海南粗榧GGPPs基因克隆与诱导表达分析

濒危植物海南粗榧富含多种抗癌活性次生代谢产物。为研究这些产物的生物代谢途径和表达调控,通过同源克隆和RACE技术获得了海南粗榧紫杉醇生物合成途径中通用前体牻牛儿基牻牛儿焦磷酸合成酶(GGPPs)基因全长并进行了生物信息学分析。该基因命名为CmGGPPs(GenBank登录号:JX971119),并进一步利用不同激发子诱导研究了该基因对不同逆境信号的响应情况。结果表明:海南粗榧GGPPs基因cDNA全长1694bp,包含一个1182bp的ORF框,编码393个氨基酸;预测该基因编码蛋白质分子量为42.91kD,其等电位为7.12。通过BLAST比对结果分析,海南粗榧GGPPs基因全长核苷酸序列与红豆杉科植物的同源性最高可达91%,氨基酸序列有89%的相似性。同时,GGPPs基因氨基酸序列同其他植物也有较高的同源性。用不同类型激发子处理发现,GGPPs在诱导后表达量均上升,但不同激发子诱导的基因表达强度和速率存在明显区别。     

红麻HcAOC1基因克隆及响应茉莉酸甲酯的表达模式分析

茉莉酸对植物的生长发育、花药开裂具有重要调控作用。丙二烯氧化物环化酶基因(AOC)是茉莉酸合成途径关键基因,在植物生长发育、育性调控过程也发挥关键作用。为了探究红麻茉莉酸合成途径中关键基因(HcAOC1)的调控机理,本研究以红麻细胞质雄性不育系UG93A为材料。利用同源克隆的方法,以UG93A的g DNA和cDNA为模板,成功克隆获得HcAOC1基因全长。其CDS序列为780 bp,编码259个氨基酸残基,蛋白质分子量为28.4 kD,等电点为9.28。HcAOC1系统发育进化树分析结果表明,红麻与棉花、蓖麻、榴莲的亲缘关系较近,与小果野芭蕉、萝卜的亲缘关系较远(GenBank登录号:MW520098)。此外,在花期采用不同浓度的外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理红麻。在处理的第0天、5天、10天和15天后取样成熟期花药,利用RT-qPCR分析不同处理时间下HcAOC1的表达差异,发现HcAOC1表达量随着处理时间延长存在先增高后降低的趋势,即0.5 mmol/L (T1)、1 mmol/L (T2)、2 mmol/L (T3)处理在第10天HcAOC1的表达量达最高值,均极显著高于对照组...     

西瓜BADH基因序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

甜菜碱作为植物体内一种重要的渗透调节物,对调节逆境下植物细胞的渗透压起着十分重要的作用,而甜菜碱醛脱氢酶(BADH)在植物甜菜碱合成过程中起了关键的催化作用。本研究中,通过分析西瓜BADH基因的结构和功能,结果表明:ClBADH基因启动子区结构中含有15个外显子和14个内含子,其含有包括乙烯响应元件在内的20多种顺式响应元件;ClBADH基因编码的蛋白含有503个氨基酸,该蛋白分子量约为54.5 kD;蛋白亚细胞定位预测显示其可能定位在细胞质中,具有氧化还原酶活性。通过对系统进化树的分析发现西瓜在同源关系上与同科的黄瓜和甜瓜更近,而与藜科的甜菜的同源关系相对较远。此外,以茉莉酸甲酯和乙烯两种物质模拟逆境信号处理西瓜细胞,发现两种信号物质诱导后,西瓜ClBADH基因的表达量均有上调的趋势,但其上调的速度和幅度却存在明显的差异。本研究为通过逆境信号诱导提高西瓜抗逆性提供参考,也为利用基因工程技术提高西瓜抗逆性提供支持。     

茉莉酸甲酯诱导西瓜ClTPS1基因的表达特性及其生物学信息分析

TPS基因在海藻糖的积累过程中具有决定性作用,目前对TPS亚家族Ⅰ型基因研究比较多,而对TPS亚家族Ⅱ型基因研究较少。我们选取了西瓜Ⅱ型TPS亚家族基因中的一个TPS基因,命名为Cl TPS1,对该基因进行了生物信息学分析。并进一步以二倍体西瓜细胞为材料,利用q RT-PCR技术对Cl TPS1基因在茉莉酸甲酯诱导下的表达特性进行了研究。结果表明Cl TPS1基因的转录起始位点位于起始密码子上游1 332 bp处,启动子区域包含多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件等;该基因编码的蛋白含有831个氨基酸,分子量为94 104.2 Da,理论等电点为5.57。该基因与拟南芥TPS7基因同源性最高。而蛋白结构分析进一步暗示了该基因可能兼备TPS活性和TPP活性。在茉莉酸甲酯施加了4 h后Cl TPS1基因的表达量达到最高,整体变化呈现出先上升后下降的趋势。以上结果表明Cl TPS1基因能迅速响应逆境胁迫,并通过促进海藻糖生物合成抵御逆境。本研究不仅为利用茉莉酸甲酯提高西瓜抗逆性提供了理论支持,而且为以后深入研究植物中Ⅱ型TPS亚家族基因奠定基础。     

茉莉酸甲酯对烟草抵御棉铃虫的诱导作用

为进一步阐明茉莉酸甲酯（MeJA）诱导植物抗虫的机理,研究了外源MeJA对烟草多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、脂氧合酶（LOX）活性及编码氢过氧化物裂解酶（HPL）和蛋白酶抑制剂（PI-I和PI-II）基因表达的诱导作用,并对棉铃虫取食烟草叶片面积及其体重进行了生物学测定。结果表明,用100 μmol/L MeJA处理后,烟草体内PPO、POD和LOX活性显著升高,HPL、PI-I和PI-II表达明显增强,叶片被取食面积减少,棉铃虫体重增加变慢。说明MeJA对诱导烟草抵御棉铃虫有重要作用。     

茉莉酸甲酯对小麦白粉病抗性的诱导作用

【研究目的】茉莉酸在小麦（Triticum aestivum L.）抗白粉病反应中是否起作用及其作用强度仍不清楚,为了明确茉莉酸对小麦白粉病抗性的诱导作用进行了本研究。【方法】以感白粉病的小麦品种“中国春”和“濮麦9号”为材料,用不同浓度的茉莉酸甲酯喷施小麦幼苗叶片进行诱导,通过离体叶段培养法接种白粉菌（Blumeria graminis f. sp. tritici,Bgt）进行抗性鉴定。【结果】结果表明,茉莉酸甲酯处理可以提高“中国春”和“濮麦9号”对白粉菌的抗性水平,抗性提高与诱导的茉莉酸甲酯浓度和诱导时间有关。浓度为100 μmol/L、250 μmol/L时诱导抗性不明显,500 μmol/L时有明显的诱导抗性,1.0 mmol/L以上具有显著的诱导效果。茉莉酸甲酯处理后12 h至96 h后均可检测到诱导抗性,而以诱导24 h后诱导抗性最高。【结论】实验表明植物激素茉莉酸在小麦抗白粉病反应中起作用,是抗病信号分子。     

茉莉酸甲酯对谷子颖花开放的诱导效应

以谷子为试材,发现:4mmol/L的MeJA浸穗处理对谷子的颖花开放有显著的诱导效应,在离体穗情况下4mmol/L的MeJA处理谷穗后6h谷子雄性不育系高117A的颖花开放率为37.4%,比对照(水处理的)增加23.2%,高146的颖花开放率为25.8%,比对照增加13.7%,恢复系晋谷34的开颖率为23.6%,比对照增加8.8%。在连体穗情况下4mmol/L的MeJA处理谷穗后260min谷子雄性不育系高117A的颖花开放率为42.6%,比对照(水处理的)增加37.5%,高146的颖花开放率为35.6%,比对照增加30.0%,恢复系晋谷34的开颖率为16.0%,比对照增加6.2%。     

木薯EIN3基因的序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

木薯是一种重要的能源和淀粉作物,具有较强的抗逆性和耐贫瘠等能力。为研究木薯中EIN3基因如何被逆境信号调控,对木薯基因组数据库中的EIN3基因进行了序列分析,表明其具有典型的EIN3-like protein DNA结合结构域;其启动子区具有茉莉酸响应元件等多种响应元件。本研究以木薯品种华南八号悬浮培养细胞为材料,利用q RT-PCR检测木薯EIN3基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:EIN3在乙烯处理后,基因表达在8 h内呈现持续上升趋势;而茉莉酸甲酯处理后则整体呈现先上升后下降的趋势,且在2 h基因表达量最大。说明EIN3基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并推测其可受不同激素信号的整合后的综合调控,可参与到植物体内一系列多种生理生化过程。     

茉莉酸甲酯诱导烟草抗灰霉病的生理生化响应

为探究茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)诱导烟草抗灰霉病(Botrytis cinerea)的生理生化变化,本研究以烟草‘BY-2’为材料,通过分光光度法探讨外源喷施MeJA对灰葡萄孢胁迫下烟草叶片抗性相关酶类和非酶类物质的影响。结果表明,0.10 mmol/L MeJA喷雾烟草后,烟草叶片的防御相关酶类物质活性变化较大,其中过氧化物酶POD、苯丙氨酸解氨酶PAL的活性随着处理时间延长呈先升后降,且于第4天达到最大值,分别为79.18 U·g-1·min-1FW和5.44 U·g-1·h-1FW,呈现出累积到一定程度后又下降的现象;而多酚氧化酶PPO则呈先升后降再升的变化,且于第3天达到峰值为2.03 U·g-1·min-1FW,表现为累积增加趋势;同时烟草体内的抗性相关物质—木质素、类黄酮和丙二醛MDA的含量也有所累积而升高。因此喷施外源MeJA诱导烟草抗灰霉病的效应与其激活烟草叶片抗性相关酶类活性变化和非酶类物质的累积有关,且烟草抗性累积到一定程度后也会减弱,与第4天是烟草抗灰霉病的最佳诱导期相关。本研究结果为MeJA用于田间植物病害防治提供数据支撑。     

海南粗榧保护和开发利用的研究

海南粗榧(Cephalatazus mannii Hook．f．)，为三尖杉科(Cephalotaznceae)，三尖杉属(Cephalotaxs)植物，主产海南，为国家二级重点保护植物。因其材质优良和卓有特效的抗癌效果而屡遭砍伐及毁灭性利用，现已处于濒危灭绝边缘。近年来，系统研究了海南粗榧种群生物生态学特征等内容，探讨其致濒机理，以求达到保护和开发利用的目的。海南粗榧种群遗传多样性水平低，是海南粗榧濒危的内因；而破坏性开发，生境破碎化，台风袭击，动物对果实种子的侵食等，只是其濒危的外因。因此对海南粗榧仅就地保护远远不够，还必须通过不同繁殖方式复壮和迁地保护，以扩大种群数量和分布区域及利用资源量，提高其遗传多样性水平。     

海南粗榧保护和开发利用的研究

海南粗榧(Cephalataxus mannii Hook.f.),为三尖杉科(Cephalotaxaceae),三尖杉属(Cephalotaxus)植物,主产海南,为国家二级重点保护植物.因其材质优良和卓有特效的抗癌效果而屡遭砍伐及毁灭性利用,现已处于濒危灭绝边缘.近年来,系统研究了海南粗榧种群生物生态学特征等内容,探讨其致濒机理,以求达到保护和开发利用的目的.海南粗榧种群遗传多样性水平低,是海南粗榧濒危的内因;而破坏性开发,生境破碎化,台风袭击,动物对果实种子的侵食等,只是其濒危的外因.因此对海南粗榧仅就地保护远远不够,还必须通过不同繁殖方式复壮和迁地保护,以扩大种群数量和分布区域及利用资源量,提高其遗传多样性水平.     

茉莉酸甲酯与水杨酸在诱导高粱和苏丹草颖花开放中的效应

以高梁和苏丹草为试材,发现：２ｍｍｏｌ／Ｌ的ＭｅｊＡ处理后８ｈ,千金红和ＡＲＩ高梁的开经知率为１８．７％和２．９６％,分别对对照的２５倍和８．１倍,苏丹草的开颖率为１８．４２％,为对照的１４．９倍。１０ｍｍｏｌ／Ｌ和１ｍｍｏｌ／Ｌ的ＳＡ对ＭｅＪＡ诱导的颖花开放有强烈的抑制作用。高梁的雄性不育系和保持系经ＭｅＪＡ处理后９～１０ｈｍ开颖率显著增加,其中３０４２Ａ和３０４２Ｂ的开经分别为１４．８％和１６     

茉莉酸甲酯对苹果果实着色的影响

为揭示茉莉酸甲酯对苹果果实着色的效果,采用喷施和采后浸果2种处理方法,对‘新红星’和‘红富士’苹果的果实色素含量进行测定分析。结果表明：茉莉酸甲酯处理促进苹果果皮中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量的降解,并且对叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量的影响趋势基本一致。茉莉酸甲酯处理可促进苹果果皮中类胡萝卜素和花青苷的合成,并改变类胡萝卜素和花青苷的成份。     

茉莉酸甲酯对钩藤生物碱合成的影响

钩藤中钩藤碱和异钩藤碱是防治心血管疾病的有效活性成分,研究茉莉酸甲酯(MeJA)对钩藤生物碱合成的影响对高效获取这两种生物碱有重要意义。本研究用不同浓度的MeJA (0, 100, 200, 500, 1 000μmol/L)喷施处理2月龄的钩藤,并检测其生物量、叶绿素含量、生物碱含量和合成途径基因表达量。结果显示,钩藤叶绿素含量随MeJA浓度和处理时间的增加而逐渐降低;200μmol/L的MeJA最适于钩藤的生长和生物碱积累,该浓度处理钩藤的鲜重和干重最高;处理后第6天,钩藤碱(439.772μg/g)和异钩藤碱(1 134.223μg/g)含量达到最高,分别是对照的1.412和1.548倍;STR、TDC和SGD基因表达量受MeJA诱导,分别在4、6和8 h达到对照的1.941、4.001和27.436倍。Me JA虽会抑制钩藤叶绿素合成,但适宜浓度的MeJA处理能有效促进钩藤植株生长和钩藤生物碱的合成,为进一步研究钩藤中生物碱生物合成的分子调控机制提供了理论依据。     

玉米茉莉酸甲酯不敏感突变体的筛选

植物激素茉莉酸(jasmonic acid,JA)作为一种可以长距离运动的信号分子在植物对昆虫侵害的系统抗性中起核心调控作用。为了解析玉米JA信号途径及抗虫机制,本研究利用改进的玉米突变体的筛选方法,筛选与JA信号途径相关的突变体用于下一步的研究。将甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变的玉米突变体库6118份种子分别置含有外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)的培养基中培养,通过观察玉米根系的生长情况,确定对MeJA的不同耐受性。当MeJA终浓度为50μmol L–1时,初步筛选到对MeJA不敏感的I级耐受性突变体61株;当MeJA终浓度分别为100μmol L–1和200μmol L–1时进行验证,得到的耐受性事件分别为37株和10株。对自交收获的子一代遗传性分析表明,这些突变体对MeJA表现出的耐受性具有可遗传性。筛选获得的对MeJA不敏感突变体可能与JA调控有关,是研究玉米JA信号途径的很好材料。     

茉莉酸诱导的拟南芥叶片蛋白质组分析

植物在长期进化过程中形成了自我防御机制,能够产生特异的抗性蛋白来应对各种生物因子的胁迫,其中茉莉酸信号途径是植物必需的防御机制。本研究对拟南芥施用茉莉酸处理和对照叶片蛋白质的差异表达变化,并试图通过蛋白质组学技术来检测茉莉酸诱导的蛋白质,通过蛋白质双向电泳发现有28个蛋白点发生了显著的变化,其中19个蛋白点上调表达,9个蛋白点下调表达。选择10个差异蛋白点进行了质谱鉴定,它们分别是苏氨酸蛋白激酶、热激蛋白、不依赖于维生素B12的蛋氨酸合酶、腺嘌呤琥珀酸合酶、碳酸酐酶等,这些蛋白质可能在拟南芥叶片应答茉莉酸反应的过程中起到重要作用,进一步进行差异蛋白的功能分析对揭示茉莉酸信号通路和植物防御机制的关系具有重要的作用。     

茉莉酸甲酯对小麦颖花开放的诱导效应及其受水杨酸的抑制

De Vries(1971)从杂交种子生产的角度, 综述了小麦开颖性能与授粉、 受精的关系。 Heslop-Harrison和Heslop-Harrison(1996)则从浆片膨大与花丝伸长的同步性论证了小麦开颖受精和闭颖受精的差异。 王忠等(1989)发现了CO2能促进水稻和小麦开颖的效应。 但他们都没有提及植物激素对小麦开颖的影响。 　　曾晓春和周燮(1999)考     

茉莉酸甲酯对哈密大枣贮藏品质的影响

以哈密大枣为试材,研究不同浓度茉莉酸甲酯(10-4、10-5、10-6 mol/L)处理对哈密大枣在(0±0.5)℃下贮藏35 d品质的影响。结果表明,10-5 mol/L茉莉酸甲酯处理可以抑制果实硬度的下降,有利于保持可溶性固形物、VC及可滴定酸含量,降低呼吸强度和腐烂率,采后哈密大枣保鲜效果最好。     

玉米ZmWRKY53基因克隆及诱导表达分析

WRKY是植物细胞中进化较为保守的一类转录因子,参与了生物和非生物逆境胁迫应答反应的调控。本研究基于干旱诱导的玉米(Zea mays L.)B73转录组数据库,成功克隆到1个WRKY基因,命名为Zm WRKY53。序列比对发现,该基因含有904 bp的完整开放读码框,编码302个氨基酸,在C端含有1个保守的WRKYGQK结构域,同源比对ZmWRKY53属于IIc类WRKY转录因子。生物信息学预测,Zm WRKY53为碱性不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜结构域。洋葱内表皮亚细胞定位显示,Zm WRKY53蛋白位于细胞核中。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,Zm WRKY53基因在玉米的根和叶中有较高的表达水平,而在茎、玉米须、雄穗和胚中的表达量较低。不同的非生物胁迫如低温(8℃)、NaCl、H2O2和PEG均能显著提高Zm WRKY53的表达水平,尤其是PEG诱导使其表达水平上调9.5倍。接种玉米纹枯病的叶片中,Zm WRKY53的表达量提高了13倍。对比不同的激素处理情况,脱落酸(abscisic acid,ABA)和水杨酸(salicylic acid,SA)处理后,Zm WRKY53的表达水平持续上调;而在赤霉素(gibberellin,GA)和乙烯处理的玉米根中,Zm WRKY53呈现无规律的变化特征。蛋白互作预测,十个候选基因可作为后续Zm WRKY53调节机制的靶目标研究。上述实验表明,Zm WRKY53基因通过对不同激素信号的调节,不仅参与玉米对纹枯病的抗性反应,还参与对非生物胁迫信号的转导。