SA、MeJA、ACC和苹果轮纹病病原菌诱导湖北海棠MhWRKY1基因的表达

 【目的】从湖北海棠叶片中克隆MhWRKY1转录因子的全长cDNA序列,分析该基因在各种组织中(叶、茎、根)的表达特性,并分析SA、MeJA、ACC在叶、茎、根中诱导MhWRKY1基因的表达模式以及苹果轮纹病病原菌诱导条件下湖北海棠叶片中该基因的表达特性。【方法】利用电子克隆技术和RT-PCR验证相结合的方法,从SA诱导的湖北海棠全长cDNA文库中,克隆MhWRKY1转录因子的全长序列;利用生物信息学的方法对其进行结构和功能的初步分析;利用实时荧光定量RT-PCR技术分析该基因在不同组织中的表达以及在SA、MeJA、ACC和苹果轮纹病病原菌诱导下的表达特性。【结果】克隆了MhWRKY1基因的全长cDNA序列为1 338 bp,GenBank数据库登录号为FJ598139。生物信息学分析表明,该基因最大开放阅读框为993 bp,编码330个氨基酸。推导的氨基酸序列与杨树WRKY26、杨树WRKY20、大豆WRKY,马铃薯WRKY2、烟草WRKY、拟南芥WRKY7、水稻WRKY53的同源性分别为68%、68%、66%、60%,59%,49%和43%。该转录因子含有1个WRKY结构域,其N端含有1个WRKYGQK结构域,C端含有1个C2H2锌脂结构,属于第Ⅱ类型的转录因子。表达分析结果表明,MhWRKY1在叶和茎中的表达量较大,分别是根的4.81和3.75倍。在湖北海棠叶、茎、根中,SA、MeJA、ACC都可以诱导该基因的表达。另外,在所研究的72 h内,苹果轮纹病病原菌可以诱导该基因表达,且表达量在12 h达到最大,是未处理之前的9倍左右。【结论】MhWRKY1转录因子可能参与SA、MeJA和ET介导的植物抗病防卫反应的基本信号通路,并且参与对苹果轮纹病病原菌引起的防卫反应,在湖北海棠的的抗病过程中可能起着非常重要的作用。     

ABA、MeJA和SA诱导下的荠菜CBF途径冷响应相关基因表达调控研究

植物在长期进化过程中对低温形成了一系列的适应能力和抵抗能力;CBF(CRT binding factor)途径是植物冷响应机制中重要的组成部分,该途径中一系列相关基因的级联调控网络与许多植物信号分子关系密切。为了阐明植物信号分子对荠菜CBF途径的调控模式,选用十字花科植物荠菜（Capsella bursa-pastoris）为材料,采用RT-PCR方法,研究了常温条件下三种信号分子（ABA、MeJA、SA）对荠菜CBF途径抗冷相关基因CbICE53、CbCBF、CbCOR15a、CbCOR15b、CbCAX51、CbRCI35的表达调控作用,结果显示各种基因在三种信号分子的诱导下其表达谱呈现不同的特点,这一结果对进一步阐明植物信号分子在CBF途径调控网络中的作用具有重要意义。     

低温诱导湖北海棠病程相关蛋白基因家族MhPRs的表达

以湖北海棠组培苗为材料,利用半定量RT-PCR研究了低温4℃处理后湖北海棠MhNPR 1、MhT-GA2以及病程相关蛋白基因家族成员(MhPR 1、MhPR 5、MhPR8和Mhchit 1)基因的表达量。结果表明:低温处理可以诱导这些基因的表达,并且所有基因的表达量在48 h达到最大。可以推测:(1)低温作为一种逆境条件,可能使植物体内SA含量提高,诱导MhNPR1基因表达,使NPR1蛋白从细胞质进入细胞核,与TGA类转录因子相互作用,诱导下游病程相关蛋白基因表达;(2)低温可能直接诱导病程相关蛋白基因表达。     

苹果轮纹病和苹果炭疽病的识别与防治

苹果是人们较为喜爱的水果之一,但是其果实上经常会出现各种病害,其中最易发生和影响最大的是苹果轮纹病和炭疽病,二者发病的病症极其相似且较难识别.该文介绍了苹果轮纹病和炭疽病的发病症状、发病条件以及发病原理,对二者的不同之处进行了分析对比,并且提出了相应的防治方法,以期对广大果农提供参考.     

湖北海棠病程相关蛋白MhPR8基因的克隆与表达

【目的】从湖北海棠叶片中克隆植物第Ⅲ类几丁质酶基因PR8的cDNA序列和基因组DNA序列,研究化学试剂SA、MeJA、ACC、ABA,非生物胁迫NaCl和低温（4℃）,生物胁迫苹果轮纹病病原菌和苹果蚜虫诱导下MhPR8基因的表达特性。【方法】利用PCR技术分别从SA诱导的湖北海棠全长cDNA文库和基因组DNA中克隆MhPR8基因全长序列;利用生物信息学方法对其进行结构和功能的初步分析;利用实时荧光定量RT-PCR技术分析该基因的表达特性。【结果】该基因编码区为897 bp,编码298个氨基酸,蛋白质分子量为31.67 kD,等电点为4.77,命名为MhPR8。该基因在其编码区内部没有内含子。MhPR8蛋白含有保守的结构域GH18_hevamine_XipI_class_III,属于第III类几丁质酶。该蛋白含有6个保守的半胱氨基酸残基,含有植物第III类几丁质酶起催化作用的天冬氨酸和谷氨酸,分别位于第151和153位氨基酸。qRT-PCR分析结果表明,该基因在湖北海棠根中的表达量最大;SA、MeJA和ACC明显诱导该基因的表达,ABA略微诱导该基因的表达;低温诱导该基因的表达,而NaCl诱导该基因的表达不明显;生物胁迫苹果轮纹病病原菌和苹果蚜虫诱导该基因的表达。【结论】湖北海棠MhPR8可能参与SA、JA/ET介导的信号通路中,在湖北海棠抵抗生物胁迫和非生物胁迫中起着非常重要的作用。     

淹水胁迫对湖北海棠叶片生理指标的影响及胁迫相关基因的表达

以湖北海棠1年生实生苗为研究对象,研究了淹水胁迫对其叶片生理指标的影响。结果表明:随着淹水时间延长,湖北海棠叶片可溶性糖、可溶性蛋白质量分数均显著高于对照组,并呈现逐步上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,过氧化物酶(POD)先下降后上升,二者可能存在一定的补偿机制;脯氨酸(PRO)和丙二醛(MDA)含量均呈现先下降后上升的趋势。除可溶性糖外,其他生理指标的峰谷值出现的时间均为第10d,但各指标的启动时间不同,PRO与MDA在0~5d启动,SOD与POD以及可溶性糖在5~10d启动,可溶性蛋白在15~20d启动。通过荧光定量PCR检测水淹胁迫后胁迫相关基因的表达,初步认为MhWRKY1、MhWRKY40b和MhMYB121基因可能参与了湖北海棠响应淹水胁迫的响应。     

生物菌剂LZ-1对苹果枝干轮纹病的田间防效研究

为了寻求新的防治苹果枝干轮纹病药剂和其使用技术,对自主研发的保护性生物菌剂LZ-1进行了田间防治效果研究。结果表明,生物菌剂LZ-1能有效抑制苹果树树体病瘤数增加,对已发生枝干轮纹病的树体具有较高的防治效果,最高防效可达89.93%,与甲基硫菌灵化学涂剂处于同一水平。在涂药时间方面,3—5月涂抹生物菌剂LZ-1对苹果枝干轮纹病均有较好的田间防效,该时期为田间施药的关键时期。生物菌剂LZ-1在苹果树枝条上的有效附着期达60 d,在主干上的有效附着期可达6个月。施用生物菌剂LZ-1可以减少化学药剂的使用量,达到减药目的。     

高等植物ACC氧化酶基因的克隆·表达及其调控

ACC氧化酶是调节乙烯生物合成的关键酶之一。文中主要对ACC氧化酶基因的克隆、表达调控及其在植物基因工程中的应用等方面进行综述,为通过分子生物学技术调控植物果实内乙烯的含量从而延长水果货架期提供思路。     

苎麻ACC氧化酶基因（BnACO1）的克隆及表达

【目的】克隆苎麻中的一个ACO基因（BnACO1）,并对其进行生物信息学分析、表达分析、胁迫应答分析。【方法】通过RT-PCR结合RACE技术从湘苎3号中克隆该基因的全长cDNA序列,利用生物信息学软件对获得的基因序列及编码的蛋白质序列进行分析。利用实时荧光定量PCR分析BnACO1在苎麻不同部位的表达量以及在ABA、干旱和高盐胁迫下的应答。【结果】BnACO1的cDNA序列全长为1 476 bp,其开放阅读框为981 bp,编码326个氨基酸多肽,预测其分子量和等电点分别为36.81 kD和4.95,基因登录号为JX878855。与无花果（AB307720）、香叶天竺葵（U19856）、柿树（AB073009）、梨（JN807390）、猕猴桃（HQ293208）的ACO基因核苷酸序列相似性分别为83%、81%、79%、79%和79%,氨基酸序列的相似性分别为87%、80%、80%、78%和83%。实时荧光定量PCR分析表明苎麻BnACO1在苎麻根、茎、茎尖、叶片、雌花和雄花中均有表达,其中,在雄花中表达最高,在根、茎中表达最低,且该基因受ABA、干旱和NaCl胁迫诱导表达。【结论】获得的BnACO1是ACO家族成员之一,参与ABA、干旱、NaCl胁迫应答,该基因可能在苎麻性别分化中起到一定作用并且在调控苎麻生长发育和应对环境胁迫时具有独特的表达模式。     

牡丹ACC氧化酶基因片段的克隆及其反义表达载体的构建

利用CTAB改良法提取牡丹洛阳红花瓣总RNA,通过反转录酶和设计的ACC氧化酶基因特异引物合成709bp目的片段,进行测序和比对,以确定目的片段的正确性。在709bpACC氧化酶基因片段和pBI121植物表达载体上选择合适的酶切位点,进行XbaⅠ和SmaⅠ双酶切。将709bp片段上切下的510bp片段反向插入pBI121植物表达载体35S启动子后面,构建成含510bp牡丹ACC氧化酶基因反义表达载体。最后采用电击法转化进感受态农杆菌GV3101,以备用于花粉管通道法转化牡丹。     

鸭梨几丁质PbChiIV的克隆与表达

【目的】从鸭梨果实中克隆PbChiIV的全长cDNA序列,检测PbChiIV在根、茎、叶、果实以及在水杨酸（SA）和梨轮纹病菌诱导下的表达特性,以探讨该基因与SA信号转导及抗梨轮纹病菌的相关性。【方法】设计特异引物,克隆PbChiIV的全长序列,将测序得到的核苷酸序列和推导的氨基酸序列在NCBI上用BLAST进行序列相似性分析,利用BiotEdit软件对氨基酸序列进行比对,利用MEGA6.0构建系统发育树,利用实时荧光定量PCR技术分析该基因在梨不同组织以及在SA和梨轮纹病菌诱导下的表达。【结果】克隆了PbChiIV的cDNA序列为819 bp,GenBank数据库登录号为KJ872676。生物信息学分析表明,PbChiIV编码272个氨基酸,与沙梨的同源性达100%,与毛果杨（XP_006376418.1）、葡萄（NP001268173.1）、拟南芥（CAA74930.1）、紫花苜蓿（ACL36992.1）、蒺藜苜蓿（AAR87869.1）、豇豆（CAA61281.1）、榛子（AEM97876.1）、东方山羊豆（AAP03085.1）、葡萄（NP_001268075.1）、华东葡萄（ABY66958.1）、葡萄（AAB65777.1）、烟草（BAF44533.1）和海岛棉（AER29902.1）的同源性分别为79%、73%、73%、72%、72% 、72%、69%、68%、67%、67%、65%、67%和62%,属于第IV类几丁质酶基因。表达分析表明,PbChiIV在根中的表达量最大,分别是茎和叶的4.32和2.96倍,其次是在果实中的表达量,分别是茎和叶的2.48和1.70倍,在叶片和茎中的表达相对较低。在鸭梨幼果和成熟期果实中,SA和梨轮纹病菌均可诱导该基因表达。SA处理后基因的最大表达量是对照的2.83和3.8倍,病原菌处理后基因的最大表达量是对照的1.82和1.66倍,SA、病原菌处理后基因的最大表达量是对照的2.49和3.43倍,表达量分别在72、24和72 h达到最大值。【结论】PbChiIV可能参与SA介导的植物抗病防卫反应的信号通路,推测其参与梨轮纹病菌引起的防卫反应,在鸭梨抗病过程中起作用。     

叶锈菌及信号分子诱导小麦TcLr35中β-1,3-葡聚糖酶基因的表达分析

【目的】β-1, 3-葡聚糖酶是一种病程相关（pathogenesis-related,PR）蛋白,了解小麦TcLr35中β-1, 3-葡聚糖酶基因在叶锈菌（Puccinia triticina）与TcLr35小麦互作体系中的表达模式,明确其与TcLr35小麦抗叶锈病相关性,进而探讨PR蛋白介导的小麦成株抗叶锈病的分子机理。【方法】在前期研究基础上,利用生物信息学方法分析已克隆β-1, 3-葡聚糖酶类病程相关蛋白基因TaLr35PR2结构特征,利用半定量RT-PCR方法结合genetools和SPSS软件检测叶锈菌及信号分子诱导后不同时间点该基因表达量,并明确其在小麦根、茎和叶各生长器官及小麦不同生长时期的基因表达模式。【结果】小麦TaLr35PR2含有信号肽,编码定位于液泡的碱性蛋白,蛋白序列与其他物种PR2类蛋白序列具有较高同源性,与普通小麦病程相关蛋白2亲缘关系最近,与水稻病程相关蛋白亲缘关系最远。小麦成株期接种叶锈菌后不同时间点,TaLr35PR2在亲和反应（Thatcher）中表达量变化不大,趋于平缓;而在非亲和反应（TcLr35）中的表达有显著差异,总体上,该基因在非亲和组合中表达量明显高于亲和组合中表达量。检测TaLr35PR2在成株小麦TcLr35各器官中基因表达,该基因在叶片中表达量随接菌时间点延长明显增加,并在接菌后48 h达到表达高峰;而在根中接菌后各时间点均未检测到基因表达;在茎中接菌后48 h开始有少量表达,但表达量变化不大,趋于平缓,总体表达丰度为叶＞茎＞根。在小麦生长发育的不同时期,除1叶期外,该基因在TcLr35和Thatcher中均有表达,Mock（未接菌处理）反应中,TaLr35PR2在小麦不同生长期的表达呈上升趋势;接种叶锈菌后,TaLr35PR2在亲和反应和非亲和反应小麦各生长时期的表达量均高于Mock反应,且在成株期表达稳定。信号分子水杨酸（salicylic acid,SA）、脱落酸（abscisic acid,ABA）均能诱导该基因的表达,信号分子预处理后接种叶锈菌,基因表达量显著上调。【结论】TaLr35PR2的表达受叶锈菌诱导,TaLr35PR2可能参与SA、ABA介导的信号通路,并参与小麦TcLr35成株抗叶锈病防御反应。