胁迫造成的损害.     

‘84K’杨组氨酸激酶基因PaHK3a的表达及功能分析

  目的  干旱、高盐等逆境胁迫严重影响了植物的生长发育。研究表明,组氨酸激酶在植物逆境响应中起重要作用。本研究对银腺杨‘84K’组氨酸激酶基因PaHK3a在不同组织的表达模式分析,检测了其对生长素、细胞分裂素等植物激素处理下及人工干旱、盐碱等非生物胁迫下的表达,结合干旱、盐碱条件下丙二醛（MDA）及保护酶活性等生化指标,对该基因的功能进行了初步鉴定,为杨树抗逆分子育种研究奠定基础。  方法  以‘84K’杨无菌苗为材料,通过实时定量PCR（qRT-PCR）技术分析PaHK3a基因在不同组织的表达模式。对‘84K’杨无菌苗进行浓度为10 mmol/L植物激素处理（ABA、6-BA、IBA、GA3及水杨酸（SA））及非生物胁迫处理（42 ℃高温、0 ℃低温、200 mmol/L NaCl和5% PEG6000）,采用qRT-PCR技术分析PaHK3a基因对不同植物激素及非生物胁迫的表达响应;进一步对温室‘84K’杨进行自然干旱处理（6、8、10 d）、200 mmol/L NaCl（2、4、6 d）处理,测定不同胁迫时间点叶片PaHK3a基因的表达,以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性及MDA含量,并分析PaHK3a基因表达与生理指标的相关性,初步鉴定杨树PaHK3a基因的功能。  结果  qRT-PCR结果显示,PaHK3a基因在叶片中表达量最高,根部中等,茎段最低。与正常条件下相比,在高温、低温、NaCl及PEG模拟干旱处理时,PaHK3a基因表达量与对照相比明显增高,分别为对照的2.63、1.49、1.54、1.58倍。用IBA诱导处理时,基因表达量与对照相比差异不大,而在6-BA、ABA、GA3及SA处理时,基因表达量与对照相比均呈现显著下调。在温室干旱、盐碱胁迫处理过程中,PaHK3a基因表达均显著高于对照,呈现先上升后下降的表达模式,MDA含量也呈现类似的趋势,而SOD活性则随处理时间的延长而持续升高,POD活性在干旱胁迫时先上升后下降,而高盐胁迫时呈上升趋势。生理指标与PaHK3a基因表达量相关系分析发现,在干旱和盐胁迫下,PaHK3a基因表达量与叶片MDA含量、SOD活性和POD活性均呈正相关。  结论  PaHK3a基因在‘84K’杨根茎叶中均有表达,且叶中表达量最高;PaHK3a基因表达受细胞分裂素6-BA、GA3及ABA及SA等植物激素的负调控,同时,受温度胁迫、盐胁迫、水分胁迫等非生物胁迫正调控;温室人工干旱盐碱胁迫过程中,PaHK3a基因表达量升高,且与叶片MDA含量、SOD活性、POD活性均具有正相关性。研究结果初步显示,杨树PaHK3a基因参与杨树植物激素激素信号响应,并在抗逆境胁迫过程中发挥重要调控作用。      

桑树脱落酸生物合成相关基因的鉴定及转录表达分析

【目的】9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）、醛氧化酶（AAO）和玉米黄质环氧化酶（ZEP）在脱落酸（abscisic acid,ABA）间接途径合成中发挥主要调节作用,它们是ABA合成相关基因。以桑树栽培品种嘉陵40号（Morus atropurpurea Roxb.）果实为材料,测定其发育过程中ABA的含量,分析桑椹成熟过程中ABA合成相关基因的转录表达、ABA及其合成抑制剂对果实发育的影响,为研究ABA在桑椹成熟和衰老过程中的作用机制提供基础数据。【方法】根据从单倍体川桑（Morus notabilis Schneid.）基因组数据库（http://morus.swu. edu.cn/morusdb）下载的ABA合成相关基因序列,对其DNA及推导的氨基酸序列进行分析。使用RNAiso Plus（TaKaRa）提取总RNA。以cDNA为模板,利用real-time PCR方法检测不同时期和不同处理桑椹中ABA合成相关基因的转录表达差异。利用高效液相色谱法,测定桑椹发育过程中的ABA含量。【结果】在川桑基因组数据库筛选鉴定到6个ABA合成相关基因：1个MnAAO、2个MnZEP和3个MnNCED。MnNCED1-3氨基酸序列高度保守,聚类分析表明它们与双子叶果树NCEDs序列同源性较高,与单子叶植物同源性较低;转录分析表明它们在叶中转录水平相对高于其他组织,在根中最低。其中MnNCED2和MnNCED3在根、皮、冬芽、雄花、叶中的转录水平较高。随着果实的发育,ABA含量在转色期开始逐渐上升。外源ABA处理后,桑椹脱落率升高,而氟啶酮（fluridone）可以抑制桑椹的脱落。MnNCED1-3在果实发育中后期的转录水平较高,与ABA含量的升高相一致,而MnAAO和MnZEP1-2在中后期下调。离体桑椹经ABA处理后,MnNCED1、MnAAO和MnZEP1的转录水平直到第4天才出现上调,MnNCED3在第3天和第4天被上调,MnZEP2一直上调;氟啶酮处理后MnNCED1和MnZEP2的转录表达量只在第1天和第3天被下调,MnAAO和MnZEP1只在第4天升高,MnZEP1只在处理后第1天被下调,MnNCED2在ABA和氟啶酮处理后均被下调。【结论】从桑树中获得了6个ABA合成相关基因MnAAO、MnZEP1-MnZEP2和NCED1-NcED3,MnNCEDs在果实发育中后期的转录表达相对较高,并与ABA的含量变化相一致,可能对ABA的合成起主要调控作用,外源ABA处理能够促进桑椹的成熟和脱落,氟啶酮处理能够抑制桑椹的成熟和脱落。     

月季对根结线虫病抗性遗传研究

针对月季栽培过程中出现的最严重的根结线虫开门见山防治问题，开展了月季对根结线虫抗性遗传研究，研究结果如下：（1）对常用的4种月季砧木R.multiflora K1,K2,CE63及R.indica对左面种常见根结线虫即南方根结线虫（Meloidogyne incognita)、瓜哇根结线虫（M.javanica)、花生根结线虫（M.arenaria)及北方根结线虫（M.hapla)的抗性进行了测定，得出只有北方根结线虫能侵染月季，其余3种不能侵染。（2）根结指数与对数转化后的每克根中雌虫数、雄虫数、3-4龄幼虫数之和、2龄幼虫数、卵数、成虫有为3-4继幼虫数之总和、2龄幼虫与卵数之总和均呈线性相关关系，因此根结指数是进行抗性评价的可靠、简单及实用的指标，抗性划分标准如下：根结指数0.0-1.0，抗病；1.0-2.0，中等抗病；2.0-3.0，感病；3.0-4.0，比较感病；4.0-5.0，高度感病。（3）以根结指数为指标，通过对杂交所得74个子代的抗性评价试验表明；在2抗性亲本所得12个子代中，各子代抗性水平存在抗性分化，说明抗病基因不晨由单一显性基因控制；在所有的62个抗性亲本与感病亲本的杂交子代中，59个子代均比抗病亲本感病，表明抗病基因由隐性基因控制，因此，提出了月季对根结线虫的抗性遗传可能由2个基因决定。     

不同苗龄拟南芥幼苗内源激素与可溶性糖在超低温保存过程中的响应

以超低温保存恢复生长率较高的48h拟南芥幼苗和恢复生长率较低的72h幼苗为实验材料,研究不同苗龄幼苗在玻璃化法超低温保存装载脱水过程中内源脱落酸(ABA)、生长素(IAA)和可溶性糖组分的变化情况。结果表明,ABA在2种幼苗的装载脱水过程中含量变化很小,IAA在48h幼苗中经过装载脱水处理含量上升了近1倍。ABA和IAA原位检测发现,ABA信号在处理过程中没有明显增强,一直处于较低水平,而IAA信号在48h幼苗装载脱水过程中则显著增强,并主要分布在子叶、根部的成熟区和伸长区。2种苗龄幼苗的可溶性糖组分总含量及部分组分在装载脱水后均有所增加,且48h幼苗可溶性糖增加量大于72h幼苗。生长素对于拟南芥幼苗超低温保存装载脱水过程给予了积极的响应,可溶性糖为48h幼苗提供了较多的保护来抵御玻璃化溶液处理产生的氧化胁迫,这些都可能是导致2种苗龄幼苗恢复生长率差异的原因。     

6种紫花苜蓿越冬前后几个抗寒生理指标变化研究

研究北方高寒地区对紫花苜蓿越冬生理生化特性的影响,以期为当地紫花苜蓿推广应用提供理论依据。以越冬前后苜蓿根系为试验材料,于2013 年10 月15 日、10 月30 日、11 月15 日、2014 年3 月30日、4 月15 日、4 月30 日挖根采样,-80℃冰箱保存,并于2014 年春进行越冬率调查。通过测定6 种紫花苜蓿在高寒地区越冬前后可溶性糖、全氮、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量,对不同紫花苜蓿品种抗寒生理特性进行了比较研究。结果表明：‘公农1 号’和‘草原3 号’的可溶性糖、可溶性蛋白及游离脯氨酸含量 在越冬最冷月（11 月）含量高于其他品种,其次是‘龙牧806’和‘Wega7F’,均具有较高的抗寒能力,而‘敖汉’和‘WL319 HQ’的各项指标略低,抗寒能力较弱。供试的6 种紫花苜蓿在佳木斯地区整个越冬期间其抵抗严寒能力大小为：‘公农1号’>‘草原3号’>‘龙牧806’>‘Wega7F’>‘敖汉’>‘WL319 HQ’。     

甘蔗NADP异柠檬酸脱氢酶基因（SoNADP-IDH）的克隆与表达分析

【目的】甘蔗是C₄作物,是中国最重要的糖料作物和最有希望的能源作物。克隆甘蔗NADP异柠檬酸脱氢酶（SoNADP-IDH）基因,为甘蔗的抗病乃至抗逆育种提供候选基因。【方法】采用双向电泳技术找到差异蛋白点,用质谱技术对相应蛋白点进行鉴定,用RT-PCR技术从甘蔗中克隆SoNADP-IDH,用在线软件对获得的氨基酸序列进行分析,并用qRT-PCR技术研究SoNADP-IDH在不同组织和不同逆境胁迫条件下的表达特性。【结果】质谱成功鉴定出差异蛋白点并克隆获得该基因,命名为SoNADP-IDH,GenBank登录号为KF808326。该cDNA全长1 497 bp,含有1个1 239 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码412个氨基酸。生物信息学分析表明,该蛋白为亲水蛋白,不含信号肽,为稳定蛋白,有跨膜区域,为可溶性蛋白,二级结构分析显示,含有α-螺旋、延伸链、β-转角、无规则卷曲,并且α-螺旋和无规则卷曲占据了该蛋白质二级结构的大部分构成。在线软件分析表明该基因含有19个磷酸化位点、4个N-糖基化位点、4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、4个N-肉豆蔻酰化作用位点、6个蛋白激酶C磷酸化位点和1个酪氨酸激酶磷酸化位点。多重序列和系统进化树分析表明,SoNADP-IDH所编码的氨基酸序列与其他植物的异柠檬酸脱氢酶（IDH）蛋白有很高的同源性,与玉米的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析表明,SoNADP-IDH在甘蔗的根、茎、叶中均有表达,在甘蔗体内为组成型表达,在生物胁迫（RSD病菌）和4种非生物胁迫下低温（4℃）、干旱（PEG）、高盐（NaCl）和激素（ABA）均可影响SoNADP-IDH在甘蔗体内的表达,且表达模式不同。在PEG模拟的干旱胁迫下,SoNADP-IDH的表达表现出先上调后下调的表达模式,6 h表达量升到最高,之后又开始持续下降,在处理48 h时表达量降到最低;在4℃处理的低温胁迫下,3 h时,SoNADP-IDH的表达量降到最低,之后随着处理时间的延长,SoNADP-IDH的表达量增加,24 h升到最高点,48 h时,又有稍微下降;在ABA作用下,SoNADP-IDH表现出“抑-扬-抑-扬”的表达模式,在处理3 h时SoNADP-IDH表达量有所降低,6 h时升到最高,在处理24 h时降到最低,48 h又有所上升;在NaCl模拟的高盐胁迫下,SoNADP-IDH表现出“扬-抑-扬”的表达模式,SoNADP-IDH的表达量在处理6 h时升到最高,之后开始急剧下降,24 h时降到最低,之后开始有所上升,48 h时基本与对照持平。【结论】从甘蔗中获得了NADP异柠檬酸脱氢酶（SoNADP-IDH）基因,RSD病菌的侵染及上述4种非生物逆境胁迫均影响到SoNADP-IDH在甘蔗体内的表达水平,该基因可能参与了甘蔗抵抗氧化胁迫的过程。     

玉米ZmSNAC13等位变异对抗旱性的调控研究

NAC家族转录因子是植物特有的,在植物的生长发育、胁迫应答和激素调节等方面具有重要的生物学功能。前期根据干旱胁迫处理RNA-Seq筛选到NAC转录因子基因ZmSNAC13。为了探究ZmSNAC13在干旱胁迫响应中的作用,以耐旱性不同的玉米自交系B73（干旱敏感）和Qi319（耐旱）为材料,进行荧光定量PCR分析,发现干旱处理后ZmSNAC13在2个材料根中均下调表达,干旱处理12 d后在茎中均上调表达,Qi319干旱处理12 d后在叶中上调表达,而B73干旱处理8和10 d后在叶中下调表达,表明ZmSNAC13基因响应干旱胁迫。利用双荧光素酶融合报告载体分析ABA处理对ZmSNAC13基因启动子活性的影响,结果表明,ABA处理下Qi319的ZmSNAC13启动子活性显著高于B73,在Qi319的ZmSNAC13基因5’-UTR区发现9个能够提高启动子活性的高度连锁变异,并且干旱处理12 d时, Qi319叶中ZmSNAC13的表达量高于B73,因此推测干旱胁迫下ZmSNAC13基因5’-UTR区遗传等位变异通过影响启动子活性进而控制基因的表达水平,最终调控玉米对干旱胁迫的适应性。上述结果为解析玉米抗旱的遗传机制奠定了基础。     

小麦逆境胁迫相关基因Ta14S的克隆及表达分析

【目的】克隆与逆境胁迫相关的基因,通过对目的基因的表达分析进一步解析植物的抗逆机制,为小麦抗逆育种提供候选基因和理论依据。【方法】基于cDNA芯片数据获得的水分胁迫诱导上调表达基因EST序列,运用RACE技术进行cDNA全长克隆,采用生物信息学软件分析克隆基因的编码蛋白特性,并利用实时荧光定量PCR分析该基因在不同组织及不同胁迫处理条件下的表达模式。【结果】通过RACE扩增获得小麦cDNA全长序列（GenBank登录号：JN650603）,命名为Ta14S。该基因序列全长为1 056 bp,其中,5′端非编码区11 bp,3′端非编码区253 bp,开放阅读框为792 bp,编码263个氨基酸。序列比对发现其蛋白质序列包含1个蛋白激酶C的底物结构域、1个类膜蛋白结合域、1个转录因子结合域和1个核输出信号结合域,具有植物14-3-3蛋白的结构特征;运用实时荧光定量PCR进行Ta14S表达分析,该基因在小麦苗期根中表达量最高,在PEG和低温胁迫的任何时间点均稳定上调表达,在ABA和高温胁迫的6 h内其相对表达量均显著高于对照,推测Ta14S可能参与小麦ABA信号通路中对逆境胁迫的抗性反应。【结论】获得小麦Ta14S的全长cDNA序列,其编码蛋白包含与蛋白质互作的典型功能域;通过对Ta14S在干旱、高温、低温、ABA胁迫过程中的表达特性分析表明,Ta14S在小麦逆境胁迫中发挥着重要的调控功能。