基于转录组的杉木BES1转录因子家族鉴定和响应干旱表达

杉木作为中国南方重要的速生商品材树种,分布区广,环境变化差异大,其生长发育受到干旱等多种非生物胁迫的影响.BES1转录因子家族是BR(Brassino steroids)信号的关键响应元件,在BR调控的植物根、茎、叶等器官发育和抗逆能力方面扮演重要角色.本研究在高通量转录组测序获得的数据基础上,结合生物信息学的方法,对...     

桃PpHDZ1转录因子的克隆及其对冷胁迫的响应

HD-Zip是植物特异转录因子,在响应冷胁迫过程中起着重要的调控作用。为了解HD-ZipⅠ亚家族转录因子在桃果实采后抗冷害过程中的分子调控机理,本研究从“湖景”水蜜桃叶片中克隆获得了一个编码HD-ZipⅠ亚家族转录因子的基因PpHDZ1,并对该基因的功能进行初步分析。结果表明,PpHDZ1的开放阅读框长度为840 bp,编码氨基酸280个。PpHDZ1蛋白不稳定,呈酸性,具有较强的脂溶性和亲水性,主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,无跨膜结构,没有信号肽,可能定位于细胞核。PpHDZ1含有两个高度保守的同源结构域(HD)和亮氨酸拉链结构域(LZ),与扁桃仁、日本杏的同源基因蛋白相似性较高,在系统进化树中与拟南芥HD-ZipⅠ亚家族聚类于同一分支。实时荧光定量PCR (RT-qPCR)结果显示,在不同桃组织中,PpHDZ1仅在硬核期果实中的表达量最高。在桃果实采后低温贮藏期间,0℃、4℃和8℃都显著诱导了PpHDZ1基因的上调表达,其表达强度与桃果实的冷害程度相一致。本研究为揭示HD-Zip转录因子在桃果实抗冷害过程中的分子调控机制提供了理论基础。     

烟草Myb转录因子NtBL1基因的克隆及其表达分析

为揭示Blind基因在普通烟草中的功能,通过同源克隆的方法从普通烟草K326的基因组中克隆得到1个Blind-like基因,即NtBL1,用PROSITE(ExPASy)、Sopma和Swissmodel等软件对NtBL1进行蛋白质结构域分析和高级结构预测,用Mega 7.0和MEME软件对NtBL1及其同源蛋白进行了进化树构建和结构分析,用半定量PCR分析了NtBL1基因在花、叶、根、茎、苗中的表达模式,用qRT-PCR技术分析了ABA、NaCl和PEG处理下NtBL1基因的表达模式。结果表明,NtBL1的开放阅读框长度为1 014 bp,编码337个氨基酸。半定量PCR结果表明,NtBL1在烟草的大部分组织和各时期普遍表达,但是根中的表达量最高。蛋白质结构域分析显示NtBL1是典型的R2R3 Myb家族蛋白,含有2个Myb-type HTH类型的DNA结构域。蛋白质高级结构预测表明,NtBL1蛋白高级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。进化和结构分析结果表明,NtBL1基因与番茄Blind等基因的进化距离较近,且具有相似的模体结构。qRT-PCR的结果显示NtBL1基因的表达受ABA的诱导,在处理24 h达到最高表达量;NtBL1基因的表达受NaCl处理的抑制,在24 h出现最低表达量。因此,NtBL1基因可能参与激素和盐胁迫调控下的侧生分生组织的发育。     

砂藓干旱胁迫相关转录因子基因RcTIFY1的克隆及表达分析

TIFY是植物特有的转录因子,可以调控植物分生组织的分裂,控制果实成熟度,也能提高植物抗旱性,并且减少机械损伤造成的伤害。本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱胁迫转录组数据库中筛选获得1个在干旱胁迫处理中具有显著差异表达的TIFY基因的m RNA序列,将该序列命名为RcTIFY1。我们对RcTIFY1基因全长CDS序列进行了克隆,并对RcTIFY1基因进行生物信息学分析,同时分析了砂藓在干旱和高温胁迫处理下RcTIFY1基因的表达变化。结果表明,该基因cDNA全长为1 326 bp,包含1 287 bp的开放阅读框,编码含有428个氨基酸残基的多肽片段。预测RcTIFY1基因编码的蛋白质有TIFY家族的保守结构域。预测RcTIFY蛋白质分子质量为46.14 kD,理论等电点为9.31,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。本研究可为进一步探索RcTIFY1基因在苔藓植物中的抗逆机制提供数据基础。     

苦瓜转录因子McEIL2的克隆及其表达分析

本研究从已构建的苦瓜果实均一化文库筛选得到一个EIN3-like同源EST序列,结合RACE技术,克隆得到EIN3基因c DNA全长序列,命名为Mc EIL2(Gen Bank登录号:KF595122)。该基因全长2 122 bp,开放阅读框1 890 bp,编码629个氨基酸,预测该蛋白的分子量为71.58 k D,与黄瓜Cus EIN3、甜瓜Cm EIL1、苜蓿Mt EIL1、绿豆Vr EIL1和番茄Le EIL1的蛋白同源性分别为89.61%、78.37%、71.23%、69.09%和65.66%。Mc EIL2基因的编码蛋白亚细胞定位于细胞核,荧光定量分析表明Mc EIL2基因表达量在幼果期先强后弱,绿熟期最低,破色期表达量大幅增加至最高随后下降,推测该基因参与苦瓜果实成熟软化调控过程。本研究初步明确了Mc EIL2基因在苦瓜成熟过程表达模式,可为今后进一步揭示苦瓜果实成熟软化的分子机制奠定基础。     

拟南芥花组织高表达TCP家族转录因子At1g30210的克隆与转录激活活性鉴定

本文从拟南芥中克隆到基因At1g30210的全长读码框。多序列比对结果表明,在推导的氨基酸水平上,该基因编码的蛋白含有特征性的TCP保守结构域,与已知的玉米、金鱼草和水稻的TCP家族基因中都存在显著性的保守性。另外通过酵母单杂交实验证明该基因编码的蛋白在酵母体内具有转录激活功能。同时RT-PCR实验结果表明,该基因在拟南芥花组织中表达量相对较高,具有明显的组织表达特异性。花器官高表达转录因子的克隆将为研究TCP基因调控植物花发育和花形态建成提供新的物质基础。     

干旱胁迫下水稻转录因子表达变化

本研究是探索在干旱应激下水稻转录因子的变化及可能的调控机制。本研究整合GEO数据库中关于水稻耐旱研究的基因芯片数据,通过TAC软件对基因芯片数据分析筛选出差异基因,利用在线数据库DAVID 6.8 和Plant TF DB筛选出相应的转录因子。敏感品种有9个转录因子表达方向一致（同时上调表达的有7个转录因子,下调的有2个转录因子）,耐旱品种有34个转录因子表达方向一致（同时上调表达的有23个转录因子,下调表达的有11个转录因子）。敏感品种和耐旱品种间有8个表达方向一致的重叠转录因子。干旱胁迫会显著影响转录因子的表达,不同水稻品种中,这些转录因子的表达既有较强的品种特异性,也有部分相似性。水稻可通过诱导和抑制转录因子的表达,来提高自身抗旱能力。     

棉花转录因子基因GhMYBPA1的克隆及表达分析

MYB转录因子蛋白普遍存在于植物中,在生物和非生物胁迫中发挥着重要作用。为了探讨棉花MYB转录因子的功能,采用同源克隆技术,在棉花叶片组织中克隆GhMYBPA1基因,并对其进行生物信息学和不同逆境胁迫下的表达分析。结果表明,从中棉35中成功克隆得到1个新的MYB转录因子基因GhMYBPA1(基因登录位点为XM₀16869420),cDNA全长为825 bp,开放阅读框630 bp,编码210个氨基酸;生物信息学分析结果表明,GhMYBPA1蛋白分子质量为20.183 ku,N端含有2个MYB的DNA保守结合域,属于R2R3-MYB型转录因子;氨基酸同源分析发现,GhMYBPA1蛋白与来自亚洲棉GaMYB12-like同源性较高;qRT-PCR分析结果表明,GhMYBPA1在棉花根、茎、叶、花中均有表达,花中相对表达量最高,其次是叶;逆境胁迫分析表明,在受到高盐、低温和干旱处理诱导时,GhMYBPA1基因的表达量均发生了变化,推测GhMYBPA1可能在棉花非生物胁迫过程中起重要的调控作用。研究结果可为进一步开展GhMYBPA1基因功能研究奠定理论基础。     

大豆ZF-HD转录因子GmZHD1的克隆及表达分析

为了揭示大豆ZF-HD基因的生物学功能,通过PCR的方法,从大豆栽培豆科丰1号中克隆了ZF-HD转录因子Glyma.02g040100,命名为GmZHD1。生物信息学分析表明,该基因的c DNA全长为888 bp,编码295个氨基酸,GmZHD1蛋白分子量约为32.64 k Da,等电点为7.69;序列分析表明,GmZHD1含有ZF-HD家族保守的锌指结构域和同源异形盒结构域,GmZHD1与Ft HB2蛋白序列一致性最高,为44.4%;亚细胞定位结果显示GmZHD1定位于细胞核;荧光定量PCR结果表明,GmZHD1在大豆不同组织中都有表达,其中,花、种子和叶片中表达较高。此外,将GmZHD1基因连接到植物过表达载体p BA002上,为进一步研究大豆GmZHD1基因的功能奠定了基础。     

榆林不同树龄胡杨叶片叶绿素荧光特征比较

为研究榆林风沙草滩区不同树龄条件下引种胡杨的叶绿素荧光特性差异,以榆林红石峡沙地植物园的11种引种胡杨为研究材料,分别在其生长期和枯黄期测定叶片叶绿素含量(SPAD)、初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)、表观光合量子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)和...     

不同萌发率胡杨种子萌发前后同工酶动态变化分析

对不同萌发率的胡杨种子萌发前后酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶和超氧化物歧化酶同工酶电泳谱带的动态变化进行分析.研究表明:对于吸胀的种子,过氧化物酶同工酶没有表达;酯酶同工酶得到表达,且萌发率中等的种子表达最高;超氧化物歧化酶同工酶也得到表达,但萌发率高的种子几乎没有表达;对于干种子,酯酶同工酶没有表达,过氧化物酶同工酶得到表达,且萌发率中等的种子表达最高;超氧化物歧化酶同工酶得到充分的表达.     

塔里木河中游胡杨群落结构特征分析

为了了解生长状况良好的胡杨群落,在塔里木河中游沿岸选择具有代表性胡杨群落,设立1 hm2固定样地,调查分析胡杨林群落结构特征。结果表明：胡杨群落垂直层次优势种较为明显,形成以胡杨+柽柳+芦苇、假苇拂子茅为优势种的荒漠河岸林群落类型;胡杨种群属于稳定型种群,个体数量在不同径级之间分布合理;在不同尺度下,胡杨种群均处于集群分布;胡杨种群在不同发育阶段分布格局由聚集分布向随机分布转变。     

塔里木河上游不同林地土壤养分和微生物 以及酶活性变化初探

对塔里木河上游果林地和胡杨林地土壤养分、微生物数量和酶的活性变化进行了研究。结果表明：4种特色果林地的土壤养分、微生物的数量、土壤酶活性均高于胡杨林，而胡杨林的耐盐性最强。5种林地土壤微生物的数量，从4~8月不断上升，8月份达峰值，且以细菌占绝对优势。土壤中脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性从4~10月逐渐上升，表现为“秋高型”，10月达峰值，而转化酶活性则相反，表现为“春高型”，峰值出现在4月。土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤养分密切相关。     

不同基因型小麦对干旱胁迫响应的差异研究

采用PEG 6000模拟干旱试验和干旱棚试验,研究10个不同基因型小麦对干旱胁迫的响应。结果表明,不同基因型小麦的抗旱性表现时期有差异,同一基因型品种在不同抗旱指标上表现不完全一致。抗旱萌发较好的品种是济宁16和蘅观35,发芽势和发芽率均较高,发芽速度快。豫农949在幼苗生长期抗旱性表现比较突出,苗高、叶数、地上部分干重、根干重、叶绿素含量、脯氨酸含量等指标都比较高。干旱胁迫下单株产量最高的是南阳996,其次是豫农949。用综合抗旱系数评价小麦的抗旱性,南阳996的综合抗旱系数最高,与产量的表现吻合。     

土壤干旱对小麦叶片渗透调节和光合作用的影响

本文研究了土壤干旱对小麦叶片渗透调节和光合作用的影响.小麦叶片水势、相对含水量、饱和渗透势、光合速率、蒸腾速率和气孔导度随土壤干旱程度加剧呈现出先缓降后陡降的趋势,其变化的土壤相对含水量阈值相同.小麦旗叶的渗透调节能力约为0.5MPa,不同叶位叶片渗透调节能力不同,其强弱顺序为旗叶>倒二叶>倒三叶.干旱使叶片膨压丧失时的渗透势从正常水分处理的-1.61MPa降到-2.33MPa,弹性模量从5.74MPa增加到6.35MPa.干旱条件下的光合速率、气孔导度、气孔限制值和叶片光合放氧能力都下降,而细胞间隙CO_2含量增加,说明光合速率的降低是非气孔因素即叶肉细胞光合活性限制的结果.     

PEG胁迫方法评价棉花幼苗耐旱性研究

分别选用8个陆地棉、2个海岛棉、2个亚洲棉品种作为材料进行耐旱水平试验,以PEG6000作为水分胁迫剂,对棉花种子萌发期、芽期、子叶期和真叶期材料分别进行处理,得出了耐旱水平变化曲线,结果验证棉花耐旱性鉴定关键时期应在3～6片真叶幼苗.用不同浓度PEG6000对具有3～6片真叶的棉花幼苗进行12 h连续处理后,统计其成活率.研究表明:PEG6000溶液浓度为17%(W/V)时,棉花幼苗的成活率与田间旱棚鉴定结果有较高的一致性.此方法简单、快速,易操作,基本可用于棉花品种的耐旱性评价与鉴定工作,并将为棉花耐旱分子生物学研究奠定基础.     

甜杨抗冻转录因子ICE1基因的in silico克隆及其分析

ICEl基因编码类似MYC的bHLH转录因子,可特异地结合到CBF3启动子的MYC作用元件并诱导CBF/DREB1下游基因的转录表达.本文采用电子克隆的方法,以拟南芥ICE1蛋白序列为信息探针,利用杨树EST数据库和毛果杨基因组序列拼接的结果,设计引物并通过RT-PCR从甜杨克隆了杨树的第一个ICE1基因.其cDNA长1 706 bp,含有完整的开放阅读框,可编码543个氨基酸的MYC类蛋白.编码蛋白序列含有bHLH区,核定位信号(NLS)区,富S区和转膜区各1个.Blast分析表明,cDNA序列及其推导的氨基酸序列均与拟南芥和芥菜的ICE1存在着较高的同源性,说明所获得的cDNA可能是甜杨ICE1基因(PsICE1,DQ481236).通过网络服务器平台进行PsICE1的功能预测,结果显示PsICE1含有bHLH保守功能域,具有多个磷酸化位点和跨膜区域.另外,ICE1的电子表达谱分析结果发现,ICE1几乎可在植物中整株表达,在多种组织和不同发育过程均表达,这也在一定程度上说明了ICE1是组成型表达,以及ICE1可能在植物的生长发育中也起着重要作用.     

3个杨树品种叶片再生体系的建立

以中林2001杨、南林95杨、南抗杨等3个杨树品种叶片为材料,选用15种诱导愈伤组织培养基、9种分化培养基和7种生根培养基,研究不同基因型、激素组合以及外植体状态对再生体系建立的影响。结果表明：3个品种的愈伤组织诱导、分化效果与NAA/6-BA比值有一定相关性,在愈伤组织诱导中NAA/6-BA比值在4:1~5:1之间,愈伤组织分化中NAA/6-BA比值大体在1:4~1:10之间;不同品种在上下表皮气孔数、诱导愈伤、分化再生培养上都存在一定的基因型差异;接种叶片的不同放置方式、叶片上的不同部分对愈伤组织诱导具有显著影响。     

PEG6000渗透胁迫下应用电导法对披碱草属种质幼苗抗旱性初步研究

以15%聚乙二醇（PEG6000）作渗透介质,应用电导法对59份7种披碱草属（Elymus L.）种质幼苗进行了抗旱性初步研究。结果表明,59份种质材料按照评价标准可分为4级,抗旱性可分为强、较强、中等、弱。抗旱性强的种质5份,占供试种质的8.48%,包括PJ001、PJ003、PJ005、PJ006、PJ027;抗旱性较强的种质16 份,占供试种质的27.12%,包括PJ002、PJ004、PJ007、PJ009、PJ010、PJ011、PJ012、PJ013、PJ014、PJ017、PJ018、PJ021、PJ036、PJ042、PJ073、PJ093;抗旱性中等的种质20份,占供试种质的33.90%,包括PJ025、PJ029、PJ033、PJ034、PJ035、PJ038、PJ039、PJ054、PJ066、PJ067、PJ068、PJ090、PJ097、PJ098、PJ099、PJ100、PJ108、PJ109、PJ113、PJ114;抗旱性弱的种质18份,占供试种质30.50%,包括PJ019、PJ022、PJ037、PJ069、PJ070、PJ074、PJ075、PJ077、PJ078、PJ092、PJ101、PJ105、PJ107、PJ110、PJ111、PJ112、PJ115、PJ116。电导法测定抗旱性具有相当程度的灵敏度和精确性,是快速筛选抗旱性种质的有效手段。