"SH6"苹果矮化中间砧SnRK2基因的克隆及生物信息学分析

[目的]研究SnRK2基因在调控非生物胁迫方面的生物学功能.[方法]从苹果矮化中间砧"SH6"中分离得到3种SnRK2基因,运用多种生物学工具分析其序列特征.[结果]序列分析表明,SnRK2的CDS序列长度:SnRK2.6为956 bp,SnRK2.7为1013 bp,SnRK2.8为1072 bp,分别编码318、337和357个氨基酸的蛋白质;SnRK2蛋白无明显的疏水性,主要定位于细胞质;3种SnRK2序列相似性较高,都具有PKc_like超级家族和S_TKc家族特有的结构.[结论]这3种SnRK2基因可能在苹果非生物胁迫方面发挥重要作用.     

MdWRKY40介导提高苹果与拟南芥对轮纹病菌的免疫抗性

【目的】从‘富士’苹果中克隆MdWRKY40,研究其在水杨酸(SA)诱导条件下的表达模式及在苹果轮纹病抗病信号通路中的作用,为进一步揭示苹果的抗病机制提供理论依据。【方法】以‘富士’苹果为试材,克隆MdWRKY40的全长CDS序列,对其进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在苹果各组织中的表达水平,及对非生物胁迫SA的响应;研究外源SA处理对苹果叶片接种轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)的影响,并利用qRT-PCR检测病程相关蛋白基因的表达;将MdWRKY40在拟南芥中进行异源表达,对稳定表达的拟南芥幼苗叶片进行接菌处理,观察叶片发病程度及发病叶片数量,并采用qRT-PCR分析病程相关基因的表达;测量拟南芥幼苗的根系长度,并利用qRT-PCR检测生长素相关基因的表达。【结果】MdWRKY40包含长为858 bp完整的开放阅读框,编码286个氨基酸,预测其分子量为32.088 kD,等电点为8.15。系统进化树分析表明,MdWRKY40与白梨PbWRKY40序列相似性最高,亲缘关系最近,与拟南芥AtWRKY40在不同的分支上,亲缘关系较远,利用DANMAN软件进行MdWRKY40与AtWRKY40的多序列比对分析发现,MdWRKY40蛋白与AtWRKY40蛋白虽然都含有一个WRKYGQK保守结构域,但相似度仅为29.78%。qRT-PCR分析表明,MdWRKY40在根中的表达水平最高,在叶中的表达水平最低,并且在根、茎、叶中,SA均诱导了MdWRKY40的表达,且均呈现先升高后降低的趋势,在6 h时表达量最高;外源SA处理提高了苹果叶片对轮纹病菌的抗性,未处理的叶片发病率达92.59%,SA处理后发病率降至79.26%,并显著提高了病程相关蛋白基因MdPR2、MdPR5的表达量。与野生型相比,在拟南芥中异源过量表达MdWRKY40显著提高了拟南芥叶片对轮纹病菌的抗性,野生型拟南芥发病率达77.5%,而两个转基因拟南芥株系发病率仅为21.5%和17.4%,并显著提高了病程相关基因PR1、PR3、PR4的表达。过表达MdWRKY40的拟南芥植株根系生长受到抑制,培养7 d后转基因拟南芥主根长度分别是野生型拟南芥的39.9%和43.1%,培养10 d后主根长度分别是野生型拟南芥的58.5%和55.4%。基因表达结果显示,生长素合成相关基因AtTAA1和生长素运输相关基因AtPIN1、AtPIN2的表达水平在MdWRKY40过表达株系中显著低于野生型。【结论】MdWRKY40表达受SA和苹果轮纹病菌侵染诱导;MdWRKY40是苹果中重要的轮纹病抗病基因,该基因过表达显著提高对轮纹病菌的抗性;MdWRKY40具有调控植物根系生长发育的功能,可能通过下调生长素运输相关基因的表达影响植物根系生长发育。     

杨树PtoCIPK2基因的克隆和表达分析

钙调磷酸酶B类似蛋白互作蛋白激酶(CIPKs)在植物生长发育和抗逆过程中发挥着重要作用.以2个月龄的杨树(Populus tomentosa Carr.cv ‘BJHR01’)幼苗总RNA反转录的cDNA为模板,克隆得到PtoCIPK2(GeneBank登录号:KF225478)基因全长cDNA序列.该基因包含1 395 bp开放读码框,编码464个氨基酸,预测蛋白分子量为52.8 ku,等电点为9.19.蛋白质结构分析表明,PtoCIPK2具有保守的蛋白激酶结构域和NAF结构域.Real-Time qRT-PCR分析表明,PtoCIPK2在杨树幼苗主根、茎和叶片中均有表达,在叶片中的表达量最高,约为其在茎中表达量的4倍.PtoCIPK2响应了NaC1(300 mmol/L)、干旱和ABA (200μmol/L)的胁迫.在NaCl和干旱胁迫12 h后,PtoCIPK2的表达量分别上调了28和8倍,推测该基因在响应高盐和干旱胁迫时起重要作用.     

玉木耳络氨酸酶基因的克隆及表达分析

克隆获得了玉木耳络氨酸酶基因的全长cDNA序列,命名为Actyr.序列分析结果表明:其cDNA序列为1113 bp,编码371个氨基酸;相对分子量为41.11 kDa,等电点为7.64.亚细胞定位分析发现其定位于细胞质.qRT-PCR分析结果表明:Actyr基因的表达量在菌丝生长时期最低;随着玉木耳的生长发育,其表达量不断上升;到子实体直径为3 cm时,Actyr基因的表达量达到最高.     

苹果GMP、GME和GGP基因的克隆与表达分析

【目的】克隆苹果GDP-甘露糖焦磷酸化酶(GDP-mannose pyrophosphorylase,GMP)、GDP-甘露糖-3′,5′-表异构酶(GDP-mannose-3′,5′-epimerase,GME)和GDP-1-半乳糖磷酸酶(GDP-L-galactose-1-phosphate phosphorylase,GGP)的基因序列并分析其表达特性,探讨GMP、GME和GGP基因在抗坏血酸(Ascorbic acid,AsA)合成过程中的作用。【方法】以‘嘎啦’苹果幼果为材料,分别运用RT-PCR和PCR法克隆GMP、GME和GGP基因的cDNA和gDNA全长序列,对其序列及编码产物进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR,分析以上基因在苹果不同组织(幼叶、成熟叶、衰老叶、花、幼果、成熟果和根)中的表达情况。【结果】RT-PCR法克隆及序列分析显示,GMP基因的cDNA全长为1 280bp,编码361个氨基酸,gDNA序列中含有3个内含子;GME基因的cDNA全长为1 323bp,编码376个氨基酸,gDNA序列中含有5个内含子;GGP基因的cDNA全长为1 677bp,编码446个氨基酸,gDNA序列中含有6个内含子。基因表达的实时荧光定量PCR分析表明,GMP、GME和GGP在苹果不同组织中均有表达,在叶片中的表达量高于其他组织,且表达量随着叶片的生长逐渐升高;在花、幼果和成熟果中,GMP、GME和GGP的表达量差异不明显。【结论】克隆获得了苹果的GMP、GME和GGP基因,其在苹果不同组织的生长过程中有不同的表达特性,但GME的表达水平远远低于GMP和GGP,这在一定程度上表明,在苹果AsA的生物合成过程中,GMP、GGP较GME有更重要的作用。     

欧美杨PdPP2C基因的克隆与功能分析

欧美杨是中纬度地区最适合的短轮伐期工业用材集约经营树种之一,然而盐渍、干旱和低温严重影响了欧美杨的生长发育和产量。本文利用RT-PCR等技术克隆出欧美杨PP2C基因并进行了序列分析。PdPP2C基因开放阅读框为1 320 bp,编码439个氨基酸。蛋白质序列分析表明,PP2C蛋白N端保守性不强,C端有保守的蛋白磷酸酶区域。荧光定量PCR分析表明,该基因在欧美杨根、成熟叶、顶端叶和茎中都有表达且根中表达量最高。逆境胁迫分析表明,该基因受NaCl、ABA和干旱等诱导表达。干旱和盐胁迫处理下转PdPP2C基因拟南芥与野生型相比生长受到较少抑制,且叶绿素含量上升,丙二醛含量下降,表明PdPP2C基因作为一种蛋白磷酸酶提高了拟南芥的抗逆性。      

叶用莴苣热激蛋白90（LsHsp90）基因的克隆及其在热激下的表达

【目的】克隆叶用莴苣热激蛋白Hsp90基因并探讨其响应热胁迫的相关机制,为揭示叶用莴苣抗热分子机制奠定理论基础。【方法】采用同源克隆和RACE 技术相结合,从叶用莴苣叶片总RNA 中克隆LsHsp90 cDNA 序列。通过实时荧光定量 PCR (qRT-PCR) 分析LsHsp90在叶用莴苣耐热品种Z36和热敏品种S106受37℃和42℃热激后叶片的表达差异。【结果】该基因cDNA序列全长2 330 bp,开放阅读框2 097 bp,编码698个氨基酸,推导的蛋白质分子量约79.8 kD。蛋白质结构预测及同源比对分析表明,LsHsp90基因编码蛋白含ATPase位点和Hsp90保守结构域,并与拟南芥（AY081302.1）、紫茎泽兰（EU269070.1）等多种物种的热激蛋白90高度同源;进化树分析表明,LsHsp90与紫茎泽兰Hsp90基因（EU269070.1）聚为一类。qRT-PCR分析表明,37℃热胁迫下,该基因在耐热品种和热敏品种的叶片中均上调表达;42℃高温胁迫下,热敏品种S106 中下调表达,而耐热品种Z36上调表达。【结论】成功从叶用莴苣叶片中分离克隆到LsHsp90,该基因具有已知物种Hsp90基因的特征,该基因在热胁迫下有不同的表达特征,预示该基因其可能在抗高温胁迫中起重要作用。     

杧果RAV基因家族的全基因组分析

为了揭示RAV家族基因在杧果中的序列特征及其表达特性,采用生物信息学方法对杧果RAV家族基因进行序列分析,并通过qRT-PCR技术研究杧果胶孢炭疽菌和细菌性黑斑病菌侵染过程中该家族基因的相对表达量.结果表明,从杧果基因组中鉴定出6个RAV基因家族成员,其编码的蛋白质均具有AP2和B3超家族保守域结构,命名为MiRAV1～MiRAV6.MiRAV1和MiRAV5为不稳定亲水碱性蛋白质,MiRAV2和MiRAV3为不稳定亲水酸性蛋白质,MiRAV4为稳定亲水酸性蛋白质,MiRAV6为稳定亲水碱性蛋白质.杧果RAV基因编码的蛋白质主要定位于细胞核中,无规则卷曲和α-螺旋是6个MiRAVs蛋白二级结构的主要元件.系统进化树结合基序分析结果表明,在杧果与拟南芥、烟草、苹果、菠萝和毛果杨中,RAV家族基因具有多样性,在进化上结构具有保守性.qRT-PCR结果显示,胶孢炭疽菌侵染过程中,杧果RAV基因的相对表达量均显著下调;细菌性黑斑病菌侵染过程中,MiRAV1～MiRAV6的相对表达量在3 h时均显著下调,MiRAV1、MiRAV2、MiRAV3和MiRAV6的相对表达量在6 h时均显著上调,MiRAV1、MiRAV5和MiRAV6的相对表达量分别在12 h、24 h、48 h、72 h时均显著上调.以上发现将为研究杧果RAV基因家族成员的功能和作用机制奠定基础.     

玉木耳络氨酸酶基因的克隆及表达分析

克隆获得了玉木耳络氨酸酶基因的全长cDNA序列,命名为Actyr。序列分析结果表明:其cDNA序列为1113 bp,编码371个氨基酸;相对分子量为41.11 kDa,等电点为7.64。亚细胞定位分析发现其定位于细胞质。qRT-PCR分析结果表明:Actyr基因的表达量在菌丝生长时期最低;随着玉木耳的生长发育,其表达量不断上升;到子实体直径为3 cm时,Actyr基因的表达量达到最高。     

冷胁迫下不结球白菜BcSLAC1基因克隆和表达分析 及ABA和H202在调控气孔运动中的作用

采用RT-PCR方法首次获得不结球白菜BcSLAC1基因,该基因核甘酸序列全长l 668 bp,其开放阅读框编码555个氨基酸.与已公布的拟南芥SLAC1基因有较高的同源性.系统进化树分析表明:与SLAHs基因家族其他基因相比,BcSLAC1基因与拟南芥SLAC1基因有更近的遗传距离.在冷胁迫条件下利用气孔开张度测量和荧光显微技术分析表明:冷胁迫下H2O2可能作为下游信号分子参与了保卫细胞中ABA信号转导.实时定量RT-PCR检测表明,冷胁迫下BcSLAC1基因表达量升高,同时用ABA处理后,BcSLAC1基因表达量比抗坏血酸处理后明显上升,说明ABA对BcSLAC1基因的诱导作用和ABA诱导产生的H2O2有关.     

中国哲学的“生生”和“创造”思想刍议

中华文化有两种精神相对峙,一种是刚健的,一种是柔顺的。《易经》"生生"学说所代表的正是中华文化的刚健精神。自二十世纪三十年代以来,以熊十力、张岱年等为代表的一批哲学家注重吸收《易经》"生生"学说,将生生与创造联系起来。他们从不同的视角论证创造与人的本性的关系,人应如何发挥创造性等重要命题,赋予中国哲学新的精神内涵,具有重要的理论和实际价值。     

"利"与"弊"

有一次,著名人际关系交往专家卡耐基曾经长期租用红约一家饭店的大舞厅,用来举办一系列的讲座. 但是在某一季度开始的时候,他突然接到通知,饭店让他付出比以前高出三倍的租金.卡耐基当然不想付这笔增加的租金,可是他知道跟饭店的人争论是没有用处的.     

"数字地球"与"数字农业"

“数字地球”就是信息化的地球，它包括全部地球资料的数字化、网络化、智能化和可视化的过程在内。数字地球的核心思想是用数字化手段整体性地解决地球问题并最大限度地利用信息资源。“数字农业”是实施“数字地球”战略的重要组成部分。本文分别论述了“数字地球”、“数字农业”的源起、概念、内涵、特点及中国的发展战略。     

"Where" and "what" in vision

The mixture of a few horizontal and vertical line segments embedded in an aggregate of diagonal line segments can be rapidly counted and their positions rapidly determined by a parallel (preattentive) process. However, the discrimination between horizontal and vertical orientation (that is, discrimination of a single conspicuous feature) requires serial search by focal attention. Under recent theories of attention, focal attention has been assumed to be required for the recognition of different combinations of features. According to the findings of this experiment, knowing "what" even a single feature is requires time-consuming search by focal attention. Only knowing "where" a target it is mediated by a parallel process.