植物非生物逆境胁迫DREB/CBF转录因子的研究进展

综述近十几年来,特别是近5年来国内外DREB/CBF转录因子的研究进展,主要包括DREB/CBF转录因子的结构特点,DREB/CBF基因的克隆、表达调控及其在植物抗逆基因工程中的作用,以及DREB/CBF转录因子研究中的问题与展望,旨在为植物抗逆育种提供理论依据.DREB/CBF类转录因子即干旱应答元件结合蛋白质/C-重复序列结合子,是AP2/EREBP转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够特异性地与抗逆基因启动子区域的DRE/CRT顺式作用元件相结合,在干旱、低温和高盐等条件下调节一系列下游逆境应答基因的表达,是植物逆境适应中的关键性调节因子.目前,已从拟南芥、欧洲油菜、水稻、玉米、小麦、陆地棉、大豆和番茄等几十种植物中分离并鉴定出调控干旱、高盐及低温耐性的DREB/CBF基因,并利用这些基因得到抗逆性增强的拟南芥、欧洲油菜、番茄、小麦以及杨树等转基因植株.转基因结果表明,DREB/CBF转录因子家族在植物抗逆品种改良中具有重要的应用价值.     

油桐LEAFY同源基因片段的克隆与分析

根据不同植物LEAFY（LFY）同源基因序列的保守区,设计合成1对简并引物,利用该引物通过PCR技术从油桐基因组DNA中分离出1条长约1050bp的LFY同源基因（TUNGlfy）片段,克隆到pMD18-T载体,以期为进一步研究LFY基因表达特性及其与油桐成花生物学的关系打下基础.进行测序和生物信息学分析的结果表明,该片段长1059bp,在中间有1个长639bp的内含子,前面的外显子长294bp,后面的长126bp,共编码135个氨基酸,拼接位点与其它植物的LFY同源基因一致;其推导蛋白质序列与其它植物LFY同源基因的相似性为88%～97%,其中与毛白杨的相似性最高,达到了97%,推测它们具有相似的功能.     

蓝花楹JaCBF1转录因子片段的序列分析及耐寒性功能验证

CBF类转录因子是调控植物冷害应答反应的关键因子.从蓝花楹中克隆到一个457 bp CBF类基因片段,序列分析表明其编码142氨基酸的片段,并与多个物种CBF1基因序列高度同源,且具有CBF家族的AP2核心结构域,因此将其命名为JaCBF1.原核表达的结果显示此基因片段编码16 kDa的蛋白,表达分析结果显示JaCBF1于低温条件下在蓝花楹根、茎、叶中有差异性转录.Southern杂交结果揭示JaCBF1在蓝花楹基因组中存在至少2个拷贝.通过脓杆菌介导方法将JaCBF1异源转录到拟南芥中,荧光共聚焦显微照相结果显示其编码的蛋白质定位于细胞核,冷处理实验发现转基因拟南芥植株的耐冷性得到了显著提高,表明此新片段具有CBF类植物耐冷因子的典型功能.     

桃果实醇酰基转移酶基因的克隆及对外源乙烯的响应表达

为研究桃果实酯类香气的生物合成,克隆了桃醇酰基转移酶基因AAT,并研究了外源乙烯对该基因mRNA转录水平的影响。根据桃基因组测序结果,采用RACE和反转录PCR技术克隆到1个与醇酰基转移酶基因同源的cDNA,序列全长1 486 bp,CDS区长度为1 353 bp,编码450个氨基酸,命名为PpAAT2。PpAAT2蛋白属于PLN02481超级家族,含有植物转移酶基因2个高度保守结构域HXXXD和D(N)F(V)GWG。基因位于桃第5条染色体,BAC注释为1条包含1个内含子的mRNA序列转录链,CDS区有2处碱基突变,其中,555 bp处碱基由C突变为G,导致丙氨酸突变为缬氨酸。AAT基因响应乙烯表达,0℃冷藏桃施加外源乙烯促进AAT基因表达水平;该基因在叶片、花和成熟果肉中均表达,且在叶片和花中的表达丰度比果实高,推测其在不同的生理过程中均发挥作用。     

版纳龙竹CONSTANS同源基因的克隆与序列分析

以版纳龙竹基因组DNA为模板,采用前人基于水稻CO同源基因Hd1序列的保守区所设计的特异引物COS1和COA1,运用PCR方法扩增出一条1 520 bp的DNA片段,并克隆到pGEM-T载体。测序和序列分析结果显示:该片段含有1个590 bp的内含子,编码区930 bp共编码310个氨基酸;该基因被命名为DxCO1,其DNA序列在G enB ank中的注册号为GQ358925。在G enB ank中进行同源性检索的结果显示:其核苷酸序列与其它禾本科植物CO同源基因的氨基酸序列同源性高达81%~91%;推测的DxCO1蛋白质序列与其它种子植物CO同源基因蛋白质序列的系统发育分析结果显示:DxCO1与小麦Hd1-like等5个基因聚成了一个强烈支持的分支;另外,在该片段推测的蛋白质序列的氨基端含有一个类似锌指蛋白的B-box(Cx2Cx8Cx7Cx2Cx4Hx8H)结构域,羧基端含有一个CCT(CO,CO-like,TOC1)结构域。序列和结构的高度同源性表明:DxCO1是版纳龙竹的1个CO-like基因,可能对其开花调控有着重要作用。     

核桃响应低温胁迫转录因子ICE1基因的克隆与分析

为分析ICE(Inducer of CBF Expression)基因在核桃响应低温胁迫中的结构与功能,对低温胁迫下的核桃枝条进行转录组测序并利用RT-PCR技术分析并克隆得到核桃(Juglans regia L.)中ICE同源基因,并进一步对其进行生物信息分析及转录表达分析。结果表明,JrICE1(Genbank:109001301) CDS序列全长为1 659 bp,最大开放阅读框1 659 bp,编码552个氨基酸;JrICE1为不稳定亲水性蛋白,理论等电点5.73。同源比对发现ICE蛋白和其他植物一样具有bHLH基因家族的典型功能区域,包括富S区、NLS区、bHLH结构域,类泛素化(SUMO)结合位点各1个,且在bHLH结构域高度保守,核桃JrICE1与毛果杨(Populus trichocarpa)、甜杨(Populus suaveolens)关系最近。利用转录组分析ICE1在"辽宁8号"(耐低温)和"清香"(不耐低温)低温胁迫48 h后中的表达模式表明,JrICE1在"辽宁8号"和"清香"叶片中表达均显著上升0.53倍和4.5倍。     

杨树钙依赖蛋白激酶基因家族生物信息学分析

为给进一步分离和克隆植物中的CDPK基因奠定基础,以已经鉴定的拟南芥的CDPK(Calcium-dependent protein kinases)基因编码的结构域为检索序列,在基因组水平上对杨树的CDPK基因家族的成员进行分析,结果共找到36个杨树CDPK基因。同时利用这些基因编码的蛋白质序列与拟南芥中的CDPK基因构建了系统进化树,并对这些蛋白序列的保守序列进行了分析。结果表明,杨树CDPK基因内含子的插入位置相对比较保守。与拟南芥相比,杨树CDPK基因家族成员含有更多的基因对。通过对拟南芥、杨树CDPK家族之间进化关系和内含子分布比较发现,一些CDPK家族成员在拟南芥和杨树未分离之前就已经形成。     

橡胶树HbMYB20基因的克隆及其对拟南芥次生壁发育的调控

【目的】MYB转录因子是调控植物木质素合成和次生壁形成的重要转录因子之一。本文分离克隆到一个与拟南芥AtMYB20高度同源的橡胶树MYB转录因子基因HbMYB20,并在拟南芥中对其功能进行研究,以期了解其在橡胶树木质素合成和次生壁发育的分子调控中的作用,为橡胶树木材形成的分子调控机制研究及其遗传改良奠定基础。【方法】采用 blast分析从树皮转录组中筛选出与拟南芥 AtMYB20序列同一性较高的橡胶树 MYB 基因HbMYB20;设计 ORF区特异性引物,以树皮 cDNA 为模板进行扩增得到该目的基因 cDNA 序列。实时荧光定量PCR检测该基因在橡胶树叶片、胶乳、茎干以及木质部与韧皮部的相对表达量。构建 HbMYB20过表达植物载体,使用农杆菌蘸花法转化拟南芥,获得该基因过表达转基因株系。采用乙酰溴法和间苯三酚染色法,分析转基因、野生型拟南芥茎的木质素含量以及木质素在拟南芥茎基部横截面中的分布。对转基因、野生型拟南芥茎基部横截面切片进行甲苯胺蓝染色,并测量分析导管、木质纤维和维管束间纤维细胞的细胞壁厚度。最后,采用实时荧光定量PCR分析转基因及野生型拟南芥木质素和纤维素合成相关酶基因的表达。【结果】克隆得到1个橡胶树 MYB 转录因子基因 HbMYB20,该基因开放阅读框( ORF)为927 bp,编码309aa 的蛋白,氨基酸序列分析显示,HbMYB20与AtMYB20/43和 AtMYB85/42同源性较高,属 R2R3MYB转录因子 G8亚组成员。表达分析显示 HbMYB20在橡胶树茎干和木质部中高表达,胶乳中表达最低。对 HbMYB20过表达拟南芥分析显示,该基因在3个转基因株系中均表达;相对野生型拟南芥,转 HbMYB20拟南芥植株生长抑制,木质部和维管束间纤维的木质素染色面积较少、染色程度变浅,茎的木质素含量和木质纤维、导管及维管束间纤维的细胞壁厚度均显著低于野生型;同时转基因株系中木质素合成关键酶基因4CL1和 CCoAOMT的表达量以及纤维素合成关键酶基因 CesA8的表达显著下调。【结论】橡胶树 MYB转录因子 G8亚组成员 HbMYB20,在茎和木质细胞中高表达。拟南芥中过表达 HbMYB20导致转基因植株的矮小,细胞壁变薄,阻碍木质部中木质素的合成和积累,同时木质素和纤维素合成相关酶基因的表达显著下降。由此推测 HbMYB20对拟南芥的木质素和纤维素合成都具有负调控作用,可能是1个橡胶树次生壁发育的负调控因子。     

毛果杨PLD基因家族全基因组水平鉴定及其盐胁迫下的表达分析

[目的]对木本模式植物毛果杨PLD基因家族的进化中的选择压力、启动子中顺式作用元件、组织表达特性以及盐胁迫下表达模式进行分析,为挖掘PtrPLD在非生物胁迫中作用提供参考.[方法]利用拟南芥PLD基因家族蛋白序列比对得到毛果杨基因组同源基因,再经过保守结构域鉴定后确定PtrPLD基因;利用软件ClustalW和MEGA...     

枣AGL6基因的克隆及表达分析

AGL6基因在植物花器官的发育和花分生组织的形成中起着重要作用。为给探究AGL6基因在枣花发育过程中的功能奠定基础,作者基于其前期研究得到的枣转录组数据,采用RACE技术,从中秋酥脆枣中克隆得到了ZjAGL6基因的全长cDNA序列,并用实时荧光定量PCR技术分析了ZjAGL6基因的表达情况。序列分析结果表明,ZjAGL6基因编码区的序列长度为750 bp,共编码250个氨基酸;ZjAGL6具有保守的MADS-box和K-box两个结构域,该基因属于MADS-box基因家族中的TypeⅡ基因。系统进化分析发现,枣ZjAGL6与苹果MdAGL6的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果表明,ZjAGL6基因在枣花和枣果中均有表达,但在枣吊、枣嫩叶和枣根中几乎不表达;在枣花发育过程中大量表达,其在大蕾期的表达量最高。     

橡胶籽的化学成分与综合利用初探

以乙醚为溶剂测定了橡胶籽的含油率，并通过气相色谱对橡胶油的脂肪酸组成进行了定性定量测定，确证了８ 种脂肪酸的组成和它们的相对含量，同时，对橡胶饼中的化学组成也进行了定性定量分析，确定了氰甙的存在和蛋白质等组分的含量．分析了利用橡胶籽加工肥皂、食用油、油漆、润滑油、饲料等可行途径，为综合开发利用橡胶籽资源，提供了理论依据．     

橡胶树种质资源收集的新视野

根据种质资源收集保存的一般理论和橡胶树资源保存现状,提出嫁接无性系橡胶林中的砧木群体具有挖掘特异种质的巨大潜力,应深入对砧木的鉴定评价和挖掘利用进行研究。     

橡胶树野生种质抗寒前哨苗圃系比区寒害调查报告

2011年4月对广东新华农场抗寒前哨点的120份1981’IRRDB野生橡胶种质寒害调查结果:参试种质中有42份种质寒害级别低于对照,表现出较强的对低温的忍耐力,说明参试野生种质群体中存在大量的耐寒基因,其中大多来至Rodonia地区野生种质,可作为橡胶树抗寒种质选择的优质、高效群体。     

橡胶树胶乳铜离子含量与乙烯刺激强度的关系初探

铜作为植物必需营养元素之一,在植物细胞中具有重要的生理功能,乙烯刺激能够显著增加橡胶树乳管细胞中铜离子的含量。乙烯刺激强度与胶乳中铜离子含量关系的试验结果初步表明:在一定乙烯刺激浓度范围内,乙烯浓度与胶乳中铜离子含量呈正相关,超出这一浓度范围则呈反相关。因此,可以研究用胶乳中铜离子含量来作为合理的刺激采胶强度的评价标准。     

巴西橡胶树产胶与排胶机制研究进展

从产胶形态结构及生理学研究、分子生物学研究、排胶机制研究、割胶及乙烯刺激对产胶排胶的影响等方面对巴西橡胶树的产胶与排胶机制进行综述.     

巴西橡胶树胶乳药用研究综述

巴西橡胶树胶乳是乳管细胞的胞质液,作为天然橡胶工业产品仅利用了其中的橡胶烃。近年,胶乳中含有的许多初级和次级代谢产物具有的药用价值逐渐被发现。全胶乳和其组分B-乳清与C乳清都具有抗菌作用,B-乳清和C乳清还表现出抑制癌细胞生长,并且对正常细胞为低毒性的特性。胶乳中含有的如白坚木皮醇、植物甾醇、萜类和蛋白质等成分都表现出抑制肿瘤细胞生长、抗真菌、抗氧化等药用功能。     

Detection of rubber tree orchards infested by Meloidogyne exigua using vegetation indexes obtained from satellite images

New Forests - Hevea brasiliensis natural rubber production is strategic for the world economy. Meloidogyne exigua causes the main root disease in this crop in Brazil. Its early diagnosis allows...     

橡胶树砧木家系苗期生长性状变异分析

在西双版纳采集优良无性系RRIM600、GT1和IAN873开放授粉种子(花粉来源复杂),繁殖成3个家系用作砧木试验,对其实生苗木逐株编号,在嫁接前测量6个性状指标并进行变异分析。结果表明,在家系内株高、地径、每蓬叶数、大叶柄长、小叶长、小叶宽等6个性状变异系数为11.19%~27.17%;IAN873种子苗木平均株高为222.14 cm,平均地径为22.48 mm,显著大于RRIM600和GT1种子苗木的株高和地径(P<0.01);3个家系苗木株高和地径基本符合正态分布,株高和地径与叶子4个性状相关密切。橡胶树的这3个家系间和家系内单株间都存在丰富的遗传变异。     

不同来源橡胶树炭疽病菌对5种杀菌剂的敏感性测定

采用菌落生长速率测定法,在室内进行橡胶树炭疽病菌对三唑酮、丙环唑、百菌清、代森锌、多菌灵5种药剂的敏感性测定,结果表明不同来源菌株对同一种药剂或来源相同菌株对不同药剂的敏感性不同。试验筛选出对参试菌株有着良好防效的药剂50%多菌灵WP、75%百菌清WP和15%三唑酮WP。