玉米bZIP亚家族基因的表达模式分析

bZIP蛋白是植物转录因子中数目最多、最保守的一类转录因子,参与调控植物生长发育及逆境胁迫响应机制等诸多生命进程。本研究选取玉米bZIP基因亚家族、共计14个ZmbZIP基因为研究对象,系统地研究了ZmbZIP在应答不同逆境胁迫的表达模式。系统进化树分析结果表明,14个ZmbZIP基因可以细分为5个亚组。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果显示,ZmbZIP基因在不同组织器官中有不同的表达模式,其表达模式多样性显示其生物学功能的分化。在人为模拟盐、干旱、低温和硝态氮/铵态氮缺乏等逆境胁迫条件下,ZmbZIP基因呈现不同的表达模式,表明ZmbZIP基因广泛地参与各类逆境胁迫响应途径,并在其中发挥着不同的作用。本研究为将来深入研究这些基因的生物学功能提供科学数据。     

干旱胁迫下3树种苗木叶片相对含水量、质膜相对透性和脯氨酸含量的变化

以金沙江干热河谷主要造林树种坡柳、银合欢和山毛豆的苗木为实验材料,通过盆栽苗自然干旱胁迫,同时以浇水处理为对照,探讨了干旱胁迫下3树种苗木叶片的相对含水量、质膜透性以及脯氨酸含量的变化情况。结果表明,干旱胁迫后,3树种苗木叶片的相对含水量、质膜相对透性以及脯氨酸含量都发生了变化,只是变化的幅度和进程不同。经三项生理指标的综合分析并结合3树种的自然表现,得出坡柳具有较强的抗旱能力,其次为银合欢,最后是山毛豆。     

金沙江干热河谷坡柳的光合特性

为探明金沙江干热河谷地区主要造林树种抗旱的生理生化特征 ,对干热河谷造林树种的选择提供依据 ,作者在 2 0 0 2年 5月初 ,利用LI 6 40 0便携式光合仪和植物效能仪等测定系统 ,研究了云南省元谋盆地干旱季节在不同水分和光强处理下坡柳 (Dodonaeaviscosa)的光合及水分等生理参数的日变化情况 .结果表明 :浇水、遮荫处理的净光合速率日变化平稳 ;不浇水处理、浇水处理日变化曲线为双峰型 ,13:0 0时净光合速率出现最低值 .光抑制是造成净光合速率下降的主要原因 .遮荫处理的日变化曲线为单峰型 ,在 11:0 0净光合速率出现最高值 .造成净光合速率下降的原因既有气孔限制又有非气孔限制因素 .在干旱季节坡柳仍维持着气孔开放 ,进行光合作用 ,表现出很强的忍耐干旱能力 ,干旱季节坡柳具有较高的水分利用效率和较低的光合速率和净光合速率来适应水分胁迫 .     

玉米泛素活化酶基因家族鉴定及表达模式分析

通过生物信息学分析,从B73玉米全基因组中鉴定出4个泛素活化酶基因,分别命名为Zm UBA1~Zm UBA4。4个Zm UBA基因编码氨基酸数目在1 030~1 056 aa,编码蛋白分子量在114.63~117.39 k D,等电点在5.18~5.80,且均含有5个内含子。蛋白二级结构预测,4个基因编码的蛋白主要以α–螺旋和不规则卷曲为主,亚细胞定位预测4个基因均定位于细胞核中。荧光定量PCR结果表明,Zm UBA1基因在根、茎、叶、雄穗和雌穗中呈现组成性表达,Zm UBA2和Zm UBA4基因在雄穗表达量最高,Zm UBA3在叶片表达量最高,呈现组织特异性表达。Zm UBA3在盐和低温胁迫上调表达,Zm UBA4在盐胁迫时下调表达,说明Zm UBA3基因可能参与玉米低温和盐胁迫的应答,Zm UBA4可能参与玉米盐胁迫应答。     

玉米转录因子bZIP G亚家族基因的表达模式

为探究不同逆境胁迫(盐、干旱、温度和硝态氮/铵态氮缺乏胁迫)对玉米ZmbZIP基因表达模式的影响,以玉米骨干自交系郑58为实验材料,设置200 mmol·L-1 NaCl、20％PEG6000、4℃低温、硝态氮或铵态氮缺乏胁迫试验,探测其对bZIP家族基因G亚家族成员表达模式的影响.进化树分析结果显示,G亚家族成员进一...     

植物锰转运蛋白研究进展

锰是植物必需的微量元素,参与植物的多种生命活动过程,包括光合作用、呼吸作用、蛋白质合成和激素活化等。锰缺乏和过量均能影响植物生长和产量。但是目前对锰在植物中吸收、转运过程的分子机制仍了解有限,少数金属转运蛋白家族被报道参与锰在植物体中的吸收、转运和分配,如NRAMP (natural resistance associated macrophage protein), YSL (yellow stripe-like),ZIP (zinc regulated transporter/iron-regulated transporter [ZRT/IRT1]-related protein),CDF/MTP (cation diffusion facilitator/metal toleranceprotein),CAX (cation exchanger),CCX (calcium cation exchangers),P-type ATPases和VIT (vacuolar iron transporter)。本文主要综述模式植物拟南芥和水稻中锰转运蛋白对锰吸收、分配和维持植物体内锰平衡方面的研究进展,并对相关研究进行展望。     

水稻(Oryza sativa)OsSPR1突变体及过表达株系对锰胁迫的响应

为了系统分析水稻OsSPR1基因突变体Osspr1及过表达株系对锰胁迫的响应情况。本研究以水稻短侧根突变体Osspr1及过表达株系为试验材料,研究不同锰胁迫条件下水稻生长,锰吸收和累积量及其抗氧化酶活性的差异。研究结果表明,水稻OsSPR1的过表达株系(OV1)的根系发育和植物生长已完全恢复至野生型水平。在锰胁迫条件下,spr1突变体的地上部和根系的锰含量、锰累积量均显著低于野生型。在高锰(4 mmol/L Mn2+)处理下过表达株系OV1的锰含量和锰累积量显著低于野生型,OV1锰转移系数显著低于野生型。锰胁迫条件下,突变体spr1和过表达材料OV1叶片的抗氧化酶过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)的活性均高于或者显著高于野生型。综合以上研究表明Os SPR1基因突变和过表达均可以提高水稻对锰胁迫的耐受能力。本研究为水稻耐锰新品种的选育提供材料和基因资源。     

番茄泛素活化酶基因家族进化及表达模式分析

泛素活化酶是蛋白泛素化所需的第一个酶,在泛素蛋白酶体途径中发挥重要作用。本文利用生物信息学方法从番茄基因组中鉴定出2个泛素活化酶(ubiquitin activating enzyme,UBA)基因,命名为Sl UBA1和Sl UBA2。序列分析表明Sl UBA1和Sl UBA2基因的CDS序列长分别为3 060和3 255 bp,分别编码1 019和1 084个氨基酸,编码蛋白分子量为114.15和120.46 ku,分别位于第6和9染色体。2个基因均含有5个内含子,编码蛋白均为酸性、疏水性蛋白;对蛋白二级结构分析发现2个UBA蛋白均以α-螺旋和无规则卷曲为主;亚细胞定位预测均定位于细胞核。序列比对和进化树分析表明番茄UBA基因与其他物种UBA基因相似性高,进化过程非常保守。番茄不同组织表达分析结果表明2个UBA基因在根系和花的表达量较高,果实成熟过程中的表达量相对较低。非生物胁迫试验结果表明:Sl UBA1基因在低温、干旱和盐胁迫下均上调表达;而Sl UBA2基因对非生物胁迫没有明显响应,这些结果表明Sl UBA1基因可能参与番茄对低温、干旱和盐胁迫的响应。     

玉米Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因家族生物信息学分析

Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(Delta-1-pyrroline-5-carboxylate synthase,P5CS)是脯氨酸代谢途径的关键酶,对植物抵抗逆境胁迫起至关重要的作用。为了探索P5CS在玉米对逆境胁迫的响应,本文对5个玉米P5CS基因家族蛋白的基本理化性质、二级结构预测、亚细胞定位、基因结构、进化关系及保守基序等方面进行初步生物信息分析。结果显示,5个玉米P5CS蛋白中有3个偏酸性,1个显中性,1个偏碱性;2个以无规则卷曲为主要构成元件,3个P5CS蛋白主要以α白螺旋为主要构成元件;不稳定指数分析发现,4个P5CS蛋白为稳定蛋白;疏水性分析表明,所有的P5CS蛋白为亲水性蛋白;玉米P5CS家族内含子最少含有4个内含子,最多的含有19个内含子;亚细胞定位分析表明,P5CS均蛋白定位于细胞基质;进化分析表明,P5CS家族分3个亚家族。