马尾松PmPIN1基因的克隆及功能分析

【目的】PIN1基因通过调控生长素极性运输的方式在植物根系生长发育中发挥作用。对马尾松PmPIN1基因进行全长克隆和功能分析,有助于在分子水平揭示马尾松的生根机制。【方法】运用PCR和RACE技术成功克隆马尾松PmPIN1基因cDNA序列;利用生物信息学软件分析PmPIN1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;通过实时荧光定量分析PmPIN1基因在10年生马尾松幼根、1年生枝条、新叶、花中的表达量差异;利用农杆菌侵染法将PmPIN1基因转入烟草获得转基因植株,比较转基因烟草与转pCAMBIA-1302空白载体烟草之间的表型差异;用激光共聚焦显微镜观察PmPIN1-GFP荧光蛋白在转基因烟草根中的表达模式;酶联免疫法测定野生型和转基因烟草的根、根茎结合处及叶中的生长素含量;用不同浓度的生长素极性运输抑制剂1-N-萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA)处理野生型与转基因烟草,分析烟草根、根茎结合处、叶中的生长素含量变化;利用PEG介导法将16318-hGFP-PmPIN1重组载体转化至拟南芥原生质体中进行亚细胞定位分析。【结果】PmPIN1基因全长2914bp,包含2085bp的ORF,编码的蛋白由695个氨基酸组成,N端与C端均有膜运输蛋白。系统进化树显示马尾松与油松在发育树同一支上。通过实时荧光定量发现PmPIN1在不同组织中的表达量差异达到极显著,1年生枝条与幼根中表达量较高,花中最低。农杆菌介导法转化烟草获得的转基因烟草,较转空载烟草株高增长,生根量增加且根系变长。激光共聚焦显微镜观察得出转基因烟草根部中间有明显绿色荧光富集现象。酶联免疫法测定结果表明转基因烟草根、根茎结合处生长素含量高于野生型,且叶较根和根茎结合处减少。不同浓度NPA处理后,野生型烟草根中生长素含量变化达极显著,且生长素含量随NPA处理浓度的增加而减少;处理浓度为10nmol·L~(-1)时,叶中生长素含量最高;处理浓度为2nmol·L~(-1)时,根茎结合处生长素含量增加较多。不同浓度NPA处理后,转基因烟草不同部位生长素含量变化均未达到极显著。亚细胞定位分析表明PmPIN1蛋白主要分布于细胞膜上。【结论】马尾松PmPIN1与油松PIN1亲缘关系最近。PmPIN1属于膜蛋白。PmPIN1转基因烟草可能提高生长素由地上部位向地下部位的运输能力,减少NPA对生长素含量变化的影响,表明PmPIN1可能调控生长素的极性运输;PmPIN1-GFP绿色荧光富集在根部中间部位,PmPIN1在幼根中表达量较高,转基因烟草较转空载植株发根量多,根长长。研究结果表明PmPIN1基因可能在根系发育中发挥重要作用。     

专业教学实训室的功能拓展研究

职业院校工科专业的教学普遍采用一体化教学模式,而一体化教学的核心是师资,教学资源及实训条件,本文重点研究了专业教学实训室的实训条件对实现一体化教学的作用,除此以外对怎样科学建设实验室,规范管理实训,拓宽实训室功能,高效合理使用实训室等方面做一些分析。     

双歧杆菌BB12菌株Sec分泌途径及底物蛋白分析

[目的]采用生物信息学方法分析双歧杆菌BB12菌株的Sec途径分泌系统及预测底物蛋白。[方法]以双歧杆菌BB12菌株基因组注释的蛋白氨基酸序列为研究对象,在NCBI中以Fasta形式下载,采用一系列生物信息学软件分析该基因组中Sec分泌途径及底物蛋白行使的功能,同时采用COG功能数据库对这些蛋白进行功能注释和聚类分析。[结果]通过分析发现双歧杆菌BB12菌株Sec分泌途径相关的蛋白基因共有9个,其中5个是Sec分泌途径构建蛋白基因,2个信号肽酶识别基因,1个脂蛋白信号肽识别基因和1个信号肽识别蛋白编码基因。Sec底物蛋白分析发现该菌共含1 583个蛋白,经过Sec分泌途径到细胞外的蛋白有57个,35个具有COG功能,占61%,其中被Spase Ⅰ型信号肽酶识别的有37个,被SpaseⅡ型信号肽酶识别的有20个。[结论]COG功能注释显示一些蛋白没有功能,有功能的蛋白主要与氨基酸运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢、功能细胞壁/膜和无机离子运输和代谢功能有关。     

稻瘟病菌F-box蛋白MoFbr7生物学功能分析

F-box蛋白在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)中参与调控胞内蛋白降解、受体识别、信号传导等生物学过程。本研究从稻瘟病菌中克隆了F-box基因MoFbr7,序列分析表明,该基因编码产物具有1个F-box结构域(N-端)和8个连续的WD40重复序列(C-端),在丝状真菌中高度保守。利用基因敲除方法,获得4个MoFbr7基因敲除突变体,同时构建了回补菌株。表型分析结果显示,MoFbr7基因缺失突变体在产孢量、附着胞形态、原生质体释放、致病性等方面均无异常。突变体在MM、RDC培养基上生长速率下降;对细胞壁胁迫因子CFW(Calcofluor white)、刚果红敏感。以上结果表明MoFbr7参与稻瘟病菌的营养生长与细胞壁完整性,为进一步揭示其生物学功能奠定基础。     

‘云香’水仙NtNAC1基因的克隆及功能分析

本研究利用RT-PCR技术从‘云香’水仙的根中克隆得到了NtNAC1基因,并通过qRT-PCR技术分析了该基因的时空表达模式以及在逆境和逆境相关激素处理下的表达变化,结合分析过表达该基因的转基因烟草植株的表现等解析了该基因的功能。结果显示：NtNAC1基因全长1083 bp,其ORF为918 bp,编码306个氨基酸,N端含有NAM保守结构域,聚分在SNAC1亚组,与香蕉MusaSNAC1、小麦TaNAC47亲缘关系较近。实时荧光定量分析显示,NtNAC1的表达水平随花器官花瓣和副冠的发育呈先上升后下降趋势,始花期达到峰值;NtNAC1在根和叶中高表达,受ABA、MeJA、SA、H₂O₂、NaCl、PEG诱导上调,推测该基因可能参与‘云香’水仙花器官的形态建成及响应非生物胁迫。进一步构建表达载体转化烟草,获得9株转基因植株。在高盐和干旱胁迫处理下,转基因植株根系发达、长势更好、存活率高,表明水仙NtNAC1过表达能提高烟草对高盐、干旱的耐受性,在抗逆中起正向调控作用,可作为提高水仙抗性的优良遗传基因资源。     

基于TRIZ创新理论的新型恒温混水器结构设计

对传统混水器各组成部分及作用进行功能分析,获得影响换热效果及导致压力损失的环节.在此基础上利用冲突矩阵工具确定解决此问题的发明原理.通过一定程度上增加叶片数量以保证冷热水混合换热的周期性及连续性;进一步优化曲面型线及叶片数量使其更符合流动规律,文章最后获得了换热效果及压损特性良好的新型混水器换热结构.     

小麦穗发芽抗性相关Vp1基因启动子的分离及功能验证

成熟期穗发芽严重影响小麦产量和品质。Vp1是调节胚发育, 促进胚成熟和休眠的重要转录因子, 对小麦种子休眠和穗发芽抗性具有重要作用。本研究分离了普通小麦B基因组Vp1基因的启动子, 生物信息学预测结果表明, 其含有9个脱落酸响应元件ABRE、2个DREB和6个MYB干旱响应元件、3个赤霉素响应元件GARE、1个水杨酸响应元件TCA-E、2个茉莉酸甲酯响应元件TGACG-motif、4个SKn-1和1个RYREPE胚乳特异表达元件。采用5′端缺失的方法, 构建了系列含Vp1启动子不同区段融合GUS报告基因的瞬时表达载体和植物表达载体。通过基因枪转化小麦愈伤组织, 瞬时表达结果显示, Vp1启动子在无诱导的情况下不能启动GUS基因表达, 在低温、ABA、GA、PEG和NaCl诱导后可以启动GUS基因表达, 表现诱导表达特性, 且其诱导表达强度随启动子缺失片段长度变短而减弱。利用Gateway方法成功构建了6个启动子各缺失片段类型的植物表达载体, 并通过农杆菌介导转化四倍体小麦Stewart, 获得转基因植株。该启动子可有效启动GUS基因在转基因植株的花药、糊粉层、穗轴及根中表达, 其他组织中没有表达。当启动子片段大于660 bp时, 外源ABA可诱导启动子启动GUS基因在转基因植株茎节中的表达。     

卷丹侧生器官边界域基因LlLBD18的克隆和功能分析

以卷丹(Lilium lancifolium)为试材,克隆了1个LBD转录因子基因,命名为LlLBD18(GenBank序列号ON455210)。其开放阅读框为684 bp,编码227个氨基酸,含有1个典型的LOB结构域。进化树分析发现LlLBD18与姜(Zingiber officinale)ZoLBD18的亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示LlLBD18定位于细胞质和细胞核。荧光定量PCR分析表明,LlLBD18在卷丹初生珠芽中表达量最高,其次是根中,在叶片中最低。在珠芽形成过程中,LlLBD18的整体表达情况为先上升后下降再上升,且在珠芽原基启动前期(离体诱导4 d)最高。功能研究发现,在卷丹中过表达LlLBD18可以促进珠芽形成,而沉默LlLBD18后的珠芽形成受到显著抑制,表明LlLBD18在卷丹珠芽形成中起正向调节作用。