紫苏苯丙氨酸解氨酶基因片段克隆及序列分析

苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia-lyase,PAL）是迷迭香酸合成途径中苯丙氨酸支路的关键酶,它催化苯丙氨酸生成肉桂酸,完成该支路第一步反应。本实验利用同源克隆方法成功克隆了紫苏PAL基因cDNA片段,命名为PerPAL-1（GenBank登录号：HQ388347.1）,该片段长399 bp,编码133个氨基酸。通过氨基酸序列比对分析,发现其氨基酸序列与丹参和藿香PAL该片段的同源性分别高达96%和95%。PAL系统进化树表明PerPAL-1与唇形科植物的PAL亲缘关系最近。PerPAL-1基因在叶中表达最强,根中次之,而在茎中表达最弱。     

小麦小G蛋白Rab2基因TaRab2的克隆及其表达分析

小G蛋白Rab在真核细胞内的小泡运转过程中起重要作用。本文通过反向Northern筛选,从小麦抗旱品种旱选10 号水分胁迫诱导表达的cDNA文库中分离到与小G蛋白Rab2基因高度同源的EST片段。利用电子克隆和RT-PCR方法,在小麦中克隆了该基因的全长cDNA,命名为TaRab2（GenBank编号为AY851657）。测序结果表明,TaRab2的cDNA长度为824 bp,包含一个完整的633 bp的ORF,推测编码一个210个氨基酸的蛋白质。氨基酸多重比对分析表明,TaRab2编码的蛋白质与玉米、水稻、拟南芥及Sporobolus stapfianus等植物小G蛋白Rab2的同源性均大于90%。Northern杂交分析结果表明,TaRab2为水分胁迫诱导上调表达的基因,在水分胁迫6 h的表达量最高,随着胁迫时间的推移表达量下降。     

水稻LRR-RLK基因LP7的克隆及表达分析

LRR-RLK是类受体蛋白激酶RLK家族中最大的亚家族,在调控植物非生物胁迫等方面具有重要作用。为解析水稻LRR-RLK成员LP7(LOC_Os05g24010)在耐低磷胁迫中的作用,从水稻品种日本晴中克隆了LP7全长序列,分析其编码蛋白的氨基酸序列,研究其组织表达模式、亚细胞定位及低磷胁迫下的表达变化。结果表明,LP7基因全长2 832 bp,编码943个氨基酸,LP7蛋白具有典型的LRR-RLK成员特征,LP7蛋白与玉米中的同源蛋白NP_001131018同源性比较高,同源性高达77%。组织表达模式分析表明,LP7基因在根、茎、叶等组织中均表达,在叶中表达量最高。亚细胞定位结果表明,LP7蛋白定位于细胞膜上。实时荧光定量PCR分析表明,LP7基因受低磷胁迫诱导表达,其表达量较正常培养条件下增加15倍。初步推测该基因可能在水稻响应低磷胁迫中具有重要作用。     

羊草脂氧合酶同源蛋白基因LcLHP的克隆与表达分析

为验证羊草脂氧合酶同源蛋白基因Lc LHP与盐胁迫的关系,利用RACE(Rapid amplification of c DNA ends)克隆技术从羊草中克隆得到抗盐碱相关基因脂氧合酶同源蛋白基因(LHP,Lipoxygenase homology protein)的c DNA全长序列,其Gen Bank登录号为KJ472894。Lc LHP基因开放阅读框为537 bp,编码178个氨基酸。Lc LHP中含有PLAT/LH2结构域,该结构域蛋白家族的许多成员受胁迫诱导。同源性分析显示,Lc LHP与互花米草PLAT/LH2家族蛋白脂氧合酶、PLAT植物胁迫结构域包含蛋白等同源性较高,蛋白功能预测显示其N端可能存在信号肽并可能具有酶功能。RT-PCR分析显示,在一定盐碱胁迫条件下,随着处理试剂Na2CO3溶液处理时间的延长,LHP基因在羊草中的表达量呈单峰趋势,在12 h时达到峰值;构建重组表达载体p GEX-Lc LHP并进行IPTG原核诱导表达培养,获得了GSTLc LHP融合蛋白并用GST抗体进行Western Blot试验得到验证。     

干旱胁迫下不同抗旱性小麦BADH表达及甜菜碱含量的变化

根据已发表的几种植物的甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因的AA同源保守区设计了1对简并引物,通过RT-PCR方法从小麦叶片中扩增出BADH cDNA的中间序列,共723 bp,编码240个氨基酸。Northern杂交表明,扬花期遭受轻度水分胁迫时,抗旱性较强（旱丰9703）与抗旱性较弱（山农215953）的2小麦品种叶片中BADH基因的表达没有明显差异;灌     

小麦wzy2-1基因的克隆及功能分析

脱水素是一类植物胚胎发育后期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein, LEA蛋白),属于LEA D-11家族,植物受非生物胁迫会大量表达。利用同源克隆技术,从郑引1号小麦中克隆了1个Kn型脱水素基因,命名为wzy2-1。该基因全长1740bp,编码579个氨基酸,含有9个保守的K片段,与大麦的Dhn5基因具有较高同源性。生物信息学预测该蛋白属于高度亲水性的无序蛋白。通过该蛋白对大肠杆菌的保护作用研究表明,WZY2-1蛋白能够提高大肠杆菌对低温、高温、高盐以及高渗胁迫的耐受性。荧光实时定量PCR分析表明,wzy2-1基因受低温、盐渍、干旱诱导表达,但不受外源ABA诱导,说明wzy2-1基因属于非ABA依赖型脱水素基因。     

棘孢木霉ACCC30536葡聚糖酶Glu41基因克隆及分析

克隆获得生物防治菌棘孢木霉（T. asperellum）ACCC30536 菌株葡聚糖酶基因Glu41 的cDNA序列和DNA序列,cDNA和DNA的GenBank接受号分别为KJ541741 和KJ541742,编码区长度为1134bp,编码378 个氨基酸。克隆获得的启动子序列长度1500bp,含有6 个逆境响应元件。BlastP 相似性分析表明该基因与Glyco-hydrolase-16 家族中棘孢木霉CBS433.97 基因同源性最高相似度是60%,SignalP 信号肽分析显示N端第25 个和第26 个氨基酸中间存在一个信号肽剪切位点（AFA||AP）。Pfam 蛋白家族分析显示它属于Glyco-hydrolase-16 家族的葡聚糖酶基因。将棘孢木霉ACCC30536 菌株葡聚糖酶基因Glu41 基因对Glyco-hydrolase-16 家族中木霉属的CBS433.97 基因组进行同源性搜索,在基因组上获得4个同源序列。4 个同源基因表达中仅有Glu41 在杨树根茎叶粉的诱导条件下表达。表明棘孢木霉葡聚糖酶基因Glu41 与生物防治相关。     

棉花苯丙氨酸解氨酶基因家族的生物信息学分析

【目的】苯丙氨酸解氨酶是苯丙烷类代谢的关键酶,对调节植物生长和抗逆有重要作用。从全基因组层次了解棉花苯丙氨酸解氨酶基因家族的进化和功能,可为相关研究提供数据支撑。【方法】利用HMMER和BLASTP从棉花基因组筛选苯丙氨酸解氨酶基因家族,利用MEGA-X进行进化分析,利用MCScanX进行共线性分析,并利用NCBI SRA的数据进行表达分析。【结果】本研究分别从陆地棉、海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉基因组中筛选到12、13、7、8个苯丙氨酸解氨酶基因,依据进化分析和共线性关系数据,我们推测四种棉花的二倍体祖先起初应有6个苯丙氨酸解氨酶基因。顺式作用元件分析结果表明,苯丙氨酸解氨酶基因家族含有较多的光响应、激素响应、胁迫响应和生长发育相关的元件。苯丙氨酸解氨酶的蛋白序列具有保守的基序。陆地棉的12个苯丙氨酸解氨酶在低温、高温、盐和PEG胁迫下有不同的表达方式。【结论】本研究明确了苯丙氨酸解氨酶在棉花基因组中的数量、理化性质、进化和表达特征,为苯丙氨酸解氨酶的深入研究提供了参考。     

小麦TaHPPR基因的克隆与表达分析

为研究羟基苯丙酮酸还原酶(HPPR)在小麦逆境胁迫中的作用,本研究利用同源克隆法获得1个小麦HPPR基因,命名为TaHPPR,并对其组织表达特性和逆境胁迫表达特性进行了分析。以‘太原806’、‘小白麦’、‘京冬8’及‘京411’为供试材料,用荧光定量方法获得组织表达和逆境胁迫表达数据。序列分析表明：TaHPPR基因含有1个975 bp的完整开放阅读框,编码324个氨基酸;TaHPPR蛋白含有一个NAD-binding domain结构域。系统进化分析表明：TaHPPR基因与二粒小麦处于同一分支,其亲缘关系最近。荧光定量表达分析表明：TaHPPR基因在小麦根、小穗（除去雄蕊）、叶鞘均有表达,其中,根中表达量最高;在低温、干旱、高盐和ABA胁迫处理下TaHPPR基因表达均有所下降;在高抗盐品种‘京冬8’中,TaHPPR基因表达升高,而在敏感品种‘小白麦’和较敏感品种‘京411’中,TaHPPR基因表达受到抑制。亚细胞定位结果显示,TaHPPR蛋白主要在线粒体中表达,过表达TaHPPR基因可能增加小麦的抗盐性。本研究分析了TaHPPR在小麦逆境应答及不同品种中盐胁迫处理下的表达特性,为研究小麦抗逆育种分子机制提供新基因资源和新的思路。     

棉花苯丙氨酸解氨酶基因家族的生物信息学分析

【目的】苯丙氨酸解氨酶是苯丙烷类代谢的关键酶,对调节植物生长和抗逆有重要作用。从全基因组层次了解棉花苯丙氨酸解氨酶基因家族的进化和功能,可为相关研究提供数据支撑。【方法】利用HMMER和BLASTP从棉花基因组筛选苯丙氨酸解氨酶基因家族,利用MEGA-X进行进化分析,利用MCScanX进行共线性分析,并利用NCBI SRA的数据进行表达分析。【结果】本研究分别从陆地棉、海岛棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉基因组中筛选到12、13、7、8个苯丙氨酸解氨酶基因,依据进化分析和共线性关系数据,我们推测四种棉花的二倍体祖先起初应有6个苯丙氨酸解氨酶基因。顺式作用元件分析结果表明,苯丙氨酸解氨酶基因家族含有较多的光响应、激素响应、胁迫响应和生长发育相关的元件。苯丙氨酸解氨酶的蛋白序列具有保守的基序。陆地棉的12个苯丙氨酸解氨酶在低温、高温、盐和PEG胁迫下有不同的表达方式。【结论】本研究明确了苯丙氨酸解氨酶在棉花基因组中的数量、理化性质、进化和表达特征,为苯丙氨酸解氨酶的深入研究提供了参考。     

夹竹桃苯丙氨酸解氨酶的基因克隆与序列分析

首次从夹竹桃中克隆得到苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因cDNA片段,并命名为NoPAL1,GenBank登录号为AY747677,这也是首次从夹竹桃花青苷代谢途径中克隆得到的基因。NoPAL1长866个bp,编码289个氨基酸。通过核苷酸和蛋白质序列多重比较发现NoPAL1与其他植物的PAL基因高度同源。NoPAL1编码的蛋白质序列包含与水稻、玉米PAL蛋白质相同的脱氨基位点和催化活性位点。PAL系统进化树表明,NoPAL1与乔木类植物的PAL基因聚类关系最近。克隆NoPAL1基因为利用基因工程技术来调控夹竹桃花青苷的代谢从而调控夹竹桃花的颜色提供了基因资源。     

应用软X—射线造影法测定种子生活力的研究

本研究用软 X—射线仪,钡盐作为造影剂,探索小麦、水稻、玉米、蚕豆、棉花等作物不同类型种子的造影方法以及检测其生活力的技术。研究结果表明:用20%的氯化钡(BaCl₂)水溶液,直接浸渍小麦(1.5小时)、水稻(11小时),玉米(12小时)、蚕豆(1小时)、棉花(8小时)等种子,透视摄影后,通过负片检测的生活力与实际发芽力相一     

玉米SBP转录因子全基因组鉴定与功能分析

SBP基因家族是一类植物基因组特有的转录因子,参与植物生长发育及多种生理生化过程。近来,大量研究已在多种植物中鉴定出SBP转录因子,但关于玉米(Zea mays L.) SBP转录因子家族的系统分析报道尚少。本研究通过对拟南芥、水稻等植物已知的转录因子与玉米基因组数据比对,并设置一系列严格的筛选标准从玉米基因组中挖掘SBP转录因子,系统发育分析显示单子叶植物玉米和水稻的SBP基因保守性更强、亲缘关系更近;共鉴定37个SBP基因,分布在9条染色体上;通过基因分析注释以及启动子功能预测,进一步发现SBP家族基因参与植物生长发育、形态建成、逆境胁迫响应、花器官发育以及植物光反应等过程。并且,玉米SBP转录因子可通过参与赤霉素、生长素、脱落酸、水杨酸等多条激素信号调控途径来调节植物的生长发育。     

药用植物灯盏花与玉米轮作效应的初步研究

为了研究药用植物根际土壤对轮作农作物的化感作用并探究它们间的轮作效应,采用水浸法制备不同浓度的灯盏花根际土壤水浸提液,测定其对玉米种子萌发、幼苗生长的化感效应、玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响变化。结果表明,灯盏花根际土壤水浸提液对玉米种子发芽率具有抑制作用,当处理浓度为从0.16 g/mL (C)上升到0.50 g/mL (A)时,种子萌发率从62%降低到58%,发芽率化感效应指数随着浓度上升而加大,水浸提液使玉米幼苗的SOD活性和POD活性随着水浸提液浓度的增加而加强。灯盏花根际土壤含有化感物质对玉米具有明显的化感作用,从而对玉米种子发芽及幼苗生长表现出抑制作用,玉米不宜与灯盏花轮作栽培。     

条锈菌诱导的小麦bZIP转录因子基因的克隆及表达分析

采用电子克隆和RT-PCR方法,从条锈菌诱导的小麦品种水源11的cDNA中分离到一个编码bZIP转录因子基因的cDNA序列,暂被命名为TabZIP。TabZIP包含一个完整的1 071 bp的开放阅读框,编码356个氨基酸,具有典型的bZIP保守结构域;与水稻、玉米、拟南芥等植物bZIP蛋白的氨基酸序列相似性较高;TabZIP基因在小麦根中的表达量丰富,而在茎和叶中表达量很小;在小麦与条锈菌非亲和组合中,TabZIP基因高水平表达,而在亲和组合中没有明显的变化;防卫相关激素乙烯、茉莉酸也可诱导该基因的快速上调表达,表明TabZIP可能通过乙烯、茉莉酸信号途径介导小麦对条锈病的防御反应。     

高粱(Sorghum vulgare Pers.)营养器官中的硅质细胞与硅质体

本文着重讨论高粱硅质细胞的形态、排列方式和分布数量。幼苗三叶期的幼叶硅质细胞为葫芦形,排列成1—2行。成长植株的中、高位叶硅质细胞成马鞍形,通常与栓质细胞成对,与长细胞相间排列成多种图形。硅质细胞分布数量:低位叶少,中、高位叶增多;叶下表皮多于上表皮;尤以贴叶脉下表皮、主脉下表皮、大平行侧脉下表皮多于其它部     

利用小麦ⅹ玉米诱导小麦单倍体形成的研究

摘 要：利用小麦(Triticum aestivum L.)与玉米(Zea mays L.)进行远缘杂交,是获得小麦单倍体的一条重要途径,也是获得双单倍体(Double haploid ,DH)植株、构建小麦遗传群体的重要途径之一。本研究为创建小麦抗吸浆虫DH群体,在温室条件下对5个小麦抗、感吸浆虫杂交组合进行了单倍体诱导试验。结果表明：小麦不同基因型对诱导单倍体胚形成有较大影响;小麦授粉后2,4-D适宜的点药时间为6－36小时;适宜的2.4-D药液为 10－30mg/L;授粉后适宜的剥胚培养时间为14－16天,授粉后茎秆离体培养有较好的诱导效果,培养温度以20-250C为宜。本文提出了在温室条件下高效诱导小麦单倍体植株的方法及条件。     

水稻硝酸盐转运蛋白基因OsTNrt2.1的编码蛋白特征和表达

根据Nipponbare的OsNrt2.1 cDNA序列,从氮效率较高的水稻品种TP309中克隆了与OsNrt2.1高度同源的硝酸盐转运蛋白（NRT）基因OsTNrt2.1。其开放阅读框为1 602 bp,编码533个氨基酸残基。OsTNrt2.1具有NRT共有的结构特征,与拟南芥、玉米、小麦、大麦和烟草的NRT基因高度同源。OsTNrt2.1的表达表现器官特异性,在根中高于在叶中。此外,OsTNrt2.1的表达受NH₄⁺的抑制和NO₃^-的诱导,并具典型的昼夜节律特征。在不同NO₃^-浓度下,OsTNrt2.1的表达水平相近,表明OsTNrt2.1可能是具有双亲和特征的NRT基因。在不同氮源及不同介质氮浓度条件下,OsTNrt2.1在根中的表达均高于在叶中,表明OsTNrt2.1对于根系吸收NO₃^-可能具有重要作用。     

小麦耐盐相关基因TaSTK的克隆

利用RACE方法,从小麦耐盐突变体RH8706-49中扩增获得小麦丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Triticum aestivum serine-threonine protein kinase）基因TaSTK的全长cDNA序列,含1 958 bp,其中开放阅读框1 431 bp,编码476个氨基酸。其编码区基因组DNA全长为4 095 bp,含5个外显子。该基因的全长cDNA序列及基因组序列均已提交GenBank数据库（登录号：DQ103756和DQ341377）。经过NCBI比对发现该基因的氨基酸序列与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶、蛋白激酶都具有较高的同源性。Northern杂交检测表明,TaSTK在小麦中属于盐诱导增强型基因,并且在耐盐材料RH8706-49中诱导增强程度高于敏盐材料H8706-34。TaSTK的杂交信号非常弱,表明TaSTK在小麦幼苗的叶片组织中属于低表达的基因类型。     

某矿区附近不同作物对3种重金属富集能力的研究

为了研究不同作物对重金属的积累特征,以陕西省某金矿生产区及附近不同区段生长的4种作物--玉米(Zea mays L.)、南瓜(Cucurbita moschata)、野大豆(Glycine javanica L.)和黄豆(Giycine max (L) Merril)为研究对象,采用火焰原子吸收光谱法测定并分析其体内铜、镉和锌含量,以便确定建立人工生态系统的植物种类。结果表明：除野大豆根际的重金属Zn外,4种作物根际土壤中的3种重金属单项污染指数均大于1,均处于污染状态;玉米、黄豆和南瓜对Zn的富集能力均较强,其中以南瓜的富集能力最强,其富集系数为7.11,转移系数为43.18;野大豆和玉米对Cu的富集能力较强;而4种作物对Cd的富集能力均较弱,虽然转移系数大于1,但富集系数均小于1。