紫花苜蓿MsOXO基因的克隆及表达分析

草酸氧化酶(OXO)在包括核盘菌在内的多种病原体的防御和植物改良中有重大作用。以紫花苜蓿为材料,克隆得到紫花苜蓿草酸氧化酶基因MsOXO。利用烟草瞬时表达进行亚细胞定位,结果显示,MsOXO定位在细胞壁上。qRT-PCR结果显示,MsOXO在紫花苜蓿的根、茎、叶中均有表达,但在根茎中表达量较低,这可能是根颈和茎基部更易被病菌侵染的原因。外源草酸50 μmol·L^-1处理根或100 μmol·L^-1处理茎及外源水杨酸100 μmol·L^-1处理根均可以诱导MsOXO基因的上调表达。     

Trolox对猪肌肉干细胞增殖及分化的影响

【目的】探究抗氧化剂-水溶性维生素E的类似物（Trolox）通过调控活性氧对猪肌肉干细胞增殖及分化过程产生的影响,为进一步优化培养肉种子细胞在体外增殖及分化过程提供研究基础。【方法】首先在猪肌肉干细胞增殖过程中,添加不同浓度（0、50、100和200 μmol∙L^-1）的Trolox培养3 d,利用血细胞计数板进行细胞计数,统计细胞增殖倍数,同时利用CCK8技术检测不同浓度的Trolox对细胞增殖的影响;利用RT-qPCR技术检测不同浓度Trolox处理后表征干性的PAX7表达水平,Western Blotting技术检测PAX7蛋白的表达水平;通过CellROX荧光染料对细胞内活性氧进行染色并通过高通量高内涵活细胞共聚焦成像系统检测Trolox对活性氧的调控作用;进一步在猪肌肉干细胞体外成肌分化进程中添加Trolox处理,利用RT-qPCR技术检测分化早期标志基因MYOG、CAV-3及终末分化标志基因肌球蛋白重链（MyHC）的表达水平,并利用Western Blotting技术检测MyHC蛋白的表达,利用免疫荧光技术对MyHC进行染色并统计MyHC阳性细胞比例。【结果】细胞增殖倍数统计显示,50和100 μmol∙L^-1的Trolox处理组猪肌肉干细胞增殖倍数显著高于对照组（P<0.05）;CCK8测得50和100 μmol∙L^-1 Trolox处理组第3天的吸光值显著高于对照组（P<0.05）;100和200 μmol∙L^-1的Trolox显著上调了PAX7的表达（P<0.05）,对PAX7蛋白的表达有上调趋势,但无显著差异（P>0.05）;添加Trolox后,细胞内活性氧水平被极显著降低（P<0.001）;在分化进程中添加Trolox后,预分化阶段的MYOG和CAV-3及终末分化阶段的MyHC均显著上调（P<0.05）,而Western blotting结果显示MyHC蛋白的表达无显著变化（P>0.05）;免疫荧光结果显示MyHC阳性细胞比例有增多的趋势,但无显著差异（P>0.05）。【结论】Trolox通过降低细胞内的活性氧,促进猪肌肉干细胞的增殖以及分化进程。     

维生素A对大豆7S球蛋白致仔猪肠上皮细胞屏障功能损伤的影响

以仔猪肠上皮细胞(IPEC-J2)为研究对象,用大豆7S球蛋白作为诱导因素,通过检测细胞活力、细胞跨膜电阻(TEER)、荧光素钠渗透率、细胞膜完整性相关指标与紧密连接蛋白的mRNA表达情况,探究维生素A(V_A)对大豆7S球蛋白致IPEC-J2细胞屏障功能损伤的影响。结果显示:5.0 mg·mL^-1大豆7S球蛋白导致IPEC-J2活力、TEER与ZO-1、Claudin-1、Occludin的mRNA表达量极显著(P<0.01)降低,而荧光素钠渗透率和细胞培养液中碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、二胺氧化酶(DAO)、肠型脂肪酸结合蛋白1(IFABP1)的含量极显著(P<0.01)升高;添加0.1和1 μmol·L^-1 V_A极显著提高了细胞活力(P<0.01),0.1~10 μmol·L^-1 V_A显著(P<0.05)缓解了大豆7S球蛋白导致的TEER、荧光素钠渗透率、细胞膜完整性相关指标与紧密连接蛋白mRNA表达的变化;10 000 μmol·L^-1 V_A反而加剧了这些影响。总体上,0.1~10 μmol·L^-1 V_A能通过保护细胞活力和细胞完整性、影响紧密连接蛋白的mRNA表达对大豆7S球蛋白导致的IPEC-J2细胞屏障功能损伤发挥保护作用,而10 000 μmol·L^-1 V_A反而加重了这种损伤。     

谷子抗锈病反应相关MYB转录因子的鉴定与表达

【目的】谷子锈病是影响其产量和品质的重要因素之一。鉴定谷子抗锈病相关的MYB转录因子,为谷子抗锈病机理研究奠定基础。【方法】 利用real-time PCR技术,检测9个SiMYBs转录因子基因在（1）谷子孕穗期根、茎、叶和穗4个部位的表达情况,（2）在谷子抗（resistance,R）、感（susceptibility,S）锈病反应120 h内的表达丰度差异,（3）在植株外接水杨酸（salicylic acid,SA）和茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）后24 h内的表达变化;比较SiMYBs基因在谷子R、S、SA与MeJA 4种反应中的表达模式;选择抗病相关SiMYBs基因进行转录激活活性检测和亚细胞定位。【结果】 SiMYB100在叶部表达量最高,其余8个基因均在根部表达量最高,SiMYB074最显著。5个基因的表达与抗病相关：SiMYB074和SiMYB202受锈菌侵染诱导表达,抗病反应早期的表达量明显高于感病反应;SiMYB041和SiMYB177在抗病反应早期下调表达,后期上升至接种前,而感病反应中保持低水平表达;SiMYB100在接种后的48 h内,抗病、感病反应表达模式相反。在响应外源激素SA和MeJA反应中,SiMYBs基因的表达量均发生不同程度的变化。4个基因（SiMYB074、SiMYB100、SiMYB174和SiMYB202）在R、SA与MeJA反应中的表达模式一致,不同于S反应。5个抗病相关SiMYBs基因具有转录激活活性,其编码蛋白质定位于细胞核中。【结论】 鉴定到SiMYB041、SiMYB074、SiMYB100、SiMYB177和SiMYB202 5个基因的表达与谷子抗锈病相关;SiMYB074与SiMYB100在谷子生长发育和抗病过程中都发挥一定的功能;SiMYB074、SiMYB100、SiMYB174和SiMYB202 4个基因可能通过SA和JA信号途径参与谷子的早期抗病反应。     

thanatin 串联抗菌肽原核表达研究

抗菌肽thanatin是一类广谱性的阳离子抗菌活性肽,对病原性真菌有很好的杀灭效果。为了提高thanatin抗菌肽表达丰度,将3个thanatin单体拷贝基因进行串联,与MBP蛋白进行融合表达,表达的产物经过酶切纯化后,通过Western blot和质谱鉴定,结果表明3×thanatin在大肠埃希菌中成功表达,对核盘菌的抑菌活性测定结果表明,原核表达的3×thanatin最低抑菌浓度为6.6 μmol·L^-1, 而化学合成的thanatin抗菌肽对核盘菌的抑菌浓度约为64 μmol·L^-1,3×thanatin抗菌肽对核盘菌的抑菌活性提升了约1个数量级。     

类胡萝卜素裂解双加氧酶基因AgCCD4调控芹菜不同组织的着色

【目的】 研究类胡萝卜素裂解双加氧酶基因AgCCD4在不同颜色芹菜中的基因型及相对表达量,结合类胡萝卜素含量测定,分析AgCCD4对芹菜组织中类胡萝卜素积累的影响,为进一步研究CCD亚家族基因在不同颜色芹菜组织着色中的作用奠定基础。【方法】 采用同源比对法检索芹菜基因组中的CCD家族基因AgCCD4。从‘津南实芹’‘黄太极’‘紫杆一号’和‘赛雪’4种不同颜色芹菜中分别克隆获得芹菜类胡萝卜素裂解双加氧酶基因AgCCD4。对芹菜AgCCD4的蛋白氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等进行分析,预测其保守结构域和二级结构以及建立三级结构模型。采用荧光定量PCR技术检测AgCCD4在不同颜色芹菜不同组织中的表达水平。采用超高效液相色谱（UPLC）对4种颜色芹菜的叶片、叶柄和根中叶黄素和β-胡萝卜素的含量进行测定。采用农杆菌介导的瞬时表达转化法,研究AgCCD4蛋白在烟草表皮细胞中的亚细胞定位。【结果】 序列分析结果表明AgCCD4包含1个长度为1 779 bp的开放阅读框（ORF）,编码592个氨基酸。‘赛雪’中AgCCD4的核苷酸序列与其他品种相比存在18个碱基和9个氨基酸位点的差异,蛋白质相对分子质量分别为65.07 kD和65.12 kD,等电点分别为6.03和5.95。进化树分析表明,芹菜AgCCD4与菊科的向日葵和莴苣CCD4进化关系较近。AgCCD4蛋白的二级结构中包含多个α-螺旋和无规则卷曲,三级结构主要以β-折叠为主。亚细胞定位分析表明AgCCD4是一个定位在叶绿体上的蛋白。对4种颜色芹菜叶片、叶柄和根中叶黄素和β-胡萝卜素的含量进行测定,结果显示芹菜根中均未检测到叶黄素和β-胡萝卜素,叶片中叶黄素和β-胡萝卜素含量均以‘津南实芹’最高,分别为1 102.58 μg∙g^-1 DW和241.92 μg∙g^-1 DW,‘紫杆一号’最低,分别为57.12 μg∙g^-1 DW和45.65 μg∙g^-1 DW。在叶柄中,仅在‘黄太极’中检测到β-胡萝卜素,叶黄素也只在‘津南实芹’和‘黄太极’中被检测到。荧光定量PCR结果显示,AgCCD4在芹菜叶片中表达量最高,在根中最低。‘紫杆一号’和‘赛雪’叶片中AgCCD4的相对表达量相似,都显著高于‘津南实芹’和‘黄太极’。【结论】 本研究从4种颜色芹菜中分别克隆得到AgCCD4,其中‘赛雪’的基因序列和其他品种存在差异,其蛋白均含有RPE65保守结构域。AgCCD4表达量在芹菜不同组织中具有显著差异。芹菜中AgCCD4表达量与类胡萝卜素含量呈负相关。植物体中类胡萝卜素的含量和种类影响植株的颜色变化,AgCCD4可能通过降解类胡萝卜素来调控芹菜组织着色。     

水稻种子成熟后期高湿环境下种子休眠相关基因的表达

为探讨水稻种子成熟后期持续阴雨天气影响种子休眠的分子机制,将成熟后期水稻放置于人工气候室（12 h光照/28 ℃,12 h黑暗/22 ℃,相对湿度为60%,光量子通量密度为600 μmol∙m^-2∙s^-1）并定时喷水（每3 h喷水1次,每桶水稻每次喷水500 mL,共处理5 d）模拟持续阴雨条件来处理开花后26、28、30、32 d的粳稻,检测其穗上发芽的情况。用同样处理条件对开花后30 d的水稻种子进行高湿处理,检测高湿处理后不同时间点的种子中ABA和GA生物合成和代谢,以及α-淀粉水解酶等相关基因的动态表达情况。结果显示,种子成熟度是受高湿诱导的穗发芽的一个重要影响因素,粳稻Dongjin开花后26 d与28 d的种子经高湿处理后少有萌发,开花后30 d及以上的种子高湿处理后大多数能萌发;高湿处理能够快速诱导脱落酸（abscisic acid,ABA）降解途径基因OsABA8ox1、OsABA8ox3和赤霉素（gibberellin,GA）合成基因OsGA3ox2和OsGA20ox1的表达,同时抑制ABA合成关键基因OsNECD1、OsNECD2和OsNECD3的表达;喷水处理72 h后,α-淀粉水解酶基因OsAmy1A、OsAmy3B、OsAmy3C和OsAmy3D的表达量快速上调,促进淀粉水解,为种子萌发提供物质和能量。该研究结果将为解析成熟期水稻在多雨高湿环境下诱发穗发芽的分子机制提供基础。     

宽胫夜蛾性信息素类似物的合成及其生物活性

【背景】近年来,随着新引种作物藜麦种植面积的显著增长,取食藜属植物的宽胫夜蛾（Protoschinia scutosa）逐渐增多并成为危害藜麦的主要害虫,对我国农作物生产构成潜在威胁。【目的】通过对宽胫夜蛾性信息素组分母体结构顺-11-十六碳烯乙酸酯（Z11-16:Ac）极性基团修饰,设计合成两种不同类型的类似物,并对其生物活性进行测定,为利用性信息素及类似物绿色防控宽胫夜蛾提供理论依据。【方法】以性信息素前体顺-11-十六碳烯醇（Z11-16:OH）为原料,三乙胺作缚酸剂(与酸酐反应时需加入催化剂4-二甲氨基吡啶),分别与2-溴丙酰氯、2-氯乙酰氯、二氟乙酸酐、三氟乙酸酐、甲基丙烯酰氯、2-丁烯酰氯发生酯化反应,经过柱层析分离纯化,合成卤素原子修饰的性信息素类似物K1—K4和碳链末端双键修饰的类似物K5—K6。采用梯度稀释配制不同浓度（0.001、0.01、0.1、1、10、100 μg·μL^-1）的类似物K1—K6溶液,利用不同浓度类似物直接刺激宽胫夜蛾雄蛾触角,测定类似物K1—K6的触角电生理（EAG）响应值;在性信息素诱芯中添加不同剂量的类似物配制性信息素类似物诱芯,于2021年夏季在北京延庆地区进行田间诱捕试验,根据统计诱芯的雄蛾诱捕量对类似物活性进行分析。【结果】类似物刺激浓度从0.001 μg·μL^-1增至100 μg·μL^-1,雄蛾触角对类似物K1—K5的EAG响应值呈现出逐渐增大的趋势。其中宽胫夜蛾雄蛾触角对化合物顺-11-十六碳烯-2-溴丙酸酯（K1）的响应最强烈,在100 μg·μL^-1下EAG响应值为1.34 mV。而类似物K5、K6的EAG活性相对较低,其EAG响应值在100 μg·μL^-1下分别为0.67、0.57 mV。田间诱捕试验表明合成的6种类似物均表现出较好的生物活性。其中类似物K5添加剂量为100 μg时,15 d平均诱捕量最高,为35.00头,显著高于性信息素对照。类似物K1添加剂量为10 μg时,15 d平均诱捕量为32.33头,显著高于性信息素对照。【结论】经过EAG测定和田间试验验证,类似物K1和K5表现出显著的增效活性,可作为宽胫夜蛾性信息素的增效剂;添加不同剂量的类似物K2、K3、K4、K6表现出了与性信息素相当的活性。研究结果可为宽胫夜蛾的绿色防控提供科学依据。     

褪黑素预处理对桃耐涝性的调控效应

为探究褪黑素对桃耐涝性的调控效应,用200 μmol·L^-1褪黑素对桃苗进行预处理,再经涝害处理,通过生理指标与转录组分析褪黑素和涝害对桃的影响。结果表明,涝害胁迫下外源褪黑素能保护细胞膜和根系。褪黑素能激活微管形态建成、氧化还原酶活性和蛋白结合相关的基因,巩固根系骨架,激活抗氧化酶活性,提高抗逆性。涝害诱导ERF转录因子家族成员大量表达,通过HRPE和GCC-box顺式作用元件激活下游ADH、ALD、GAPD等糖酵解途径关键酶基因的表达,为低氧胁迫下的植株供能。ERF Ⅶ成员Prupe.8G264900可能是桃响应涝害的关键基因。     

维生素C对β-伴大豆球蛋白诱导的仔猪肠上皮细胞炎性损伤的保护作用

为分析不同浓度维生素C(vitamin C,V_C)对β-伴大豆球蛋白(7S)诱导的仔猪肠上皮细胞(IPEC-J2)炎性损伤的保护作用,取对数生长期的IPEC-J2用于试验,随机分为对照组、7S模型组(5 mg·mL^-1 7S)和V_C(25、50、100、200、400、600、800、1 000 μmol·L^-1)保护组。细胞培养24 h后采用CCK-8法检测细胞存活率,倒置显微镜观察细胞形态学变化,ELISA法检测细胞上清液中LDH、ALP、DAO、IFABP1含量和IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-4、IL-10的分泌水平,用qRT-PCR法检测IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-4和IL-10 mRNA相对表达量。结果显示:7S可显著(P<0.01)降低IPEC-J2活力、破坏细胞膜完整性,上调细胞促炎性因子和下调抗炎因子的产生;与7S模型组相比,同时添加7S和V_C的试验组细胞活力增加,细胞上清液中LDH、ALP、DAO、IFABP1含量显著(P<0.01)降低,促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α分泌水平降低,抗炎因子IL-4和IL-10的分泌水平升高。因此,不同浓度V_C均可保护由7S诱导引起的仔猪肠上皮细胞损伤,100 μmol·L^-1 V_C的修复和保护作用最佳。     

紫苏茉莉酸羟基甲基转移酶基因PfJMT的克隆及表达分析

【目的】茉莉酸羟基甲基转移酶（jasmonic acid carboxyl methyltransferase,JMT）是植物茉莉酸甲酯生物合成的关键酶,通过克隆紫苏JMT,并研究其在不同胁迫下和种子不同发育时期的表达模式,为研究JMT在植物防御和种子发育中的作用提供理论依据。【方法】根据紫苏种子转录组测序结果设计引物,从紫苏中克隆得到紫苏茉莉酸羟基甲基转移酶基因的DNA和cDNA序列,命名为PfJMT,通过生物信息学分析该基因的结构、稳定性、亲水性、亚细胞定位及保守结构域等,利用系统进化树分析PfJMT和其他物种JMT蛋白的进化关系。取开花期的紫苏根、茎、叶、花等组织用于组织特异性表达分析。取开花后5、10、15、20、25和30 d的种子用于JMT在种子不同发育时期表达模式的研究。用25 μmol·L ^-1茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）和1 mmol·L ^-1水杨酸（salicylic acid,SA）喷洒处理具有4片真叶的紫苏幼苗并浇灌根部,分别于处理0、2、4、8、16、24和48 h后取样,研究JMT在不同胁迫下的表达模式。 【结果】PfJMT的ORF长1 050 bp,编码349个氨基酸。生物信息学分析表明,PfJMT为不稳定的亲水蛋白,亚细胞定位于细胞质,含有一个甲基转移酶-7（Methyltransf-7）保守结构域。通过与其他物种的JMT蛋白多序列比对发现,紫苏JMT和丹参JMT的序列一致度最高,为80.5%,和水稻的序列一致度最低,为36.8%。在对多种不同植物基于JMT蛋白构建系统进化树的分析中发现紫苏和拟南芥、丹参等双子叶植物亲缘关系较近,而与建兰、水稻等单子叶植物亲缘关系较远,说明JMT在单子叶和双子叶植物的进化过程中可能存在较大的差异。荧光定量PCR结果表明,PfJMT在紫苏根和茎中的相对表达量最低,叶和花中的相对表达量比根和茎中略高,在开花后5d的种子中的表达量最高,并且随着种子的发育表达逐渐下调,说明JMT在种子发育中起着重要作用。在使用外源MeJA和SA处理的紫苏根、叶组织中,PfJMT表达均显著下调,这一结果支持JMT可能不直接参与防御反应,而是通过调节JA水平间接参与植物防御的理论。【结论】成功克隆获得PfJMT,随着种子的发育PfJMT表达量逐渐下调,并在外源MeJA、SA胁迫下表达量显著下调。     

紫花苜蓿MsSQE1的克隆及对皂甙合成的功能分析

【目的】鲨烯环氧酶(squalene epoxidases,SQE)是苜蓿皂甙合成途径中的一种限速酶,与苜蓿皂甙的合成密切相关。通过对苜蓿鲨烯环氧酶(MsSQE1)基因的克隆及在苜蓿中过表达,探究鲨烯环氧酶对皂甙合成的作用机制。【方法】以模式植物蒺藜苜蓿鲨烯环氧酶基因序列设计引物,同源克隆苜蓿MsSQE1。对MsSQE1进行生物信息学分析;通过基因枪轰击技术,使MsSQE1在洋葱表皮瞬时表达,进行亚细胞定位。利用qRT-PCR方法分析该基因在根、茎、叶中的表达水平,以及在紫外辐射、ABA和GA3条件下的表达模式。在茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导下,分析MsSQE1的转录水平,及对苜蓿皂甙含量的影响。利用根癌农杆菌转化体系,获得过表达MsSQE1的阳性转基因植株,并测定转基因植株的皂甙含量。【结果】克隆了MsSQE1的cDNA序列,开放阅读框1 578 bp,编码525个氨基酸,等电点为8.59。同源性比对分析,其氨基酸序列与蒺藜苜蓿中SQE1氨基酸序列同源性为98.6%,与拟南芥的同源性为80%。亚细胞定位显示,MsSQE1可能定位于细胞膜。组织特异性表达分析显示,MsSQE1在叶中的表...     

紫花苜蓿MsCIPK2的克隆及功能分析

【目的】CIPK是植物响应逆境胁迫信号通路中一类重要的蛋白激酶,可与CBL形成CBL-CIPK复合物,启动细胞内相关应答基因的表达而应对各种非生物胁迫。发掘并研究紫花苜蓿MsCIPK基因响应非生物胁迫的分子机理,有助于揭示紫花苜蓿抗逆生物学基础,为紫花苜蓿抗逆育种提供新的基因资源。【方法】通过PCR技术克隆MsCIPK2,使用生物信息学工具分析基因序列,利用qRT-PCR技术分析MsCIPK2,以及与其互作的4个CBL基因（MsCBL2、MsCBL6、MsCBL7和MsCBL10）在紫花苜蓿各组织中的表达水平,在烟草叶片表皮细胞中,瞬时表达pCAMBIA1302-GFP-MsCIPK2融合表达载体,通过激光共聚焦显微镜观察进行亚细胞定位,利用酵母双杂交技术分析MsCIPK2与4个MsCBLs蛋白互作情况,利用发根农杆菌诱导紫花苜蓿产生过量表达MsCIPK2的毛状根,利用qRT-PCR技术分析转基因毛状根株系中相关基因的表达水平。【结果】通过PCR扩增获得MsCIPK2片段,该基因CDS为1 230 bp,编码409个氨基酸,具有典型的CIPK家族的ATP结合位点、激活环、NAF motif和PPI motif等结构域。MsCIPK2在紫花苜蓿根中表达量最高,在花中表达量最低。亚细胞定位结果显示,MsCIPK2蛋白定位于内质网。酵母双杂交试验结果显示,MsCIPK2蛋白与MsCBL2、MsCBL6、MsCBL7和MsCBL10蛋白具有相互作用,且与MsCBL10蛋白相互作用较强。MsCBL2、MsCBL6和MsCBL10在紫花苜蓿根中表达量最高,MsCBL7在荚中表达量最高。qRT-PCR结果表明,过量表达MsCIPK2的毛状根中响应非生物胁迫基因ATPase、P5CS、CYP705A5、COR47、HAK5和RD2的表达量均明显上调。在200 mmol·L^-1 NaCl和20%PEG处理条件下,与对照相比,过量表达MsCIPK2毛状根的丙二醛含量降低,SOD活性、脯氨酸含量和可溶性糖含量增高。【结论】紫花苜蓿MsCIPK2与MsCBLs蛋白互作,主要在根中表达并响应盐和干旱胁迫,过量表达MsCIPK2可以提高紫花苜蓿的耐盐性和耐旱性,MsCIPK2可作为提高紫花苜蓿抗逆育种的候选基因。     

紫花苜蓿MsNST的克隆及对木质素与纤维素合成的功能分析

【目的】木质素和纤维素是植物次生细胞壁的主要组成成分,是影响牧草消化率和品质的主要因素之一。紫花苜蓿作为高蛋白饲草,是奶牛等草食家畜优质饲草的主要来源。因此,苜蓿木质素和纤维素合成机制一直是受到关注的研究热点。模式植物拟南芥NAC家族的NST转录因子（NAC secondary wall thicking promoting factor）调控次生细胞壁的合成,但紫花苜蓿NST的功能与调控机制尚不明确。本研究通过分析紫花苜蓿NST的表达模式,及在拟南芥与苜蓿中过表达揭示其对木质素和纤维素合成的影响。【方法】通过同源克隆获得MsNST CDs序列,并对该基因进行生物信息学分析。利用qRT-PCR检测该基因受赤霉素（GA3）,水杨酸（SA）和多效唑（PCB）诱导后的表达模式。通过转基因植株中过表达MsNST,研究其对木质素和纤维素含量及其合成相关基因的影响。【结果】克隆MsNST 的CDs序列,最大开放阅读框为945bp,编码314个氨基酸。生物信息学分析表明,MsNST主要由无规则卷曲组成（60.83 %）;三级结构预测显示,MsNST以同源二聚体的形式有效的促进蛋白质间的相互作用。进化树分析表明,单子叶和双子叶分为两个分枝,暗示存在一定程度的进化,而MsNST与蒺藜苜蓿和大豆的NST属于双子叶植物分枝中的亚分枝,表明豆科植物间亲缘关系较近。MsNST与拟南芥NST1-3的氨基酸序列相似性较高（49%—55.9%）,并含有NAC转录因子的5个保守结构域。qRT-PCR分析表明,MsNST受GA3、SA和PCB的诱导表达,相对表达水平（12h）分别是对照的2.19、3.67和3.65倍。过表达MsNST导致拟南芥下胚轴缩短,转基因拟南芥半矮化,花序茎束间细胞壁纤维增厚,细胞壁结晶纤维素（13%）、总糖（7%）和木质素（11.7%）含量增加。通过分析木质素和纤维素合成相关基因表达水平发现,拟南芥和苜蓿中过表达MsNST均能激活木质素合成关键基因（PAL,4CL等）及纤维素合酶复合体亚基CesA家族基因的表达。【结论】MsNST受外源激素GA3、SA和PCB诱导表达。转基因植物中过表达MsNST可激活次生壁木质素和纤维素合成相关基因的表达,同时茎束间纤维细胞壁增厚,细胞壁结晶纤维素、总糖和木质素含量增加,暗示MsNST对次生细胞壁木质素和纤维素的合成有重要的调节作用。     

CmWRKY15-1通过水杨酸信号通路调控菊花白色锈病抗性

[目的]菊花白色锈病是菊花重要病害之一,严重影响其观赏品质.分析CmWRKY15-1在菊花抗白色锈病中的功能及防卫机制,为利用分子育种解决菊花产业中白色锈病病害问题提供借鉴.[方法]以菊花白色锈病抗病品种'黄莺'为试验材料,构建CmWRKY15-1过表达载体与干扰载体,通过农杆菌介导法转化菊花,分别获得超表达与沉默植株...     

紫花苜蓿MsDWF4的表达特性及耐盐性效应

【目的】分离紫花苜蓿(Medicago sativa L.)油菜素内酯(brassionsterinds,BRs)合成酶基因MsDWF4,分析基因表达特性,开展基因的耐盐性研究,为揭示MsDWF4对紫花苜蓿非生物胁迫的调控机制提供参考。【方法】根据已知的拟南芥DWF4序列,应用同源克隆技术获得紫花苜蓿MsDWF4,对序列进行生物信息学分析。利用qRT-PCR技术分析MsDWF4的组织表达特异性,及其在多种非生物胁迫(高温、冷害、干旱和高盐)和激素(生长素、油菜素内酯、脱落酸和茉莉酸)处理下的表达模式;构建MsDWF4超表达载体,利用农杆菌介导遗传转化法转化紫花苜蓿,获得超表达MsDWF4的紫花苜蓿株系,用高盐(200 mmol·L^-1 NaCl)处理紫花苜蓿转基因株系并结合抗氧化酶活性分析,研究MsDWF4是否提高紫花苜蓿的耐盐性。【结果】获得MsDWF4的cDNA序列,其CDS全长1 470 bp,编码489个氨基酸,该基因编码的蛋白质为P450超家族成员,共含有67个激酶磷酸化位点。序列分析和系统发育树分析表明紫花苜蓿MsDWF4与蒺藜苜蓿DWF4的亲缘关系最...     

钙对枳生长发育及柑橘溃疡病抗性的影响

【背景】柑橘溃疡病是由柑橘黄单胞杆菌柑橘致病变种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起的细菌性病害,可侵染枝、叶、果,危害几乎所有的柑橘主栽品种。前期对湖南省39个柑橘园的调查结果显示柑橘果园土壤酸化和交换性钙缺乏严重,叶片中均存在钙缺乏现象。钙是植物所需大量元素之一,钙缺乏会造成植物营养失衡,生长势下降,植物免疫水平受影响。然而,钙元素对柑橘溃疡病抗性的影响尚不明确。【目的】分析对柑橘溃疡病敏感的枳(Poncirus trifoliata)在不同钙浓度处理下叶片注射接种Xcc后的致病差异,探讨钙在Xcc侵染枳叶片过程中的作用。【方法】采用沙培法对枳实生苗进行0、0.75、3、30 mmol·L^-1钙浓度处理,分别测定枳生长期的生物量、叶绿素a和b浓度、根系和叶片钙元素含量、观察根系活性氧(ROS)的产生和胼胝质沉积,并分析枳叶片接种Xcc后细胞壁合成相关基因及免疫途径相关基因诱导表达变化特征。【结果】以3 mmol·L^-1钙处理为对照,0、0.75和30 mmol·L^-1钙处理后,...     

紫花苜蓿MsGAI的克隆、表达及遗传转化

【目的】 DELLA蛋白属于GRAS家族,是赤霉素信号转导途径中重要的转录因子,负向调节GA转导途径。克隆获得紫花苜蓿GAI,分析其基因生物信息学特征并预测蛋白结构域。明确紫花苜蓿GAI组织表达特征及不同处理下的表达模式,构建该基因超表达载体并转入紫花苜蓿,以探究DELLA蛋白基因在紫花苜蓿赤霉素（GA）信号转导途径及胁迫条件下的作用机理。【方法】 利用同源克隆的方法,从紫花苜蓿中克隆得到MsGAI。利用生物信息学方法分析该基因的序列特征,使用MEGA7.0对MsGAI蛋白序列及同源序列进行多序列比对,构建同源物种间的系统发育树。利用实时荧光定量PCR检测紫花苜蓿各组织GAI表达量以及在PEG、NaCl、GA、ABA和黑暗处理下,GAI的表达变化。同时对转基因GAI株系表达水平进行分析,选择表达量高、中、低株系（L5、L8、L11）分别进行PEG和NaCl处理,分析GAI的表达变化。以pBI121为基础载体,采用双酶切-连接的方法构建植物超表达载体35S:MsGAI-gus。将重组载体转入农杆菌GV3101菌株中,以紫花苜蓿叶片为外植体,采用农杆菌介导的愈伤组织转化法转化紫花苜蓿,经PCR检测和GUS组织化学染色,得到转基因阳性苗。【结果】 该基因序列包含有一个1 818 bp的开放阅读框,编码605个氨基酸。生物信息学分析结果显示,MsGAI蛋白具有GRAS家族的典型结构域和保守区,其中包含N端保守结构域DELLA和TVHYNP,C端保守结构域SAW。多序列比对及系统进化树分析表明,该序列与其他物种的DELLA蛋白序列相似度均高达80%以上,将其命名为MsGAI。该基因与蒺藜苜蓿GAI亲缘关系最近,其次与鹰嘴豆、红三叶等双子叶豆科植物亲缘关系较近,与大麦等单子叶植物较远。实时荧光定量PCR分析表明,MsGAI在紫花苜蓿各组织中均有表达,根中的表达量最高。经PEG、NaCl、GA以及ABA处理后,均有明显响应;黑暗处理显著抑制MsGAI的表达。转基因株系经PEG、NaCl处理后,GAI表达量均上调。对构建完善的35S:MsGAI-gus植物超表达载体进行双酶切检测,琼脂糖凝胶电泳显示,条带大小与预期一致。对转基因植株进行GUS组织染色验证,结果表明,阳性植株呈现蓝色,对照组为白色。对超表达载体携带的MsGAI和GUS序列进行PCR检测均呈阳性。【结论】 紫花苜蓿DELLA蛋白基因的克隆和超表达载体构建成功,MsGAI对逆境胁迫有响应。