转枯草芽孢杆菌纤溶酶基因对烟草氧自由基和保护酶系统的影响

除个别时期外,转枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme,BSFE)基因及其信号肽和前肽序列烟草叶、茎、根氧自由基含量、超氧化物歧化酶活性均显著高于野生型烟草植株,抗坏血酸过氧化物酶活性也较野生型烟草植株高,但二者差异不显著。推测氧自由基含量的变化与BSFE的蛋白水解活性有关;超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性变化可能与该转基因烟草植株对外源BSFE基因表达和产物累积产生的逆境适应有关。     

沙冬青脱水素基因的克隆及表达载体的构建

为研究沙冬青脱水素的功能,根据沙冬青cDNA文库中脱水素基因序列设计引物,采用PCR技术进行了脱水素基因的扩增,扩增产物与载体pGM-T载体连接,转化大肠杆菌Top10,筛选阳性克隆,测序结果表明,已成功克隆的阳性重组子经测序鉴定其片段大小与已知沙冬青cDNA文库中脱水素基因大小一致,为760 bp,说明此序列无内含子.将成功克隆的阳性重组子提取质粒与pCAMBIA3301质粒同样进行酶切反应,再以T4DNA连接酶连接,成功构建了脱水素基因的植物表达载体,为下一步的抗逆性研究打下了基础.     

转枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme,BSFE)基因对烟草氧自由基和保护酶系统的影响

除个别时期外，转枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme,BSFE)基因及其信号肽和前肽序列烟草叶、茎、根氧自由基含量、超氧化物歧化酶活性均显著高于野生型烟草植株，抗坏血酸过氧化物酶活性也较野生型烟草植株高，但二者差异不显著。推测氧自由基含量的变化与BSFE的蛋白水解活性有关；超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性变化可能与该转基因烟草植株对外源BSFE基因表达和产物累积产生的逆境适应有关。     

中间锦鸡儿CiATAF1基因的亚细胞定位及表达分析

为研究NAC转录因子在非生物胁迫条件下的表达,以中间锦鸡儿为材料,克隆并分析了NAC转录因子家族CiATAF1基因。该基因ORF全长为873 bp,编码291个氨基酸,由2个内含子和3个外显子构成,具有典型NAC结构域。染色体步移法获得CiATAF1基因启动子826 bp,该启动子含有光、激素、厌氧诱导等多种响应元件。经拟南芥叶片原生质体瞬时表达分析亚细胞定位,CiATAF1基因主要定位于细胞核中。荧光定量分析表明:CiATAF1基因表达具有组织特异性,相比于中间锦鸡儿根和茎,在叶部表达量最高;在干旱、盐、冷、ABA处理下,CiATAF1基因表达量增加,推测该基因可能与非生物胁迫应答相关。CiATAF1同模式植物拟南芥及豆科其他植物的同源基因做多重序列分析,序列一致性为81.14%,表明ATAF1基因序列结构相对保守。生物信息学分析CiATAF1蛋白质属于不稳定的亲水蛋白,二级结构主要由α-螺旋、β折叠、无规则卷曲构成。研究结果对挖掘中间锦鸡儿抗非生物胁迫的基因和深入分析逆境胁迫机理具有重要意义。     

沙冬青CBF/DREB1转录因子cDNA的克隆及序列分析

CBF/DREB1(C-repeat binding factor/dehydration resistance element binding protein 1)是一类抗逆相关的转录因子,它们的表达可以激活下游一系列抗逆应答基因的表达,从而提高植株的抗逆性。沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)主要生长在中国西北荒漠和半荒漠地带,是典型的旱生资源植物,具有突出的抗寒、抗旱、耐盐碱特性。本文以沙冬青为实验材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆了沙冬青CBF/DREB1基因cDNA序列,并对其进行了序列分析。结果表明:沙冬青CBF/DREB1转录因子基因序列全长为991bp,包括624bp的开放阅读框(ORF),起始密码子ATG,终止密码子TAA,114bp的5’UTR和253bp的3’UTR,以及加尾信号AATAAA及poly(A)11。生物信息学预测其演绎的氨基酸序列具有AP2结构域,且AP2结构域的两端拥有CBF家族特有的PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR两段短多肽序列,属于CBF家族。沙冬青CBF/DREB1转录因子的克隆为进一步研究植物抗逆和获得抗性基因提供了新的候选基因,也为进一步从分子水平上验证其功能,深入理解植物适应干旱、低温和高盐机制奠定基础。     

转枯草芽孢杆菌纤溶酶基因对烟草氧自由基和保护酶系统的影响

 除个别时期外,转枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme,BSFE)基因及其信号肽和前肽序列烟草叶、茎、根氧自由基含量、超氧化物歧化酶活性均显著高于野生型烟草植株,抗坏血酸过氧化物酶活性也较野生型烟草植株高,但二者差异不显著。推测氧自由基含量的变化与BSFE的蛋白水解活性有关;超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性变化可能与该转基因烟草植株对外源BSFE基因表达和产物累积产生的逆境适应有关。     

中间锦鸡儿CiDREB1C基因增强转基因拟南芥抵抗非生物胁迫的能力

中间锦鸡儿(Caragana intermedia)是广泛分布于我国西北干旱、半干旱荒漠区的防风固沙先锋树种,具有极强的抗逆性和饲用价值。本课题组从前期建立的干旱处理的中间锦鸡儿转录组数据库中分离到1个脱水响应元件结合蛋白(dehydration responsive element binding protein, DREB)转录因子编码基因片段,为了检测CiDREB1C基因的抗旱和抗冷能力,本研究首先利用qRT-PCR技术检测中间锦鸡儿中CiDREB1C基因在冷和干旱胁迫下的表达水平,发现均有上升(P0.01)。为了验证该基因的功能,本研究利用PCR技术获得了CiDREB1C基因全长(GenBank No. MG748598),并将其构建入植物过表达载体pCanG-HA,通过农杆菌介导法转化野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana),获得了超表达CiDREB1C的转基因拟南芥纯合体。不同胁迫处理结果显示:甘露醇处理下,转基因拟南芥丙二醛的含量显著低于野生型(P0.01),叶绿素含量明显高于野生型(P0.01),表现出明显的抗旱表型;冷胁迫处理后,过表达株系叶绿素含量明显高于野生型(P0.01);黑暗处理下,过表达株系叶片衰老延迟,细胞死亡较野生型少,叶绿素含量显著高于野生型(P0.01)。上述结果说明,CiDREB1C基因提高了转基因拟南芥对多种胁迫的耐受性。本研究结果为进一步研究CiDREB1C基因在抗逆中的功能及中间锦鸡儿的抗逆分子作用机理提供依据。     

中间锦鸡儿CiMYBJ2基因克隆及表达分析

MYB转录因子是植物体内最大的转录因子家族之一,参与植物生长发育的调控、对逆境的响应等生理过程。本研究通过RACE技术从中间锦鸡儿(Caragana intermedia)中克隆了一个MYB转录因子Ci MYBJ2(Gen Bank登录号:KJ937783),并对其在植物中的表达及其启动子进行了初步研究。本研究克隆得到该基因c DNA全长1 368 bp,3'UTR长196 bp,5'UTR长203 bp。其中开放阅读框长969 bp,编码一个含322个氨基酸的亲水蛋白。g DNA序列长1 285 bp,有2个内含子和3个外显子。采用实时荧光定量PCR技术分析了Ci MYBJ2的表达模式,结果发现,在高温、脱水、Na Cl、干旱等处理条件下,Ci MYBJ2基因对不同胁迫均有响应。在高温处理后,Ci MYBJ2基因的表达量在1和3 h明显降低,之后维持一个较低值,在不同时间点基因表达量与0 h相比差异均达到极显著水平(P0.01);在脱水处理1 h后Ci MYBJ2基因的表达量上升,且与0 h相比差异极显著(P0.01),然后逐渐降低,在3 h Ci MYBJ2基因的表达量与0 h相比差异不显著(P0.05),在8和12 h该基因的表达量与0 h相比差异均达到极显著(P0.01),在24 h的表达量是0 h的一半,且差异显著(P0.05);在Na Cl处理1 h后Ci MYBJ2基因的转录水平开始增加,3 h达到最高,之后总体呈下降趋势,在8 h表达量最低,在1、3、8和24 h该基因的表达量与0 h相比差异极显著(P0.01),在12 h Ci MYBJ2基因的表达量与0 h相比差异不显著(P0.05);干旱处理6 d后,Ci MYBJ2基因的表达量上升,之后一直下降,且与0 d相比差异达到极显著水平(P0.01),15 d表达量最低。研究结果暗示Ci MYBJ2基因可能在植物对胁迫的响应过程中起作用。利用染色体步移技术克隆了中间锦鸡儿Ci MYBJ2基因启动子序列,长度为873 bp,分析显示,该启动子具有响应多种非生物胁迫的顺式作用元件。研究结果为进一步研究Ci MYBJ2基因功能和表达调控提供了依据。