海岛棉pepc基因的克隆及序列和表达分析（英文）

 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (Phosphoenolpyruvate carboxylase)对植物生理功能行使重要的调节作用。本研究根据NCBI已公布的EST序列利用RACE和genome walking技术从海岛棉品种7124中克隆了一个新的pepc基因,命名为Gb.pepc3。该序列全长3259 bp,含有一个2910 bp的开放阅读框,编码969个氨基酸,推测分子量为110.7 kd,等电点为6.08 I。对Gb.pepc3蛋白的同源性比对和系统进化树分析显示,Gb.pepc3与已报道的其他植物的pepc相似性很高,属于C₃型pepc。荧光定量PCR结果显示Gb.pepc3在棉花各组织中广泛存在,其中在胚中表达量最高,在纤维中表达量较低。在棉花发育各个阶段Gb.pepc3表达量不同,海岛棉在开花后15天Gb.pepc3表达量达到高峰期,而陆地棉开花后20天Gb.pepc3表达量达到高峰期。海岛棉和陆地棉间表达量差异明显。     

施氮肥对盐胁迫下Bt棉生长和叶片Bt蛋白含量的影响

 以Bt棉品系K638为材料,在盆栽条件下研究了施氮肥对不同程度盐胁迫（土壤含盐量：0(CK)、0.15%(轻度胁迫)和0.3%（中度胁迫））下棉株生长、氮素吸收、Bt蛋白含量和Bt蛋白氮占全氮量比例的影响;同时,在水培条件下研究了不同形态氮素（硝态氮和铵态氮）对NaCl胁迫下Bt蛋白含量的效应。结果表明,氮肥与盐胁迫对棉叶Bt蛋白含量有显著的互作效应。非盐和低盐胁迫下,施氮肥促进了棉株生长（生物量分别提高了3.0和2.8倍）、Bt蛋白合成（分别提高41.0%和90.9%）和全N向Bt蛋白N的转化（分别提高9.3%和15.6%）;中度盐胁迫下,施氮肥虽也促进了棉株生长（1.4倍）,并提高了叶片全N含量（98.8%）和Bt蛋白含量（83.3%）,但并未提高Bt蛋白N占全N量的比例。无论盐胁迫与否,施NO₃^--N处理的生物量和叶片全氮含量都显著高于施NH₄⁺-N的处理,但由于盐胁迫下NO₃^--N降低了Bt蛋白N占全氮的比例（11.0%）,叶片Bt蛋白含量则略低于NH₄⁺-N处理。据此认为,盐胁迫下施氮肥通过促进棉株对N素的吸收积累并影响全氮转化为Bt蛋白的比例,进而影响Bt蛋白含量。     

绿豆SOD基因的生物信息学分析及盐胁迫下的表达分析

为了探究盐胁迫下超氧化物歧化酶在绿豆中的作用,本研究对鉴定到的8个绿豆SOD基因进行生物信息学分析,并探究了盐胁迫下绿豆SOD基因的表达模式,结果表明,绿豆SOD蛋白都含有磷酸化位点,但磷酸化位点在数量和种类上都存在差异,说明它们可能被特定的蛋白激酶磷酸化;绿豆SOD蛋白大多定位在叶绿体中,部分存在于细胞质、过氧化物酶体、线粒体,说明它们主要在这些细胞器中清除活性氧;通过对SOD蛋白三级结构预测发现不同蛋白之间三级结构存在差异;通过系统进化分析,将SOD基因分为三个组;通过序列比对发现8个SOD基因可以分为Cu/Zn-SOD、Mn-SOD和Fe-SOD三种类型;研究发现绿豆8条SOD蛋白都可以响应盐胁迫,VrSOD2、VrSOD5、VrSOD6、VrSOD8在胁迫的各时间点表达都明显高于对照。本研究可以为盐胁迫下绿豆SOD基因功能研究提供参考。     

红麻DNA甲基化响应镉胁迫及甲基化差异基因的表达分析

DNA甲基化是植物重要的表观遗传修饰方式之一,在响应逆境胁迫中具有重要作用,但是有关镉胁迫下植物DNA甲基化水平变化的报道甚少。本研究以红麻P3A为材料,采用水培法对幼苗进行300μmol L^-1的CdCl₂处理,测定幼苗农艺性状及镉含量;利用甲基化敏感扩增多态性技术(methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP)分析镉胁迫下根系DNA甲基化水平变化;回收甲基化差异片段并克隆测序,采用qRT-PCR技术对DNA甲基化差异基因的表达量进行分析。结果表明, CdCl₂胁迫显著抑制红麻幼苗的株高、茎粗、根长、根表面积以及全鲜重。对照及镉处理下幼苗根系的DNA甲基化率分别为62.78%、68.23%,其中全甲基化率分别为37.50%、36.36%,半甲基化率分别为25.28%、31.87%,表明镉胁迫显著提高红麻幼苗根系的DNA甲基化水平。qRT-PCR分析表明, 7个与抗性密切相关的DNA甲基化差异基因也存在表达量的差异,推测DNA甲基化水平变化在响应红麻镉胁迫中发...     

铅胁迫下红麻生理特性及DNA甲基化分析

DNA甲基化在植物响应生物和非生物胁迫中起重要作用,但是有关铅胁迫下植物DNA甲基化水平变化的研究报道甚少。本研究以红麻P3A为材料,采用水培法对幼苗进行不同浓度(0、200、400、600μmol L-1) PbCl2处理,测定幼苗农艺性状、根系ROS含量和抗氧化酶活性等变化情况;利用甲基化敏感扩增多态性技术(methylation-sensitive amplification polymorphism, MSAP)分析600μmol L-1铅胁迫条件下根系DNA甲基化水平变化,回收差异甲基化片段并克隆测序,采用qRT-PCR技术对DNA甲基化差异基因进行表达分析。结果表明,不同浓度PbCl2胁迫均显著抑制幼苗的茎粗、根长和根表面积,且400μmol L-1及以上浓度PbCl2胁迫显著抑制红麻幼苗的株高和全鲜重。随着铅浓度的提高,红麻幼苗根系的铅含量显著升高, O2?和MDA含量显著增加, SOD活性显著升高, POD活性呈先降低后升高, CAT活性呈先升高后降低的趋势。对照及600μmol L-1 PbCl2处理下的幼苗根系DNA甲基化率分别为71.13%、62.20%,其中全甲...     

聚乙二醇胁迫下茶树咖啡碱合成酶基因的差异表达

应用荧光定量PCR的方法对茶树咖啡碱合成酶基因在PEG胁迫下的表达情况进行分析。结果显示,与对照相比,PEG胁迫下咖啡碱合成酶基因表达量随着胁迫时间延长呈现出先升高后降低的变化特点,胁迫的12 h内表达量明显上调,胁迫6 h表达量最大,之后明显下降,相对表达量变化范围为0.13~10.97。     

盐胁迫下棉花叶片差异蛋白表达的分析

以耐盐的陆地棉品种中07为研究材料,在其生长的三叶期,用未处理和0.4%NaCl胁迫处理24h的幼苗,分别提取其叶片全蛋白。通过等电聚焦和第二向SDS-PAGE技术获得完整的棉花叶片总蛋白图,利用ImageMaste-2DElite5.0软件分析各个差异蛋白在对照和0.4%NaCl胁迫24h后棉花叶片中的相对表达量,并选取质量好、实验重复性高的10个特异的差异表达蛋白质点进行基质辅助激光解吸电离串联飞行时间质谱(MALDI-TOF-TOF/MS)鉴定。结果表明,从对照和盐胁迫处理的双向电泳图谱中共检测到24个差异蛋白质点,这些差异蛋白质点的等电点分布集中在5.0～6.5之间,分子量分布集中在40.0～110.0kD之间;进一步质谱(MALDI-TOF-TOF/MS)分析鉴定的10个差异蛋白质点,其中4个蛋白质点获得了鉴定结果,这4个差异表达蛋白质点分别为1,5-二磷酸核酮糖羧化/氧化激酶α2(编号4)、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/氧化酶大亚基(编号5)、未知蛋白产物(编号19)和OEE2(编号32)。我们初步推测OEE2和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/氧化酶可能与棉花耐盐胁迫特性有关。     

亚洲棉石系亚1号耐旱相关基因SSH文库的构建及其分析

通过抑制消减杂交技术成功地构建了亚洲棉石系亚1号耐旱相关基因cDNA文库。通过蓝白斑筛选、菌落PCR及生物信息学等分子生物学手段分析和检验了库的质量,最终筛选出阳性克隆392个。通过EST测序得到265个单一序列,其中41个为重叠群,224个为单拷贝。生物信息学分析结果表明,该文库含有大量与耐旱相关的基因,并且涉及植物生理中多种代谢途径。     

天然棕色棉查尔酮合成酶基因(GhCHS1)的克隆和实时定量表达分析

根据植物查尔酮合成酶基因保守区序列设计引物,以发育18d的天然棕色棉纤维为材料,用RT-PCR结合RACE技术分离得到了一个查尔酮合成酶基因的全长cDNA(GenBank登录号:EU921263),将该基因命名为GhCHS1。实时荧光定量PCR检测显示,GhCHS1基因在棕色棉纤维细胞中优先表达,且在棕色棉纤维中的表达量远高于其近等基因系白色棉,但是该基因在绿色棉中几乎检测不到。这些试验结果暗示,该基因可能在棕色棉纤维色素形成中发挥重要作用。     

低钾胁迫下烟草根系差异表达基因的cDNA-AFLP分析

烟叶含钾量是评价优质烟叶重要品质指标,大量研究认为钾元素的吸收和积累是由植物基因型所控制,而在烟草转录水平上的低钾胁迫的应答机制方面,尚未见报道.本实验为鉴定烟草低钾胁迫响应基因,应用,cDNA-AFLP技术,对低钾胁迫下烟草NC89根系基因表达进行了mRNA指纹分析,通过240对引物组合的筛选,共得到324个差异表达转录衍生片段.对其中9个TDF进行了克隆、测序和序列分析.结果表明:其中7个TDF涉及逆境响应,氨基酸的转运与代谢,转录调控及钾吸收,2个TDF为功能未知.     

利用cDNA-AFLP技术分析小麦成株抗条锈性差异基因表达特征

采用cDNA-AFLP技术,对成株抗条锈小麦品种兴资9104在成株期受条锈菌生理小种CY32侵染后5 d内9个时间点的基因表达谱进行了分析。共筛选64对引物,产生32 320个转录本(TDF);用37对引物检测到2 201个(6.81%)差异TDF,其中926个TDF诱导表达,1 275个下调表达。经大规模克隆、测序分析,最终获得330个差异TDF,聚类分析得到259个EST (unigenes),命名为aTaPST1至aTaPST259 (GenBank注册号：FL645754~FL646011和FL646262)。经BLASTX比对和功能分类分析,其中96条EST(37.07%)未找到同源性匹配,68条(26.25%)与未知功能蛋白同源性较高;其余95条ESTs主要涉及能量(11.20%)、基础代谢(4.63%)、转录调控(3.86%)、抗病与防御(3.86%)、蛋白质运输和储存(3.09%)、蛋白质合成和细胞生长(各2.32%)、以及信号转导(1.54%)等。选取抗病与防御、转录调控及信号转导类等相关的6个差异基因,qRT-PCR分析结果显示其表达模式符合cDNA-AFLP表达谱。小麦成株抗条锈性分子机制涉及植物多方面生理生化反应,包括抗病与防御、转录调控、蛋白质代谢、信号转导、以及非生物胁迫等多种途径相关基因的协同控制。     

甜菜M14品系BvM14-STPK基因的生物信息学分析及响应盐胁迫的表达分析

旨在进一步研究BvM14-STPK蛋白激酶对盐胁迫的应答反应,本研究以甜菜M14品系为材料,使用特异性引物通过聚合酶链式反应进行扩增,获得BvM14-STPK基因cDNA全长,并进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR探究该基因响应盐胁迫的表达分析。生物信息学分析结果表明,BvM14-STPK基因cDNA全长1668 bp,包含1527 bp的最大ORF,编码508个氨基酸;BvM14-STPK蛋白激酶具有典型的蛋白激酶保守结构域。实时荧光定量PCR结果表明,BvM14-STPK基因在甜菜M14品系叶、根中均有广泛表达,叶中的表达量高于根中。该基因在200、400 mmol/L NaCl处理下,在叶片和根中呈现不同的表达状态,表明该基因可以应答盐胁迫,但在不同组织中应答盐胁迫的表达量存在差异。本项研究在挖掘甜菜M14品系优质基因和提高栽培甜菜抗逆性等方面具有重要指导意义,为进一步开展甜菜遗传改良工作奠定基础。     

ABA响应植物盐胁迫的机制研究进展

土壤盐渍化是迫使经济作物减产甚至严重限制农业生产的主要原因。作为主要的非生物胁迫因素,高盐可引起植物体内离子紊乱,最终导致植物产量降低,死亡率升高。ABA作为植物五大激素之一,是公认的抗性激素,在响应植物盐胁迫时起到积极作用。笔者就近年来ABA在响应植物盐胁迫时的相关性、作用机制及其信号转导途径进行综述,并对今后相关领域的研究予以展望。分析表明：ABA可响应植物盐胁迫,并在植物耐盐信号转导中发挥极为重要的作用,同时形成一系列适应性分子机制,使得植物通过自身响应机制抵抗高盐胁迫。     

甜菜应答盐胁迫PUB基因的生物信息学分析

旨在为研究甜菜U-box型E3泛素连接酶提供理论基础。以甜菜T710-Mu品系为试验材料,前期通过转录组数据获得在盐胁迫下差异表达的甜菜PUB基因(plant U-box gene),利用生物信息学的方法对这些PUB基因进行分析,主要包括理化性质分析、染色体定位分析、基因序列分析、结构域分析、家族分类分析以及互作蛋白预测。结果显示甜菜PUB基因在甜菜9条染色体上均有定位,并且包含PUB蛋白具有的多个保守结构域,如U-box,Pkinase、Pkinase-Tyr、Usp、Arm以及KAP结构域,以拟南芥U-box家族分类为依据发现甜菜U-box多位于ClassⅡ、ClassⅢ、ClassⅣ中,甜菜PUB蛋白可作为E3泛素连接酶与多种功能蛋白相互作用,实现泛素化修饰。植物PUB蛋白具有E3泛素连接酶活性,在植物生长发育过程以及抵抗环境压力中起到重要作用。     

彩色棉多药和有毒化合物输出蛋白MATE家族基因的鉴定及表达分析

植物多药和有毒化合物输出家族(multidrug and toxic compound extrusion, MATE)是一类可转运阳离子染料、氨基葡糖、多种抗生素与药物等次生代谢产物的转运蛋白家族。本研究利用生物信息学手段从陆地棉基因组数据库中鉴定了MATE家族基因, 并从基因的系统进化关系、染色体分布、基因结构和表达模式等方面对该基因家族特征进行了比较分析。共鉴定出91个陆地棉MATE基因, 命名为GhMATE1~GhMATE91。陆地棉MATE蛋白与拟南芥MATE蛋白均可分为A、B、C、D、E、F和G 7个亚家族, 其中84个GhMATE蛋白具有12个典型的跨膜结构域。染色体定位显示, GhMATE家族成员定位在不同的25条染色体上, 共形成5个基因簇。qRT-PCR分析发现, GhMATE家族基因在棉花各组织中均有表达, 但表达模式各不相同, 其中GhMATE13和GhMATE23在棕色棉纤维中的表达量明显高于在白色棉中, 表明它们可能与棕色棉纤维的颜色形成相关。本研究为进一步解析棉花MATE家族基因的功能和作用机制积累了有价值的资料。     

毛桃砧木对土壤盐胁迫的生理响应

对毛桃在盐胁迫条件下,其8项生理指标的响应进行了初步研究。结果表明,毛桃的Pn、MDA、NR等指标对盐胁迫的反应较对照表现出极显著差异;Pro、POD、E、RWC、Ψw在轻度处理时与对照差异不显著,但当处理浓度升高时,其反应与对照表现出极显著差异。随着盐浓度的增加,毛桃受到的伤害大幅度增加,这与其自身清除活性氧的能力降低有关。     

TMV侵染烟草基因差异表达的cDNA-AFLP分析

以烤烟品种龙江925 [高抗烟草普通花叶病(TMV)]接种TMV的叶片为材料,选用240对引物组合的扩增, 获得约 9 500个转录基因片段, 经过克隆测序最终获得了12个诱导表达片段, 它们与核酸代谢、蛋白质合成与修饰、能量代谢、胁迫响应、细胞内运输、糖代谢等相关, 并利用荧光定量PCR分析一个诱导表达片段TIF2在0~72 h之间5个时间点(0、12、24、48和72 h)的基因差异表达, 证实了所获得的基因序列为真实诱导的表达序列。对此序列进行RACE, 最终获得全长cDNA序列, 全序列857 bp, 预测的编码区在101~613 bp之间, 共编码170个氨基酸。经Blastn、Blastp比对分析, 在烟草中没有获得其同源序列, 确定该基因是在烟草中发现的与抗TMV相关的新基因。     

距瓣豆对盐胁迫的生理响应及综合评价

采用土培盆栽试验,用不同浓度NaCl处理,对20份距瓣豆属种质材料进行了叶绿素、质膜透性、丙二醛、脯氨酸测定,并对其耐盐性进行综合评价。结果表明,盐胁迫增加了距瓣豆的丙二醛含量,降低了叶绿素和脯氨酸含量,对质膜透性影响差异不明显。对20份距瓣豆材料在盐胁迫15d时进行隶属函数评价,耐盐能力较强品质为:050320020、050321040、071029001,耐盐能力较弱品质为:071103014、050320027、060219004。对20份距瓣豆材料的隶属函数平均值进行聚类分析,当R2=0.329时分为两大类,第Ⅰ类(耐盐型种质):CIAT25118、CIAT5627、CIAT873、050320026、020401049、CIAT5631、071103014、020301004、060219004、050321038、050320020、050320027、CIAT5189、050320021、南02139距瓣豆;第Ⅱ类(不耐盐种质):050321040、060219003、050321057、071029001、050319008距瓣豆。