水稻茉莉酸响应基因的分析

茉莉酸是植物体内天然的调节剂,在植物生长发育过程及响应外界环境胁迫方面具有重要的作用。为了分析水稻中茉莉酸的响应基因,设计了Os PDF1.2,Os VSP2,Os JAZ8的定量PCR引物,利用100μmol/L茉莉酸和100μmol/L菲尼酮(内源茉莉酸合成抑制剂)处理的叶片为材料,分析了Os JAZ8,Os PDF1.2,Os VSP2等3个基因对茉莉酸的响应情况。结果表明,Os JAZ8,Os PDF1.2随着茉莉酸处理时间的延长,表达量逐渐升高,随着菲尼酮处理时间的延长,表达量逐渐降低,而Os VSP2则与之相反;Os JAZ8对于茉莉酸的响应较Os PDF1.2,Os VSP2这2个基因更加敏感。据此结果认为,Os JAZ8的表达量可以作为水稻叶片中茉莉酸相对含量的指标。     

水杨酸和茉莉酸诱导茶树抗茶饼病研究初报

为探索水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)诱导茶树对茶饼病的抗性并指导其防治。以5个茶树品种为试验材料,研究在茶饼病胁迫下SA和JA含量变化。用外源SA和JA处理茶树调查发病率和病情指数的变化。得出紫娟、佛香4号和群体种感染茶饼病后SA和JA含量均升高,用外源JA和SA处理茶树其茶饼病发病率和病情指数明显低于对照。说明SA和JA能诱导茶树对茶饼病的抗性。     

甲基茉莉酸和草酸诱导油菜BN10基因的表达

利用实时荧光定量PCR方法,观察油菜BN10基因在根、茎、叶中的表达差异,并分析甲基茉莉酸(MeJA)和草酸(OA)对该基因的诱导表达的动态变化。结果表明:BN10基因在油菜根、茎、叶中均能表达,其中在根中的表达量最高,茎中的表达量次之,在叶中的表达量最低,且在抗病毒品种苏油1号中的表达量高于感病品种中双9号;BN10的表达受MeJA和OA的诱导影响。MeJA诱导处理感病品种中双9号叶片后,BN10基因表达先升后降,在24h时表达量最高,为诱导前的2.58倍,之后有所下降,但诱导后的表达量始终高于诱导前,72h时的表达量仍为诱导前的1.13倍;OA诱导处理中双9号后,BN10表达量也是先增加后降低,在12h时达到最大值,为诱导前的2.5倍,72h时下降至最低,仅为诱导前的25%。MeJA诱导处理抗病品种苏油1号后,BN10的表达趋势与中双9号相似,但各时间点的表达量均高于中双9号;OA诱导处理苏油1号后,对BN10的诱导更强烈,表达量在6h时即达到峰值,为诱导处理前的3.05倍,之后逐渐下降。     

木薯CKX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。为阐明逆境信号调控细胞分裂素代谢关键基因CKX的分子机制,对乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的木薯品种华南八号叶片数字基因表达谱中两个表达差异显著的Me CKX基因进行了序列分析,发现两者具有乙烯响应元件,但没有茉莉酸响应元件。以华南八号悬浮培养细胞为材料,利用qRT-PCR检测了木薯Me CKX1和Me CKX2基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:茉莉酸信号可使这两个基因显著上调;乙烯信号可使Me CKX1表达量缓慢上调,使Me CKX2表达量缓慢下调。说明这两个Me CKX基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并推测一方面其基因启动子区相应的特异响应元件参与了调控,另一方面两种逆境信号物质分别通过影响其他调控途径,间接造成这两个基因的不同表达,以进一步影响细胞分裂素的代谢。     

木薯DBE和SBE基因的序列分析及其茉莉酸甲酯诱导表达特性

为研究木薯中调控支链淀粉合成的DBE和SBE基因如何被茉莉酸信号调控,首先对木薯基因组数据库中的Me DBE和Me SBE2.1基因进行序列分析,二者都具有α淀粉酶催化结构域且启动子区都具有茉莉酸响应元件等多种响应元件。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Me DBE和Me SBE2.1基因在茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:Me DBE基因的表达在最初短暂上调后持续下调,而Me SBE2.1则持续上调后又恢复最初水平,说明Me DBE和Me SBE2.1基因可被茉莉酸信号调控,进一步推测表明,其受到不同激素信号整合后的综合调控,以影响支链淀粉的生物合成。     

茉莉酸和真菌病原诱导的水稻WRKY30转录因子基因的分离及表达特征

 【目的】分离水稻WRKY30,为阐明WRKY转录因子在水稻抗病反应中的调节作用提供依据,为抗病性的合理利用和品种遗传改良提供基因材料。【方法】采用RT-PCR获得包含最大开放阅读框（ORF）的WRKY30 cDNA序列,运用生物信息学手段进行序列分析,通过Southern杂交确定基因在基因组中的拷贝数,利用Northern分析或RT-PCR方法,研究基因的器官特异性表达和病原、激素以及非生物胁迫诱导表达的特征。【结果】 WRKY30 包含一个长2 022 bp的完整ORF,编码674个氨基酸,具有1个核定位信号和2个典型的WRKY保守结构域,锌指纹组成为C2H2,归类于WRKY第一组,与大麦、高粱和短柄草等单子叶植物WRKY的氨基酸序列同一性较高。WRKY30在基因组中以单拷贝存在,在茎、叶和颖果中表达丰度最高,根和穗中次之,花中最低。WRKY30受稻瘟菌和纹枯菌快速诱导。抗病相关信号分子水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）也能诱导该基因表达迅速上调,而乙烯（ET）对其表达无明显影响,脱落酸抑制其表达。除伤引起WRKY30表达上调外,其它非生物胁迫如冷、高盐和干旱对其表达无明显影响。【结论】WRKY30可能参与水稻对稻瘟菌和纹枯菌防御反应的调控,这种调节作用依赖于SA和JA介导的信号途径,而与ET信号途径无关。     

木薯PHOR1基因的序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

为研究木薯中PHOR1基因如何被逆境信号调控,根据杨树2个PHOR1同源基因搜索木薯基因组数据库,得到2个高度同源的木薯PHOR1基因,即Me PHOR1_1和Me PHOR1_2。序列分析表明,它们都具有E3泛素连接酶家族成员特征:含有U-box和armadillo重复序列。此外其启动子区具有乙烯响应元件和茉莉酸响应元件。以木薯品种华南八号悬浮培养细胞为材料,利用qRT-PCR检测Me PHOR1_1和Me PHOR1_2基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:在乙烯和茉莉酸甲酯分别处理后的细胞悬浮液中,2个PHOR1基因的表达变化呈现相似趋势,即乙烯处理后,2个基因的表达均出现先下降后缓慢上升的趋势;而对茉莉酸信号则呈现先上升后下降又上升再下降的波动性趋势,故推测2个PHOR1基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并可在后续的根生长和淀粉积累等一系列生理生化过程中发挥作用。     

芒果C4H基因的克隆及其表达分析

肉桂酸-4-羟基化酶(C4H)是植物苯丙烷合成途径的关键酶之一,其蛋白质活性和转录丰度直接影响植物中黄酮类化合物和芳香族化合物的生物合成量。根据已经报道的C4H基因的序列设计兼并引物,采用3'RACE、5'RACE方法,克隆得到芒果果实C4H基因的全长cDNA序列为1 680 bp。该基因开放阅读框为1 518 bp,编码505个氨基酸,分子量为58.08 ku。蛋白等电点为9.52,分析发现该基因主要定位在线粒体中。通过软件预测得到3种三级蛋白结构图;通过系统发育分析发现,该基因编码的蛋白与橄榄、可可等植物具有较近的亲缘关系。对不同着色的芒果品种的C4H基因表达进行分析发现,红色的贵妃品种中表达量最高,而绿色的桂七品种中表达量最低。     

茉莉酸和水杨酸诱导胡椒抗瘟病中生理生化的变化研究

[目的]研究明确外源喷施茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)对胡椒抗瘟病的影响及生理生化变化.[方法]以中国主栽品种"热引1号"胡椒苗为实验材料,给胡椒苗单独和混合方式喷施5 mmol·L-1 SA、1 mmol·L-1 JA处理.[结果]处理第20天时,单独喷施SA和混合喷施JA/SA的试验苗幼嫩的茎叶出现了不同程度损伤....     

水稻乙醇酸氧化酶基因的克隆和表达分析

根据水稻数据库中乙醇酸氧化酶(GLO)基因的编码序列,设计引物,克隆了水稻OsGLO3基因的序列,该片段长1 104bp,编码367个氨基酸,含有11个外显子。荧光定量PCR结果表明:OsGLO4在不同水稻生育期中表达量差异较大,且OsGLO1和OsGLO4在生长发育后期表达量较高,OsGLO2和OsGLO5在生长发育前期表达量较高。     

小麦茉莉酸诱导蛋白基因TaJIP的克隆和功能鉴定

为探讨高温影响小麦品质和产量的主要非生物胁迫因素,从小麦(Triticum aestivum)中克隆了1个受热胁迫诱导的茉莉酸诱导蛋白基因,命名为TaJIP,该蛋白具有Dirigent和Jacalin-like 2个保守结构域。通过生物信息学分析发现TaJIP基因的启动子区域包含多种激素响应元件。采用荧光实时定量PCR的方法,分析TaJIP在转录水平的表达模式,发现TaJIP不仅受茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)的诱导,还受高温、干旱和高盐胁迫的诱导。通过农杆菌介导的方法将TaJIP超表达转化拟南芥并对其功能进行鉴定,发现TaJIP转基因株系高温胁迫后的成活率和下胚轴生长活力明显高于野生对照(Wild type,WT)。但是在含有甘露醇或NaCl的MS培养基中生长时,转基因株系的表型与WT基本没有差异。以上结果说明TaJIP基因可以提高植物对高温的适应性,但不能提高植物的耐盐和抗旱能力。     

茉莉酸信号关键转录因子OsMYC2影响水稻愈伤诱导和分化的功能初探

为了了解茉莉酸(jasmonic acid, JA)信号途径基因在水稻愈伤组织诱导和分化过程中的作用,本研究对转录因子基因OsMYC2在水稻再生过程中的功能进行了研究。利用qRT-PCR技术对OsMYC2基因在水稻愈伤诱导和分化过程中的表达进行动态分析,同时对osmyc2基因编辑突变体在水稻组织培养再生过程中的表型进行鉴定,并对osmyc2突变体愈伤中的一些重要标记基因的表达进行调查和分析。qRT-PCR基因表达鉴定结果显示,OsMYC2基因在水稻成熟胚愈伤组织诱导和分化过程中均存在一定量的表达,且在分化期的表达量相对较高。而osmyc2突变体的愈伤诱导效率和分化效率均显著低于野生型对照日本晴。同时,基因表达分析发现,OsERF101、OsBBM2和OsWUS等与再生相关的重要基因在osmyc2突变体愈伤中的表达与野生型对照相比均显著下降。由此表明,OsMYC2基因可能通过茉莉酸信号途径影响水稻成熟胚愈伤组织的诱导形成和胚性愈伤的分化。该研究对OsMYC2在水稻再生过程中的作用进行了探索性研究,为未来深入研究茉莉酸信号途径影响水稻组织培养的分子机制提供了一定的理论基础。     

木薯过氧化物酶基因序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

[目的]分析木薯Class Ⅲ过氧化物酶(POD)基因(MePOD)的序列特征,并检测乙烯(ET)和茉莉酸(JA)逆境信号对其表达的影响,为研究木薯对逆境胁迫的响应和调控模式及培育抗逆新品种提供理论依据.[方法]从木薯基因组数据库中获取MePOD基因序列并进行分析;以木薯品种华南8号悬浮培养细胞为材料,利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测木薯MePOD基因在乙烯利和茉莉酸甲酯(MeJA)处理后的表达特性.[结果]MePOD基因编码区含4个外显子和3个内含子;转录起始位点位于起始密码子上游1061 bp处;启动子区域含多个顺式作用元件,但无ET和JA响应元件.MePOD蛋白由33 1个氨基酸组成,分子量为37.476kD,理论等电点为8.66;有一个含信号肽的跨膜结构,是一种阳离子分泌型Class Ⅲ POD.系统发育进化树分析结果表明,木薯MePOD蛋白与大戟科橡胶树(Hevea brasiliensis,ADR70870.1)的亲缘关系最近,且除两种裸子植物外,其他17种被子植物聚为一类,且同一科植物进一步相聚,此结果与进化地位一致.和CR检测结果表明,MeJA涛导0.5 h后,MePOD基因表达量整体上呈先升高后下降的变化趋势,而乙烯利诱导0.5h后其表达量呈缓慢上升的变化趋势,但整体上维持在本底水平之下.[结论]JA和ET逆境信号不直接通过相应响应元件上调MePOD基因表达,而与其他激素信号进行综合调控,并进一步参与植物体内的抗氧化过程.     

茉莉酸相关化合物对水稻颖花开放的诱导效应

研究了茉莉酸结构类似物、功能类似物以及茉莉酸生物合成的前体物对水稻颖花开放的诱导效应.结果表明,以下结构对茉莉酸类诱导开颖具有重要作用:①一个完整的环戊烷酮结构,因为C-6上的羰基被换成羟基后颖花开放诱导活性大大降低;②C-7上的戊稀侧链,因为C-9与C-10之间双键的加氢饱和使活性降低,而C-12的羟化更使其完全失活;③C-3上的乙酸或其甲酯侧链,因为乙酸侧链的加长使其活性降低,而且乙酸侧链被已酸取代所形成的OPC-6:0的活性是来自其本身还是来自其转化形成的JA仍有待进一步的研究.     

水杨酸和茉莉酸甲酯对试管马铃薯形成的影响

选用马铃薯Mira和N552继代脱毒苗为材料,在人工诱导条件下研究水杨酸 (SA)、茉莉酸甲酯 (MJ)对试管马铃薯形成的作用,结果表明:适宜浓度的SA和JA均能提高微薯的结薯率,其中SA的最佳浓度为10. 0×10-1mol/L,MJ的最佳浓度为 10×10-6 mol/L,但Mira和N552对SA和MJ诱导反应的敏感程度有差异。SA对Mira和N552的单株结薯数影响较小,但对提高两品种的单株结薯重有明显作用。MJ对Mira的单株结薯数和单薯重有显著促进效应,但对N552的作用不显著。与对照比较, SA和MJ处理均导致茎叶和微薯的可溶性糖含量的降低,但对淀粉含量表现为茎叶中的下降,微薯中的上升。     

茉莉酸甲酯和水杨酸对黄瓜根结线虫的防治

以黄瓜为材料,研究了根结线虫对内源茉莉酸和水杨酸含量的影响,并进行了初步的防治研究.结果表明,接种根结线虫后16 h,黄瓜叶片中的茉莉酸含量急剧上升,上升幅度为对照的8.2倍;水杨酸含量也有显著上升的趋势,并在侵染后24 h达到对照的5.02倍.田间试验表明, 50 mg·L-1茉莉酸甲酯和50 mg·L-1水杨酸混合溶液处理,能有效地防治黄瓜根结线虫病的发生,并使黄瓜产量增加27.85%.     

水稻中OsCRL4基因的克隆和表达分析

将已知的拟南芥细胞分裂素受体Cre1a序列的保守区输入Blast软件,得到5个与拟南芥Cre1基因具有同源性的基因,即OsCRL1a、OsCRL1b、OsCRL2、OsCRL3和OsCRL4.前面4个基因与拟南芥具有相似的结构,所以它们可能与拟南芥Cre1基因具有相似的功能;而OsCRL4 基因与拟南芥Cre1基因相比,只有一个关键的结构域相同.RT-PCR和GUS染色结果表明,OsCRL4的表达具有特异性,主要在侧根基部、根茎结合部表达,在茎、叶中不表达;该基因在水稻内起到类似细胞分裂素受体的作用.     

山葡萄C4H基因的克隆表达及遗传转化分析

通过生物学技术来研究C4H基因在山葡萄着色过程中的作用,进而揭示山葡萄果皮着色的分子机理;利用RT-PCR技术克隆了山葡萄C4H基因的全长cDNA序列,并对该蛋白进行生物信息学分析,预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测C4H基因在山葡萄8个不同转色时期的表达量,将克隆获得的山葡萄C4H基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达, SDS-PAGE检测表达产物.为了验证山葡萄C4H基因的功能,构建了表达载体pC C4H并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化,在含50 mg/L Kan的培养基上对T_0代种子进行筛选.克隆获得的山葡萄C4H cDNA全长1 735 bp,开放阅读框1 518 bp,编码505个氨基酸,该基因表达产物分子质量为57.70 KDa,等电点值9.06.C4H基因在山葡萄果皮转色各个时期均存在表达;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,拟南芥遗传转化先后得到3个阳性幼苗.对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性, 2株叶片颜色均变成紫红色;经花色素苷质量浓度的测定表明其质量浓度比对照组植株高出3倍.在拟南芥中花色素苷质量浓度虽然较低,但还是能少量合成,说明其花色素苷生物合成途径是开通的,只是积累的量较少.     

三环唑诱导水稻抗性相关基因的表达分析

【目的】探讨三环唑处理下水稻抗性相关基因表达的动态变化及与抗瘟性的相关性。【方法】室内抑菌活性测定三环唑对稻瘟病菌丝生长和孢子萌发的抑制作用;温室不同时间点接种稻瘟病菌后施用三环唑,测定其防效;利用实时荧光定量PCR对水稻受三环唑处理后不同时间点诱导抗性相关基因进行表达分析。【结果】三环唑对水稻稻瘟菌菌丝生长和孢子萌发无显著抑制作用;接种稻瘟病菌24 h后施用三环唑,仍然能够获得87.2%的防治效果。RT-q PCR结果表明,三环唑能够诱导水稻防卫反应基因Os NH1-1、Os PR1a和Os PR10的表达,进一步选取水杨酸和茉莉酸途径的关键基因进行检测,发现茉莉酸途径的关键基因Os LOX和Os AOS2的表达受到三环唑显著诱导。【结论】三环唑防治稻瘟病并非仅仅抑制了黑色素的合成,三环唑对水稻具有诱导抗性作用,三环唑主要通过茉莉酸途径起诱导抗性作用。     

紫苏茉莉酸羟基甲基转移酶基因PfJMT的克隆及表达分析

【目的】茉莉酸羟基甲基转移酶（jasmonic acid carboxyl methyltransferase,JMT）是植物茉莉酸甲酯生物合成的关键酶,通过克隆紫苏JMT,并研究其在不同胁迫下和种子不同发育时期的表达模式,为研究JMT在植物防御和种子发育中的作用提供理论依据。【方法】根据紫苏种子转录组测序结果设计引物,从紫苏中克隆得到紫苏茉莉酸羟基甲基转移酶基因的DNA和cDNA序列,命名为PfJMT,通过生物信息学分析该基因的结构、稳定性、亲水性、亚细胞定位及保守结构域等,利用系统进化树分析PfJMT和其他物种JMT蛋白的进化关系。取开花期的紫苏根、茎、叶、花等组织用于组织特异性表达分析。取开花后5、10、15、20、25和30 d的种子用于JMT在种子不同发育时期表达模式的研究。用25 μmol·L ^-1茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）和1 mmol·L ^-1水杨酸（salicylic acid,SA）喷洒处理具有4片真叶的紫苏幼苗并浇灌根部,分别于处理0、2、4、8、16、24和48 h后取样,研究JMT在不同胁迫下的表达模式。 【结果】PfJMT的ORF长1 050 bp,编码349个氨基酸。生物信息学分析表明,PfJMT为不稳定的亲水蛋白,亚细胞定位于细胞质,含有一个甲基转移酶-7（Methyltransf-7）保守结构域。通过与其他物种的JMT蛋白多序列比对发现,紫苏JMT和丹参JMT的序列一致度最高,为80.5%,和水稻的序列一致度最低,为36.8%。在对多种不同植物基于JMT蛋白构建系统进化树的分析中发现紫苏和拟南芥、丹参等双子叶植物亲缘关系较近,而与建兰、水稻等单子叶植物亲缘关系较远,说明JMT在单子叶和双子叶植物的进化过程中可能存在较大的差异。荧光定量PCR结果表明,PfJMT在紫苏根和茎中的相对表达量最低,叶和花中的相对表达量比根和茎中略高,在开花后5d的种子中的表达量最高,并且随着种子的发育表达逐渐下调,说明JMT在种子发育中起着重要作用。在使用外源MeJA和SA处理的紫苏根、叶组织中,PfJMT表达均显著下调,这一结果支持JMT可能不直接参与防御反应,而是通过调节JA水平间接参与植物防御的理论。【结论】成功克隆获得PfJMT,随着种子的发育PfJMT表达量逐渐下调,并在外源MeJA、SA胁迫下表达量显著下调。