玉米CIPK3蛋白激酶的克隆及表达分析

利用同源克隆的方法从玉米中获得1个可能编码CIPK的基因ZmCIPK3.ZmCIPK3包括CIPK家族的特征性结构域:N端的蛋白激酶结构域和C端的调节结构域NAF.序列分析表明ZmCIPK3的开放阅读框有1 323个碱基组成,编码440个氨基酸的多肽.表达分析表明ZmCIPK3受各种信号诱导,比如干旱、低温、NaCl和ABA.研究表明Ca2+促进ZmCIPK3的表达,而且Ca2+通道阻断剂(LaCl3)及Ca2+螯合剂(EDTA)能够部分降低这种促进效应.这些结论表明,ZmCIPK3可能属于逆境(或者ABA)胁迫基因,第2信使Ca2+调控其在逆境胁迫下的表达.     

玉米大斑病菌环腺苷酸磷酸二酯酶基因克隆及表达分析

【目的】获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)环腺苷酸磷酸二酯酶(c AMP phosphodiesterase,PDE)基因,并分析其在病菌侵染结构发育过程及侵染寄主早期阶段中的表达,为深入探索c AMP信号途径调控病菌致病性的作用机制打下基础。【方法】根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、白色念珠菌(Candida albicans)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、绿僵菌(Metarhizium anisopliae)和黑曲霉(Aspergillus niger)6种真菌PDE基因的保守序列,利用简并引物PCR对基因保守片段进行扩增,结合RACE和Genome Walking技术获得基因全长及其侧翼序列;利用MEGA 5.0软件对PDE蛋白预测编码产物进行多重序列比对,并采用邻近法构建系统发育树;利用GSDS分析基因结构,Prot Param分析理化性质,SOMPA预测二级结构,SMART数据库在线分析保守结构域;收集人造疏水介质诱导下侵染结构发育不同时期以及侵染感病寄主叶片不同时间的玉米大斑病菌材料,利用q RT-PCR技术研究StPDE在病菌侵染结构形成过程中不同阶段的转录水平。【结果】玉米大斑病菌基因组中存在1个高亲和力磷酸二酯酶基因(StH-PDE)和1个低亲和力磷酸二酯酶基因(StL-PDE)。其中,StH-PDE全长3 208 bp,包含5个内含子和6个外显子,ORF为2 898 bp。StL-PDE全长5054 bp,包含4个内含子和5个外显子,ORF为3 090 bp。StH-PDE和StL-PDE分别含有保守的Ⅰ型和Ⅱ型c AMP磷酸二酯酶催化结构域。不同的植物病原真菌中PDE同源基因分别呈现出高度的相似性,其中,StH-PDE与Magnaporthe grisea、Cordyceps militaris、Metarhizium acridum等病原真菌的高亲和力磷酸二酯酶基因聚于同一进化支,StL-PDE与Ascochyta rabiri、Scedosporium apiospermum、Fusarium oxysporum、Metarhizium album等病原真菌的低亲和力磷酸二酯酶基因聚于相同进化支。人造疏水介质诱导下,与菌丝相比,StH-PDE和StL-PDE在分生孢子中的表达水平均显著上调,其中StH-PDE和StL-PDE分别上调了约2倍和52倍。孢子萌发初期两个基因表达水平显著下调,随着萌发的进行,表达水平缓慢回升,至附着胞形成阶段,基因表达出现了第2次高峰,随后表达水平再次下调。在整个过程中,StH-PDE的最高表达水平则出现在附着胞形成时期,达到了菌丝体中的近7倍、分生孢子中的近2倍,而StL-PDE的表达水平始终低于其在分生孢子中的表达水平。StH-PDE和StL-PDE在病菌侵染寄主过程中的表达水平变化趋势与其在人工疏水介质诱导下的表现基本一致。在孢子萌发早期表达显著下调,随着时间延长,缓慢回升,至接种后18和24 h StH-PDE表达水平上调,超过萌发初期。【结论】在病菌侵染结构发育过程中,StH-PDE和StL-PDE均呈现下调-上调-下调的表达水平变化趋势。StH-PDE在附着胞时期表达水平最高,StL-PDE在分生孢子中的相对表达水平最高。     

La^3＋对低温胁迫冬小麦幼苗抗氧化酶活性的影响

[目的]探讨稀土La^3＋对低温胁迫下冬小麦幼苗抗氧化酶活性的调节作用。[方法]以冬小麦永良4号为试材,设置5个浓度梯度的镧（5、10．20、30,40m瘩／kg）分别喷施小麦幼苗,采用模拟低温冷害试验法,研究低温胁迫下La^3＋时冬小麦幼苗叶片SOD、POD和CAT活性的调节作用。[结果]在La^3＋处理的7d内和0、5、10℃3种低温条件下,冬小麦的SOD活性均随温度的降低而明显上升,并随着La^3＋处理天数的增加,呈先上升后下降的趋势;POD和CAT的活性随胁迫温度的降低和La^3＋处理天数的增加,也呈先升后降趋势。低温胁迫的冬小麦经20mg／kg浓度La^3＋处理后,其幼苗体内SOD、CAT和POD酶活性均比对照有所提高。[结论]适当浓度（20mg／kg）La^3＋处理能诱导冬小麦幼苗对低温胁迫产生抗性,提高冬小麦抗寒能力。     

甘蔗14-3-3基因克隆及表达分析

[目的]克隆甘蔗14-3-3基因并预测分析其编码蛋白的结构,为研究甘蔗基因功能和代谢调控机制提供参考.[方法]以水稻14-3-3基因为模板,BLAST甘蔗EST数据库,依据序列拼接结果及RT-PCR技术获得编码甘蔗14-3-3蛋白的全长基因,并用生物信息学方法对该蛋白的二级、高级结构和功能活性位点进行预测.[结果]克隆得到长784bp的甘蔗14-3-3基因,最大开放阅读框为771 bp,编码256个氨基酸;该蛋白的分子量与理论等电点分别为28.88 kDa和4.79.蛋白聚类分析结果表明,甘蔗14-3-3蛋白与水稻、高粱、玉米14-3-3蛋白的同源性均在90％以上.Cn3D V.4.1预测位于第3和第5两个二聚体上的Lys-50、Arg-57、Arg-131和Try-132组成一个凹穴,是结合靶蛋白的作用面;第60、65、188、218位的4个丝氨酸是磷酸化的活性位点.实时定量PCR检测结果表明,14-3-3基因在甘蔗不同组织中均有表达,在茎和分生组织中14-3-3基因高丰度表达,可能与糖代谢和细胞分裂的调控相关;而在根中可能参与矿物元素的吸收和代谢.[结论]甘蔗14-3-3基因可作为信号转导调控蛋白的候选基因之一.     

茶树CsMAPKK3基因克隆及表达分析

【目的】克隆茶树CsMAPKK3基因,并进行表达分析,为探究CsMAPKK3基因的生物学功能及其抗逆分子机制提供理论支持。【方法】以铁观音为材料,采用RT-PCR克隆其CsMAPKK3基因的全长cDNA序列,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测其在不同组织及逆境胁迫下的表达情况。【结果】克隆获得的CsMAPKK3基因（GenBank登录号:AUD40506.1）cDNA序列全长1941 bp,包含完整开放阅读框（ORF）,长度为1557 bp,编码518个氨基酸残基,蛋白相对分子量为57.52 kD,理论等电点（pI）为5.39,为无跨膜螺旋结构和信号肽的不稳定蛋白,含有多个磷酸化位点,定位于细胞质和细胞核中,属于PKc类型的MAPKK,且具有SPS1、S_TKc等催化结构域,以及D（I/L/V）K激活域和S/T-X_3-5-S/T保守域,与中华猕猴桃PSS35243.1亲缘关系最近,且与拟南芥B亚家族聚为一类。CsMAPKK3基因起始密码子上游1714 bp的启动子区序列含有光响应、逆境响应、植物激素和厌氧诱导等相关的顺式作用元件。CsMAPKK3基因在根、茎、叶、花和果中均有表达,其中在茎和果的表达量较高,显著高于在花中的表达量（P<0.05）,但与根和叶中的表达量均无显著差异（P>0.05）。低温胁迫抑制CsMAPKK3基因表达,而脱落酸（ABA）、高盐和干旱胁迫均能诱导CsMAPKK3基因上调表达。【结论】CsMAPKK3基因表达具有组织表达特异性,且参与茶树ABA、高盐、低温和干旱胁迫响应等逆境胁迫的分子调控。     

水稻纹枯病菌RsCat基因的克隆及其表达分析

为阐明水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1IA)过氧化氢酶基因(RsCat)的功能,采用常规PCR和RT-PCR技术克隆得到RsCat基因。生物信息学分析表明,RsCat基因DNA和cDNA的全长序列分别为1814bp和1 395bp,开放阅读框(ORF)编码464个氨基酸。保守结构域分析显示,RsCat蛋白具有过氧化氢酶超家族结构域和过氧化氢酶相关免疫反应结构域。系统进化分析显示:水稻纹枯病菌不同融合群的RsCat基因具有较高的序列同源性。荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明:RsCat基因的表达受儿茶酚的诱导,随着儿茶酚质量浓度增大,表达量上调,而随着儿茶酚质量浓度增大,CAT活性降低。说明RsCat基因的转录表达和CAT酶活不存在对应性。推测RsCat基因可能存在转录后或表达产物翻译后修饰。     

玉米蛋白激酶基因ZmCIPK的序列及表达特性分析

以玉米为材料,采用序列分析及半定量RT-PCR等方法对ZmCIPK基因功能进行了初步研究.序列分析结果推测,AY104819,EU974290和EU968441均属于CIPK蛋白家族.半定量RT-PCR结果表明,NaCl和ABA均能迅速诱导玉米基因AY104819,EU974290和EU968441的表达.     

玉米转录因子ZmbZIP77基因克隆及表达分析

碱性亮氨酸拉链蛋白(Basic Leucine Zipper,bZIP)是广泛存在于真核生物中的一类转录因子,广泛参与植物多种生理进程.从玉米(Zea mays L.)中克隆出1个碱性亮氨酸拉链蛋白家族成员ZmbZIP 77,对该基因进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR技术分析了其在玉米不同组织部位及不同胁迫处理下的表达谱.结果表明,ZmbZIP77与其他bZIP家族成员一样,均含有1个保守的GBF1(Plant G-box binding factor 1)结构域,暗示它和该家族中其他成员具有相同或相似的功能;根据bZIP序列的同源性,植物bZIP序列可以分为3类,ZmbZIP77位于第Ⅱ类,与小麦Wlip9a和拟南芥AtbZIP10亲缘关系最近;玉米ZmbZIP77基因在根中表达量最高,胚芽鞘次之,在叶中表达量最低;高温、干旱和脱落酸均能显著诱导玉米根中ZmbZIP 77的表达,提示Zm-bZIP 77可能在玉米组织发育及逆境胁迫响应中起到重要作用.     

玉米自交系M3简介

玉米自交系Ｍ３简介程砚喜，朴淙鹤，孔祥梅，王铁成，李淑霞（吉林市农科院作物所，吉林市１３２１０１）为广泛收集育种资源，丰富种质基础，我院于１９７８年由丹东市农科所引入一批抗性表现较好的自交系及杂交组合，其中Ｍｏ１７×３３４－１１组合表现极佳，经７年的...     

玉米ZmPTF1基因克隆和过表达分析

PTF是一类具有bHLH结构域的转录因子,在低磷胁迫应答中调节一系列下游磷胁迫基因的表达.根据拟南芥和水稻中的序列信息,通过RACE的方法获得ZmPTF1的全长cDNA序列.序列分析表明该1709bp的cDNA片段含有1446bp的完整开放读码框,编码481个氨基酸的多肽链,含有一个bHLH结构域,与已报道的OsPTF1在氨基酸水平上有65%的相似性.构建了pCAMBIA1300-Pubi-ZmPTF1-Tnos-als质粒转化玉米,得到过表达的转基因后代.对低磷营养液浇灌下的T2代植株分析表明:过表达ZmPTF1促进了植株根系的发育,提高了植株对低磷环境的耐受性.     

玉米ZmHDR基因的分子克隆及生物信息学分析

为了解Zm HDR在玉米叶绿体发育过程中的作用机制及进化模式,利用RT-PCR方法克隆了玉米HDR基因,并对其进行了生物信息学分析.结果表明,ZmHDR基因在玉米基因组中以单拷贝形式存在,全长序列为3 188 bp,其中含有1 389 bp的开放阅读框,编码1个由462个氨基酸组成的蛋白;半定量PCR分析表明,该基因是一个组成型表达的基因;不同物种氨基酸序列比对结果显示,ZmHDR基因与高粱、水稻、黄花蒿、烟草、三叶胶、孜然芹、拟南芥、青色藻同源性比较高,暗示该基因在进化上具有高度的保守性.     

玉米抗冷性研究进展

综述了低温冷害对玉米发芽及幼苗期生长、生理生化的影响,揭示了玉米抗冷性遗传机制及与抗冷性有关的基因,玉米抗冷性的遗传分析以及有关基因的克隆和遗传转化的研究结果表明玉米的抗寒性是由多基因控制的数量性状,利用品种改良和生物技术能有效地提高玉米的抗寒性。     

低温冷害对玉米生长影响及相关研究

黑龙江省玉米生产在适应国际和国内市场需求下,发展迅猛。低温冷害是限制生产的关键气象因素之一。综述了低温对玉米光合作用、呼吸作用、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、电导率等生理指标的影响,在不同生长阶段,低温对营养生长和生殖生长均产生不同程度的影响,提出提高玉米抗寒机制研究。     

柽柳甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与表达分析

从柽柳(Tamarix hispida)cDNA文库中分离出甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因(ThGAPDH)全长cDNA序列,该基因全长1294bp。其中:5′非翻译区84bp,3′非翻译区184bp,开放阅读框1206bp,编码含341个氨基酸的蛋白质,编码蛋白的相对分子质量为37200,理论等电点(pI)为6.97。采用实时定量RT-PCR方法研究了刚毛柽柳在PEG、NaCl、NaHCO3及CdCl2胁迫下不同时间该基因ThGAPDH的表达模式。结果表明:PEG、NaCl及CdCl2处理均能诱导ThGAPDH基因在根中的表达而抑制其在茎和叶中的表达,而NaHCO3处理均能诱导该基因在根、茎、叶中的表达。基因ThGAPDH的cDNA序列在GenBank中的登录号为GQ478708。     

猪Mighty基因的克隆与组织表达分析

Mighty基因是在骨骼肌中发现的一个新颖的肌形成前期因子。基于电子延伸序列,本试验成功克隆出了Mighty基因,其全长874 bp,开放阅读框为579 bp,编码有193个氨基酸,提交GenBank(EU559709)。同时,试验采取半定量RT-PCR法,以18S rRNA为内标,研究了Mighty基因在仔猪18个组织中的分布和mRNA的表达水平。     

二色补血草凝集素（Lectin）序列分析及表达

从二色补血草cDNA文库中分离出一个凝集素(Lectin)基因全长cDNA序列.该基因全长977 bp.其中:5′非翻译区(UTR)103 bp,3′非翻译区(UTR)208 bp,开放阅读框(ORF)全长663 bp,编码由221个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白的相对分子质量为25 kD,理论等电点为8.82.利用实时定量RT-PCT方法进一步研究了二色补血草在植物病原菌(尖孢镰刀菌)侵染条件下不同时间点该基因的表达情况.结果表明,在尖孢镰刀菌胁迫处理的条件下,能诱导Lectin基因在二色补血草的根、叶中表达,说明该基因与植物抗病相关.     

非洲菊f3h基因的克隆及反义表达载体的构建

黄烷酮3-羟化酶(F3H)是植物花青素合成代谢中早期重要关键酶之一,对花色起着重要的调控作用.根据其它物种的f3h基因设计简并引物,通过RT-PCR技术,从非洲菊中克隆到500 bp的片段,经Blast N比时,证实该片段为非洲菊f3h基因保守片段.将其反向插入到高效表达载体pCAMBIA1304+CaMV 35S启动子下游,通过PCR鉴定和双酶切鉴定表明成功构建高效反义表达栽体pCAMBIA1304+-antif3h,并转化到根癌农杆菌LBA4404形成工程菌株,作为今后研究非洲菊花色调控机制以及培育新品种的有力工具.     

棉花SVP-like基因GhMADS29的克隆与表达分析

[目的]研究棉花中SVP类基因的功能。[方法]通过同源克隆的方法在陆地棉中棉所36中克隆SVP的同源基因GhMADS29,对其进行Blast搜索比对和进化树分析以及荧光定量的表达模式分析。[结果]GhMADS29与猕猴桃的SVP4基因相似度最高,其cDNA序列含有9个外显子、8个内含子,不同时期顶芽的荧光定量结果表明它在花芽分化起始期的花芽中表达量最高,且不同组织的荧光定量分析表明它在叶片和顶芽中表达量较高。[结论]首次获得棉花SVP亚族基因,命名为GhMADS29,其GeneBank登录号为JQ682642。     

低温胁迫对甘蔗叶绿体蛋白质及其相关基因表达的影响

【目的】从蛋白质水平和mRNA水平揭示低温胁迫对甘蔗叶绿体的影响,为探讨甘蔗抗寒机制提供参考依据。【方法】以桂糖28号（GT28,抗寒性强）和新台糖22号（ROC22,抗寒性弱）为材料,对其进行9 d、15 d和24 d不同天数的低温胁迫,以及叶绿体蛋白质电泳分析,再通过实时荧光定量PCR技术分析相关基因受低温胁迫后的表达情况。【结果】电泳分析结果表明,低温胁迫后两个甘蔗品种的蛋白质条带都随着胁迫时间的延长减弱,且ROC22的降解幅度大于桂糖28号,其中分子量为39.92 kD、32.95 kD以及22.87 kD处的蛋白条带下降较为明显。质谱分析结果发现,它们分别是ATP合酶γ亚基、放氧蛋白1和光系统II 23 kD蛋白,分别由atpC、psbO和psbP基因编码。克隆出它们的基因片段长度分别为937、996和721 bp。其中psbO基因片段是个完整的开放阅读框（ORF）,GenBank登录号为JQ898540。实时荧光定量PCR分析结果表明,psbO基因和psbP基因受低温的诱导,在胁迫15 d时达到最大;而atpC 基因受低温抑制。【结论】低温胁迫促进了叶绿体蛋白质的降解,且ROC22的降解幅度大于GT28。低温抑制atpC 基因的表达,但却诱导了psbO基因和psbP基因的表达。