大豆gma-miR1514b生物信息学分析及人工microRNA植物表达载体构建

MicroRNAs在植物发育与逆境响应等多个方面具有重要的调节作用。本研究采用生物信息学方法分析gmamiR1514b的靶基因和启动子中的顺式作用元件。PLACE和Plant CARE启动子在线预测工具分析表明gma-miR1514b启动子序列具有TATA-box、CAAT-box基本的顺式作用元件和一些参与光、逆境和植物激素应答相关的顺式作用元件。PMRD软件预测获得5个gma-miR1514b靶基因,分别与拟南芥CA2、NTL9和ANAC014基因同源。通过重叠PCR方法替换拟南芥At-MIR319的成熟链和互补链序列,构建含有amiR1514b前体的植物表达载体amiR1514b-p CAMBIA3301。     

大豆GmPR10基因启动子的克隆及序列分析

GmPR10基因是病程相关蛋白PR10(pathogenesis-related proteins 10)在大豆中的同源基因。为探明大豆GmPR10基因的表达调控规律,应用PCR技术从大豆抗疫霉根腐病品种绥农10号中克隆了GmPR10基因上游2 235 bp的启动子序列pGmPR10,定向替换pBI121载体的CaMV35S组成型启动子,构建植物表达载体pBI121/pGmPR10/GUS,并转化农杆菌侵染烟草叶盘。GUS染色结果表明,pGmPR10受聚乙二醇(PEG)、低温(4℃)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)诱导表达,因此推测GmPR10基因可能参与植物激素调节植物生长发育的过程,以及生物胁迫和非生物胁迫条件下植物对环境响应的过程。此外,利用PLACE和Plant CARE在线启动子预测工具分析pGmPR10,结果表明:pGmPR10含有启动子的一般结构TATA-box和CAAT-box,光应答元件,生长素和细胞分裂素响应元件,热激元件,低温应答元件,干旱应答元件以及ABA、SA、JA应答元件等。     

大豆gma-miR1510a生物信息学分析及人工microRNA植物表达载体构建

Micro RNAs(mi RNAs)是最近发现的一类广泛存在的内生的小RNAs,在转录水平负调控基因的表达。本研究采用生物信息学方法分析gma-mi R1510a的靶基因和启动子中的顺式作用元件。PLACE和Plant CARE启动子数据库分析表明gma-mi R1510a启动子具有一些参与非生物胁迫、植物激素、组织特异表达和光应答元件。PMRD软件预测获得9个gma-mi R1510a靶基因,属于抗病蛋白和ATP结合家族成员。通过重叠PCR方法替换拟南芥At-MIR319的成熟链和互补链序列,构建含有ami R1510a前体的植物表达载体ami R1510a-p CAMBIA3301。     

大豆GmMADS基因的克隆及表达分析

为了探究大豆MADS-box编码基因在生物和非生物胁迫中的调控作用,以SMV抗感大豆品种为试验材料,从大豆中克隆GmMADS基因Glyma.02g121500,进行生物信息学分析和表达特点分析,同时检测不同逆境胁迫下GmMADS基因表达量变化情况。结果表明:GmMADS基因完整ORF长度为735 bp,编码244个氨基酸,pI 6.68,相对分子质量为28.2 kD。抗感品种间基因CDS序列存在1个SNP差异,氨基酸序列无差异。启动子序列包含防卫和胁迫响应元件、植物激素应答元件、光应答元件等许多顺式作用元件。GmMADS与木豆、花生、豇豆、羽扇豆等物种中的同源基因亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示GmMADS在细胞核上表达。组织特异性表达分析显示GmMADS在花中的表达量最高。接种大豆花叶病毒后,抗病品种科丰1号GmMADS在2 h表达最高且显著高于感病品种南农1138-2;低温胁迫时,GmMADS表达在2 h上调;盐胁迫时,GmMADS表达在1 h下调;干旱胁迫时,GmMADS表达在2 h下调。本研究对下一步分析该基因功能、阐明该基因在调控大豆抗病和耐逆的分子机制具有重要意义。     

大豆耐胁迫相关蛋白编码基因GmSAMDC1的克隆及表达分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosine methionine decarboxylase,SAMDC)是亚精胺和精胺合成的关键酶,更是多胺生物合成的限速酶之一,在植物耐胁迫反应中发挥重要调控作用。为研究大豆SAMDC编码基因的结构和表达特性,本研究从抗病大豆品种科丰1号中克隆了位于大豆基因组2号染色体上的GmSAMDC1(Glyma. 02G128000)基因,分析结果表明:其完整ORF长度为1 068 bp,编码一个由355个氨基酸组成的包含1个SAM_decarbox结构域的蛋白; GmSAMDC1基因所编码蛋白的理论等电点为4. 86,相对分子质量为38 987. 13 Da,为亲水性蛋白,不含跨膜区;大豆中共有8个GmSAMDC1的同源基因,GmSAMDC1与红车轴草(PNY09439. 1,82. 64%)和拟南芥(At SAMDC3,67. 22%)中的SAMDC蛋白编码基因亲缘关系最近; GmSAMDC1启动子序列包含防卫和胁迫响应元件、植物激素应答元件、光应答元件等许多顺式作用元件; GmSAMDC1在花中的表达量最高,与其大豆同源基因Glyma. 01G071300(序列相似性为94. 6%)、Glyma. 18G278800(66. 8%)和Glyma. 08G25580(66. 5%)的组织特异性表达模式比较相似; Glyma. 02G128000-GFP融合蛋白在细胞膜和细胞质上表达。本研究结果为进一步阐明大豆GmSAMDC1基因在大豆耐胁迫过程中的作用提供了理论依据。     

茶树中植物激素研究进展

植物激素在植物生长发育中具有重要的调控作用。本文综述了植物激素对茶树生长发育和逆境反应的调控,及植物激素在茶树外植体繁殖中的应用,并概述了当前植物激素研究的方向和重点。针对茶树中激素研究现状并结合目前分子生物学的发展,提出茶树基因组测序完成后,植物激素对茶树茶芽萌发、抗逆等调控机理的研究将成为茶叶科学研究中一个新的热点。     

白木香查尔酮合成酶基因(AsCHS1)启动子克隆及激素应答元件功能的初步鉴定

利用染色体步移法克隆了白木香查尔酮合成酶基因(As CHS1)ATG上游1 082 bp的启动子序列,该启动子序列中AT含量高达69.03%,符合真核生物启动子的序列特征。通过启动子预测软件分析可知,该序列的转录起始位点位于翻译起始位点-65 bp处,并且其上游-25~30 bp区域存在TATA-box等典型的真核生物启动子核心元件,同时含有一些顺式作用元件如赤霉素应答元件GARE-motif、茉莉酸甲酯应答元件CGTCA-motif、水杨酸应答元件TCA-element等激素调控元件,光应答元件BoxⅠ、G-Box、ACE,厌氧诱导元件ARE等。通过构建p C-1 082pro As CHS1植物表达载体,借助农杆菌将重组载体转化到烟草叶片中。蛋白定量结果表明,该序列可以驱动GUS的表达,具有启动子活性;脱落酸显著增强该启动子的活性,乙烯则显著抑制该启动子的活性。     

玉米氮胁迫响应NRT基因的鉴定及ZmNRT2.5的克隆和表达分析

硝酸盐转运蛋白(Nitrate Transporters,NRTs)在植物根系NO₃^-吸收或转运中发挥重要作用。为探究玉米NRTs基因在氮素吸收中的功能,从前期转录组数据中鉴定出7个响应氮素处理的差异表达ZmNRTs基因。启动子顺式作用元件分析表明,这些ZmNRTs基因的启动子均含有多个植物逆境或激素应答元件,推测他们可能与玉米非生物胁迫应答或植物激素调控氮素吸收相关。从玉米根系中克隆了对氮素处理响应最大的ZmNRT2.5,该基因CDs全长为1 563 bp,编码520个氨基酸。进化树分析结果表明,ZmNRT2.5与AtNRT2.5同源性最高,含有保守的硝酸盐转运结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,含11个跨膜结构域。实时荧光定量PCR分析表明,ZmNRT2.5主要在根、老叶和叶鞘中表达。低氮处理显著诱导ZmNRT2.5在根中的表达,植物激素脱落酸、赤霉素和乙烯均参与调控ZmNRT2.5的表达。同时,ZmNRT2.5基因的表达受到盐胁迫的显著抑制。     

陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列分析

为了筛选棉花抗逆转基因育种的候选启动子,根据陆地棉脱水素基因GhDHN1的cDNA序列和陆地棉基因组序列,利用生物信息学分析方法,获得棉花陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列。结果表明,该启动子上多个位点含有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,并含有非生物逆境胁迫响应元件、响应植物激素顺式作用元件、多种光调控相关的顺式作用元件以及胚乳表达顺式调控元件等。推测GhDHN1基因的启动子受光诱导,同时受低温和干旱胁迫等非生物逆境的诱导,参与棉花的生长发育。     

甜菜小G蛋白BvRab基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

【目的】在全基因组范围内鉴定甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员,为研究甜菜小G蛋白BvRab基因家族功能奠定基础。【方法】本研究利用生物信息学手段对甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员进行筛选鉴定并进行理化性质、基因结构、蛋白保守基序、系统进化、染色体定位及共线性、启动子顺式作用元件和蛋白质互作预测分析。【结果】共鉴定到58个甜菜小G蛋白BvRab基因家族成员。同一类型中的不同基因具有较为一致的外显子和内含子结构,家族成员共有5个蛋白保守基序;甜菜小G蛋白BvRab基因家族包含8个亚家族;家族成员不均匀地分布在甜菜的9条染色体上;BvRab基因家族成员与番茄、拟南芥中的小G蛋白Rab基因家族亲缘关系较近,与水稻中的小G蛋白Rab基因家族亲缘关系较远;BvRab基因家族成员启动子中含有多个激素应答元件和逆境应答元件;BvRab蛋白与参与植物生长发育及逆境应答相关的多种转录因子相互作用。【结论】本研究鉴定出58个BvRab基因家族成员,该基因家族成员可能在植物生长发育及逆境应答方面发挥重要作用。     

辣椒CaMAPK7启动子顺式作用元件及其表达分析

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在植物生长、发育和适应环境中起着十分重要的作用,但对该家族多数成员的表达调控机制认识仍十分有限。前期实验已分离获得辣椒一个MAPK家族成员Ca MAPK7,并发现该基因的表达受病原菌、高温等逆境的诱导,但其表达调控机制仍不清楚。本研究进一步分离了Ca MAPK7的启动子序列(p Ca MAPK7),发现其TATA框位于-165 bp与-170 bp之间,此外还发现W-box,HSE,TCA,LTR,ERE等多种与生物及非生物逆境胁迫应答相关的顺式作用元件。通过构建该启动子与报告基因GUS融合表达载体p Ca MAPK7::GUS,利用农杆菌介导的本氏烟草叶片瞬间表达系统分析发现p Ca MAPK7可应答青枯菌接种及水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)、油菜素内酯(BR)、脱落酸(ABA)和乙烯(ET)等外源激素处理,表明Ca MAPK7应答青枯菌、外源激素处理主要是通过该启动子介导的转录调节实现的。     

植物激素测定方法述评

分析了传统植物激素测定的方法,提出了新的技术发展下,对植物激素快速、原位实时、高灵敏、高通量检测的必要性,对植物激素测定方法的前沿技术做出分析,并初步探讨了植物激素测定技术的未来趋势。     

一个辣椒PHD-finger家族转录因子CaPHD1的克隆及其表达分析

以辣椒均一化cDNA文库为模板,通过PCR扩增获得CaPHD1基因克隆,该基因序列含有1个220个氨基酸序列的开放阅读框,同其他植物具有62%~89%的氨基酸同源性。在植物亚细胞定位实验中CaPHD1与GFP的融合蛋白定位于细胞核;实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因受到青枯菌侵染和水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯和脱落酸等外源激素的诱导,表明CaPHD1可能在应答病原菌中起重要的作用。     

茶树N-甲基转移酶基因启动子克隆及功能分析

咖啡碱是茶叶中重要的功能物质,N-甲基转移酶（NMT）是其生物合成的关键酶。本研究以英红9号茶树新梢为材料,利用hiTAIL-PCR克隆NMT1基因启动子,并采用Plant CARE等在线软件分析其顺式作用元件。根据其元件组成,设计5'递减的启动子与GUS基因一起组建了融合载体转入烟草,利用GUS染色和定量PCR方法,分析了克隆的启动子功能及其对环境因子的响应。结果表明,克隆的NMT1基因启动子长767βbp,含有TATA-box、CAAT-box等真核生物启动子基本元件及多个与植物非生物胁迫相关的响应元件。以5'递减的NMT1启动子替换pBI121中的CaMV35S启动子,构建出与GUS融合的pA、pB、pC、pD载体。在烟草叶片中进行瞬时表达,不同长度的NMT1启动子均具驱动GUS表达功能,且长度越长驱动能力越强。以含全长NMT1启动子载体pA对烟草转基因,转基因烟草各组织均检测到GUS基因的表达且表达量叶>茎>根,叶片中的表达量为根部的3倍。对转基因烟草进行不同程度光照、温度、模拟干旱和脱落酸处理后,除40℃温度条件外,其他处理的叶片中GUS基因表达在处理前后均存在显著变化,表明NMT1启动子功能受外界环境因子的胁迫影响。     

橡胶树胶乳中几种植物激素的提取及其高效液相色谱测定法

对胶乳中玉米素（ZT）、赤霉素（GA）、生长素（IAA）和脱落酸（ABA）等4种植物激素进行分离和纯化,用80％预冷甲醇浸提,离心,离心后的上清液减压蒸发至水相,调节pH后用固相萃取柱进一步纯化,首先洗脱下GA、IAA和ABA,再洗脱下ZT。对ZT采用等度洗脱,流动相为甲醇和0.5％的乙酸（20/80 v/v）,分析时间为10 min, ZT在等度洗脱条件下的出峰时间（min）是5.426,回收率是87％;对GA、IAA和ABA采用梯度洗脱,流动相为甲醇和0.5％的乙酸（20/80 v/v）,分析时间为34 min,GA、IAA和ABA在梯度洗脱条件下的出峰时间（min）分别为：13.377、16.581和18.988,回收率分别为70％、82％和92％。由于对这4种激素分别检测,从而降低了每份样品中杂质的浓度,取得了良好的分离、检测效果。研究结果表明,试验重现性好,整个提取流程简便,适合胶乳中内源激素的分离与测定。     

逆境信号下木薯MeMYC2转录因子表达及功能分析

MYC2是茉莉酸信号途径中的关键节点基因,在植物生长发育及逆境信号响应过程中发挥重要作用.本研究基于木薯基因组数据库序列,以木薯'cv.60444'品种为材料,采用RT-PCR方法同源克隆得到MYC2基因(数据库No.Manes.17G016000),命名为MeMYC2.1.MeMYC2.1基因开放阅读框(ORF)全长...     

利用多种植物激素组合促进橡胶籽苗接芽萌动

采用二次回归通用旋转组合设计,利用多种植物激素(IAA,GA,6-BA)不同浓度和浸泡砧木根时间的组合,研究了其对橡胶树(Heveabrasiliensis)籽苗接芽萌动的影响。通过建立模型和计算机模拟选优,研究了各项参试因子对接芽萌动速率比CK快的天数的单因子效应以及各因子间的互作效应,并初步确定了激素与处理时间的优化组合方案:IAA,GA,6-BA浓度分别为8￣25,28￣68,54￣67μg/mL,浸根时间为20￣25min;当IAA,6-BA浓度分别为19,50μg/mL,浸泡砧木根25min时,即可得处理苗木比不处理苗木提早25d。     

玉米幼胚愈伤组织诱导及再生

利用综3、87-1、郑58、昌7-2、137和K12等6个骨干自交系玉米幼胚进行愈伤组织诱导并建立再生体系。结果显示,2,4-D对玉米幼胚愈伤组织的诱导形成是必需的,浓度在2.0～2.5 mg/L;6-BA不利于愈伤组织的形成,但能促进幼胚直接长芽、长根,尤其以郑58最明显。材料综3、郑58、K12诱导愈伤组织比较容易,诱导率均≥85%;材料137和87-1表现中等,诱导率约在50%～60%;材料昌7-2表现最差,愈伤组织诱导率≤25%。     

番木瓜不同株性植株初蕾前后叶片的内源激素水平

在番木瓜初蕾前后,以嫩叶为材料,采用高效液相色谱(HPLC)技术,测定番木瓜雌株、两性株及雄株内源激素含量的变化.结果显示:番木瓜3种株性植株叶片的GA3、IAA、ZR、ABA含量在花芽分化、现蕾及开花3个发育阶段均具有明显的变化规律和差异性,且变化临界点为初蕾形成时.内源激素含量比值变化表现为,雄株在初蕾前后ZR/IAA与ZR/ABA比值一直明显高于雌株和两性株的;雌株的IAA/GA3与IAA/ABA比值在初蕾时出现1个明显的高峰值;3种株性植株叶片的GA3/ZR比值则均呈现出初蕾前较低,而初蕾后逐渐上升的趋势.     

茶树生长素受体基因CsTIR1的克隆与表达分析

吲哚-3-乙酸（又称IAA或生长素）,在植物生长发育中具有重要的调控作用,其作用主要通过信号转导途径来完成。生长素受体是其信号转导的关键元件之一。本研究通过RACE克隆,获得了茶树中生长素受体CsTIR1基因的cDNA全长序列（NCBI登录号：JX050147）。CsTIR1序列全长2β315βbp,含1β746βbp的完整开放阅读框,编码581个氨基酸,预测分子量65.18βkD,理论等电点（pI）5.64。茶树CsTIR1与烟草TIR1的相似性最高达82%,亲缘关系最近。CsTIR1含有1个F-box结构域和6个LRR结构域,三级结构形如“蘑菇状”。CsTIR1在茶树的根、茎、叶和花中具有组织表达特异性;其表达受IAA诱导,3种不同浓度的IAA均能诱导CsTIR1上调表达,且在50βμmol·L^-1浓度下表达量最大;ABA、GA3、MeJA和BR等激素也能够显著上调其表达;CsTIR1在越冬休眠芽中的表达量低,在活跃期中上调表达。