棉花2个新的PPR基因的克隆及表达模式分析

【目的】从棉花中克隆2个新的PPR基因,分析其序列结构、基因表达和亚细胞定位,为深入研究这2个基因在棉花中的功能提供依据。【方法】利用棉花EST库,通过RT-PCR从陆地棉徐州142中克隆得到2个PPR基因：GhPPRH1和GhPPRH2;应用生物信息学方法对2个基因编码蛋白序列进行预测分析,利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR的方法分析目的基因在不同组织及纤维不同发育时期的表达模式;利用棉花子叶瞬时表达系统对上述2个基因编码的蛋白进行亚细胞定位。【结果】GhPPRH1和GhPPRH2均属于PPR基因家族的PLS亚家族;GhPPRH1和GhPPRH2的开放读码框的长度分别为1 917和2 556 bp,编码638和851个氨基酸;GhPPRH1蛋白有18个PPR基序,包含1个E+结构域和1个DYW结构;GhPPRH2蛋白有17个PPR基序,包含1个E结构域,1个E+结构域和1个DYW结构;将GhPPRH1和GhPPRH2蛋白的氨基酸序列与GenBank数据库中的9条同源蛋白以及棉花中已经报道的5个PPR蛋白的氨基酸序列进行比对,构建系统进化树,结果显示,GhPPRH1与水稻RF1b蛋白亲缘关系较近,推测其可能与胞质雄性不育的育性恢复相关,而GhPPRH2与玉米PPR5蛋白亲缘关系最近,推测可能会影响细胞器一些转录本的RNA编辑;半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR的结果表明,GhPPRH1和GhPPRH2在根、茎、叶、花及纤维发育不同时期均有表达,GhPPRH1在根中表达较高,而GhPPRH2在根、叶及15 d的纤维中表达较高;亚细胞定位结果显示,GFP标记的GhPPRH1蛋白的绿色荧光与线粒体Marker的红色荧光重叠,表明该蛋白可能定位于线粒体,GFP标记的GhPPRH2蛋白的绿色荧光与叶绿体自发的红色荧光重叠,表明GhPPRH2可能定位在叶绿体。【结论】从棉花中获得2个新的PPR基因,均属于PLS亚家族成员,亚细胞定位显示可能在线粒体和叶绿体中,推测其功能可能与细胞器中RNA的加工、修饰等过程有关。     

棉花芽黄突变体十个叶绿体蛋白编码基因 RNA 编辑位点的测定及分析

RNA编辑是陆生植物叶绿体转录后基因表达调控的一种方式.已有研究表明植物黄化或白化可能与叶绿体RNA编辑有关.本实验采用PCR,RT-PCR及测序的方法,确定棉花芽黄突变体V1子叶与真叶的10个叶绿体蛋白编码基因中各有34个编辑位点,有6个位点存在编辑效率的差异.将这些编辑位点与柯字310比较发现,芽黄突变体多5个编辑...     

棉花叶绿体基因组的研究进展

近年来,随着分子生物学技术的应用与发展,对棉花叶绿体基因组也有了新认识。本文概述了棉花叶绿体基因组的研究进展,从棉花叶绿体基因组的图谱、功能基因的克隆及研究、叶绿体RNA编辑以及叶绿体转化等方面进行了介绍和评述,并对其在基础研究与应用研究中的前景进行了展望。     

过量表达TaNHX2基因提高转基因棉花的抗旱耐盐性

液泡膜Na+/H+反向转运蛋白在调节离子平衡,提高植物耐盐耐旱方面起着重要功能.为了研究液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因TaNHX2在棉花耐盐耐旱中的作用,以晋棉7号为受体,利用农杆菌介导法将克隆自小麦的TaNHX2基因转入棉花愈伤组织,通过组织培养胚状体发生途径获得转基因再生植株.以0.5％卡那霉素对再生苗筛选后,利用PCR和RT-PCR进行分子检测,证实外源基因已导入棉花并正常表达.在温室盆栽条件下,于4片真叶期对转TaNHX2基因棉花及其野生型对照施加NaCl或PEG胁迫处理,处理10天后发现盐胁迫或干旱胁迫显著抑制了棉花光合作用,提高了丙二醛(MDA)含量;转TaNHX2基因棉花的光合速率(Pn)显著高于野生型,MDA含量显著低于野生型;转TaNHX2基因棉花在盐旱胁迫后,叶片和根系中的Na+含量显著低于野生型对照.这些结果说明:在棉花中过量表达TaNHX2基因,盐旱胁迫下可以降低转基因棉花的Na+含量,提高光合速率,降低MDA含量,从而提高转基因棉花的耐盐抗旱能力.     

Ca2+对水分胁迫下小麦诱导蛋白产生的影响

水分胁迫及ＡＢＡ处理可诱导丰抗８号小麦幼苗及其悬浮培养细胞中４４．２ＫＤ蛋白亚基的产生或大量合成。高浓度的Ｃ＾２＋通道阻塞剂处理丰抗８号小麦幼苗,可明显抑制水分胁迫诱导产生的４４．２ＫＤ蛋白亚基的大量合成,而悬浮培养细胞中,２０μＭ的异博定处理就可显著抑制由ＡＢＡ及ＡＢＡ＋ＰＥＧ所诱导的蛋白亚基含量的提高,说明Ｃａ６２＋可能参与了干旱信号在胞内的传递过程;     

不同处理下菘蓝苗中IAA和靛玉红含量分析及合成部位研究

自然干旱、20 mmol/L ABA、4℃低温处理培养30 d的菘蓝组培苗,不同时闻内取样,用高效液相色谱法测定其中IAA的含量.结果表明:干旱处理菘蓝组培苗在12 h内能提高其IAA含量242.04%～262.87%;ABA处理与干旱处理有相似结果;低温胁迫处理24 h也能提高IAA含量503.87%.此外用高效液相色谱法测定了生长一个半月的菘蓝实生苗中IAA和靛玉红含量.结果为:花中IAA含量大于根中,叶中没有;靛玉红则在叶中最多,花中次之,根中最少;初步表明菘蓝中IAA和靛玉红虽然具有类似的分子结构,且逆境胁迫处理都可使其含量增加,但在植物体中的产生部位有差异.     

棉花GhSPS1的克隆及表达模式分析

【目的】克隆棉花蔗糖磷酸合成酶基因（sucrose-phosphate synthase,SPS）,并分析该基因在组织和纤维发育不同阶段及不同非生物胁迫下的表达模式。【方法】采用genome-walking及over-lap PCR方法,获得了棉花中一个蔗糖磷酸合成酶基因--GhSPS1,通过半定量PCR法检测GhSPS1在不同非生物胁迫条件下的表达模式,采用实时荧光定量PCR法对GhSPS1及GhSUS3、GhINV、GhCESA4进行组织和纤维发育特异性表达分析。【结果】克隆得到的GhSPS1全长4 545 bp,包含10个内含子、11个外显子,其开放读码框为3 108 bp,编码1 035个氨基酸,且该基因在ABA、低温处理条件下表达量增加,在高温胁迫下,表达量先升高后降低。实时荧光定量PCR结果显示,GhSPS1及GhSUS3在各种组织中都有表达,其中,在0 DAF、3 DAF的胚珠及18 DAF的纤维中表达量最高,而GhINV、GhCESA4则分别在3-15 DAF的纤维、18 DAF的纤维中表达量最高。【结论】克隆得到的GhSPS1属于SPSA基因家族,能参与ABA、低温、高温等非生物胁迫应答,且可能在纤维发育的起始期及次生壁增厚初期发挥作用。     

棉花芽黄突变体10个叶绿体蛋白编码基因RNA编辑位点的测定及分析

 RNA编辑是陆生植物叶绿体转录后基因表达调控的一种方式。已有研究表明植物黄化或白化可能与叶绿体RNA编辑有关。本实验采用PCR,RT-PCR及测序的方法,确定棉花芽黄突变体V1子叶与真叶的10个叶绿体蛋白编码基因中各有34个编辑位点,有6个位点存在编辑效率的差异。将这些编辑位点与柯字310比较发现,芽黄突变体多5个编辑位点。运用生物信息学软件对34个编辑位点进行分析,结果表明accD-109, clpP-187, ndhB-50, ndhB-196, ndhD-128, ndhD-225等13个位点会影响相应蛋白二级或三级结构,表明上述编辑位点的改变可能对其蛋白的正确组装及功能的发挥起重要作用。     

植物细胞中瞬时表达系统的建立及研究进展

摘 要：瞬时表达是近年来发展的一种快速、高效的检测蛋白质表达的方法,并逐渐被应用到生物学各方面的研究中。植物细胞瞬时表达系统的建立为方便、快捷的研究启动子活性、基因功能和蛋白质定位等开辟了新途径。本文主要归纳了植物瞬时表达系统的建立和发展过程,总结了近年来的应用以及对生物学研究的意义,并指出了该系统在当前应用中存在的不足,并针对这些不足提出了合理的建议。最后,本文结合最新的研究进展,对瞬时表达系统在分子细胞生物学、蛋白质组学、病毒学等方面的研究工作做了展望。     

逆境胁迫对菘蓝幼苗靛玉红含量的影响

培养30 d的菘蓝无菌幼苗经250 mmol/L NaCl、自然干旱、20 mmol/L ABA、4℃低温等不同方式逆境处理,不同时间内取样,用高效液相色谱法对其中靛玉红的含量进行测定。结果表明:盐、干旱、ABA处理12 h内能提高菘蓝幼苗中靛玉红含量59.05%~161.67%,低温胁迫处理24 h也能提高靛玉红含量141.4%,说明适当逆境胁迫处理能有效提高菘蓝幼苗体内靛玉红的累积量,其中250 mmol/L NaCl胁迫处理效果最为显著。