砂藓(Racomitrium canescens)RcRab基因的克隆及生物信息学分析

本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱处理转录组数据库中筛选获得小G结合蛋白基因Rab的mRNA序列,通过RT-PCR法扩增,得到RcRab基因的CDS序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明,该基因c DNA全长为1171 bp,包含636 bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。预测该基因有Rab家族的保守结构域-G结构域。RcRab蛋白分子质量为23.29 kD,理论等电点为5.76,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。进化树分析表明,RcRab蛋白质与小立碗藓(Physcomitrella patens)Rab蛋白质亲缘关系最近。本研究可为进一步探索RcRab基因在苔藓植物中的抗旱机制提供数据基础。     

砂藓(Racomitrium canescens)抗旱相关基因RcAOS2的克隆及表达分析

丙二烯氧化物合酶(allene oxide synthase, AOS)是茉莉酸合成途径中关键酶,在茉莉酸合成中具有重要的作用。本研究在砂藓(Racomitrium canescens)干旱胁迫转录组数据中发现一个干旱胁迫下表达量上调的AOS基因,将其命名为RcAOS2,我们对RcAOS2的开放阅读框进行了克隆及相关的生物信息学预测分析,并对RcAOS2在砂藓快速脱水和复水过程中的表达量变化进行了检测。结果显示,该基因cDNA全长1 474 bp,开放阅读框长516 bp。RcAOS2编码蛋白质的相对分子质量为4.36 kD,等电点为5.11,不稳定系数为55.02,为不稳定蛋白质;脂肪系数为19.19;RcAOS2蛋白质疏水性较强,属于疏水性蛋白质,存在信号肽,不属于跨膜蛋白质。系统进化分析表明,RcAOS2蛋白质与其他物种AOS蛋白质亲缘关系较远,是具有AOS序列特征的新类型。实时荧光定量PCR分析结果表明RcAOS2基因在砂藓干旱和复水过程中呈现差异性表达,推测RcAOS2可能参与砂藓的干旱胁迫响应和复水回复过程。本研究成果为进一步研究砂藓抗旱基因功能提供理论基础和备选基因资源。     

UV-C辐射对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

以UV-C辐射玉米种子,研究玉米种子及幼苗对UV-C辐射的耐受响应。分析显示:短暂UV-C辐射对玉米种子的萌发率、发芽指数、幼苗的株高、含水量和可溶性糖影响不显著(p0.05);而对于发芽势、叶长、叶宽、鲜重、干重、叶绿素、可溶性蛋白、相对电导率、脯氨酸和丙二醛的影响显著。UV-C辐射时间为5 h时发芽势(p0.01)、叶宽(p0.05)、叶绿素(p0.01)、相对电导率(p0.05)、脯氨酸(p0.05)及丙二醛含量(p0.05)均高于对照组;UV-C辐射时间为7.5 h时可溶性蛋白高于对照组(p0.05);叶长(p0.05)、干重(p0.01)、鲜重(p0.05)比对照组降低显著或极显著。表明玉米对短暂UV-C辐射有一定的耐受能力。本研究旨在为评价玉米抗紫外辐射能力提供实验依据。     

基于甘蔗叶中的木糖催化加氢制备木糖醇的研究

木糖醇是一种重要的工业原料,在食品、医药、化工等行业中有广泛的应用,以纤维原料(如玉米芯、稻壳、麦秸等)为原料,经过一定的手段制备而成。我国南方地区甘蔗叶资源丰富,且木聚糖含量丰富,但是目前大部分被弃之在田或者燃烧掉,造成资源浪费。通过讨论甘蔗叶木糖醇的制取过程及工艺路线,给出了各个阶段的基本控制参数。     

大豆GmGolS基因的原核表达及抗旱性分析

肌醇半乳糖苷合成酶(galactinol synthase,简称GolS)是棉子糖系列寡糖(raffinose family oligosaccharides,简称RFOs)生物合成途径中的关键酶,在植物应对非生物胁迫的过程中发挥着重要作用。通过逆转录(RT)-PCR从大豆叶片cDNA中扩增得到编码肌醇半乳糖苷合成酶的基因GmGolS,再将GmGolS基因构建到原核表达载体pET28上,然后将载体导入大肠杆菌Rosetta(DE3)中,对其进行异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalacto pyranoside,简称IPTG)诱导。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,简称SDS-PAGE)结果表明,在诱导时间为3 h、IPTG浓度为0.1 mmol/L的条件下,可以获得大量重组蛋白,分子量约为40 ku。对表达GmGolS蛋白的大肠杆菌进行抗旱性分析的结果显示,GmGolS基因在大肠杆菌中的过表达降低了重组菌的生活力,使其对干旱胁迫更加敏感。     

大豆种子成熟蛋白PM40基因表达方式分析及其启动子预测

研究大豆种子成熟蛋白PM40基因在不同逆境条件下及大豆各组织中的表达情况,并对其上游启动子序列进行生物信息学预测,为揭示PM40基因表达本质及其启动子的功能研究、利用提供理论依据。利用qRT-PCR方法,检测PM40基因在干旱、盐、低温、脱落酸条件下的表达;比较该基因在大豆根、茎、叶、花、30DAF、60DAF和90DAF中的表达;克隆PM40基因5′端上游启动子序列,并预测其含有的顺式作用元件。结果表明,PM40基因在干旱、低温和脱落酸处理不同时间下,与未处理相比,表达量均下降,在盐处理条件下,只有处理2 h时表达升高,其余处理时间基因表达下降,说明PM40基因受干旱、低温和脱落酸诱导表达下降,在盐诱导2 h时表达升高;PM40基因在大豆种子中的表达相对较高,尤其是60DAF和90DAF的种子中,相对于根的表达量为35.76,239.75倍;以大豆基因组DNA为模板,克隆PM40基因5′端上游启动子序列1 581 bp,生物信息学预测表明,PM40基因启动子序列中包含多种与种子高表达相关的顺式元件。推测大豆PM40基因启动子可能具有种子特异表达特性。     

中雄4号杨选育研究

从中国林业科学研究院林业研究所引入39个美洲黑杨×甜杨杂交无性系,在黑龙江西部高纬度高寒地区对各无性系苗期生长、越冬及抗病虫性等性状进行多年测试,选择繁殖能力强、苗期长势好、无严重病虫害、抗逆性强、能安全越冬的优良品系进行大量繁殖,建立品系评比林进行复选。经20 a时间,开展苗期品系评比、区域试验与示范,筛选出杨树新品种中雄4号杨(Populus deltoides×P.suaveolens)。该品种为雄株,具有树干通直圆满、速生、材质好、耐寒、抗旱、抗病虫和不飞絮等优良特性,适合作纸浆材等工业用材林、防护林及绿化树种。