玉米MYB家族转录因子基因ZmMYB002的克隆及表达分析

通过电子克隆技术从玉米中克隆了ZmMYB002转录因子全长cDNA,采用荧光定量PCR方法分析ZmMYB002基因在玉米不同部位和胁迫处理的表达变化。结果表明:ZmMYB002基因在玉米种子、根和叶子中表达量较高;干旱胁迫和盐胁迫能够诱导ZmMYB002基因的显著表达。证明ZmMYB002基因与玉米干旱和盐胁迫路径密切相关。     

11个玉米DOF基因对逆境胁迫的表达模式分析

研究玉米DOF基因在玉米不同组织和非生物胁迫条件下的响应表达模式,为进一步阐明玉米DOF基因的生物学功能提供有价值的信息.利用qRT-PCR技术探测11个玉米DOF基因在'郑58'自交系不同组织中以及在200 mmol/L NaCl溶液、20％PEG6000溶液和铵态氮、硝态氮缺乏胁迫等条件下的表达模式.进化树分析结果...     

3个玉米WRKY转录因子在非生物胁迫下的表达分析

为进一步研究WRKY转录因子在玉米生长发育及逆境胁迫过程中的作用,通过生物信息方法,从玉米基因组中得到3个同源性较高的WRKY家族基因:ZmWRKY1-like、ZmWRKY4-like、ZmWRKY21-like。同时,采用荧光定量PCR技术分析这3个基因在玉米不同组织及不同逆境胁迫下的表达模式。结果表明,3个基因在玉米的不同器官中都有表达,但具有组织表达特异性。200mol/L NaCl胁迫处理后,ZmWRKY21-like基因呈上调表达;200g/L PEG6000胁迫处理后,ZmWRKY1-like基因出现下调表达;4℃低温胁迫下,3个基因的表达都没有出现显著变化。上述结果表明,ZmWRKY1-like和ZmWRKY21-like基因可能分别参与玉米植株对干旱和盐胁迫的响应。     

木薯ERF转录因子基因MeERF5克隆及表达分析

【目的】克隆木薯ERF转录因子基因MeERF5,并分析其在多种逆境胁迫下的表达模式,为深入研究MeERF5基因在木薯逆境胁迫应答中的调控机制提供参考。【方法】PCR扩增木薯品种华南8号的MeERF5基因编码区(CDS)全长序列,对其进行生物信息学分析,并利用根癌农杆菌介导法进行蛋白亚细胞定位。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测MeERF5基因在木薯不同组织及多种逆境胁迫处理下的相对表达量。【结果】克隆获得MeERF5基因CDS序列为948 bp,与Phytozome数据库中的参考序列(登录号:Manes.01G085200.1)的核苷酸序列相似性为100.00%,其编码315个氨基酸残基,蛋白分子量为77.84 kD,理论等电点(pI)为5.08,属于酸性蛋白,其二级结构中α-螺旋占16.51%,β-转角占3.81%,无规则卷曲占62.22%,延伸链占17.46%,亚细胞定位于细胞质。通过多序列比对及系统进化分析发现,MeERF5蛋白含有1个AP2/ERF保守结构域,与同属大戟科的橡胶树ERF蛋白氨基酸序列相似性最高(76.8%),亲缘关系最近。MeERF5基因在木薯不同组织中均有表达,其中,在茎中的相对表达量最高,在腋芽中的相对表达量最低。MeERF5基因能快速响应低温胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫、盐胁迫及ABA处理,均出现诱导表达上调的现象,其中,在氧化胁迫下,MeERF5基因的相对表达量持续上升;在干旱胁迫、盐胁迫及ABA处理下,MeERF5基因的表达量先上升后降低;在低温胁迫下,MeERF5基因在处理5 h时的相对表达量达到最大值,之后有所下降,但在处理48 h时再度上升。【结论】克隆获得的MeERF5基因属于AP2/ERF类转录因子,参与木薯多种非生物胁迫应答过程。     

苦荞转录因子基因FtMYC的克隆及其表达与花青素积累的相关性分析

【目的】克隆苦荞FtMYC基因,分析非生物胁迫对FtMYC基因表达及花青素含量的影响。【方法】根据苦荞转录组数据克隆FtMYC基因,对其进行生物信息学分析;通过4℃和UV-B胁迫处理芽期苦荞,分析胁迫后苦荞胚轴和子叶中FtMYC基因表达量与花青素积累之间的相关性。【结果】苦荞FtMYC基因DNA全长1 309 bp,由1个外显子和1个内含子构成,符合GT-AG剪切原则;c DNA序列包括1个1 287 bp的开放阅读框,编码428个氨基酸;在进化树上它与参与花青素调控的其他MYC蛋白聚为一簇;UV-B逆境胁迫处理下,苦荞胚轴中FtMYC基因表达量与花青素含量变化显著性相关(r=0.798,P<0.05),在子叶中则极显著相关(r=0.887,P<0.01);在4℃冷胁迫处理下苦荞胚轴中FtMYC的表达量与花青素积累没有明显的相关性(r=0.744),但在子叶中FtMYC的基因表达与花青素积累显著性相关(r=0.814,P<0.05)。此外,对FtMYC基因启动子的序列分析结果显示,pFTMYC序列包含TATA-Box和CAAT-Box等启动子核心元件以及与光、低温和胁迫应答等相关的功能元件。【结论】FtMYC基因可通过参与花青素代谢调控来参与苦荞对UV-B和寒冷等非生物胁迫的应答和适应。     

11个玉米bZIP基因应答逆境胁迫的表达分析

bZIP基因家族是一类广泛存在于植物中的重要转录因子,在植物生长发育及应答逆境胁迫响应途径中发挥重要作用。选取11个玉米bZIP基因作为研究对象,系统地研究了ZmbZIP基因应答各类逆境胁迫时的表达模式。进化树分析结果显示11个ZmbZIP基因聚合为一个大家族,并可以进一步细分为3个亚组。qPCR分析结果显示8个ZmbZIP基因表达模式在玉米不同组织中呈现明显差异,预示着在玉米生长发育进程中功能多样化。 人为模拟盐、干旱、低温和硝态氮或铵态氮缺乏胁迫等研究结果表明,8个ZmbZIP呈现不同的表达模式,ZmbZIP71和ZmbZIP129同时受200 mmol·L^-1 NaCl溶液、20% PEG6000和4 ℃低温胁迫的诱导（>2倍）,而其他ZmbZIP在应答3种非生物胁迫时呈现不同的表达模式。叶片和根系中ZmbZIP基因受不同氮形态缺乏胁迫的调控,叶片中有6个ZmbZIP基因受铵态氮缺乏胁迫的诱导,有2个ZmbZIP受硝态氮缺乏胁迫明显抑制,根系中ZmbZIP9、ZmbZIP69和ZmbZIP71同时受2种胁迫因子的影响,而有5个ZmbZIP基因受2种不同胁迫处理的影响不同,显示叶片或根系ZmbZIP基因在调控氮缺乏胁迫响应机制中具有不同的生物学功能。结果可为将来深入研究这些基因的生物学功能提供科学数据。     

玉米ZmNAC1基因的克隆与分析

[目的]NAC(NAM,ATAF1,ATAF2和CUC2)转录因子是植物中特有的具有多种生物学功能的转录调控因子,通过与下游靶基因启动子区域内特异的DNA序列结合,调控下游胁迫应答基因的表达,从而发挥其转录调控功能.本研究从玉米自交系B73中分离得到一个玉米NAC转录因子家族基因ZmNAC1,并对其进行氨基酸序列比对、氨基酸组成和系统进化分析,为进一步研究ZmNAC1基因在非生物胁迫反应中的生物学功能奠定基础.[方法]运用RT-PCR技术克隆基因全长cDNA,应用多种生物信息软件分析基因序列特征:氨基酸组成、保守结构域、跨膜结构域.[结果]结果表明ZmNAC1基因全长962 bp,共编码302个氨基酸;Zm-NAC1蛋白的N-末端具有NAC家族典型的NAM结构域;玉米ZmNAC1与高粱SbSNAC1的氨基酸序列一致性达到80.12％;系统进化分析结果表明ZmNAC1可能在植物抗逆过程中发挥重要功能.     

柑橘胁迫响应基因WRKY47的克隆与表达分析

以柠檬[Citrus limon(L.)Burm.f.]、甜橙[Citrus sinensis(L.)Osbeck]、芦柑(Citrus reticulata Blanco)、金柑[Fortunella japonica(Thunb.)Swingle]为试验材料,基于甜橙基因组数据库中的甜橙基因碱基序列,利用RT-PC...     

梅花PmERF4基因的克隆及其表达分析

为阐明梅花(Prunus mume)ERF基因的功能,采用RT-PCR技术从梅花品种‘雪梅’中克隆获得1个PmERF4基因。生物信息学分析表明该基因cDNA全长序列为842 bp,完整开放阅读框(ORF)为690 bp,编码229个氨基酸。氨基酸序列比对发现,PmERF4蛋白包含1个AP2/ERF保守结构域。系统进化分析结果显示,梅花PmERF4蛋白与李亚科李属植物的ERF蛋白高度同源。利用荧光定量PCR(qRT-PCR)检测PmERF4基因在非生物胁迫和激素处理下的表达,结果表明:PmERF4基因受低温、氧化胁迫的诱导,但响应程度不同,它能够持续且强烈地响应低温胁迫,对甘露醇、MeJA、SA处理不敏感,而高盐和ABA则抑制其表达;PmERF4基因可能在梅花低温胁迫应答中发挥重要作用。     

刚毛柽柳Dof基因的克隆及盐胁迫表达谱

Dof蛋白是植物所特有的一类DNA结合蛋白,参与多个生物学过程.通过对7个柽柳转录组分析,获得14个Dof全长基因序列,这些基因推导蛋白氨基酸残基数为263～507,编码蛋白的相对分子质量为27.52～55.24 kD,理论等电点为5.94 ～9.51.对7个柽柳转录组中Dof基因表达的分析表明,ThDof3、ThDo...     

玉米基因组学及农艺性状基因克隆研究进展

介绍了玉米(Zea mays L.)基因组学的研究发展历程,概述了玉米基因组学的研究进展。重点论述了玉米基因组的结构特征,玉米功能基因组学的发展现状,玉米重要农艺性状的基因克隆,包括株高和株型相关基因的克隆,产量相关性状基因的克隆以及品质性状相关基因的克隆,并展望了玉米基因组学的发展前景。     

热激对干旱胁迫中玉米幼苗的某些抗逆生理指标的影响

玉米幼苗经42℃下热激4 h后置于干旱胁迫中,发现热激处理不仅提高了玉米幼苗的存活率,而且幼苗的鲜重、株高、叶绿素含量及水势都有所增加,表明热激能提高玉米幼苗的抗旱性。同时热激也提高了干旱胁迫过程中的抗氧化酶GR的活性、可溶性蛋白质中热稳定蛋白质及游离脯氨酸的含量,而降低了质膜相对透性。表明热激可能通过GR、热稳定蛋白和脯氨酸的抗氧化作用保护细胞膜免受破坏或破坏程度受到削弱而提高植物抗旱性。     

大豆转录因子GmDof1.5的克隆与非生物胁迫诱导表达

Dof转录因子在植物的生长发育和非生物胁迫响应中起重要的调控作用。利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个功能未知的Dof转录因子基因GmDof1.5,该基因位于大豆基因组15号染色体上,ORF全长540 bp,编码含有179个氨基酸的蛋白质,相对分子质量为20.15 ku,等电点为9.82。蛋白序列预测发现,GmDof1.5蛋白含有一个典型Zf-Dof结合域,且含有大量磷酸化位点。蛋白系统进化分析表明,大豆GmDof1.5与豆科植物鸡血藤SsDof4的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,ABA、干旱、高盐、高温和低温胁迫均可不同程度地诱导GmDof1.5的表达,且GmDof1.5对高温胁迫的响应最为显著。     

农杆菌介导bar基因转化玉米幼胚的研究

通过农杆菌介导法,采用抗除草剂基因(bar)转化3个玉米自交系的幼胚,并对遗传转化影响因素进行优化。结果表明,2,4-D浓度为2 mg·L-1时,胚性愈伤组织诱导率较高;农杆菌最佳的侵染时间为20 min;乙酰丁香酮(AS)明显提高了幼胚的GUS瞬时表达频率,适宜浓度为200μmol·L-1;温和选择方法适于幼胚转化,不定芽诱导培养基、芽伸长培养基和生根培养基中潮霉素的浓度分别为8、6、2 mg.L-1;获得7株PCR检测以及除草剂抗性试验阳性植株。     

玉米花粉诱导小麦单倍体的研究

利用玉米花粉诱导小麦单倍体研究表明,此方法可以得到13 1%～14 8%单倍体幼胚,在改良的B5培养基上进行胚抢救,单倍体幼胚成苗率达到96%以上。通过染色体加倍得到双倍体植株。     

甜瓜CmCIPK家族全基因组鉴定和逆境条件下的表达分析

为探究甜瓜CIPK(CBL-interacting protein kinase)基因家族成员的生物学功能,以拟南芥中26个CIPKs的氨基酸序列为参照,用BLASTP方法鉴定了18个甜瓜CIPK家族成员,并对其理化性质、染色体分布、系统进化、基因结构、蛋白保守基序、顺式元件,以及基因的表达模式进行了分析。结果显示,CIPK基因家族成员的基因长度为1 499~8 499 bp,它们不均匀地分布在甜瓜的9条染色体上;根据进化关系可将其分为5个亚家族,分别包含了26、10、25、26和8个成员,并且其中有4个CmCIPK基因对发生了片段复制。基因结构分析表明,10个基因为内含子缺失型,8个基因为内含子富集型。蛋白保守基序分析发现,CmCIPK家族保守性较好,所有成员均含有CIPK家族的典型特征:N端激酶域中的激活环和C端调节域中的NAF/FISL结构域。在基因上游的2 000 bp序列中存在多个与植物激素和逆境相关的顺式元件,显示可能有多种转录调控。转录组分析发现,CmCIPKs的组织表达量整体表现为叶>根>雄花>雌花>果。选择CmCIPK1-like和CmCIPK12-like基因验证其组织表达模式,显示分别在叶和雄花中的表达量最高。对其进行不同逆境处理,结果表明,这2个CmCIPK基因受NaCl和脱落酸(ABA)诱导表达;在干旱处理中,这2个基因经历短时间的上调或下调后恢复至最初表达水平。以上结果说明,CmCIPK1-like和CmCIPK12-like基因可能在ABA和非生物胁迫中发挥着重要作用,可为以后CmCIPK的功能研究提供参考。     

玉米组织培养及农杆菌遗传转化体系的研究

用玉米A188幼胚在2,4-D浓度为2mg·L-1的N6培养基上诱导愈伤组织,出愈率为100％;将愈伤组织转入5mg·L-1 6-BA的N6分化培养基中,分化苗频率在80％以上。当潮霉素浓度为10mg·L-1,可抑制愈伤组织的生长。用农杆菌浸染A188幼胚愈伤组织,GUS瞬时表达检测发现,3.5％的愈伤组织显示蓝斑,说明根癌农杆菌Ti质粒上的T-DNA已经被导入玉米愈伤组织细胞中。     

高粱SbNAC1基因克隆及初步分析

【目的】在植物抗逆信号转导途径中,NAC转录因子处于承上启下的关键位置,通过调控靶基因的表达发挥抗逆功能。本研究克隆高粱SbNAC1基因全长cDNA,并对其进行序列比对、进化分析,为深入研究其在作物抗逆反应中的生物学功能奠定基础。【方法】RT-PCR扩增SbNAC1全长cDNA,并对其进行基因序列比对和系统进化分析等生物信息学分析。【结果】SbNAC1cDNA全长966bp,编码321个氨基酸。氨基酸序列比对结果表明高粱SbNAC1与水稻SNAC1同源性达到83.69%。     

淹水胁迫下不同耐渍性玉米自交系根系中的酶学研究

以4种耐溃性存在差异的玉米自交系为材料，对淹水前后玉米根系中乙醇脱氢酶(ADH)、NAD^ -苹果酸酶(ME)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和过氧化物酶(POD)的表达量及其同工酶的变化进行研究，结果表明：淹水3d后的各个自交系根系中，ADH的活性都明显增加，Adh2位点被诱导表达；耐渍性较差的NC286和黄早四根系中ME活性分别增加170％和130％以上，耐渍性较好的自交系ME活性则变化不明显；除NC286外，GDH活性在淹水前后变化不明显，但淹水处理后有一同工酶位点Gdb4被诱导表达；淹水后，凤可1根系POD活性略有上升，其他材料POD活性均有不同程度下降。作者认为，玉米根系在缺氧条件下快速进入乙醇发酵途径和氮代谢等途径，提供生存所需能量和减少代谢有毒中间产物积累，是玉米耐渍性的基本特征。