Cloning and Expression Analysis of OsNADPH1 Gene from Rice in Drought Stress Response

Drought resistance in rice has long been one of the important scientific research programs in cereal crops [1-3]. At present, the finding of novel drought genes is common in rice genetic resource development and varietal improvement. According to the action modes, the drought resistance genes can be divided into two classes [4]. The first class constitutes functional genes coding for such enzymes as late embryogenesis abundant protein (LEA) [5], △1-pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS) …     

Systematic Identification of Rice ABC1 Gene Family and Its Response to Abiotic Stress

Members of the activity of bc1 complex (ABC1) family are protein kinases that are widely found in prokaryotes and eukaryotes. Previous studies showed that several plant ABC1 genes participated in the abiotic stress response. Here, we present the systematic identification of rice and Arabidopsis ABC1 genes and the expression analysis of rice ABC1 genes. A total of 15 and 17 ABC1 genes from the rice and Arabidopsis genomes, respectively, were identified using a bioinformatics approach. Phylogenetic analyses o...     

转cry1Ab基因水稻对拟水狼蛛捕食作用间接影响的评价

室内评价了拟水狼蛛(Pirata subpiraticus)对取食转[i]cry1Ab[/i]基因水稻的稻纵卷叶螟([i]Cnaphalocrocis medinalis[/i])幼虫和褐飞虱([i]Nilaparvata lugens[/i])若虫的捕食量及功能反应。结果表明,拟水狼蛛对这2种猎物的捕食功能反应均符合HollingⅡ型圆盘方程。该蜘蛛对取食转[i]cry1Ab[/i]基因水稻的稻纵卷叶螟幼虫的捕食量和处理时间低或短于取食对照的,但差异未达显著水平,而瞬时攻击率显著低于对照。该蜘蛛对以转[i]cry1Ab[/i]基因水稻为食的褐飞虱若虫的捕食量、瞬时攻击率和处理时间与取食对照的相比有一定的变化,但差异均不显著。综合考虑,认为转[i]cry1Ab[/i]基因水稻对拟水狼蛛捕食作用无明显的负作用。     

茶树CsMDHAR基因的克隆与非生物胁迫响应分析

基于茶树转录组数据,以龙井43茶树cDNA为模板,克隆得到开放阅读框（ORF）长度为1β305βbp,编码434个氨基酸的茶树单脱氢抗坏血酸还原酶基因,命名为CsMDHAR。蛋白序列特征和基因表达模式分析表明,CsMDHAR蛋白含有FAD结合功能域,属于FAD依赖的吡啶核苷酸-硫基氧化还原酶（Pyr-redox-2）家族。该蛋白有两个无序化区域,而且包含有32个磷酸化位点,理论相对分子量为47.21βkDa,pI为5.99,属于亲水性蛋白;CsMDHAR蛋白二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。通过PlantCARE和PLACE对启动子上游调控元件进行分析预测,结果显示,CsMDHAR基因启动子上游1β000βbp中含有多个与光、激素以及植物抗逆有关的顺式作用元件。利用荧光定量PCR方法检测龙井43和迎霜的CsMDHAR、CsAO和CsAPX在4种不同非生物胁迫下的表达水平,结果表明,在低温（4℃）胁迫下,两个茶树品种的CsMDHAR、CsAO和CsAPX的表达均受抑制,且品种间的差异较小;在高温（38℃）和干旱（200βg·L^-1 PEG）胁迫下龙井43中的CsMDHAR表达均上调,分别在8βh和2βh时达到最大值,为对照的1.49倍和1.85倍;盐（200βmmol·L^-1 NaCl）胁迫下,CsAO和CsAPX在两种茶树品种中的表达量变化趋势相似,但变化幅度不同,可能与品种间不同的抗逆性有关。     

大豆GmPic基因的分离及表达分析

对光敏感型大豆品种“中豆24”进行长日、短日和自然光3种光周期处理,采用cDNA-AFLP的方法筛选差异片段,并进一步通过RACE技术分离了该基因。该基因全长983 bp,包含一个完整的开放阅读框,编码248个氨基酸,在遗传关系上与线粒体磷酸盐转运蛋白高度同源。通过半定量RT-PCR对该基因在不同光周期中的表达模式进行分析,结果表明,该基因在大豆生长发育的早期阶段表达,短日照抑制其表达,而长日照则增强其表达。因此,大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因可能是作为一种负调控因子参与大豆光周期反应。对大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因的研究能为进一步阐明大豆光周期反应分子机理打下基础。     

近年气候条件对寒地水稻的影响分析及施肥应对措施

在黑龙江省寒地稻作区2010~2015年的几种不同气候情况中,对寒地水稻生长影响最大的因素是水稻各个关键生育时期的温度条件。对6个年份的气候特点与水稻长势情况进行了详细分析,总结了各年份不同气候特点下施肥管理的异同点,对今后如何做好寒地水稻施肥提出了措施与建议。     

小麦TCP基因家族的全基因组鉴定和对热胁迫的响应

TCP是植物发育调控的重要转录因子。为了挖掘小麦TCP基因的功能,本研究利用生物信息学方法和qRT-PCR技术,对小麦TCP基因家族进行全基因组鉴定和在热胁迫下的表达分析。全基因组鉴定结果表明,普通小麦品种中国春中存在58个非冗余的TaTCP基因。根据与AtTCPs和OsTCPs的系统发育分析,在小麦中分别有26个PCF、20个CIN和12个CYC/TB1聚类。进一步预测TaTCP基因在达尔文进化下的压力选择,发现除了TaTCP16-A相对于乌拉尔图小麦中直系同源基因是正向选择,其他基因都是纯化选择的过程。利用在线RNA-seq数据分析TaTCPs基因在5种组织器官中与冷、热和干旱胁迫下的表达图谱,结果显示,小麦TCP基因在不同的组织和胁迫中存在差异表达。最后,通过qRT-PCR技术检测12个不同发育阶段的小麦叶片在短期热胁迫下TaTCP5部分同源基因的表达水平,结果表明,在35℃下处理1h,TaTCP5-D的相对表达量在拔节期、拔节后期、孕穗前期和抽穗期都有明显的上调,这些结果为进一步研究TaTCP基因的功能奠定了良好的基础。     

荔枝P型ATP酶基因家族鉴定及其在采后贮藏过程中响应拮抗菌N-1的表达模式分析

P型ATP酶是植物体内一种重要的膜转运蛋白,在果实能量代谢和酸代谢中发挥重要作用,并广泛参与植物离子运输、抗逆、细胞信号转导等各项生命活动,然而在荔枝或其他无患子科植物中尚未对P型ATP酶基因家族进行全面分析,本研究基于‘妃子笑’荔枝转录组数据,通过对这些基因进行生理生化分析、生物信息学分析和表达分析,共鉴定了28个P型ATP酶基因家族成员基因,探讨P型ATP酶在荔枝采后贮藏过程中的潜在功能。结构和系统发育分析表明该基因可以分为5个亚家族,同一亚族的基因在基因结构和motif基序方面具有很大的相似性,其蛋白二级结构主要以α-螺旋为主,亚细胞定位预测分析发现LcPAs多定位于线粒体（21/28）。通过转录组分析,在采后贮藏期间,荔枝P型ATP酶家族基因中上调表达的基因明显高于下调表达基因,暗示其可能在荔枝采后品质劣变过程中发挥着积极的抵御作用。使用拮抗菌N-1处理荔枝可以有效抑制其果实采后褐变和病害的发生,结合RT-qPCR结果,发现拮抗菌N-1处理能诱导LcPA1、LcPA7、LcPA8和LcPA19在整个贮藏过程中的上调表达,并维持了较高的ATP酶活性,进一步说明P型ATP酶家族基因在抑制荔枝病变过程中发挥着重要作用。本研究为了解荔枝P型ATP酶基因家族基因的进化和功能分析提供了参考,为深入了解拮抗菌N-1保鲜机理的分子调控机理提供新的证据。     

杧果炭疽病菌 3 个果胶裂解酶基因序列特征及受漆酶基因Lac1 影响的分析

果胶裂解酶是炭疽菌在侵染寄主过程中降解寄主细胞壁的一类重要水解酶。本研究在杧果炭疽病菌中克隆获得了 3 个果胶裂解酶基因 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3,DNA 全长分别为 1 037、1 498、1 089 bp,cDNA 全长分别为 975、 1 380、978 bp,分别编码 324、459、325 个氨基酸,均含 1 个果胶裂解酶保守结构域,均有典型的信号肽,不存在跨膜结构。其二级结构中 α-螺旋分别占 16.05%、20.26%、16.92%,延伸链分别占 28.09%、21.79%、29.54%,β-转角分别占 5.86%、8.93%、7.38%,无规则卷曲分别占 50.00%、49.02%、46.15%。Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 的氨基酸序列分别与 C. tofieldiae（KZL77240.1）、草莓炭疽菌（C. gloeosporioides）（XP-007274932.1）、C. incanum（KZL84476.1）果胶裂解酶序列相似度在 93%以上。qRT-PCR 分析发现,3 个果胶裂解酶基因在整个侵染过程中均持续高效表达,但在漆酶基因 Lac1 敲除突变体中,表达均下降约 90%。可见 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 是果胶裂解酶基因家族成员,序列差异较大,在侵染过程中起着重要的作用,且其表达受漆酶基因 Lac1 影响。     

金鱼草花青素糖基转移酶基因的克隆与表达特性分析

以白苏子(Perilla frutescens)花青素糖基转移酶基因为探针,通过电子克隆和RT-PCR的方法从金鱼草(Antirrhinum majus L.)叶片中克隆到花青素糖基转移酶基因(Am GT1)的全长c DNA,并对其表达特性进行分析。结果表明:Am GT1全长892 bp,编码277个氨基酸;进化分析表明Am GT1的氨基酸序列与白苏子的同源性最高为79%,与其他花青素糖基转移酶蛋白的同源性在42%~62%之间,表明Am GT1是从金鱼草中克隆的新的花青素糖基转移酶基因。实时定量RT-PCR分析表明:该基因在金鱼草叶片中的表达量最高,根中的表达量最低;该基因虽然在红色、粉色、黄色、白色花朵中均有表达,但在红色花朵中的表达量最高,且存在一个从紧蕾期到松蕾期的跃变。     

番木瓜干旱胁迫相关CpDHN1基因的克隆与分析

番木瓜（Carica papaya L.）隶属于番木瓜科番木瓜属,是一种营养价值高的热带果树,广泛种植于热带和亚热带地区。作为全年结果的典型热带作物,番木瓜易受寒害、旱害等非生物胁迫的影响。然而,目前有关番木瓜的抗逆研究主要集中于导致绝产的病毒病,鲜见针对非生物胁迫的报道。脱水素又名第二类胚胎发育晚期丰富蛋白,属于亲水性高、富含甘氨酸、复杂度低的非结构蛋白,因其与生物的抗逆性密切相关而受到广泛关注。为解决番木瓜生产在地域上的局限性,并进一步提高其品质和产量,积极筛选和鉴定参与非生物胁迫响应的关键基因具有重要的理论意义和应用价值。本研究基于转录组获得的CpDHN1转录本序列,以‘台农二号’番木瓜组培苗叶片为材料,提取总RNA进行反转录,结合RT-PCR技术克隆了该基因636 bp的全长编码区序列,在此基础上对其进行序列、表达特性以及原核表达分析。结果显示,CpDHN1编码211个氨基酸,其理论分子量为24.09 kDa,等电点为5.05,总平均疏水指数为-1.584,不稳定系数为66.51,属于不稳定、高度亲水的细胞核定位蛋白。CpDHN1蛋白富含谷氨酸、赖氨酸和丝氨酸,含有3个保守区域,即2个K片段和1个S片段,符合脱水素蛋白的基本结构特征,属于SK_n型脱水素。生物信息学分析表明CpDHN1无跨膜螺旋,其二级结构中以α-螺旋结构占主导。表达分析显示,该基因在根、叶片和韧皮部树液中均有表达,且其表达水平受干旱胁迫调控。同源分析表明,CpDHN1与拟南芥AtLEA4序列相似性最高,为46.8%,而与番木瓜中已报导的另一个脱水素CpDHN的相似性仅为19.4%。研究还构建了CpDHN1的原核表达载体,根据SDS-PAGE结果,CpDHN1在40 kDa处有条中强度的诱导条带,而在55 kDa处有条高亮的诱导条带,可能与其无规结构有关。这些结果为进一步的功能分析与应用奠定了坚实的基础。     

杧果炭疽病菌 3 个果胶裂解酶基因序列特征及受漆酶基因 Lac1 影响的分析

果胶裂解酶是炭疽菌在侵染寄主过程中降解寄主细胞壁的一类重要水解酶。本研究在杧果炭疽病菌中克隆获 得了 3 个果胶裂解酶基因 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3,DNA 全长分别为 1 037、1 498、1 089 bp,cDNA 全长分别为 975、 1 380、978 bp,分别编码 324、459、325 个氨基酸,均含 1 个果胶裂解酶保守结构域,均有典型的信号肽,不存在跨 膜结构。其二级结构中 α-螺旋分别占 16.05%、20.26%、16.92%,延伸链分别占 28.09%、21.79%、29.54%,β-转角分 别占 5.86%、8.93%、7.38%,无规则卷曲分别占 50.00%、49.02%、46.15%。Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 的氨基酸序列 分别与 C. tofieldiae（KZL77240.1）、草莓炭疽菌（C. gloeosporioides）（XP-007274932.1）、C. incanum（KZL84476.1） 果胶裂解酶序列相似度在 93%以上。qRT-PCR 分析发现,3 个果胶裂解酶基因在整个侵染过程中均持续高效表达,但 在漆酶基因 Lac1 敲除突变体中,表达均下降约 90%。可见 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 是果胶裂解酶基因家族成员,序 列差异较大,在侵染过程中起着重要的作用,且其表达受漆酶基因 Lac1 影响。     

橡胶树羟基腈水解酶基因的克隆、表达和基因家族分析

植物体内羟基腈水解酶(HNL)催化羟基腈类化合物水解,释放氢氰酸,抵御害虫和病原菌的侵害。橡胶树是产氰植物,生物信息学研究表明,橡胶树有6个HNL基因,在分子进化分析中与大戟科其他植物的HNL基因聚为一类,与十字花科等植物的HNL亲缘关系较远,说明大戟科HNL基因的重复发生在与十字花科等植物分化之后,大戟科植物通过HNL基因的重复强化对病虫害的防御作用。通过RT-PCR从橡胶树热研7-33-97品系中克隆了其中最重要的1个HNL蛋白编码基因Hb HNL-1。该基因c DNA序列全长1 003 bp,阅读框771 bp,编码257个氨基酸,其编码蛋白分子量为29.2 ku,理论等电点为5.7。定量PCR分析表明,Hb HNL-1在初生胶乳中的表达量是次生胶乳中的100多倍,在幼嫩叶片中的表达量为成熟叶片的8倍。说明橡胶树的幼嫩组织器官是Hb HNL-1的重点防御部位。     

小麦苗期对非生物胁迫的响应及叶绿体果糖 1,6 二磷酸醛缩酶基因的表达分析

叶绿体果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(Chloroplast Fructose-1,6-bisphosphate aldolase,CpFBA)参与叶绿体(质体)的碳、氮代谢,在光合作用中具有重要功能,并能对植物的非生物胁迫产生积极响应.为了深入研究小麦CpFBA的生物学功能和对外界逆境的响应模式,以矮变1号、返白系、中国春、西农928、西农2000和晋麦47等六个不同生理特性的小麦品种(系)为材料,分析其在低温、NaCl、PEG模拟干旱和ABA处理下最大叶长和主根根长受到的影响,并采用半定量RT-PCR的方法研究小麦幼苗中CpFBA基因表达模式的变化.结果表明,各种外界非生物胁迫均不同程度的抑制了小麦幼苗叶片和根的生长,其中低温和ABA处理的抑制最为显著.在各种处理条件下,小麦幼苗CpFBA均有明显的上调表达,但不同品种间存在差异,表达模式的改变与品种的生理特性之间表现出一定的相关性.     

Induction of Phlorotannins and Gene Expression in the Brown Macroalga Fucus vesiculosus in Response to the Herbivore Littorina littorea

Mechanisms related to the induction of phlorotannin biosynthesis in marine brown algae remain poorly known. Several studies undertaken on fucoid species have shown that phlorotannins accumulate in the algae for several days or weeks after being exposed to grazing, and this is measured by direct quantification of soluble phenolic compounds. In order to investigate earlier inducible responses involved in phlorotannin metabolism, Fucus vesiculosus was studied between 6 and 72 h of grazing by the sea snail Littorina littorea. In this study, the quantification of soluble phenolic compounds was complemented by a Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) approach applied on genes that are potentially involved in either the phlorotannin metabolism or stress responses. Soluble phlorotannin levels remained stable during the kinetics and increased significantly only after 12 h in the presence of grazers, compared to the control, before decreasing to the initial steady state for the rest of the kinetics. Under grazing conditions, the expression of vbpo, cyp450 and ast6 genes was upregulated, respectively, at 6 h, 12 h and 24 h, and cyp450 gene was downregulated after 72 h. Interestingly, the pksIII gene involved in the synthesis of phloroglucinol was overexpressed under grazing conditions after 24 h and 72 h. This study supports the hypothesis that phlorotannins are able to provide an inducible chemical defense under grazing activity, which is regulated at different stages of the stress response.     

Impact of Methylenetetrahydrofolate Reductase C677T Polymorphism on the Risk of Gastric Cancer and Its Interaction with Helicobacter pylori Infection

Background

Attempts for early detection of gastric cancer have recently focused on host''s genetic susceptibility factors and gene-environment interactions. We have, herein, studied the association of MTHFR C677T single nucleotide polymorphism (SNP) and its interaction with Helicobacter pylori infection, smoking, age and gender on the risk of gastric cancer among an Iranian population.

Methods

Gastric cancer patients (n = 450) and cancer-free controls (n = 780) were studied for serum H. pylori-specific IgG antibodies by ELISA and MTHFR C677T polymorphism (SNP) by PCR-RFLP. Demographic and life style data were collected through patient interviews. Unconditional logistic regression model estimated odds ratio (OR) and the corresponding 95% confidence intervals (CI).

Results

The interactions of MTHFR genotype with H. pylori infection (P = 0.03), age (P = 0.049) and gender (P = 0.007) were statistically significant. Accordingly, MTHFR C677T carriers who were also positive for H. pylori infection exhibited 80% (OR = 1.8, 95% CI = 1.0-2.9) significant excess risk of non-cardia gastric cancer. Furthermore, subjects over the age of 50 or female subjects carrying MTHFR C677T SNP showed 40 (OR = 1.4, 95% CI = 1.0-2.0) and 100 (OR = 2.0, 95% CI = 1.2-3.2) percent increased risk of gastric cancer, respectively.

Conclusion

MTHFR C677T SNP seems to increase the risk of gastric cancer and the effect is significantly inflated by interactions with H. pylori infection, age and gender. Key Words: Helicobacter pylori, Smoking, Gender identity, Age group, Methylenetetrahydrofolate reductase     

灰飞虱对氟虫腈抗性风险评估、遗传分析及杀虫剂敏感性研究

 在室内采用稻茎浸渍法进行了灰飞虱对氟虫腈抗性风险评估、抗性遗传分析和杀虫剂的敏感性研究。于2005年采自无锡麦田的灰飞虱种群在室内饲养43代期间用氟虫腈筛选了41代,结果此灰飞虱种群的抗性从8.4倍上升到2305倍。根据Tabashnik介绍的方法计算,现实遗传力(h2)分别为0.0388(1~31代)、0.2636(32~43代)和0.1113(1~43代), 表明灰飞虱对氟虫腈具有一定的抗性风险。采用稻茎浸渍法测定了2007-2008年江苏无锡和浙江长兴两地灰飞虱种群对15种杀虫剂的敏感性, 结果表明,苯基吡唑类杀虫剂氟虫腈、丁烯氟虫腈和乙虫腈的毒力最高(LC50=0.2~1.7 mg/L),其次为烯啶虫胺、噻虫嗪、毒死蜱、吡蚜酮(LC50=1.7~9.7 mg/L),其余杀虫剂的毒力较低;按照年度间敏感性变化,发现2008年无锡灰飞虱种群对氟虫腈和乙虫腈的敏感性比2007年降低了1.1倍。近年来氟虫腈已广泛用于防治这种害虫,但乙虫腈几乎没有使用。因此,对氟虫腈敏感性降低的大田灰飞虱种群似乎对乙虫腈存在交互抗性。通过抗(R)、感(S)亲本、正反交(F1、 F1′)、自交(F2)及回交(BC)后代对氟虫腈的剂量反应研究了灰飞虱对氟虫腈的抗性遗传特性,结果表明,其抗性为常染色体的不完全显性遗传\[D(F1)=0.20, D(F1′)=0.38\],抗性由2个或2个以上等位基因控制。还对灰飞虱的抗性治理进行了讨论。     

燕麦新品种燕科一号组织培养特性及再生体系研究

为建立燕麦遗传转化的高效植株再生体系,选用裸燕麦新品种燕科一号的幼穗进行组织培养特性和再生体系研究。结果表明,在6种诱导培养基上愈伤组织状态和诱导率差异不大;在进一步继代培养过程中愈伤组织出现明显差异,其中培养基Y2和J结合培养效果好;愈伤组织分化产生绿色芽点和绿苗,二者分化率呈显著正相关;绿苗分化适宜的激素配比是6-BA0．5mg／L＋KT0．4mg／L＋NAA0．4mg／L,有84．90％的愈伤组织分化成苗,其中KT的作用较6-BA、NAA强;在1／2MS培养基上再生苗容易生根,生根率达到89．64％,移栽成活率91．05％;幼穗取样以0．5～1．0cm最为理想。     

水稻茉莉素受体基因OsCOI1a的克隆与功能研究

将拟南芥茉莉素受体基因COI1在水稻中的同源基因OsCOI1a构建到植物双元表达载体pMYC2,导入拟南芥茉莉素受体突变体coi1-1中,采用Western blot检测OsCOI1a基因的蛋白表达水平,通过观察突变体花粉的活性和果荚的育性,检测OsCOI1a对coi1-1突变体的互补情况,研究OsCOI1a基因的功能。结果表明,OsCOI1a基因能够在拟南芥coi1-1突变体中正确表达,并能部分互补雄性不育的表型,表明OsCOI1a基因在水稻茉莉素信号通路中可能起茉莉素受体作用。