马铃薯光诱导型茎叶特异表达启动子ST-LS1的克隆与功能分析

叶片是植物光合作用器官,在能量固定和利用中具有重要作用,研究光诱导型茎叶特异表达启动子的作用元件及其功能对于其调控基因的表达研究具有重要的理论意义和应用价值。本研究用PCR技术从马铃薯(Solanum tuberosum L.)基因组中分离了光诱导型茎叶特异表达启动子ST-LS1的1556bp序列,序列分析表明,该片段与已报道的ST-LS1启动子(Gen Bank accession No.X04753.1)有99.68%的同源性,包括参与芽的特定表达和光反应顺式作用元件as-2-box、光效应顺式作用元件G-box等。将该片段与GUS基因融合,构建了植物表达载体pBⅠ121-ST-LS1,应用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化烟草(Nicotiana tabacum)获得了转基因植株。用qRT-PCR和GUS活性组织染色检测转基因烟草植株,结果表明,在ST-LS1启动子驱动的GUS转基因烟草植株的叶和茎中能够检测到GUS基因的表达,根中则检测不到;对黑暗、恒温光照培养、自然光条件处理20d后的转基因植株分析表明,在黑暗处理的转基因植株中GUS基因无表达,而在自然光条件处理转基因植株的叶和茎中GUS基因的表达高于恒温光照培养的转基因植株。结果可为应用基因工程改良农作物品种提供理论和应用依据。     

外源激素对掌叶大黄愈伤组织诱导及种苗生根的影响

以掌叶大黄无菌苗为材料,研究不同外源激素浓度及配比对试管苗生根、愈伤组织诱导及增殖的影响。结果表明:掌叶大黄的根、茎、叶均可作为诱导愈伤组织的材料。2,4-D诱导愈伤组织的能力明显高于NAA,以2～3mg/L 2,4-D的诱导频率较高为87.93%～93.11%,诱导愈伤组织的适宜培养基为MS+2mg/L NAA+2mg/L 2,4-D+2mg/L 6-BA;6-BA对愈伤组织诱导频率无直接影响,但明显影响愈伤组织的增长量及生长状态。愈伤组织继代增殖以MS+0.5mg/L 2,4-D+1mg/L NAA+1mg/L 6-BA最好;MS+0.5mg/L IBA适宜于试管苗生根。     

陆地棉离层基因GhBOP1的克隆及其功能的初步分析

为防止棉铃脱落提高结铃性,进而提高棉花产量,从陆地棉中分离出一个参与离层分化调控的相关基因GhBOP1。通过生物信息学分析,表明GhBOP1蛋白序列含有保守性强的BTB和ANK结构域;进化树分析显示该蛋白氨基酸序列与许多植物的同源蛋白相似程度很高,说明该类蛋白进化较慢。利用qRT-PCR进行组织特异性表达分析的结果表明,GhBOP1基因在根、茎、叶和花等组织器官中均有少量表达,但在离层中为优势表达,表达量为叶片表达水平的20倍。利用病毒诱导基因沉默(VIGS)技术干涉棉花GhBOP1基因的表达,同时进行低盐胁迫处理分析,对照植株叶片出现大量地脱落,而GhBOP1基因沉默植株叶片生长正常。总之GhBOP1基因在离层中优势表达,并对离层的形成可能具有调控功能。     

马铃薯通用应激蛋白StUSP基因家族的鉴定及逆境表达模式分析

在全基因组和转录组水平系统鉴定马铃薯USP通用应激蛋白基因家族，并对该家族成员的基本特征及其在不同逆境胁迫下的表达模式进行分析。同时以马铃薯干旱耐受型品种‘陇薯10号’（L）和干旱敏感型品种‘大西洋’（D）为试验材料，利用高通量测序全面分析StUSP家族成员在干旱胁迫下的表达特性，筛选干旱胁迫关键差异表达基因。结果表明：马铃薯基因组中共有42个基因编码含有USP结构域的蛋白质，在11条染色体上不对称分布，且主要分布在1~6号染色体上。绝大多数StUSPs含有多个内含子。胁迫表达分析显示StUSPs能够响应多种非生物胁迫，且在干旱耐受性不同的马铃薯品种中差异表达。同时，利用qRT-PCR分析了12个成员干旱胁迫下表达模式，除StUSP12、StUSP22下调表达外，其余10个基因均正响应干旱胁迫。     

堆肥中高效纤维素分解菌的分离与纯化

实验从堆肥、马粪、枯树叶、柏树根土、蘑菇渣等样品中,分离得到14株能分解纤维素的菌株.对此进行了透明圈直径,酶相对活性,滤纸酶活力(FPA),羧甲基纤维素酶活力(CMC)和对蔬菜杆的分解效果测定比较,筛选出2株对蔬菜有较强分解能力的菌株,其中一株的主要指标为:柏-Ⅰ透明圈直径2cm,酶相对活性3,滤纸酶活力(FPA)1.136078 g·50 mL-1,羧甲基纤维素(CMC)酶活力0.666134 g·50 mL-1和对蔬菜秆的分解效果21％;另一株的主要指标柏-Ⅱ透明圈直径10 cm,酶相对活性15,滤纸酶活力(FPA)0.209878 g·50 mL-1,羧甲基纤维素(CMC)酶活力2.62807 g·50 mL-1,对蔬菜秆的分解效果22％.     

马铃薯丝氨酸羧肽酶类蛋白StSCPL家族的鉴定及干旱胁迫响应分析

在全基因组水平上鉴定了马铃薯SCPL基因家族，并对其成员的基本特征、蛋白质保守结构域、进化关系和干旱胁迫下的表达模式进行了分析。同时，以干旱耐受性不同的马铃薯品种‘陇薯10号’(干旱耐受型)和‘大西洋’(干旱敏感型)为试验材料，利用高通量测序分析了干旱胁迫关键差异表达基因StSCPLs。结果表明，马铃薯中共鉴定到了41个StSCPLs,不对称分布在11条染色体中，多数成员含有多个内含子。其蛋白均含有1个细胞内分泌和转运的信号肽、底物结合位点、N-糖基化位点以及与催化作用相关的进化保守基序。在非生物胁迫下，大多数StSCPLs都具有多胁迫响应性。在干旱耐受性不同的马铃薯品种中，StSCPLs表现出差异表达特性。同时，LncRNA及其靶StSCPL介导的调控网络显示，StSCPL3和StSCPL34分别是lncRNA MSTRG.2301.1和MSTRG.19548.1的靶基因，在干旱耐受性不同的品种中显著差异表达，可能是马铃薯对干旱胁迫响应的潜在靶点。