小麦3个NAC转录因子基因克隆与功能分析

NAC类转录因子参与植物基因在不同条件、不同发育期的表达调控,在植物的发育、生长及对外界的各种生物和非生物因子的胁迫应答中起关键的调控作用。本研究对非亲和条锈菌小种CYR32侵染诱导的抗条锈病基因Yr5近等基因系Taichung29＊6/Yr5的cDNA文库进行筛选及同源克隆,获得了小麦3个NAC类转录因子的cDNA序列。序列分析结果表明,这3个转录因子都具有DNA结合结构域,即NAC结构域,且氨基酸序列在该结构域的A、B、C、D和E5个亚区高度保守;同时发现这3个NAC类转录因子都有核定位信号及相关的转录调控功能区域。通过系统进化树分析,发现其中之一的TaNAC1属于NAC转录因子家族第Ⅰ组的NAP亚组,TaNAC3属于ATAF1亚组,TaNAC5属于NAM亚组;根据系统进化树和相关基因的功能分析,我们推测小麦转录因子TaNAC1、TaNAC3和TaNAC5可能参与植物生长发育调控或对生物、非生物胁迫作出的应答反应。     

白菜WRKY转录因子CDNA片段的克隆

WRKY转录因子是一类含有WRKY氨基酸的锌指蛋白，到目前为止，仅在植物中被发现(Yu et al．，2001)。WRKY蛋白含有1个或2个十分保守的WRKY区域，但在保守区域外基因间的同源性较低(Chen and Chen，2002)。本研究参照拟南芥WRKY转录因子保守序列设计简并引物，通过RT-PCR方法获得白菜WRKY转录因子cDNA序列，为克隆该转录因子全长cDNA提供基本资料。     

白菜WRKY转录因子cDNA全长的克隆及分析

参照拟南芥WRKY转录因子基因保守序列设计引物，利用RT-PCR及RACE技术克隆了白菜WRKY转录因子基因cDNA全长，命名为BcWRKY1 (GenBank登录号为AY836002)。序列分析发现，白菜BcWRKY1基因核苷酸序列长980bp，推导的氨基酸序列编码285个氨基酸残基，与拟南芥AtWRKY18 氨基酸序列的同源性为74%，与拟南芥AtWRKY60同源性为59%；与其它植物WRKY基因的同源性则较低。Southern杂交显示该基因在白菜基因组中为单拷贝。半定量RT-PCR分析表明，用2mmol/L的水杨酸处理后2h~8h，以及用霜霉病菌接种后6h~12h，白菜BcWRKY1基因的表达量最高。     

番茄NAC转录因子SlNAP2的克隆、表达及功能分析

为了探究NAC转录因子在番茄生物胁迫响应中的功能,本试验通过逆转录PCR(RT-PCR)技术从番茄中克隆得到一个NAC转录因子基因SlNAP2,其cDNA全长（ORT）1 227 bp,包含142 bp的5′非编码区和257 bp的3′非编码区以及一个长度为828 bp编码275个氨基酸的开放阅读框（ORF）,含1个NAM结构域。同源序列比对及系统进化树分析结果表明,SlNAP2与潘那利番茄SpNAP2亲缘关系最近,并与其他茄科NAC聚为一组,而与菊科、葫芦科、葡萄科、大戟科、杨柳科NAC的亲缘关系较远,在系统发育树上处于不同的分支。生物信息学分析结果显示,SlNAP2相对分子质量为31 877.23 Da,理论等电点pI为8.56,该基因编码的蛋白不存在跨膜结构。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明,SlNAP2基因表达具有组织特异性,在番茄茎中的表达量最高,并参与了番茄对青枯菌胁迫及水杨酸和茉莉酸刺激的响应。利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术发现,沉默SlNAP2后降低了植株对青枯病的抗性,表明SlNAP2在番茄抗青枯病过程中起正调控作用。本研究为深入探讨SlNAP2基...     

基于RHE元件和拟南芥转录组的根毛发育基因筛选

拟南芥根毛发育是分子发育生物学的重要模型。本试验通过分析拟南芥根毛突变体bst的芯片数据,并对筛选到的下调表达变化超过2倍的基因的启动子进行根毛顺式作用元件RHE(Root HairElement)的筛查,初步获得了根毛发育候选基因。结果表明,在bst中下调表达变化超过2倍的494个基因中,共有13个基因启动子中有RHE元件,其中5个为已报道的参与根毛发育基因,8个为本研究首次发现的参与根毛发育的候选基因。     

生活污泥对白菜供磷和土壤磷状况的影响

采用好气培养和盆栽试验以探明污泥磷的肥效,降低污泥施用导致的土壤磷累积引起的环境风险。结果表明,单施污泥土壤有效磷含量和白菜吸磷量均显著低于施用磷酸一铵和鸡粪处理;施用污泥后有利于增加白菜生长后期土壤磷酸酶的活性和土壤Olsen-P含量。在白菜等产量条件下,单施污泥处理土壤中Olsen-P残留量显著高于污泥与化肥混施处理;在P2O5施用量为902~70 kg/hm2时,污泥堆肥磷的肥效为磷酸一铵的25%左右。     

海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜产量和品质的影响

海藻叶面肥是以海藻为原料,经不同加工工艺制成的一类叶面肥品种。采用塑料大棚和露地种植方式,研究了8种海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜产量和品质的影响。结果表明,8种海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜都有不同程度的增产效果,大多数叶面肥增产10%以上,其中增产效果最明显的是海带浆型叶面肥,其次是甘露醇型和赤霉素型叶面肥。叶面喷施海藻叶面肥对菠菜和不结球白菜中的可溶性蛋白基本没有影响,可明显提高其可溶性糖和Vc含量,降低其硝酸盐含量。     

不同水氮措施对芹菜-白菜轮作体系中氮素利用与土壤NO_3~--N残留的影响

在宁夏引黄灌区灌淤土设置田间试验,研究不同水氮措施对芹菜-白菜轮作体系中的氮素利用与平衡的影响,结果表明:节水灌溉的W2N3(推荐施氮)处理与传统灌溉(W1N3)(推荐施氮)的处理相比,芹菜的产量、吸氮量分别高12.2%、14.7%,白菜的产量、吸氮量分别高22.4%、4.4%。在氮素平衡方面,推荐施氮处理氮素损失比传统施氮损失分别低53kghm-2(传统灌溉)、30kghm-2(节水灌溉)。节水条件下推荐施氮处理的土壤剖面上的无机氮残留浓度,减少量分别达到3～13kghm-2。节水灌溉下与传统灌溉相比,节水灌溉的土壤残留硝态氮的含量均比传统灌溉低,而且主要分布在0～60cm表层,推荐施氮量的土壤残留硝态氮的含量又比习惯施氮量低。     

JAK2/STAT3信号通路对小鼠骨骼肌发育和能量代谢相关基因mRNA表达的影响

利用AG490特异性抑制剂阻断Janus蛋白酪氨酸激酶2(JAK2)/信号转导和转录激活子3(STAT3)信号通路,研究该通路对骨骼肌发育和能量代谢相关基因mRNA表达水平的影响.雄性健康昆明小白鼠(Mus musculus),用JAK2特异性抑制剂AG490连续腹腔注射15 d,定期测体重和体温,小鼠处死后取腿肌提取总RNA,利用RT-PCR检测JAK2/STAT3信号通路关键因子JAK2和STAT3、骨骼肌发育相关基因成肌分化因子(MyoD)和生肌决定因子(Myf5)及能量代谢相关基因肝X受体(LXRα)和解偶联蛋白3(UCP3)mRNA表达.结果显示,与对照组相比,处理组小鼠体重下降,差异显著(P<0.05);小鼠体温维持在正常浮动范围内;JAK2和STAT3mRNA表达量下降,差异显著(P<0.05);骨骼肌发育相关基因MyoD和Myf5mRNA表达量下降,差异极显著(P<0.01);能量代谢相关基因LXRα和UCP3 mRNA表达量下降,差异极显著(P<0.01).结果提示JAK2/STAT3信号通路可通过降低骨骼肌发育和能量代谢相关基因的mRNA表达而调节骨骼肌发育和能量代谢.     

桃已知MADS-box转录因子的生物信息学及花发育表达分析

MADS-box基因家族是研究最广泛的植物转录因子之一,参与调控植物生长和发育的多个过程.本文列举了当前已知的MADS-box(PpMADS)基因在桃(Prunus persica)功能基因组数据库中的基本信息,对PpMADS基因的保守结构域、进化关系、内含子与外显子、染色体定位和保守元件进行了详细分析;并利用半定量RT-PCR技术分析了其在不同花器官中和的花的不同发育阶段表达水平.结果表明,PpMADS在桃不同花器官、花不同发育期中起重要的调控作用,为进一步筛选PpMADS基因进行功能分析奠定相关理论基础.     

不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

以不结球白菜(Brassicacampestrisssp.chinensis)抗病自交系雪克青为实验材料,通过RACE技术,获得了不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因的cDNA全长序列。序列分析发现,该基因全长1275bp,编码363个氨基酸,分子量40.66kD,等电点(pI)9.27。推导的氨基酸序列与芜菁bg1基因具有96%的同源性,与拟南芥bg2基因具有61%的同源性,与其它植物β-1,3-葡聚糖酶基因的同源性为49%￣57%。将该序列提交GenBank,登录号为AY836001。Southern杂交显示该基因在不结球白菜基因组中的拷贝数多于1个。半定量RT-PCR分析表明,该基因有低水平的组成型表达,在霜霉病菌(Peronosporaparasitica)诱导后24h其表达量达到高峰。     

大白菜-结球甘蓝易位系AT4系列抽薹相关基因表达差异的cDNA-AFLP分析

抽薹开花时间是大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)的重要性状,未熟抽薹直接影响大白菜的产量和品质.本研究以添加结球甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)4号染色体片段的大白菜-结球甘蓝易位系AT4系列为材料,结合抽薹性鉴定,获得了45株耐抽薹和15株易抽薹植株;利用cDNA-扩增片段长度多态性(cDNA-amplified fragment length polymorphism,cDNA-AFLP)技术,对不同春化处理的耐抽薹和易抽薹植株叶片差异表达片段进行分离,获得了126条与抽薹性相关的差异表达条带,这些差异包括条带的有无和表达量的差异;通过差异条带回收、克隆和测序,获得了74条差异表达序列.同源性比对结果表明,61条差异表达序列具有同源序列,其中41条差异表达序列功能预测涉及代谢、能量、细胞物质运输、信号转导、表达调控、DNA修饰、细胞周期等,20条差异表达序列功能未知;13条在NCBI中找不到同源序列,可能是一些新基因.本研究获得了耐抽薹大白菜-结球甘蓝易位系,为耐抽薹大白菜新品种的培育提供新材料;同时获得了耐抽薹和易抽薹材料间的差异表达序列,为获得影响大白菜抽薹性的关键基因,揭示大白菜抽薹开花机制提供支撑.     

大白菜InDels标记开发及其在剩余杂合体鉴定中的应用

大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)参考基因组序列的公布及测序成本的降低为大规模开发插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)标记提供了可能.本研究以性状差异明显的大白菜自交系He102与06-247为亲本,开展了全基因组重测序、标记开发和验证工作.二者测序深度分别为10×和8×,经筛选共获得330 218个InDels差异位点,出现频率为1.2个/kb,其中有11 238个差异位点位于编码区,包括5 184个差异基因,每个基因平均包含2.2个差异位点.分别以He102与06-247测序数据中筛选出的多态性InDels位点为参照,从10条染色体上随机选择933个位点进行了PCR扩增及电泳检测验证.结果表明,测序深度对假阳性率有直接影响,以测序较深的材料中筛选到的差异位点为参照,其验证结果的假阳性率亦较高,反之则较低.本研究中以He102与06-247为参照选择InDels位点验证的平均假阳性率分别是51.9％和22.5％.从933个位点中共筛选出593个在亲本之间实际表现为多态性的位点,这些差异位点中有375个位于编码区,是潜在的功能性标记.利用上述差异位点,检测了He102与06-247衍生的F7代重组自交系群体,明确了F7代各株系在593个位点的纯/杂合状态,为利用剩余杂合株系精细解析和精准定位大白菜耐抽薹、抗病毒、抗干烧心等重要农艺性状奠定了基础.     

Effect of regeneration procedures on genetic diversity in Brassica napus and B. rapa as estimated by isozyme analysis

This investigation was conducted to assess changes in the genetic structure of two varieties of two species of annual Brassica. Seeds of B. napus cv. Topas and B. rapa Broccoletto were sent to nine research institutes in different geographical areas of Europe for regeneration. The multiplied material was sent back after one year of regeneration and analysed electrophoretically. The original populations of each species and their multiplied samples were stained for 12 different enzymes, of which 4 were found to be polymorphic (DIA, SKD, GPI and PER). It was possible to detect considerable differences in isozyme patterns in B. napus and allelic frequencies in B. rapa, both within and between populations. When the original population was compared with the regenerated samples, the Chi-square homogeneity test for all pairwise comparisons revealed distinctness with a 99% probability for B. napus and 95% probability for B. rapa with one or more of the enzyme systems examined. Furthermore, the average of gene diversity analysis (Nei, 1973) revealed that some regenerated populations have less while others have increased genetic variation compared with the original population. These observations indicated that the frequencies were non-random and considerable shifts in genetic diversity have occurred during multiplication. In addition, different regeneration procedures have caused the fixation of certain alleles.     

甘肃贝母种子水提取液对小白菜的化感效应

为进一步探明甘肃贝母种子后熟脱休眠机理,本研究对其种子不同后熟阶段水提取液不同质量浓度下小白菜种子的生物活性进行测定。结果表明,甘肃贝母种子水提取液对小白菜种子萌发及生长具有明显影响,影响程度随其所处后熟阶段的不同而异。在形态后熟阶段,与对照相比,水提取液浓度为2.5 mg·mL^-1时,对小白菜种子发芽率和发芽势均有促进作用,但随着水提取液浓度的提高,小白菜种子萌发和幼苗生长均表现明显的化感抑制效应,化感效应指数RI值逐渐降低,当水提取液浓度为40 mg·mL^-1时,化感抑制效应达到显著水平(P<0.05)。在生理后熟阶段表现出不同的化感效应,各处理组小白菜种子的发芽率均低于对照,但随着水提取液浓度的提高,化感效应呈现先增大后减小的趋势,当水提取液浓度为5 mg·mL^-1时,小白菜苗高、根直径与单苗鲜重均较对照显著提高(P<0.05)。综上表明,甘肃贝母种子内源化感抑制物质在后熟不同阶段具有明显差异,从形态后熟转入生理后熟后,种子内源化感抑制物明显减少。本研究结果为进一步探究甘肃贝母种子中内源抑制物质的种类特性及生产实践中打破其种子休眠提供了科学依据和理论支撑。     

硅酸盐对污染土壤铬、铅形态和小白菜吸收分布及其健康风险的影响

为保障蔬菜的品质安全,通过土壤盆裁试验,研究硅酸盐对Cr、Pb单一污染及Cr-Pb复合污染土壤中小白菜(Brassica chinensis)的生物量、土壤中Cr、Pb形态及小白菜体内Cr、Pb积累量的影响.结果表明,在受到较高水平的Cr～Pb污染时,小白菜对Pb的富集能力要明显高于Cr,被小白菜吸收的Cr、Pb都主要累积在根部.施用硅酸盐能通过减少土壤中有效态Cr、Pb的含量,从而减少小白菜对Cr、Pb的吸收,且施用效果明显,其中2.0 g/kg效果最好,但该处理严重抑制小白菜生长,不适于生产应用.而Si_1处理(1.00 g/kg)能在不影响产量的前提下极显著地降低小白菜茎中Cr、Pb的质量分数,并使叶中Pb的质量分数降至国家标准限量值附近或低于限量值,因此该处理在生产上极具应用前景.     

大白菜表达序列标签SSR标记分析*

对大白菜（Brassica campestris L．ssppekinensis）13007个EST序列进行拼接共得到7714个片段重叠群（contig），其中10．4％（890个）非冗余EST含有SSR标记（EST-SSR），标记间平均间隔距离为3．9kb，单、双和三核苷酸重复序列大约各占1／3左右。CDS所包含的三核苷酸重复序列最多，而且AAG／CTT重复序列的含量最高。通过同源性比较分析，获得功能已知的SSR-ESTs774个，共计含有846个SSR，其中50．2％位于5＇-UTR，31．4％位于3＇-UTR，18．4％位于CDS。实验选取123个SSR座位设计引物，利用芜菁花叶病毒（Turnip mosaic virus，TuMV）的高抗和高感大白菜F6代自交系材料各2份，分析EST-SSR标记多态性。结果表明，其中37个标记可进行有效扩增，但是没有表现出多态性，23个标记（18．7％）至少在1份材料中具有多态性。对这些EST-SSR标记在大白菜和其它芸薹属植物的系统发育关系分析、遗传作图和基因定位的应用进行了讨论。     

小白菜氮钾适用量研究

为研究安全的蔬菜施肥技术,通过不同质地土壤的田间试验,研究不同NK配比对小白菜产量和品质的影响。结果表明,在固定施磷水平的基础上,在不同质地的土壤上,小白菜对NK配比有不同的效应,氮钾合理配施可使蔬菜高产优质;土壤的施N量和施K量与小白菜产量的回归关系均成一元二次的抛物线方程,超过一定的施N量和施K量均会使小白菜减产;小白菜的硝酸盐浓度与施N量的关系,均有随施N量增高而增高的趋势;与施K量的关系,则呈一元2次或3次的回归关系,存在硝酸盐浓度最低点的施K量最适点;小白菜的维生素C和可溶性糖含量同样有施N量和施K量的最适点。     

Effect of Calcium and Potassium Nutrition on Yield,Ion Content,and Salt Tolerance of Brassica campestris (rapa)

When plants encounter salinity, growth is reduced initially by water stress and subsequently by toxic levels of ions and by interference with nutrient acquisition and translocation. Calcium (Ca^{2 +}) in particular seems to have an important role in salt tolerance and there are reports of a beneficial effect of increasing Ca^{2 +} availability. Higher potassium (K⁺) concentrations in plants may also improve salinity tolerance as sodium (Na)⁺/K⁺ ratios have been shown to be important. Previous work with a range of Acacia species has suggested that endogenous seed Ca^{2 +} and K⁺ concentrations might influence salinity tolerance at germination, but this has not previously been tested with a single species. The objectives of this investigation were thus to determine whether (1) altered Ca^{2 +} and K⁺ nutrition of Brassica campestris (rapa) L. plants affects the yield and ion content of their seeds, and (2) seeds with different Ca^{2 +} and K⁺ contents differ in their salinity tolerance. Plants were grown in a growth room or greenhouse in (1) Gem® horticultural sand (2) Silvaperl® perlite and sand (2:1), or (3) Shamrock® Medium General Purpose Irish Sphagnum Peat and Vermiperl® vermiculite (1:1). Plants in each growth substrate were supplied with nutrient solutions based on a modified Hoagland's solution as a control, low Ca^{2 +} and low K⁺ solutions containing those elements at half the control strength, but all other mineral elements as far as possible at control strength, and high Ca^{2 +} and high K⁺ solutions containing those elements at double control strength but all other mineral elements, as far as possible, at control strength. An increase in substrate available Ca^{2 +} and K⁺ resulted in increased Ca^{2 +} and K⁺ concentration in seeds, respectively, and was accompanied by a reduction in seed K⁺ and Ca^{2 +}, respectively. The Ca^{2 +} and K⁺ concentrations of seeds affected their salinity tolerance. Increases in seed Ca^{2 +}, K⁺ or Ca^{2 +}+ K⁺ concentrations decreased salinity tolerance at germination. The results, especially in terms of Ca^{2 +} nutrition, contradict previous results of an increased salinity tolerance with increased Ca^{2 +} and/or K⁺ concentrations.     

铬胁迫对青菜（Brassica chinensis L.）植物螯合肽含量及抗氧化特性的影响

选用不同耐铬胁迫青菜品种春油1号和青伏令,采用不同浓度Cr3＋处理,测定青菜抗氧化酶活性及植物螯合肽含量等生理指标。结果表明,随着Cr3＋处理浓度升高,两种青菜叶片抗氧化酶活性、酸溶性SH、植物螯合肽（PCs）及谷胱甘肽（GSH）含量均呈增加趋势（P〈0.05）,高浓度Cr3（＋300 mg.L-1）处理下,耐铬胁迫较弱的青伏令叶片SOD、POD、CAT活性分别比对照增加了24.2%、41.7%、21.4%,耐铬胁迫较强的春油1号分别比对照增加了37.2%、70.7%、43.0%,并且PCs含量是对照的3.17倍,明显高于耐铬胁迫较弱品种青伏令（1.71倍）。Cr3＋处理下耐铬胁迫较强的青菜品种春油1号表现出相对较高的抗氧化酶活力及非酶物质含量,不同品种青菜对铬胁迫的生理差异较大。