毛果杨全基因组NBS类型抗病基因分析

病原菌威胁植物的生存繁殖,植物与病原菌之间存在着共进化关系(Holub,2001).植物对外界病原菌的防御体系包括其自身固有和病原菌诱导,其中病原菌诱导的防卫系统的一个重要方面就是表达产物能特异性识别病原菌中相应无毒基因(avirulence gene,avr基因)编码产物的植物抗病基因(resistance gene,R基因).     

毛果杨MAP65基因家族的扩张与表达分析

[目的]以林木模式植物毛果杨为研究材料,旨在研究毛果杨MAP65基因家族成员的扩张与表达情况,为MAP65的功能研究提供参考.[方法]利用BLASTP基于Phytozome数据库鉴定毛果杨的MAP65基因家族成员,采用Prot-Param、Plant-mPLoc、LocTree3、Wolfpsort、MAGA7.0、G...     

油茶WRKY基因家族鉴定及逆境胁迫表达分析

【目的】WRKY转录因子在植物应对生物和非生物胁迫中起重要调控作用。油茶是我国南方丘陵地区重要的经济树种,常受各种逆境胁迫影响。深入挖掘油茶WRKY基因家族成员并探讨其应对逆境胁迫的表达调控模式具有重要意义。【方法】以油茶全基因组数据为参考,利用生物信息学方法,鉴定分析了CoWRKYs基因家族成员,并基于油茶逆境胁迫的相关转录组数据,明确CoWRKYs在低磷、干旱和低温等非生物胁迫下的表达模式,最后基于qRT-PCR方法解析CoWRKYs在不同逆境胁迫下的瞬时表达特征。【结果】CoWRKYs基因家族包含89个成员（CoWRKY1～CoWRKY89）。根据系统发育特征可将其分为3大类,I类、II类和III类的数量分别为20、55和14。保守基序分析表明,进化关系密切的CoWRKYs蛋白具有相同或相似的基序组成。CoWRKYs在低磷、干旱、低温等非生物胁迫下表达谱分析的结果显示,65个CoWRKYs呈现显著表达差异,其中17个CoWRKYs同时受三种非生物胁迫的调控,且大部分基因在逆境胁迫下表现为上调表达,推测这些CoWRKYs在油茶的非生物逆境胁迫中可能起正调控作用。qRT-PCR结果表...     

欧李Dof基因家族鉴定及非生物胁迫表达分析

【目的】探究欧李Dof(DNA-binding with one zinc finger)锌指蛋白在非生物胁迫条件下的功能,为ChDof基因的研究与利用奠定基础。【方法】基于欧李全基因组和转录组数据对Dof基因家族进行鉴定,并利用实时定量PCR分析Dof基因在非生物胁迫下的表达情况。【结果】欧李共有23个Dof基因家族成员,其编码区CDS序列长度为226～515 bp,相对分子质量为24 227.52～55 368.21,理论等电点为4.78～9.36,且其在欧李的8条染色体上都有分布。在构建欧李和拟南芥的系统进化树中发现,欧李共分为9个亚组,同一亚族成员中的基因结构和蛋白保守基序均具有较高的相似性,且欧李Dof基因家族成员主要分布在D1亚组中。在对其亚细胞定位时发现,绝大多数ChDof基因主要分布于细胞核中。对欧李Dof家族成员启动子区域顺式调控元件的预测结果表明,其启动子区存在着至少1个激素调节及逆境胁迫反应元件。qRT-PCR分析结果表明,绝大多数的ChDof基因在盐、高温和低温胁迫下的表达量均上调,而ChDof11、ChDof12、ChDof17基因在盐、渗透（PEG）、高温和...     

柳树AP2/ERF基因家族全基因组鉴定和表达分析

APETALA2/ethylene-responsive factor(AP2/ERF)转录因子在调控植物的生长和发育、应生物胁迫和非生物胁迫等方面扮演着至关重要的角色.该文对簸箕柳基因组中AP2/ERF基因进行查找,分析了该基因家族的保守结构域、基因结构、启动子区域顺式作用元件、基因在染色体上的分布及其在干旱胁迫下的差异表达.分析结果发现,簸箕柳中共含有208个AP2/ERF基因.根据系统发育树聚类分析的结果,这些基因可分为AP2,RAV,ERF和Soloist 4个亚类;基因结构分析表明,AP2和Soloist基因内含子较多,而多数ERF和所有RAV基因都无内含子;对启动子区域顺式作用元件分析,发现簸箕柳AP2/ERF家族基因启动子区域富含响应非生物胁迫的相关元件;对基因在染色体上分布分析表明,簸箕柳AP2/ERF基因在不同染色体上分布不均匀,其中42个基因的扩张与串联复制有关.利用蒿柳杂交子代的干旱胁迫和对照样品的转录组序列进行了差异表达分析,发现了5个AP2/ERF基因在干旱胁迫下显著上调表达.分析结果为深入研究柳树AP2/ERF基因家族的功能提供了重要参考.     

铁皮石斛phytocyanin基因家族全基因组分析

[目的]探讨Phytocyanins(PCs)在铁皮石斛发育过程和逆境胁迫环境下的潜在功能。[方法]利用拟南芥和水稻phytocyanin基因家族蛋白序列(At PCs和Os PCs),采用本地化软件BLASTP对铁皮石斛全基因组数据库进行搜索,并采用SMART和pfam数据库验证质体蓝素样结构域,获得铁皮石斛phytocyanin基因家族编码序列(Do PCs);利用Signal P4.1、Big-PI Plant Predictor、Net NGlyc1.0 Server等在线软件对Do PC家族序列的结构特点进行分析;利用软件Clustal W和MEGA对Do PC基因进行氨基酸序列的比对和系统进化分析;利用转录组数据绘制heatmap图对Do PCs基因在与美孢胶膜菌共生萌发的种子中的表达情况进行分析。[结果]显示:铁皮石斛全基因组中共预测到包含PCLD结构域的38个Do PCs,可分属4个亚家族,2个Cys残基在Do PCs家族中高度保守;19条Do PCs蛋白序列含有4个完整的保守铜结合配体(His、Cys、His、Gln/Met),有32条Do PCs骨架中含有N-端信号肽,22条Do PCs含有糖基磷脂酰肌醇锚定位点,有27条Do PCs含N-糖基化位点;16个Do PCs基因在与美孢胶膜菌共生萌发的种子中检测到表达,其中,Do UCL2,4和Do ENODL14基因表达量最高,7个基因在共生萌发的种子中明显上调表达,只有Do ENODL6基因明显下调表达。[结论]在全基因组范围内分析铁皮石斛Do PC家族蛋白结构特点,可以为探究兰科植物与微生物共生的相互作用及进一步研究兰科菌根形成的分子机制提供数据基础。     

冷胁迫下普通油茶CCCH型锌指蛋白基因家族的鉴定和分析

【目的】为挖掘和利用耐寒普通油茶Camellia oleifera遗传资源提供参考。【方法】基于普通油茶的冷胁迫转录组数据,对其CCCH型锌指蛋白基因进行鉴定,并对CCCH型锌指蛋白进行理化性质分析、系统发育分析、保守结构域预测、二级结构预测等相关生物信息学分析,并以庐山高海拔油茶(LSG)和栽培油茶品种赣无1(GW1)为材料,对CCCH型锌指蛋白基因在冷胁迫下的表达情况进行分析。【结果】在普通油茶的冷胁迫转录组数据中共鉴定到24个CCCH型锌指蛋白基因,参考水稻分类方法,将24个CCCH型锌指蛋白聚类到2个亚家族中。保守基序分析结果表明,在24个基因中仅有3种CCCH型锌指蛋白基序类型,即C-X8-C-X5-CX3-H、C-X7-C-X5-C-X3-H和C-X5-C-X4-C-X3-H,数目分别为92、4和4。转录组表达谱分析结果表明：在野外冷胁迫试验中CoC3H17基因在D4、D5和D6时期的表达量高于D1、D2和D3时期,在室内冷胁迫试验中庐山高海拔油茶和赣无1的CoC3H17基因一直表现为更高的转录本丰度;CoC3H14和CoC3H24基因在野外试验的D4、D5和D6时期均表现...     

盐胁迫和干旱胁迫条件下细胞内Ca2+水平的变化

Ca^2＋是植物必需的矿质元素之一，直接参与调节细胞内许多重要生理生化过程，同时Ca^2＋作为细胞内重要的第二信使，在植物感受和转导外界刺激等方面起着重要的作用。本文就国内外有关植物在盐胁迫和干旱胁迫条件下细胞内Ca^2＋水平的变化以及Ca^2＋与植物抗盐、抗旱性的关系作一慨述，并提出和讨论了有关该领域有待进一步探讨的问题。     

植物盐害机理及其应对盐胁迫的策略

综述了植物盐害的机理即离子胁迫、渗透胁迫、氧化胁迫、呼吸受阻、营养亏缺、光合作用下降,又阐述了植物应对盐胁迫的策略即重建体内离子平衡、合成和积累渗透保护物质、清除活性氧、增加合成抗胁迫蛋白质和多胺类物质、调节激素种类及改变基因表达模式。     

杜仲ARF基因家族全基因组鉴定和表达分析

【目的】杜仲是我国特有的传统药用和胶用木本植物,其生长发育相关基因研究对杜仲育种有重要意义。生长素响应因子(ARF)是生长素信号转导途径中重要的转录因子,了解ARF在杜仲器官发育中的作用具有重要的理论和实际应用价值。【方法】利用杜仲全基因组测序数据鉴定杜仲ARF基因,并对这些基因进行生物信息学分析;根据杜仲EuARFs与拟南芥、水稻和欧美杨ARF蛋白的序列比对,构建系统进化树;根据转录本全长测序数据分析杜仲叶片不同生长时期的ARF基因表达谱,并利用qRT-PCR分析杜仲ARF基因与调控ARF基因的miRNA在不同器官不同发育时期的表达模式。【结果】共鉴定出18个杜仲ARF基因,根据系统进化树可以将EuARFs分为5类; miRNA靶位点分析表明eu-miR160s调控Ⅱ亚族的EuARFs,eu-miR167s调控除了EuARF8.2的V亚族的EuARFs。表达谱结果显示EuARFs在叶片不同生长时期的表达不同,其中V亚族EuARFs与Ⅵ亚族EuARF19.2在3 cm长的生长叶和完全展开的幼叶中表达量较高。qRT-PCR试验结果显示,EuARFs在正常生长条件下不同发育阶段(幼嫩和成熟)的器官(根、茎和叶)中均有表达,在根中表现为在成熟阶段上调表达,叶和茎段中表现为在成熟的器官中下调表达; eu-miR160s主要在幼嫩的根中表达,eu-miR167s则主要在成熟的叶片中表达。【结论】共鉴定出18个杜仲ARF基因,这些EuARFs在正常生长条件下不同发育阶段(幼嫩和成熟)的器官(根、茎和叶)中均有表达,根据表达量可以预测V亚族的EuARFs对幼苗的生长发育具有调控作用,EuARF19.2对杜仲叶片生长具有重要调控作用。     

盐胁迫对‘南林895’杨组培再生芽生根及抗氧化能力的影响

以‘南林895’杨经组培获得的2 cm长再生芽为试验材料,研究不同浓度NaCl处理下再生芽不定根发生能力及其耐盐能力。结果表明:‘南林895’杨再生芽在75 mmol/L以下能够正常产生不定根,100 mmol/L完全抑制不定根的形成。25～50 mmol/L盐处理能够促进‘南林895’杨再生芽不定根的伸长,增加根数,提高叶绿素a及总叶绿素的含量。25 mmol/L处理的SOD、CAT、POD、GR 4种保护酶与对照之间没有显著性差异,MDA含量和电导率也低于对照;而在高浓度盐处理下(75～100 mmol/L),SOD、CAT、GR保护酶活性下降,导致膜透性加大,MDA含量增加,POD和AsA-POD酶活性的提高有助于缓解盐胁迫对‘南林895’杨造成的氧化损伤。     

两种兰科植物CaM及CML基因家族全基因组分析

[目的]探讨Ca M和CML基因家族在兰科植物不同组织和与菌根真菌建立共生关系过程中的潜在功能。[方法]依据已发表的拟南芥Ca M和CML基因家族蛋白序列,利用生物信息学方法对小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组进行搜索,通过多种生物软件或在线工具对Ca M和CML基因家族蛋白序列进行筛选及确定、蛋白结构分析、系统进化分析及结构域预测;利用转录组数据绘制heatmap图,对小兰屿蝴蝶兰不同组织(花、叶、茎、根)及石斛种子与美胞胶膜菌共生条件下Ca M和CML基因家族的表达情况进行分析。[结果]在小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组中均预测到4个Ca M蛋白和54个CML蛋白;小兰屿蝴蝶兰Ca M及CML家族基因中39个基因没有内含子,19个基因具有内含子;铁皮石斛Ca M及CML基因家族中有41个基因没有内含子,17个基因具有内含子;系统进化分析将小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛Ca M和CML蛋白家族各分为10个亚家族;小兰屿蝴蝶兰中9个基因在叶中的表达相对于花、茎、根为上调表达,2个基因在叶中的表达相对于花、茎、根却为下调表达; 3个基因在花中的表达相对于叶、茎、根为上调表达; 3个基因在花和叶中的表达相对于茎和根为上调表达;铁皮石斛中4个基因在与美胞胶膜菌共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为上调表达; 4个基因在共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为下调表达。[结论]Ca M及CML家族基因在兰科植物不同组织具有重要作用,且参与铁皮石斛种子与美孢胶膜菌共生萌发的生物学调控过程。     

盐胁迫下罗汉松生长和生理变化的研究

室内水培条件下设计盐胁迫梯度试验,通过新梢生长量、新根数等形态指标和Na 、K 含量比、脯氨酸含量、叶绿素含量、SOD活性等生理指标的测定,研究了罗汉松幼苗在不同盐胁迫条件下的动态响应过程.结果表明:(1)罗汉松在盐胁迫初期,低盐条件下有利新梢生长,高盐条件下抑制新梢生长;但延长胁迫时间,低盐条件也一定程度地抑制新梢生长.(2)在低盐和中盐条件下罗汉松仍能发根,但高盐条件下新根发生基本停止.(3)随着胁迫程度加剧和胁迫时间延长,Na 、K 含量比呈上升趋势,但低盐和中盐条件下Na 、K 含量比值较接近,而高盐条件下Na 、K 含量比明显升高.(4)不同程度的盐胁迫使脯氨酸含量显著增加,但随胁迫时间延长,脯氨酸含量呈下降趋势.(5)叶绿素在低盐条件下未受明显破坏,但在中盐和高盐条件下受破坏较大.(6)胁迫初期,SOD在低盐和中盐条件下活性较高,高盐条件下活性降低;胁迫后期,低盐条件下SOD活性维持较高水平,但中盐和高盐条件下SOD明显下降.     

盐胁迫下比拉底白刺差异表达基因的转录组分析

[目的]为了挖掘比拉底白刺耐盐相关基因,对其盐胁迫下差异表达基因进行筛选分析。[方法]以比拉底白刺幼苗为材料,用200 mmol·L^-1 NaCl对幼苗处理7 d,并对胁迫处理和对照植株叶片进行转录组测序及生物信息学分析。[结果]有效序列组装共得到应答盐胁迫的168 463条unigenes和196个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类,分别获得64个GO功能小类和25条KEGG通路。进一步基因相互作用网络分析发现,转录调控、氧化还原以及抗逆相关基因在比拉底白刺应答盐胁迫中发挥重要作用,其中,筛选到3个重要的节点基因,分别是热激同源蛋白基因、L型凝集素类受体激酶基因和Win类蛋白基因。[结论]本研究获得了盐胁迫下比拉底白刺的差异表达基因及功能注释信息,有助于理解其耐盐的分子机制,为后续开发耐盐分子标记及通过基因编辑改良植物耐盐特性提供了科学依据。     

盐胁迫下11个树种生理特性及其耐盐性研究

以11个树种实生幼苗为材料,用不同浓度(0、3、5、8、10 g·kg-1)NaCl溶液进行浇灌处理,研究了盐胁迫下各树种的生理特性,并运用隶属函数法对其耐盐性进行综合评定,结果表明:(1)随着盐胁迫浓度的增加,各树种的叶绿素含量下降,脯氨酸含量增加,可溶性糖含量和质膜透性在树种间差异较大;(2)盐处理后,不同部位(根、茎和叶)Na 含量明显增加,K 含量随树种不同表现各异,K /Na 比值均呈下降趋势,且根中Na 含量明显比叶中的高;(3)日本丁香、银水牛果、榆桔和三裂叶漆的耐盐碱能力较强,豆梨、欧洲荚蒾、沃氏金链花及鹰爪豆具有中高度耐盐碱能力,而金雀儿、甜桦和光叶漆稍差,具有中度耐盐性.本研究为11个树种耐盐性标准的制订及其推广应用提供了理论依据.     

盐胁迫下雷竹的离子选择性吸收能力研究

通过对雷竹土壤用0、0.1%、0.3%、0.5%不同浓度的NaCl溶液进行浇灌,并计算其根系对土壤中Na+、K+的选择性吸收能力来分析雷竹的耐盐程度和时间,结果表明,雷竹可以在短时期忍受土壤Na+浓度在0.3%以内的胁迫,适当外施钙肥能缓解雷竹受盐胁迫的伤害程度。     

盐胁迫下4种耐盐植物渗透调节物质积累的比较

为探索不同类型耐盐植物在盐胁迫下体内渗透调节机制,以沙柳、沙枣、柽柳和西伯利亚白刺为研究材料,研究了不同盐浓度(0、100、200、300 mmol·L^-1NaCl)处理下4种耐盐植物体内无机离子和有机溶质含量的变化,比较了其在植物渗透调节中的作用。结果表明:(1)盐处理后4种植物体内Na⁺、Cl^-含量均上升,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子含量呈下降趋势;(2)稀盐型盐生植物白刺与泌盐型盐生植物柽柳以Na⁺为主要无机渗透调节物质,拒盐型耐盐植物沙枣与沙柳以K⁺为主要无机渗透调节物质;(3)可溶性糖是4种植物盐胁迫下共同的有机渗透调节物质,对沙柳和沙枣尤为重要;在高盐浓度(≥ 200 mmol·L^-1NaCl)下,脯氨酸是沙枣叶片中重要的有机渗透调节剂;白刺叶片中甜菜碱含量随盐浓度升高明显增加,对提高白刺耐盐能力具有重要作用。4种不同类型耐盐植物在盐渍环境胁迫下所积累的渗透调节物质种类与数量差异明显,渗透调节方式与耐盐机制不同。     

盐胁迫下红花金银花体内离子含量变化及其盐碱地栽培技术

对不同梯度盐胁迫下红花金银花体内盐离子含量变化进行分析研究,通过对根、茎、叶中离子含量进行测定,以探讨评价红花金银花的盐害机理。进而研究红花金银花在盐碱地区的栽培技术要点。     

盐胁迫下两种盆栽枣耐盐性的初步研究

通过对2个盆栽枣品种的盐胁迫试验,结果表明随着盐浓度增加和胁迫时间延长,2个品种的盐害指数显著增加,叶绿素含量显著下降,电解质外渗率和脯氨酸含量都显著上升,2个品种的各项指标变化也有显著的差异,表明梨枣的耐盐能力要强于龙须枣。     

盐胁迫对几种苗木生长及光合作用的影响

本文研究了盐胁迫对国槐、绒毛白蜡、核桃和中林 4 6杨四种苗木生长及光合作用的影响。结果表明 :杨树的死亡率最高 ,核桃次之 ,绒毛白蜡再次之 ,国槐没有死亡植株。杨树、核桃、绒毛白蜡和国槐的生物量、单株总叶面积受盐胁迫后都明显下降。根据盐胁迫后试验树种光合作用的变化规律不同 ,将它们分为三种类型。核桃和中林 4 6杨为下降型 ,即苗木受盐胁迫后短期内净光合速率便发生明显地下降 ,且高盐时光合速率下降多。绒毛白蜡为中间型 ,它受盐胁迫后净光合速率也发生下降 ,但下降幅度小 ,并且能忍受一定时间和一定盐浓度的胁迫。第三种类型为上升型 ,国槐受盐胁迫后净光合速率上升 ,并且在一定时间和一定盐浓度的胁迫条件下能维持其净光合速率不低于对照。盐胁迫条件下 ,单叶净光合速率和单株总叶面积的下降是杨树生长下降的主要原因 ,而影响核桃和绒毛白蜡生长的主要原因是单株总叶面积的下降 ,对于国槐 ,单叶净光合速率和单株总叶面积都不是引起其生长下降的主要原因