全基因组范围葡萄热休克转录因子的鉴定与分析

[目的]从全基因组范围鉴定葡萄热休克转录因子基因家族,并对其基因结构、蛋白结构、基因启动子、基因在进化中受到的选择压力以及其编码基因在非生物胁迫下的表达变化进行综合分析,并对葡萄热休克转录因子基因家族的密码子使用偏好性进行研究,分析影响葡萄热休克转录因子基因家族密码子使用偏好性的因素。[方法]利用葡萄基因组数据库相关数据建库结合本地BLAST法鉴定序列,利用多重序列比对,进化树构建等生物信息学方法进行分析。[结果]鉴定了20个葡萄热休克转录因子,并将其分为4个亚组。其中9个热休克转录因子基因在冷胁迫1 h下表达上调,2个在冷胁迫4 h下表达上调。在高温胁迫14 d条件下,7个热休克转录因子基因表达量下调。在高温胁迫42 d条件下,8个热休克转录因子基因表达量下调。此外发现,葡萄热休克转录因子家族各成员基因存在密码子使用偏好性。[结论]该研究为深入研究葡萄热休克转录因子的功能提供了有用的信息。     

番茄果实颜色相关MYB转录因子的基因表达研究

在番茄果实颜色发育过程中,转录因子参与其中。在源于番茄野生种Solanum lycopersicoides的导入系群体中,发现了1个黄果突变体,以红果亲本番茄及该黄果突变体为遗传材料,通过数字基因表达谱测序及RT-PCR,对MYB转录因子的表达模式进行研究。筛选到多个与果实颜色相关的差异表达MYB转录因子,并进行了半定量RT-PCR验证。     

基于转录组测序解析南瓜子叶黄化的分子机理

为研究南瓜叶色黄化突变的机制，挖掘黄化相关关键基因，试验以南瓜自然黄化突变体为试材，通过高通量RNA测序(RNA-seq)对苗期子叶进行转录组分析。结果表明：从检测的26 445个表达基因中鉴定出12 687个差异表达基因(DEGs),包括6 444个上调基因，6 243个下调基因；其中2 321个DEGs是转录因子编码基因。选取14个与光合色素密切相关的DEGs进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析，发现它们的基因表达水平与转录组测序结果一致。经KEGG富集分析，发现卟啉和叶绿素(Chl)生物合成、光系统Ⅰ、光系统Ⅱ、光合作用-天线蛋白、电子传递和F型ATP酶相关基因的表达显著下调。谷氨酰-tRNA还原酶、镁离子螯合酶、叶绿素a加氧酶基因异常表达，血红素代谢相关基因表达上调抑制了Chl合成；β-胡萝卜素3-羟基酶促进了类胡萝卜素生成；另外，光合作用过程受阻也反馈抑制Chl合成，Chl合成受阻和类胡萝卜素合成受促导致南瓜叶色黄化。研究结果为南瓜黄化突变的分子机制提供了新的见解，为关键基因功能分析和南瓜育种奠定了基础。     

辣椒绿茎突变体gh1转录组及候选基因表达分析

以EMS诱变的辣椒绿茎突变体gh1和紫茎野生型樟树港辣椒(ST–8)为材料，测定茎中花青素含量；采用转录组测序技术(RNA–seq)和实时荧光定量PCR(qRT–PCR)分析与辣椒茎中花青素生物合成相关基因的表达水平。结果表明：突变体gh1茎中的花青素含量极显著低于ST–8茎中的花青素含量；与ST–8相比，gh1共获得1794个差异表达基因，包括1003个上调表达基因，791个下调表达基因；与花青素生物合成途径相关的基因包括9个结构基因(DFR、UF3GT、F3H、ANS、CHI、CHS、C4H、PAL、4CL)和3个转录因子(TT8、AN1、TTG1)；对与花青素合成相关的差异表达基因进行转录组表达量分析和qRT–PCR分析，筛选出4个结构基因(CHS、CHI、DFR、UF3GT)和1个转录因子(AN1)，推测这5个基因可能在辣椒茎中花青素生物合成途径中起重要作用。     

南方型紫花苜蓿根系盐胁迫应答转录因子鉴定与分析

转录因子可以调节众多下游基因的表达,在植物抗逆境中起重要的调节作用。为了解析转录因子在南方型紫花苜蓿适应盐胁迫环境的分子机制,以南方型紫花苜蓿Medicago sativa Millennium为材料,以正常培养（WT_ck1）和氯化钠（盐）胁迫（WT_N1）条件下的2个样品根系进行转录组分析,鉴定紫花苜蓿根系盐胁迫应答转录因子基因。同时,随机挑选4个转录因子差异表达基因进行实时荧光定量qRT-PCR（3次重复）,验证转录组测序技术（RNA-Seq）结果的可靠性。结果表明:紫花苜蓿根系在250 mmolL－1氯化钠 胁迫下72 h,共检测到31 907个基因表达量发生了改变,表达量差异达到2倍以上的基因共2 758 个。其中,隶属于38个转录因子家族199个转录因子在盐胁迫下差异表达,上调表达104个,下调表达95个。在各转录因子家族中,盐胁迫应答基因数量最多的是MYB基因家族,其后分别是AP2-EREBP,bHLH,WRKY,NAC和GRAS基因家族,这暗示了紫花苜蓿根系对盐胁迫响应可能是多种转录因子家族共同参与的应答过程。 qRT-PCR分析表明:4个随机选择的基因在胁迫前后的表达特点与表达谱测序结果一致。此外,MsERF-2b,MsbHLH,MsbZIP,MsGRAS,MsNAC,MsMGT-3a和MsWRKY等转录因子被选为与盐胁迫应答相关的候选转录因子。该研究结果为阐明植物对盐胁迫的应答机制提供了新的线索。图3表3参36     

基于STTM技术的拟南芥miR161.1功能分析

【目的】利用短串联靶标模拟(short tandem target mimic, STTM)技术获得了miR161.1敲减的转基因突变体,且突变体具有明显表型变异,能够为miR161功能研究奠定基础,进而应用于作物杂交种的不育化制种。【方法】通过构建拟南芥pFGC5941-STTM161.1双元表达载体及遗传转化,获得STTM161.1转基因T₀代种子。利用基因型分析和表型分析得到STTM161.1突变体。通过转录组分析对miR161.1参与的基因表达调控和生物途径进行研究。【结果】通过实时荧光定量,在拟南芥STTM161.1株系中miR161.1的表达量显著下降,而靶基因则显著上调表达。与野生型相比,STTM161.1突变体植株表现生育期提前、叶片变大、部分不育、果荚出现种子败育的表型。转录组分析结果表明,数个质体表达基因表现显著上调,miR161.1的差异表达基因主要参与的代谢途径包括：次生代谢物生物合成、苯丙烷生物合成、嘌呤代谢、α-亚麻酸代谢。STTM161.1转录组筛选到的差异表达关键基因包括花器官发育关键调控因子MADS编码基因,植物雌雄蕊发育和花粉粒...     

Bacillomycin D突变体在生物膜形成中的转录组分析

[目的]植物促生细菌的根际生物膜形成过程是其功能发挥的关键因素,本研究利用转录组技术遴选参与这一过程的相关基因。[方法]利用转录组技术分析解淀粉芽孢杆菌SQR9的突变体SQR9M1和野生型SQR9生物膜形成24 h时基因的表达差异,并用定量Real-time PCR验证;通过电感耦合等离子质谱(ICP-MS)的方法比较突变体SQR9M1和野生型SQR9的胞内铁离子浓度的差异;细胞培养板结合定量PCR监测外源添加铁离子后对突变体SQR9M1生物膜形成表型和相关基因表达的影响。[结果]突变体SQR9M1的生物膜形成能力在培养前期(24 h)显著低于野生型SQR9。与野生型相比,突变体生物膜细胞中共有1 261个基因表达发生改变,其中574个基因上调(P0.01),687个基因下调(P0.01)。功能明确的变化基因约占全部差异基因数量的70%,变化最大的基因功能类群是无机离子转运和代谢。突变体SQR9M1的生物膜形成延迟现象与其铁离子转运能力受损有关,外源添加铁离子能诱导野生型SQR9和突变体SQR9M1生物膜的形成和相关基因的表达。[结论]突变体SQR9M1铁离子ABC转运蛋白Fhu BGC、Feu ABC和Yfm CDEF相关基因显著下调,其胞内铁离子浓度在生长前期显著低于野生型,外源添加铁离子后能恢复突变体的生物膜表型。     

甘薯基因组bHLH转录因子鉴定与逆境胁迫表达分析

利用生物信息学方法从未经注释的甘薯(Ipomoea batatas)基因组中鉴定得到143个bHLH转录因子,对其保守结构域、motif组成、染色体分布情况、系统进化以及尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp.batatas,Fob)胁迫下和低温胁迫下的差异表达基因进行分析.结果表明,甘薯bHLH结构域约由54个氨基酸组成,其中21个氨基酸位点保守性在50%以上;74.8%(107个)的家族成员具有E-盒结合活性,56.6%(81个)的家族成员具G-盒结合活性.bHLH基因在15条染色体上的分布不均匀,在1、2、5、6以及14号染色体上分布较多,9和12号染色体上分布较少.MEME分析得到甘薯bHLH转录因子含有5个保守基序,motif 1和motif 2共同组成了bHLH结构域,存在于90%以上的家族成员中;系统进化分析将甘薯bHLH基因家族分为22个亚组.甘薯bHLH转录因子中有6个家族成员响应尖孢镰刀菌胁迫,其中4个基因表达下调,2个基因表达上调;在低温胁迫下甘薯bHLH家族成员中有44个基因表达量发生变化,其中13个基因在4个处理组中表达量均有变化,8个基因表达下调,5个基因表达上调.     

匍匐翦股颖接种立枯丝核菌后基因表达变化的转录组学分析

【目的】确定匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)接种立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)后基因种类和表达量在转录水平的变化规律,明确草坪草病原菌侵染响应的关键基因。【方法】匍匐翦股颖生长14 d后采用麦粒培养物接种立枯丝核菌,接种3 d后选取感病叶片和未接种叶片提取RNA,进行转录组高通量测序,然后利用生物信息学分析,用Trinity组装匍匐翦股颖转录组,以组装子为参考,以|log2(fold change)|1,q-value0.005为阈值选取感病和健康匍匐翦股颖叶片转录组的差异表达基因,并用i TAK软件分析其转录因子家族及表达变化,与植物R基因库进行blast分析R蛋白分类、利用Mapman软件分析生物胁迫信号通路相关基因的表达变化。【结果】高通量测序得到125 253 092条高质量待分析reads。经Trinity从头组装后,得到466 761条转录本。过半数的转录本长度为700 bp以上,组装结果 N50=1 100 bp。使用CD-HIT选择334 212条转录本(所有转录本的71.60%)作为Unigene,平均长度573 bp,N50=791 bp。接种后植物比接种前植物基因有7 937个上调表达,1 570个下调表达。上调基因中296个,下调基因有142个都可被定义为转录因子,分布在58个转录因子家族中,其中锌指蛋白包含转录因子C2H2最多,有54个,C3H次之,为22个。差异基因中451个可定义为植物R蛋白表达基因,可分为33类,其中包含NBS-LRR结构域的抗病蛋白、LRR受体蛋白激酶、ABC-2类型的转运蛋白、U-box结构域蛋白激酶和热激蛋白这5类基因变化最显著。差异基因中大量上调表达基因可富集在病原识别、活性氧消除、信号传导、细胞凋亡、病程相关蛋白等生物胁迫相关基因类别,下调基因显著富集在植物生长发育相关类别和通路。q RT-PCR验证了随机挑选差异基因的表达量变化,均与RNA-seq分析结果一致,其中包括12个C2H2转录因子基因,10个C3H转录因子基因,以及12个R蛋白基因。【结论】病原菌侵染后,引起匍匐翦股颖大量基因表达变化,其中转录因子、R蛋白以及抗性相关基因多为上调表达,作用为抑制病原菌扩散,而生长发育相关基因表达下调,这些进程共同使匍匐翦股颖产生对立枯丝核菌的先天基础抗性。     

次黄嘌呤核苷酸脱氢酶对猪链球菌2型ZY05719基因转录谱的影响

次黄嘌呤核苷酸脱氢酶(IMPDH)是猪链球菌2型的毒力相关因子,该基因的丢失降低了猪链球菌2型菌株ZY05719黏附HEp-2、PK15细胞的能力。为全面掌握IMPDH对ZY05719致病力的影响机制,采用定制的Agilent猪链球菌2型基因表达谱芯片,比较了亲本菌株ZY05719(ZY)和impdh敲除菌株(ΔZY)的基因转录情况。结果显示,impdh的丢失影响了254个基因的转录,其中包括impdh的下调基因177个,上调基因77个。对差异基因进行同类群聚类(Clusters of Orthologous Groups,COG)分析,显示差异基因主要集中于氨基酸、碳水化合物的转运代谢,以及核糖体、细胞壁、细胞膜的生物合成和防御机制。本研究较为全面地分析了impdh对猪链球菌2型基因转录谱的影响,为解释impdh在猪链球菌致病中发挥的作用提供了数据支持。     

大豆疫霉PsMPK1沉默突变体的基因表达谱分析

[目的]促有丝分裂原蛋白激酶(MAPK)是真核生物细胞信号转导途径中的关键蛋白激酶,对植物病原菌的生长发育与侵染致病具有重要作用。我们前期发现1个MAPK基因Ps MPK1参与调控大豆疫霉的细胞壁完整性、菌丝生长、游动孢子形成,以及对大豆的致病性等生物学性状。本文旨在进一步探究Ps MPK1如何调控大豆疫霉的上述性状。[方法]利用数字基因表达谱技术对大豆疫霉Ps MPK1沉默突变体在游动孢子囊阶段的基因表达情况进行分析。[结果]样品间基因表达水平的整体相关性分析和实时定量PCR结果表明:数据具有较高的可靠性。与野生型菌株相比,Ps MPK1沉默突变体中分别有1 451个显著下调和981个显著上调的基因,占所有被检测基因的23%。与之相比,被检测的细胞壁相关基因和分泌蛋白编码基因中,显著差异表达的基因比例更高(分别占37%和28%),且大部分基因为下调表达(分别占87%和78%)。显著下调表达的分泌蛋白编码基因中,37个基因可能与侵染过程相关,主要编码Rx LR、NLP和CRN等家族的效应分子,CBEL蛋白,富含半胱氨酸蛋白,氧化还原相关蛋白以及水解酶等。[结论]首次通过转录组学方法揭示了特定的功能基因Ps MPK1沉默后大豆疫霉基因组的转录变化,鉴定了可能与Ps MPK1信号途径相关的基因和基因家族,为进一步研究大豆疫霉中MAPK的调控网络奠定了基础。     

紫花苜蓿不同发育时期次生壁合成调控的转录组分析

【目的】探讨紫花苜蓿次生壁合成的基因网络调控变化和表达模式,确定一些关键候选基因和转录因子,为紫花苜蓿次生壁加厚调控网络的分子机制研究奠定基础。【方法】对‘中苜1号’紫花苜蓿分枝期（S1）、现蕾期（S2）、初花期（S3）和盛花期（S4）的茎进行近红外光谱法测定次生壁主要物质含量和Illumina HiSeq^TM 2500高通量转录组测序。以紫花苜蓿的近缘物种蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）基因组作为参考基因组进行序列比对并组装构建转录本。利用FPKM法计算基因表达量,以Fold change（差异表达倍数）≥2或≤0.5（表达上调或下调）、FDR（false discover rate）≤0.05为筛选条件,在3个相邻时期转录组比较组合中（S2vs S1,S3 vs S2,S4 vs S3）筛选差异表达基因。通过Gene Ontology数据库和KEGG Pathway数据库对紫花苜蓿不同发育时期差异表达基因的功能和参与的代谢途径进行注释。【结果】共获得41 734个基因在紫花苜蓿不同发育时期的转录表达情况,27个功能注释与紫花苜蓿纤维素、木质素合成密切相关的基因差异表达,其变化趋势与纤维素和木质素含量测定结果基本一致,即随着生长发育时期的变化,表达水平逐渐提高。研究表明,初花期是紫花苜蓿次生壁合成调控的转折期,纤维素和木质素含量与其合成基因表达量在初花期均显著提高。MTR_2g016630（Ces）和MTR_7g103590（Ces A1）等纤维素合成酶基因表达水平在初花期显著上升,木质素合成途径中,MTR_1g064090（PAL1）、MTR_1g111240（C4H）和MTR_2g104960（CCR）基因表达量在初花期或盛花期相比分枝期上调表达倍数达到10倍以上。本研究中27个与植物生长发育相关的转录因子在紫花苜蓿不同发育时期差异性表达,其中NAC家族和MYB家族转录因子有18个,也有少量WRKY、BHLH、ERF、C3H等转录因子。【结论】获得‘中苜1号’紫花苜蓿在4个生长发育时期茎的基因表达谱数据,共获得54个差异表达基因,其中稳定上调基因24个,稳定下调基因30个。这些基因很有可能参与紫花苜蓿次生壁的合成调控。     

干旱胁迫下大苞萱草bHLH转录因子家族鉴定与分析

【目的】为探究大苞萱草bHLH基因家族成员特性，基于对干旱胁迫下大苞萱草叶和根转录组测序结果，鉴定并分析大苞萱草bHLH基因家族成员。【方法】利用生物信息学方法对大苞萱草bHLH转录因子家族基因进行系统发育、理化性质、二级结构、保守结构域及基因表达等分析。【结果】共鉴定出55个大苞萱草bHLH家族基因并分为11个亚族；bHLH蛋白理化性质差异较大，总平均亲水性为负值，均为亲水性蛋白；亚细胞定位预测大苞萱草bHLH蛋白主要分布在细胞核中；基因表达分析表明，叶中有26个上调基因，26个下调基因，根中有32个上调基因，22个下调基因，差异基因HmbHLH50的表达量变化显著，可能与大苞萱草的抗旱能力相关。【结论】本研究为挖掘bHLH转录因子家族基因的功能奠定基础，也为深入解析大苞萱草的抗旱机制提供理论依据。     

南方型紫花苜蓿叶片盐胁迫应答转录因子鉴定与分析

以南方型紫花苜蓿‘Millennium’为材料,以正常培养（WT_CK2）和250 mmol·L-1 NaCl胁迫下72 h时（WT_N2）条件下的2个样品叶片进行转录组分析,鉴定紫花苜蓿叶片盐胁迫应答转录因子基因。同时随机挑选4个转录因子差异表达基因进行实时荧光定量qRT PCR验证RNA Seq结果的可靠性。紫花苜蓿叶片在250 mmol·L-1 NaCl胁迫下72 h时,检测到表达量差异达到2倍以上的基因共7 497个,其中包括隶属于46个转录家族474个转录因子在盐胁迫下的差异表达,上调242个,下调232个。bHLH,NAC,WRKY和C2H2转录家族成员基因70%以上表达上调。实时荧光定量PCR分析表明4个随机选择的基因在胁迫前后的表达特点与表达谱测序结果一致。此外,还发现大量紫花苜蓿盐胁迫应答的转录因子候选基因如MsERF110,MsERF071,MsbHLH36,MsZFP,MsHSFB 3,MsMYB,MsNAC和MsWRKY等。同时,也揭示了紫花苜蓿叶片对盐胁迫响应可能是多种转录因子家族共同参与的应答过程。     

玉米开花期转录因子候选基因的关联分析

【目的】生育期相关性状是玉米育种研究的重点之一。作为重要的生育期性状,开花期（抽穗期、吐丝期和散粉期）的提前,可保证玉米充分脱水,适宜机收;也为中国黄淮海地区小麦-玉米一年两熟耕作模式下的小麦播种减轻压力。转录因子是转录水平基因表达调控的重要上游因子,对目标基因发挥转录激活或转录抑制的作用。在全基因组水平上解析转录因子对玉米开花期的调控作用,获得开花期提前且不影响产量的玉米转录因子单倍型组合,进而挖掘优异种质资源,可为培育开花期适宜的玉米育种研究提供基因资源。【方法】使用候选基因关联分析方法,对开花期相关转录因子及显著SNP进行分析;并利用DAP-seq技术捕获了关键转录因子的结合位点和下游基因;随后对转录因子调控的下游基因进行GO分析,探究转录因子通过影响其下游基因对开花期进行调控的基因网络。【结果】玉米开花期3种性状（吐丝期、散粉期、抽穗期）中,与吐丝期和抽穗期性状以及吐丝期和散粉期性状同时关联的转录因子显著SNP均为75个,与抽穗期和散粉期性状同时关联的显著SNP为128个,同时关联到3种表型的显著SNP为58个。表明开花期3种性状可能受相同的转录因子调控。选取含有3个及以上开花期相关显著SNP的转录因子基因,通过DAP-seq,捕获了这些转录因子结合的关键基序及调控的下游基因。转录因子结合的下游基因显著富集于转录因子活性、DNA结合、RNA结合、有机氮化合物的合成代谢过程、与生殖有关的发育过程等;不同的转录因子存在共同调控的下游基因,生育期相关性状关键调控性转录因子为ARF、MYB和NAC。对关键上游转录因子进行单倍型分析,发掘了玉米生育期提前,同时对产量无负向影响的转录因子最优单倍型组合。【结论】运用DAP-seq技术并结合前人研究绘制了全基因组水平上转录因子对生育期相关农艺性状的调控网络,并发掘了既提前玉米生育期又对产量无负向影响的转录因子最优单倍型组合。     

苹果树腐烂病菌根皮苷水解酶基因Vmlph1的功能

为明确根皮苷降解酶在苹果树腐烂病菌侵染过程中的作用,从苹果树腐烂病菌基因组序列中鉴定出候选根皮苷降解酶基因Vmlph1,利用Double-joint PCR和PEG介导的原生质体转化技术构建Vmlph1敲除突变体,观察突变体营养生长状况、产孢情况以及致病力的变化;利用HPLC方法检测基因敲除对根皮苷降解速率的影响。结果发现,经PCR及Southern blot验证后获得Vmlph1基因的敲除突变体;与野生型菌株相比,突变体菌落颜色变白,生长速率和产孢能力显著降低;接种到叶片和枝条上,突变体致病力显著降低;突变体根皮苷降解能力与野生型没有显著差异;在根皮苷诱导下,野生型菌株黑色素合成调控转录因子Cmr1基因的表达量显著上调,但突变体Cmr1基因的上调倍数显著低于野生型菌株。表明,根皮苷降解酶基因Vmlph1与苹果树腐烂病菌营养生长、致病力、分生孢子的产生及黑色素合成有关。     

大白菜雌不育突变体fsm花蕾激素代谢的转录组分析

以大白菜DH系FT为试材,通过游离小孢子培养结合EMS诱变处理,创制出一份雌性不育突变体fsm。与野生型FT相比,fsm花器官瘦小、子房干瘪、胚珠败育、自交和杂交均不结子。雌蕊的石蜡切片显示fsm中央隔膜融合异常,胚珠数量减少。内源激素测定显示,突变体fsm花蕾的生长素和油菜素内酯含量显著增高、细胞分裂素显著降低。根据转录组测序分析,差异表达基因(DEGs)主要在内源性刺激反应、非生物刺激反应、细胞膜组分和细胞外周等GO功能条目富集。KEGG分析将6921个差异表达基因比对到275条代谢途径,其中,显著富集的代谢途径包括新陈代谢、次生代谢物合成、植物-病原体互作和植物激素信号转导。YUCCA基因的表达上调可能是生长素含量增多的关键因素。激素代谢途径中,大量AUX1/IAA、GH3、SAUR和PIN类基因表达下调,可能使生长素转运受到抑制,导致雌蕊生长受阻。细胞分裂素代谢通路中,CUC、STM、WUS和CKX基因表达下调。花蕾中油菜素内酯含量增高,而BRI1类基因表达下调,表明突变体fsm可能是BR不敏感突变体,SEUSS-LIKE3和CYP85A2基因的表达下调可能导致雌蕊输导组织融合缺陷。突变体花蕾中激素间相互作用的紊乱可能是雌蕊发育异常的重要原因。利用qRT-PCR对激素代谢通路的25个差异表达基因进行验证,其表达模式与RNA-seq结果一致。研究结果为深入分析大白菜雌性不育突变体fsm雌蕊败育机理提供了重要参考价值,也为探究突变基因的生物学功能奠定了基础。     

拟南芥SOAR1基因响应ABA与渗透胁迫的表达分析

拟南芥PPR蛋白SOAR1是ABA信号转导的关键调节因子。为阐明SOAR1基因表达对ABA和渗透胁迫的响应,以及其对不同时期幼苗生长响应ABA的调控,通过拟南芥基因调控信息网站(AGRIS)分析了SOAR1基因上游可能的转录因子结合位点(顺式作用元件),并进行了不同时期幼苗受ABA诱导的生长抑制试验以及ABA处理、渗透胁迫条件下SOAR1基因的表达分析。结果表明,SOAR1启动子序列中存在多个潜在的应答ABA和逆境胁迫信号的顺式作用元件。SOAR1调控不同时期幼苗生长对ABA的敏感性,SOAR1表达调低的突变体soar1-2显著促进植物对ABA的敏感反应,而SOAR1过表达株系OE1则对ABA显著不敏感。基因表达分析结果显示,SOAR1表达量在低浓度ABA处理6 h后小幅度上调,高浓度ABA处理6 h后变化程度较低;而在低浓度ABA处理后萌发24 h的种子和生长7 d的幼苗中,SOAR1表达随ABA浓度增长而上调。在甘露醇和PEG-6000诱导的渗透胁迫处理后,SOAR1表达受到一定抑制。     

芹菜中转录因子基因AgDREB1的分离与表达研究

DREB类转录因子是植物AP2/ERF转录因子家族中一个重要的亚家族,参与植物对逆境的应答,是植物适应逆境的重要调节因子之一。本文从不同品种芹菜中分离DREB类转录因子基因,并研究其表达情况,以进一步研究芹菜中非生物胁迫逆境调控。基于芹菜(Apium graveolens L.)转录组数据,分别从2个芹菜品种‘津南实芹’和‘文图拉’中克隆得到一个编码芹菜DREB类转录因子的基因AgDREB1。采用生物信息学方法对AgDREB1的氨基酸组成、理化性质、进化关系、空间结构等进行了分析。通过实时定量PCR方法对‘津南实芹’和‘文图拉’中AgDREB1基因的表达进行分析。结果表明:来源于‘津南实芹’和‘文图拉’的AgDREB1基因全长分别为495和492 bp,分别编码165和164个氨基酸。芹菜中AgDREB1转录因子等电点约为9.64,包含1个α螺旋和3个β折叠结构,进化关系上属于DREB亚族中的A5组。芹菜AgDREB1转录因子与其他物种的DREB转录因子具有较高的一致性。实时定量PCR分析表明,AgDREB1基因在‘津南实芹’和‘文图拉’根中的表达较高,对低温、高温、干旱和盐胁迫等非生物胁迫有响应。结论:从芹菜中克隆获得一个与逆境相关的DREB类转录因子基因AgDREB1,通过基因表达分析发现,芹菜中AgDREB1基因在根中表达最高,而且该基因与芹菜非生物胁迫相关。     

干旱胁迫下大麦蜡质缺失突变体的生理生化指标及蜡质基因表达

以野生型大麦品种浙农大3号(ZJU3)和蜡粉缺失突变体P1为试验材料,采用溶液培养法,待幼苗生长到2叶时,用不同浓度的聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫,比较大麦蜡粉缺失突变体和野生型幼苗的生理生化指标响应及10个蜡质相关基因的表达情况。结果表明:在干旱胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性先上升后下降,脯氨酸含量持续上升,丙二醛含量上升,表明大麦蜡粉的缺失会降低其抗旱能力。选取的10个蜡质基因中,P1相对于ZJU3有6个基因表达下调,3个基因表达上调,1个基因表达未见明显差异。本研究初步揭示了蜡粉缺失突变体的特性及野生型较蜡粉缺失突变体在抗旱性上的优势。