杉木种鳞石蜡切片工艺优化研究

为精确观察杉木种鳞内部的细胞结构,经过对2种不同固定液、3种不同软化处理、4种不同脱水与透明处理、优化浸蜡时间和温度以及后续包埋、染色等工艺步骤对比,优化了杉木种鳞石蜡切片工艺。结果表明:杉木种鳞石蜡切片的优化工艺和方法为,FAA和FPA两种固定液固定效果相同,均能有效的固定材料;12 h的盐酸水溶液软化效果最佳;最佳脱水时间为每级2 h,透明时间为每级1 h。该优化工艺有效克服了蜡带不连续、切片不完整的缺陷,可获得清晰完整的杉木种鳞细胞结构图。     

不同逆境胁迫下杉木Mn-SOD基因表达

为揭示Mn-SOD基因在杉木逆境胁迫中的作用,采用qRT-PCR技术,分析杉木Mn-SOD基因在4℃低温、0.054 6 g·mL~(-1)甘露醇、2 mmol·L~(-1)铝离子和300 mmol·L~(-1)的Na Cl胁迫中表达模式,同时探究杉木不同组织部位Mn-SOD基因的表达量差异。结果表明:在不同逆境胁迫下,杉木Mn-SOD基因均受到诱导,表达量总体呈现出先升高后降低的趋势。在低温、干旱、铝离子和盐胁迫下,分别在12、24、48 h时达到最高,是对照的47.94、3.29、22.21、33.88倍,且与对照组相比,不同胁迫处理下Mn-SOD基因的表达量差异均达到显著水平。杉木Mn-SOD基因在组培苗不同器官中具有特异性表达,在叶中的相对表达量最大,茎次之,根中最少。综上所述,Mn-SOD基因在杉木逆境胁迫中发挥着重要的调控作用,为今后深入了解杉木Mn-SOD在逆境胁迫中的分子机制和杉木抗逆育种机理提供理论依据。     

杉木天冬酰胺合成酶基因的克隆与表达分析

为了解天冬酰胺合成酶(asparagine synthetase,AS)基因在杉木生长发育及逆境中的作用机制,以杉木种子及其萌发的幼苗为材料,利用RT-PCR和RACE技术获得杉木ASN基因的c DNA序列(Cl ASN1)和基因组序列,并对该基因在不同生长发育阶段和逆境胁迫下的表达模式和Asn含量变化进行分析。结果表明:Cl ASN1基因c DNA全长1 609 bp,编码443个氨基酸;生物信息学分析结果表明,该基因为含跨膜结构的不稳定亲水蛋白,无信号肽,定位于过氧化物酶体,具有多样的磷酸化位点;进化树分析结果显示,该基因与北美云杉和樟子松亲缘关系最近;Cl ASN1基因组序列全长3 210 bp,含10个外显子和9个内含子;q PCR结果表明,该基因从浸种24 h到幼苗期表达量呈上升趋势,且在干旱胁迫、铝胁迫和光暗处理下均可诱导表达;除铝胁迫24 h和持续光照24 h外,Cl ASN1表达模式与Asn含量的变化趋势相同,此结果表明Cl ASN1基因通过催化Asn的合成参与杉木幼苗的生长发育及胁迫响应。      

杉木ClSAUR25基因5'侧翼序列的克隆与生物信息学分析

SAUR(Small auxin-up RNA)基因作为生长素信号早期响应基因,在调控植物生长发育以及对逆境胁迫的应答中扮演着关键角色。本研究通过染色体步移法从杉木基因组DNA中获得了ClSAUR25基因5'侧翼序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明,克隆获得ClSAUR25基因上游5'侧翼序列1471 bp,该序列具有3个核心启动子区和5个CpG岛。同时,该序列除了含有丰富的核心元件CAAT-box和TATA-box外,还含有乙烯和金属响应元件以及多个光响应、分生组织特异性、厌氧应答、胚乳表达等相关的顺式调控元件。本研究结果表明ClSAUR25基因启动子可能属于光诱导型启动子,同时暗示其在杉木应答非生物胁迫和生长发育调控中扮演着重要角色。     

植物低温胁迫响应机理的研究进展

温度是影响植物生长发育的重要环境因子。低温是一个主要的逆境因子,限制植物生长和分布,是农业生产中经常发生的自然灾害。综述了近年来国内外有关低温胁迫下植物的形态特征、渗透调节物质、膜系统、抗氧化系统和基因等的研究进展,并探讨了今后植物耐寒性的研究方向,旨在为植物耐寒育种实践提供重要的理论依据。     

杉木Cu/Zn-SOD基因克隆、序列特征及组织特异性表达

超氧化物歧化酶是植物体中的重要金属酶,Cu/Zn-SOD在超氧化物歧化酶中比例最大,它能够清除细胞内的超氧阴离子,保护机体免受氧化损伤。Cu/Zn-SOD基因对植物的抗氧化性有重要的作用,目前已证实在烟草、玉米等作物在逆境下抗氧化能力有所提高,但在杉木中的Cu/ZnSOD基因功能尚未深入研究。本研究以杉木组培苗为材料,通过RT-PCR技术,获得一段461bp的杉木Cu/Zn-SOD基因片段,运用生物信息学技术预测该基因蛋白的理化性质、亲疏水性、氨基酸组成、二三级结构、磷酸化结构及蛋白功能。结果表明,杉木Cu/Zn-SOD基因的ORF长度为312bp,编码104个氨基酸,预测蛋白理论等电点为5.61,分子量为15.287 91kD,是亲水性蛋白;同源氨基酸序列比对结果表明杉木Cu/Zn-SOD基因亚细胞定位预测该基因定位于细胞质内,Cu/Zn-SOD蛋白二三级结构无规则卷曲占取比例最大;预测未发现跨膜结构,在第18号氨基酸时为信号肽剪切位点,该蛋白属非分泌蛋白。杉木Cu/Zn-SOD基因的克隆对研究裸子植物及其分子机制具有重要意义,同时为植物Cu/Zn-SOD基因家族提供依据。     

杉木天冬酰胺合成酶基因的克隆与生物信息学分析

为了解杉木天冬酰胺合成酶基因(ASN)的相关信息,以杉木组培苗105为材料,克隆获得杉木ASN3基因,该基因为一个完整的开放阅读框,共编码231个氨基酸,生物信息学分析显示:ASN3基因编码蛋白为不含卷曲螺旋结构和信号肽的非跨膜稳定亲水蛋白,定位于微体(过氧化物酶体),具有多样的磷酸化位点,其中丝氨酸15个,苏氨酸7个,酪氨酸3个,其二级及三级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。