细叶百合LpNAC13基因的克隆及其表达

以细叶百合(Lilium pumilum)鳞茎为试验材料,采用RT-PCR方法,克隆得到1个新的NAC转录因子基因,命名为LpNAC13(GenBank登录号MF398204),并用qRT-PCR技术检测该基因在ABA、干旱、低温和高盐胁迫处理下的时空表达。序列分析表明,LpNAC13的开放阅读框为627 bp,编码208个氨基酸,蛋白相对分子质量为20.423 ku,理论等电点为9.58。序列同源性和系统进化树分析表明LpNAC13属于NAC基因家族,与海枣(Phoenix dactylifera)NAC蛋白具有最高同源性,同源性达到56.32%,属于SENU5亚族。实时定量qRT-PCR分析显示,LpNAC13基因能被ABA、干旱、低温和高盐胁迫诱导表达,且在不同植物组织器官中存在表达差异。该研究为深入了解LpNAC13基因的功能奠定了基础。     

超表达OsSsr1基因增强烟草耐盐性

本研究从水稻品种R109中克隆了OsSsr1基因（GenBank Accession No.NM₀01065574）,并用土壤根癌杆菌介导的方法,把OsSsr1基因转入本氏烟（Nicotiana benthamiana）中,提高了转基因植株的耐盐性。生理指标测定结果表明:在盐胁迫下,转基因和野生型植株中的丙二醛（MDA）、脯氨酸的含量以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性都呈上升趋势,但转基因烟草中MDA含量升高速率明显低于野生型,而脯氨酸的含量以及POD、SOD活性的升高速率明显高于野生型烟草。因此,OsSsr1转基因烟草耐盐性的增强,可能是脯氨酸含量和活性氧清除能力的提高引起的。     

细叶百合LpWRKY20基因的克隆和表达分析

从细叶百合(Lilium pumilum)中克隆得到LpWRKY20基因,该基因ORF全长为1899bp,编码632个氨基酸,属于WRKY家族Group1;蛋白相对分子量约为68.36ku,理论等电点为5.45,为亲水性蛋白没有跨膜结构;同源氨基酸序列分析显示与海枣(Phoenix dactylifera)同源性达到62%;亚细胞定位显示其在细胞核内表达,具有一般转录因子特性。qRT-PCR分析显示随着鳞茎低温(4℃)储藏时间的增加,该基因的表达量逐渐升高并且在S4时期达到最大,表明其参与调控百合鳞茎休眠解除进程,为进一步了解该基因功能奠定基础。     

细叶百合DREB转录因子生物信息学及胁迫应答表达分析

DREB转录因子是AP2/ERF家族的主要成员，在植物应对非生物胁迫中发挥重要作用。目前还没有针对细叶百合DREB转录因子家族的系统分析。本研究基于细叶百合(根、茎、叶)转录组数据筛选出12个DREB转录因子，命名为LpDREB1-LpDREB12,并对其进行生物信息学及不同组织在胁迫下的表达模式分析。结果表明，细叶百合DREB蛋白多为不稳定蛋白且具有一定亲水性，α螺旋和无规则卷曲是蛋白二级结构的主要组成部分。系统进化分析显示，12个细叶百合DREB转录因子同61个拟南芥DREB转录因子聚类到一起，说明细叶百合和拟南芥DREB家族成员具有较高的保守性。表达模式分析表明，在干旱、盐、低温及脱落酸胁迫下12个细叶百合DREB基因的表达均有组织特异性。研究结果丰富了细叶百合DREB基因数据库，为挑选优质抗逆基因提供了理论依据。     

胡杨PeREM1.3过表达提高烟草耐盐性的机制

目的盐害作为一类非生物胁迫严重危害了农作物的生存以及产量。Remorin作为一类植物特有的蛋白质在植物适应环境过程中具有重要功能。本研究克隆了胡杨remorin蛋白PeREM1.3的编码基因PeREM1.3,并研究PeREM1.3基因在植物耐盐性中的作用。方法笔者将基因构件35S::PeREM1.3转入模式植物烟草中, 在盐胁迫条件下,通过生理生化的方法对表达PeREM1.3的转基因烟草进行基因功能的分析。结果研究显示PeREM1.3蛋白定位于细胞质膜上,其编码基因PeREM1.3的开放阅读框(ORF)长600 bp,编码199个氨基酸。胡杨中PeREM1.3能够响应盐胁迫和渗透胁迫表达上调。结果表明,在烟草中过表达PeREM1.3明显地提高了耐盐性。过表达PeREM1.3的烟草转基因株系中抗氧化物酶如SOD、POD和CAT活性显著提高,降低了活性氧水平,调控活性氧平衡。另外植物抗逆相关基因SOS1、HAK、NHA1、VAG1和PMA4的转录水平显著增高,调控K+/Na+平衡。结论这些结果说明PeREM1.3蛋白通过维持植物的活性氧平衡和K+/Na+平衡来提高植物的耐盐性。      

过量表达棉花GhSAP1提高转基因烟草的耐盐性

【目的】SAP（stress-associated protein）是一类涉及胁迫应答和调控的锌指蛋白。克隆并分析其对逆境胁迫应答的反应,为棉花抗逆育种提供候选基因。【方法】通过电子克隆方法并经RT-PCR验证获得棉花锌指蛋白基因GhSAP1,将带有目的基因的载体质粒通过PEG介导转化棉花叶肉原生质体细胞,瞬时表达分析其编码蛋白的特性及亚细胞定位信息。通过qRT-PCR技术分析目标基因的组织表达特征及非生物胁迫条件下的表达特性。通过农杆菌介导叶盘转化法,经组织培养获得转基因烟草进行异位表达,检测其与抗逆相关的生理指标,证明其提高植物抗逆能力。【结果】GhSAP1 ORF长度为543 bp,编码一条含180个氨基酸残基的多肽。其理论等电点8.97,分子量19.3 kD,具有典型的A20/AN1锌指结构域。亚细胞定位显示该基因编码的蛋白定位于细胞核上。不同组织器官表达分析显示,GhSAP1在根、茎、叶中的表达量高,而在开花后5 d的胚珠中表达量很低。GhSAP1受盐胁迫诱导,高盐处理2 h后表达量最高。利用含100 μg•mL-1 Kan的培养基进行抗性筛选转基因后代,结合目标基因的PCR与RT-PCR验证,获得转GhSAP1的转基因烟草阳性株系10个。目标基因GhSAP1均能在烟草基因组中整合并异位过量表达。随机选择3个转基因烟草株系,盐胁迫处理显示,发芽一周的种子在含200 mmol•L-1 NaCl培养基上胁迫12 d,转基因植株幼苗平均成活率为81.7%,比非转基因对照植株增加近3倍,其平均根长为3.05 cm,极显著高于非转基因对照。利用GhSAP1表达较高的L2纯系进行成株期烟草盐胁迫处理30 d,转基因烟草后代的SOD活性和可溶性总糖含量增幅分别为23.89 U•g-1 FW和8.37 %,均显著高于非转基因对照;与未胁迫处理相比,转基因植株的叶绿素含量降低幅度仅为0.17 mg•g-1 FW,而非转基因对照降低了0.39 mg•g-1 FW;盐胁迫处理后,转基因植株的MDA含量增幅为7.42 nmol•g-1FW,而非转基因对照增幅达20.85 nmol•g-1FW;在盐胁迫下,转基因植株具有更强的K+根部运输到植株绿色组织能力,其地上部的K+/Na+为1.23,显著高于非转基因对照。【结论】GhSAP1在参与植物的逆境应答反应机制中具有重要作用,过量表达GhSAP1可显著提高转基因烟草的耐盐能力。     

过表达AtNEK6转基因烟草的耐旱耐盐性研究

NEK6基因编码一种丝/苏氨酸蛋白激酶,具有调控植物细胞周期蛋白基因表达和乙烯信号转导的功能,与植物抵抗逆境胁迫相关。将拟南芥AtNEK6基因导入烟草,利用甘露醇和NaCl模拟干旱和盐胁迫环境对T2代转基因烟草进行研究。结果表明,在无胁迫处理条件下,转基因烟草根长、侧根数和鲜重显著高于野生型;在干旱和盐胁迫条件下,转基因烟草根长、侧根数和鲜重均极显著高于野生型,表现出较强的耐旱耐盐性;胁迫处理的转基因烟草叶片叶绿素荧光参数值(Fv/Fm)、SOD和CAT活性以及Pro含量极显著高于野生型,MDA含量极显著低于野生型,进一步证明了AtNEK6基因能够促进烟草的生长和提高转基因烟草对于干旱与盐碱的抵抗能力。     

细叶百合的形态特征比较研究

研究结果表明,栽培条件下细叶百合1年生实生苗不抽茎,只长基生叶,2年生细叶百合实生苗中分不抽茎、抽茎不开花和开花的三种情况。3年生和4年生细叶百合全部开花,且开花比例随栽培年龄增加而增大。叶数随着植株年龄的增加而增加,其4年生植株叶数较多,不同年龄植株的鳞片相差不多,以3年生植株稍多;单株花数与叶数类似,也随植株年龄的增加而增加;单果胚珠数和单果种子数2个指标都是3年生植株最高,而种子与胚珠的百分比,则又是随着年龄的增加而增加。通过组培苗、扦插苗、实生苗露地栽培试验比较,扦插苗的各项指标都最大,实生苗次之,组培苗最少。     

细叶百合中内源激素的变化

应用ELISA测定了细叶百合鳞茎中的吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)的含量。结果表明,不同年龄、不同部位鳞片中三种激素含量均有较大差异：随着年龄的增加,IAA的含量呈上升趋势,ABA含量呈下降趋势;外层鳞片和鳞片下层IAA含量最高,ABA含量最少,且具有较高的IAA／ABA和GA／ABA值。     

百合LoNHX2基因的克隆与表达分析

[目的]为了解决百合在北方盐碱地区百合种球生长和产量的问题.[方法]以OT型百合'Robina'为材料,克隆了百合液泡膜钠氢逆向转运蛋白基因(LoNHX2),并使用前期试验得出的半致死浓度200 mM NaCl对百合种球进行处理,通过荧光定量分析百合LoNHX2基因在盐处理后不同时间及不同部位的表达状况.[结果]结果表明:(1)百合LoNHX2基因全长为1 608 bp,编码525个氨基酸;(2)百合LoNHX2蛋白性质稳定,由20种氨基酸组成,为脂溶性蛋白;(3) 200 mM NaCl对百合种球根系进行盐胁迫处理后,LoNHX2基因在百合根部的表达量随时间变化,呈先上升再下降趋势;(4)对百合盛花期不同部位中LoNHX2基因表达量分析,LoNHX2基因在花瓣中表达量最高,其次是叶片、茎、根,表达量最低的是鳞茎.[结论]发现百合LoNHX2基因在盐胁迫中有重要作用,可通过降低细胞质中Na+的浓度,从而降低高盐胁迫对植物细胞的伤害.为百合种球耐盐分子育种提供理论依据,对百合在北方产业化发展及园林应用方面具有重要意义.     

白桦BpPAT1基因的表达模式及耐盐性分析

  目的  GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族,已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析,为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究。  方法  从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得了1条GRAS转录因子基因,将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织中BpPAT1的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析BpPAT1的抗逆功能,构建其植物过表达载体（pROKII-BpPAT1）与抑制表达载体（pFGC5941-BpPAT1）,利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系,获得BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别对BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,鉴定BpPAT1是否能调控白桦的耐盐能力。  结果  多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征,且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明:在盐胁迫6 h后,BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升（P < 0.05）,说明该基因能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明:在白桦中过表达BpPAT1能够使过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）活性显著增强（P < 0.05）,同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量。  结论  白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫,过表达BpPAT1显著增加了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量,进而提高了ROS清除能力,有效增强了白桦的耐盐能力。      

过表达毛白杨线粒体APX基因烟草提高抗逆能力的研究

  目的  为了研究毛白杨线粒体APX（PtomtAPX）在抗逆过程中的作用,本研究对过表达PtomtAPX的转基因烟草进行抗逆研究。  方法  对过表达PtomtAPX烟草和野生型烟草进行干旱、盐、氧化胁迫处理后,测量相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量、APX活性、AsA消耗量、NADP/NADPH比值和SOD活性。  结果  通过对比转基因烟草植株与野生型植株的生长差异发现,在氧化胁迫、盐胁迫和干旱胁迫下,转PtomtAPX基因烟草的APX活性、相对含水量、叶绿素含量、AsA消耗量、NADP/NADPH比值升高量均明显高于野生型,其中转PtomtAPX基因烟草的APX活性为野生型的1.77倍,平均相对含水量为野生型的1.15倍,叶绿素含量为野生型的1.6倍,AsA消耗量为野生型的1.11倍,NADP/NADPH值为野生型的1.18倍,表明过表达PtomtAPX转基因植株清除活性氧的能力更强。  结论  在非生物胁迫下,PtomtAPX能消除H₂O₂,防止细胞损伤,在植物抗逆中发挥重要作用。      

过表达花生ABA途径抗逆基因AhLOS5提高转基因烟草的耐盐性研究

AhLOS5基因编码花生ABA生物合成的关键酶钼辅因子硫酸化酶,是ABA途径重要的抗逆基因.为探究AhLOS5基因在植物耐盐方面的功能,本研究以T1代过表达AhLOS5和RNAi转基因烟草株系为研究对象,测定盐胁迫下种子根长、细胞膜完整性、叶绿素含量、抗氧化酶活性、内源ABA和脯氨酸含量等生理生化指标.结果表明,盐胁迫...     

秦巴山区野生百合组培苗耐盐性的初步评价

以耐盐指数、相对生长率和相对叶绿素指数为指标,在组培条件下对5种野生百合21份百合材料进行耐盐性评价,利用各指标的隶属函数值对所有材料进行聚类分析.结果表明,不论从耐盐指数、相对生长率,还是从相对叶绿素指数来看,供试百合材料间的耐盐性差异都达极显著水平.从整体上看,宜昌百合、卷丹与野百合耐盐性较强,山丹次之,宝兴最弱....     

马尾松PmMYB169基因亚细胞定位及其超表达烟草低磷抗性分析

为探讨马尾松PmMYB169基因耐低磷胁迫功能,在前期克隆PmMYB169全长序列的基础上,构建pBWA(V)HS-PmMYB169-GLosgfp载体,在烟草中对PmMYB169基因进行亚细胞定位;通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草,分析转基因植株对低磷胁迫的抗性。结果表明:PmMYB169基因在细胞核中行使功能;遗传转化获得22株转基因植株,对表达量较高的3个株系(Line-2、Line-11、Line-16)进行耐低磷分析显示,低磷胁迫下转基因烟草中磷含量、生物量、Apase活性、POD活性及SOD活性均显著高于野生型,而正常磷及高磷条件下两者并无明显差异,因此,超表达PmMYB169基因显著提高了植株的耐低磷能力。     

转猪轮状病毒VP6基因烟草的杂交检测

为了确定VP6基因是否已整合到烟草的基因组中,通过PCR-Southern、Dot-Blot和Western-Blot方法检测转基因烟草,结果表明,VP6基因已经成功地转化到烟草中。     

玉米热激转录因子基因ZmHsf06表达提高拟南芥耐盐性

在对从玉米幼叶中获得热激转录因子基因ZmHsf06生物学特性及转基因拟南芥植株耐热性和抗旱性评价的基础上,从表型和生理水平对转ZmHsf06基因植株的耐盐性进行了鉴定。表型观察结果显示,盐胁迫下转ZmHsf06拟南芥植株根系和地上部长势明显强于野生型;生理指标分析发现,盐胁迫下转基因植株能保持相对较高的叶片SOD、POD、CAT活性和叶绿素含量,以及相对较低的相对电导率、丙二醛含量,且叶片渗透势升高明显。结果表明,ZmHsf06不仅能提高植株耐热性和抗旱性,在一定程度上对提高植株的耐盐性也发挥重要作用,是玉米热激转录因子家族主要成员之一。     

黄瓜CsNAC032基因的克隆及盐胁迫响应分析

黄瓜对盐胁迫非常敏感,土壤中盐含量过高会严重影响其正常生长和发育,从而影响黄瓜的品质和产量。为了筛选黄瓜耐盐相关基因,采用同源克隆技术,从黄瓜叶片的cDNA中克隆了1个NAC转录因子CsNAC032。CsNAC032基因CDS长900 bp,编码299个氨基酸,相对分子质量为34 271.63,等电点为5.67。亚细胞定位预测CsNAC032定位于细胞核。序列比对和进化分析表明,CsNAC032有NAC家族蛋白典型的保守结构域,在N端约150个氨基酸中包含A、B、C、D、E等5个保守的亚结构域,CsNAC032与甜瓜的CmNAC-like (NP＿001284423.1)的亲缘关系最近。通过qRT-PCR检测CsNAC032基因在黄瓜不同器官中的表达情况,发现其在主要在根、茎、子叶、果刺等营养器官中表达,暗示其可能主要参与营养器官的发育。在黄瓜幼苗受盐胁迫后3 h,CsNAC032表达水平升高,并于处理后12 h表达水平达到最高,说明CsNAC032可能在黄瓜抵御盐胁迫中发挥着一定功能。     

烟草中NAC类转录因子基因的克隆及分析

 【目的】克隆烟草NAC类转录因子基因,分析其序列特征和表达特性,为深入研究NAC类转录因子对烟草打顶后根系的生长发育与烟碱生物合成之间的关系奠定基础。【方法】采用电子克隆结合RT-PCR获得烟草NtNAC-R1全长cDNA序列,并进行生物信息学分析,用pRESTB原核表达系统进行该基因的原核表达。分别采用RT-PCR和Northern杂交对烟草打顶前、后根尖组织中NtNAC-R1的表达模式进行分析。【结果】烟草NtNAC-R1开放性阅读框架长度为936 bp,编码311个氨基酸,具有NAC转录因子家族典型的保守结构域。系统进化分析表明,该基因与矮牵牛NAC亲缘关系较近,属茄科植物特异NAC家族,在原核细胞中具有表达活性。该基因在烟草根中的表达水平最高,在烟草打顶后2—4 h表达水平下降,随后上升。【结论】从烟草根尖组织中克隆了一个NAC转录因子基因NtNAC-R1,该基因在根系中具有高水平表达,在烟草打顶后2—4 h表达水平显著降低,具有响应烟草打顶所导致的信号传递作用。     

百合LiLFY1基因的克隆和表达分析

 【目的】分离百合的LFY类基因,检测百合中LFY类基因的拷贝数并分析其表达模式。【方法】利用 RT-PCR结合RACE的策略克隆百合的LFY类基因,通过Southern杂交检测百合中LFY类基因的拷贝数,通过RT-PCR分析LiLFY1基因的表达模式。【结果】获得了包括全长开放阅读框（ORF）的LiLFY1基因的cDNA序列。与已克隆的LFY类蛋白的同源性分析表明,LiLFY1编码的蛋白与单子叶植物水稻和玉米的LFY类蛋白具有更高的同源性。Southern杂交结果表明,二倍体百合中有2个拷贝的LFY类基因。LiLFY1基因在百合的幼嫩花芽和顶端分生组织中表达,而在根、茎、成熟的叶片和成熟花的各轮器官中不表达。【结论】百合的LiLFY1基因与已克隆的其它作物的LFY类基因高度同源,在百合的顶端分生组织和幼嫩花芽中表达,LiLFY1基因的克隆将有助于调整百合开花时间的基因工程研究。