杨树种子萌发中内肽酶变化及其相关途径基因的表达模式

为研究杨树种子萌发过程中储藏蛋白分解的分子机制,以杨树萌发0h、0.75h、24h、48h、72h和144h的种子或幼苗为材料,对内肽酶酶活及其相关途径基因的表达模式进行研究,结果表明:随着杨树种子萌发的进行,游离氨基酸含量逐渐升高,其中在48h时变化显著,此时内肽酶活性最高;天冬氨酸内肽酶基因(Potri.006G087600)与苏氨酸内肽酶基因(Potri.002G166800)在48h时相对表达量最高,其中苏氨酸内肽酶基因(Potri.002G166800)表达模式与氨基酸含量变化呈显著正相关,其编码的酶对杨树种子萌发过程中蛋白分解起重要作用。     

根际土壤氮素含量对杨树根系生长的影响

为绿化部门春季种植杨树及追肥提供参考,对哈尔滨市14个公园(绿地)的杨树根际土壤总氮素含量及有效氮含量进行检测,并通过实验室模拟有效氮素含量对杨树幼苗进行处理,研究土壤氮素对东北常见绿化树种杨树根系发育的影响。结果表明:不同绿地间土壤氮素含量变化有显著差异,氮素浓度为85mg/kg的杨树幼苗根部干重为0.082g/株,较氮素浓度为30mg/kg的杨树幼苗根部的干重增加约1倍;杨树幼苗根部主根长度为19.26cm,较氮素浓度为30mg/kg的杨树幼苗增加1/3。当氮素浓度为60mg/kg时,硝酸还原酶、谷氨酸合酶的酶活性显著提高,在氮素浓度为40~60mg/kg,扩展蛋白expb3、expb2、expa17和expa11的mRNA表达量显著升高。当外界氮素浓度达40~75mg/kg时对杨树幼苗根系具有促进作用。     

杨树天冬氨酸转氨酶基因家族鉴定及表达分析

[目的]鉴定杨树天冬氨酸转氨酶(ASPAT)基因家族成员,并检测其组织表达特异性,为研究ASPAT在杨树初级氮素同化中的生物学功能提供参考依据.[方法]从杨树基因组数据库中筛选鉴定ASPAT基因家族成员,利用生物信息学软件分析各基因家族成员序列和基因结构及编码蛋白的理化性质、亚细胞定位和保守基序等,并利用实时荧光定量PCR检测正常施氮处理(1 mmol/L NH4NO3)下其在杨树根、茎和叶中的组织表达特异性.[结果]从杨树基因组中共鉴定出9个ASPAT基因家族成员,包括7个真核型ASPAT(AAT)基因(PtASPAT1~PtASPAT7)和2个原核型AS-PAT(PAT)基因(PtASPAT8~PtASPAT9),编码区(CDS)序列长度1215~1791 bp,编码的氨基酸数目304~480个,外显子数7~14个,编码蛋白的等电点5.66~8.99,相对分子质量33.11~53.31 kD,脂融指数76.36~93.54,分别定位于叶绿体、线粒体和胞质中,除PtASPAT6和PtASPAT7为不稳定蛋白,其他均为稳定蛋白.拟南芥和杨树的ASPAT蛋白可聚为两大类,Ⅰ类为AAT蛋白,包括PtASPAT1~PtASPAT7和AtASPAT1~AtASPAT5;Ⅱ类为PAT蛋白,包括PtASPAT8、PtAS-PAT9和拟南芥PAT(AtPAT).PtASPAT1~PtASPAT6均含有5个保守基序,PtASPAT7缺少2个保守基序,PtASPAT8和PtASPAT9均仅含有1个与AtPAT相同的保守基序.9个杨树ASPAT蛋白均含有磷酸吡哆醛结合位点(SGTHNYSSK)、同源二聚体多肽结合位点(GAVAER)和催化残留活性位点(K).正常氮素处理下,PtASPAT1基因在杨树根、茎和叶中表达量无明显差异;PtASPAT2~PtASPAT9基因在根部的表达量较在茎和叶中的高,尤其是PtASPAT4和PtASPAT8基因表达量较高.[结论]杨树ASPAT基因家族成员主要在根部表达,尤其是PtASPAT4和PtASPAT8基因在杨树根部的初级氮素同化中发挥重要作用.     

84k杨叶片离体快繁体系的优化

以84k杨成熟叶片为外植体,诱导愈伤组织及不定芽的分化,经过壮苗、生根过程获得再生植株,建立了84k杨组织培养和快速繁殖技术新体系。结果表明:最佳叶片不定芽诱导培养基MS+6-BA 0.8mg/L+NAA0.1mg/L,诱导率100%,平均丛生芽数为15.06;最佳壮苗培养基为MS+IBA 0.6mg/L+6-BA 0.1mg/L;最佳生根适宜培养基为MS+IBA 0.6mg/L+NAA 0.4mg/L,生根率100%;将生长良好的组培苗移栽并扣瓶培养1周,成活率达97%。     

小黑杨种子中mRNA的鉴定及生物信息学分析

为揭示小黑杨种子的萌发机制,采用转录组测序(RNA-Seq)技术对小黑杨种子的高丰度mRNA、特异mRNA及优势mRNA进行鉴定及生物信息学分析。结果表明:在小黑杨种子中共有高丰度mRNA 30个和特异及优势mRNA 1 840个(特异mRNA438个和优势mRNA 1 402个)。其主要参与RNA转运、蛋白质合成与加工、ATP合成、己糖合成、高尔基体转运以及转录调控等相关过程,且在种子萌发早期发挥关键调控作用。     

西伯利亚蓼PsLEA基因的克隆及在NaHCO_3胁迫下的表达

根据西伯利亚蓼叶片cDNA文库中获得的胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant proteins,LEA)基因的部分序列,采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆了胚胎发育晚期丰富蛋白基因(LEA),命名为PsLEA(GenBank登录号:FJ478172)。该基因全长686bp,5'非翻译区为102bp,3'非翻译区为131bp,开放读码框为453bp,编码150个氨基酸。荧光定量PCR分析表明:正常情况下PsLEA基因在西伯利亚蓼的叶、茎和地下茎中皆有表达,其中茎中表达量最高。3%NaHCO3诱导胁迫下,叶、茎、地下茎中PsLEA表达均受到影响且表达模式存在差异,说明PsLEA基因与西伯利亚蓼的耐盐性相关。     

西伯利亚蓼乙二醛酶Ⅱ基因的克隆与表达模式分析

摘要[目的]克隆西伯利亚蓼（Polygonum sibiricum La3xm．）乙二醛酶Ⅱ基因并了解该基因表达模式。[方法]应用RACE技术和实时荧光定量PCR技术从西伯利亚蓼中克隆了具有完整编码区的乙二醛酶Ⅱ基因的cDNA序列,并对该基因在不同胁迫时间、不同组织的表达差异进行了比较。[结果]克隆的乙二醛酶Ⅱ基因cDNA为890bp,其中开放读码框为765bp,编码254个氨基酸,5’非翻译区为49bp,3’非翻译区为72bp,GenBank中登录号为HM241910。序列比对分析结果表明,该基因编码的乙二醛酶Ⅱ与乙二醛酶Ⅱ三型匹配最佳,并具备乙二醛酶Ⅱ的GloB、ComEC和Lactamase,B等结构域。实时荧光定量PCR分析显示,乙二醛酶II基因在正常生长的西伯利亚蓼地下茎、茎与叶中都有表达,其中茎的表达量最高。同时,乙二醛酶Ⅱ基因受3％NaHCO,胁迫诱导,其在不同部位的表达模式有差异。[结论]克隆了西伯利亚蓼乙二醛酶Ⅱ基因并初步阐明了其表达模式。     

谷氨酸合成酶基因及其在植物氮代谢中的调节作用综述

谷氨酸合成酶(GOGAT)是植物体内氮素同化与循环的关键酶。深入研究该酶的控制基因及其表达特性,对了解植物氮代谢调控机制并应用于农业生产具有重要意义。根据在高等植物Fd-GOGAT和NADH-GOGAT的生物化学和遗传学方面的研究进展,对其历史进程进行回顾和总结;从在植物中的定位、功能、表达特异性、转录水平调控以及对氮代谢的调控等方面介绍谷氨酸合成酶(GOGAT)分子生物学研究进展,并展望GOGAT基因在植物氮代谢中的调节作用,提高氮素利用率(NUE)等方面的应用前景。     

转PnAlaAT3基因可提高低氮条件下杨树上位叶谷氨酰胺合成酶活力

谷氨酸氨基转移酶又称谷丙转氨酶,在植物氮同化中起到关键作用。本试验以小黑杨为试材构建pROKⅡ-PnAlaAT3植物表达载体,通过农杆菌介导法转化小黑杨,获得转基因植株,发现5号转基因株系叶片中PnAlaAT3基因表达量升高,但根中表达量却显著降低。对野生型和PnAlaAT3 5号转基因株系的谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酰胺-α-酮戊二酸氨基转移酶(GOGAT)活性检测结果发现,在低氮条件下,PnAlaAT3转基因株系上位叶GS活LT较野生型植株有显著增加。结果表明,PnAlaAT3基因可以提高小黑杨上位叶中GS活力。