胁迫条件下山新杨PdPapMYC2基因的组织表达模式

【目的】解明山新杨PdPapMYC2基因在生物胁迫、非生物胁迫及激素诱导下的组织表达模式。【方法】克隆山新杨PdPapMYC2基因,采用生物信息学技术分析其编码蛋白特性。采用qRT-PCR技术分析PdPapMYC2在山新杨顶尖、茎、叶和根等组织中的表达量,以及其在盐（NaCl）、碱（Na₂CO₃）和高渗透压（PEG6000）3种非生物胁迫处理,核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、链格孢菌（Alternaria alternata）和金黄壳囊孢菌（Cytospora chrysosperma）5种生物胁迫处理及脱落酸（ABA）、茉莉酸 （JA）和水杨酸（SA）3种激素诱导下的组织表达量变化。【结果】PdPapMYC2基因长1 944 bp,编码647个氨基酸,存在bHLH-MYC_N superfamily和bHLH_SF superfamily保守结构域。预测PdPapMYC2蛋白定位在细胞核;二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,三级结构与拟南芥4rru.1.A模型的一致性最高。系统进化结果显示,PdPapMYC2与毛白杨PtMYC2的亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示,PdPapMYC2基因在山新杨顶尖、叶、茎和根中均有表达;与对照(CK)处理相比,在NaCl、Na₂CO₃和PEG6000胁迫处理下,顶尖部位PdPapMYC2的表达量均显著下调（P<0.05）;成熟叶中PdPapMYC2的表达量在NaCl胁迫时显著上调（P<0.05）,在碱和高渗透压胁迫处理中下调;3种胁迫处理下其在根中的表达量均下调,但均未达显著水平。与对照(CK)处理相比,5种土传致病真菌胁迫48 h后,顶尖中PdPapMYC2表达量均下调,成熟叶中表达量仅在链格孢菌诱导下略上调,根部表达量在尖孢镰刀菌、金黄壳囊孢菌、链格孢菌和核盘菌作用下上调。JA诱导下PdPapMYC2在各组织中的表达量均显著上调（P<0.05）,ABA和SA诱导下其在各组织中的表达量均下调。【结论】PdPapMYC2基因在山新杨多组织中表达,参与植物抵御逆境胁迫,并响应相关激素诱导。     

大豆GmCYP85A2基因克隆与表达特性分析

【目的】克隆大豆GmCYP85A2基因并进行表达特性分析,为进一步研究GmCYP85A2基因的功能及其对大豆叶柄角的调控机制奠定基础。【方法】以郑豆196作为试验材料,利用同源克隆技术克隆GmCYP85A2基因,对其编码蛋白进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测GmCYP85A2基因在大豆植株不同组织（根、茎、叶片、叶柄、花、花芽和豆荚）及不同光照处理时间（0,4,8,12,16,20,24 h）下叶柄中的相对表达量,分析该基因的表达特性。【结果】成功克隆了大豆GmCYP85A2基因,其长1 524 bp,开放阅读框长1 401 bp,编码466个氨基酸;编码蛋白分子质量为53.4 ku,理论等电点（pI）为9.00,具有典型的P450超家族保守结构和蛋白三级结构,亚细胞定位结果表明该蛋白为分泌型蛋白。启动子分析结果表明,该基因转录起始位置ATG上游2 kb的基因组序列含有多个响应光照以及与生长发育、逆境胁迫相关的顺式作用元件。基因表达特性分析结果表明,GmCYP85A2基因主要在花、花芽、豆荚及叶柄中表达,且以花中的表达量最大;在营养生长时期,叶柄中GmCYP85A2的表达量受光照影响而上调,并伴随着叶柄角的变大。【结论】克隆了大豆GmCYP85A2基因,并研究了该基因的表达特性,分析了其在叶柄角调控中的可能机制。     

青海湖裸鲤TNNI1和TNNI2基因克隆及其响应盐碱胁迫的表达研究

【目的】克隆青海湖裸鲤慢收缩骨骼肌型肌钙蛋白I基因(TNNI1)和快收缩骨骼肌型肌钙蛋白I基因(TNNI2),分析其在不同组织及盐碱胁迫环境下皮肤和腹侧肌肉组织中的表达水平,为揭示青海湖裸鲤生长缓慢及恢复青海湖裸鲤鱼类资源提供基础数据。【方法】以青藏高原特有鱼类青海湖裸鲤为研究材料,利用RACE技术克隆TNNI1和TNNI2基因全长cDNA序列,进行氨基酸序列同源性比对;利用实时荧光定量PCR法检测2个基因在青海湖裸鲤鳃、眼、脑、脾脏、肝脏、肠、肾、心、皮肤、腹侧肌肉组织的表达情况,以及盐碱胁迫下腹侧肌肉和皮肤组织中的表达规律。【结果】青海湖裸鲤TNNI1 cDNA序列全长为1 211 bp,其中开放阅读框540 bp,共编码179个氨基酸;TNNI2 cDNA序列全长为737 bp,其中开放阅读框531 bp,共编码176个氨基酸。序列同源性分析发现,青海湖裸鲤TNNI1氨基酸序列与安水金线鲃的同源性高达92.13%,TNNI2氨基酸序列与鲤鱼的同源性最高为92.61%。系统发育树结果显示,从TNNI1氨基酸序列来看,青海湖裸鲤与金线鲃属鱼类、鲫鱼、鲤鱼的亲缘关系较近;从TNNI2氨基酸序列来看,青海湖裸鲤与鲤鱼的亲缘关系最近,其次是鲫鱼和金线鲃属鱼类。TNNI1和TNNI2基因在青海湖裸鲤不同组织中均有表达,且在腹侧肌肉中相对表达量最高。盐碱胁迫条件下,TNNI1和TNNI2基因在肌肉组织中的相对表达量均显著下调;在皮肤组织中TNNI1的相对表达量极显著下调（P＜0.01）,而TNNI2极显著上调（P＜0.01）。【结论】成功克隆了青海湖裸鲤TNNI1、TNNI2基因全长;TNNI1、TNNI2基因在腹侧肌肉组织中高表达,表明其与肌肉组织发育密切相关;盐碱胁迫条件下TNNI1、TNNI2基因在腹侧肌肉组织中的表达均显著下调,提示2个基因表达量降低可能是青海湖裸鲤生长缓慢的重要因素。     

苦瓜McMLO11基因克隆及其表达模式分析

【目的】克隆苦瓜McMLO11基因并研究其在白粉病和非生物胁迫下的表达规律,为阐明其在逆境调控中的作用提供参考。【方法】从苦瓜叶片中克隆McMLO11基因,利用生物信息学对其分子特征进行分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法,检测McMLO11基因在苦瓜不同组织（茎、卷须、老叶、嫩叶、根）及白粉菌侵染和盐、干旱胁迫下苦瓜真叶中的表达模式。【结果】苦瓜McMLO11基因含有1个1 662 bp的开放阅读框(ORF),共编码553个氨基酸;McMLO11属于MLO基因家族,包含典型的Mlo超家族保守结构域。McMLO11蛋白的相对分子质量为63.83 ku,理论等电点为8.53,含7个跨膜域,无信号肽,属于不稳定蛋白;其二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。系统进化树分析表明,McMLO11与黄瓜、南瓜、冬瓜等瓜类的MLO同源性较高。qRT-PCR检测发现,McMLO11基因在苦瓜不同组织中的相对表达量依次表现为茎＞卷须＞老叶＞根>嫩叶;与对照相比,白粉菌侵染后苦瓜叶片中的McMLO11表达量升高,至接种24 h达到峰值,推测其在白粉菌侵染苦瓜的早期产生应答反应;与对照相比,在盐胁迫6 h和干旱胁迫12 h时苦瓜叶片中的McMLO11相对表达量达到峰值,分别为对照的56.7和9.07倍,提示McMLO11基因可积极响应干旱和盐诱导。【结论】成功克隆了苦瓜McMLO11基因,其表达具有组织特异性,该基因可能参与白粉菌胁迫和多种非生物胁迫的调控过程。     

辣椒转录因子CaNAC083对高温胁迫的响应

【目的】分析辣椒NAC转录因子CaNAC083在高温胁迫响应中的作用,为阐明辣椒耐高温机理奠定基础。【方法】以辣椒P70为材料,扩增CaNAC083基因,对其进行生物信息学分析,在辣椒中构建基因沉默载体沉默该基因,用RT-qPCR检测沉默效率以及高温胁迫相关基因CaHsfA2、CaHsfB5、CaHsp25.9和CaHSP90的相对表达量,测定42 ℃高温胁迫处理10 h前后丙二醛（MDA）含量、相对电导率、F_v/F_m、活性氧（H₂O₂和O^-₂·）含量以及抗氧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT））活性的变化,观测二氨基联苯胺（DAB）和氮蓝四唑（NBT）染色情况;同时构建过量表达载体转化拟南芥,测定42 ℃高温处理12 h前后的MDA含量、活性氧含量、相对电导率以及抗氧化酶活性的变化,探讨CaNAC083基因对植株耐高温能力的影响。【结果】CaNAC083属于NAP亚家族的一员,且与典型的NAP亚家族成员的结构一致。CaNAC083基因沉默辣椒植株在高温胁迫后叶片损伤较轻,MDA、相对电导率以及活性氧均低于对照植株,而POD、SOD和CAT活性高于对照植株,CaHsfA2、CaHsfB5、CaHsp25.9和CaHSP90相对表达量均高于对照植株。过表达CaNAC083拟南芥株系在高温胁迫下受害程度较WT严重,MDA、相对电导率以及活性氧含量均高于WT,而POD、SOD和CAT活性均低于WT。【结论】CaNAC083基因沉默可以增强辣椒植株的耐高温性,过表达该基因则减弱植株的耐高温性,判断CaNAC083在植物高温胁迫中可能起负调控作用。     

大豆核因子GmNF-YA13基因的克隆及功能分析

【目的】探究大豆核因子GmNF-YA13基因在大豆应对非生物胁迫中的生物学功能,为GmNF-YA13基因在抗逆育种中的应用奠定基础。【方法】以大豆北豆9号和烟草NC89的种子为供试材料,将大豆培养至第一片三出复叶展开后,分别进行干旱、高盐、低温和脱落酸（ABA）处理,通过实时荧光定量RT-PCR（qRT-PCR）对GmNF-YA13在以上4种非生物胁迫下的相对表达量进行检测,并对GmNF-YA13进行克隆及生物信息学分析,将GmNF-YA13转化烟草,并对转基因烟草中抗逆相关基因（NtABA2、NtOsmotin、NtAPX2、NtSOD、NtCAT1和NtCaMK3）的表达量进行qRT-PCR检测。【结果】干旱、高盐、低温和ABA处理均能不同程度诱导GmNF-YA13的表达,其中干旱胁迫和ABA处理对GmNF-YA13的诱导效果尤为显著。GmNF-YA13位于大豆基因组13号染色体,开放阅读框915 bp,编码含有304个氨基酸的蛋白质,该蛋白质分子量75.14 ku,等电点5.10。GmNF-YA13蛋白序列包含一个保守的DNA结合结构域。蛋白系统进化分析结果表明,GmNF-YA13与GmNF-YA7和拟南芥AtNF-YA1亲缘关系较近。启动子顺式作用元件预测分析结果表明,GmNF-YA13启动子区含有3个ABA响应元件ABRE、1个厌氧诱导元件ARE、1个防御和胁迫反应元件TC-rich repeats及1个干旱诱导的MYB转录因子结合位点MBS。GmNF-YA13在大豆叶片中的相对表达量最高。同时构建GmNF-YA13植物表达载体,并将GmNF-YA13转化烟草,获得3株转基因烟草植株。转基因烟草中抗逆相关基因表达量检测结果显示,转基因烟草中的NtABA2、NtOsmotin和NtAPX2相对表达量均显著高于野生型烟草,转基因烟草中NtSOD、NtCAT1和NtCaMK3的相对表达量与野生型烟草差异不显著。【结论】GmNF-YA13与大豆干旱、高盐、低温等非生物胁迫之间关系密切,GmNF-YA13可能通过促进抗逆相关基因表达量的升高以提高转基因烟草的抗逆性。     

茶树脱落酸β-葡萄糖基转移酶基因CsAOG的克隆和表达分析

脱落酸（ABA）β-葡萄糖基转移酶（abscisate beta-glucosyltransferase）是ABA分解代谢途径中的关键酶,在维持植物体内ABA正常生理水平上发挥着重要作用。通过RACE法克隆了茶树中ABA β-葡萄糖基转移酶基因CsAOG,NCBI登录号为MF370238。CsAOG全长为2 108 bp,ORF大小为1 443 bp,无内含子,该基因编码480个氨基酸,分子量约为53.26 kDa,等电点为5.58,亚细胞定位于细胞质。CsAOG蛋白具有葡萄糖基转移酶（UDPGT）保守结构域。通过MEME分析工具在CsAOG序列中获得了9个保守元件。由系统进化和蛋白互作分析可知,CsAOG位于UGT73分支,且UGT73B4与UGT73B5的互作最强。实时荧光定量结果表明,叶中CsAOG表达水平最高,根部次之,茎中最低;在越冬期间,乌牛早CsAOG表达量先上调后下调,最后维持在较低水平;舒茶早和黄山早芽CsAOG表达量呈下调趋势。赤霉素处理后,乌牛早CsAOG表达量上调;高温胁迫后CsAOG表达量呈先升后降的趋势,12 h时表达量最高,而低温胁迫时表达量变化不大。通过对CsAOG基因的研究,为理解ABA在调控茶树生长发育和抗逆机制中的作用提供了理论基础。     

镉胁迫下中辽1号杨转录组分析

【目的】分析镉胁迫下中辽1号杨的转录水平,筛选差异表达基因,挖掘与镉胁迫相关的功能基因,为深入探索中辽1号杨对镉胁迫响应的分子机制提供理论依据。【方法】以中辽1号杨为试验材料,采用盆栽试验的方法将其扦插于土壤Cd含量为20 mg/kg（M20）的花盆中,以不加Cd为对照（CK）,80 d后采集不同处理中辽1号杨叶片进行转录组测序,使用DESeq2软件筛选CK与M20处理中辽1号杨的差异表达基因,将得到的差异基因在基因本体数据库（gene ontology,GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）、蛋白相邻类聚簇数据库(clusters of orthologous groups of proteins,COG)中进行注释,分析差异表达基因在不同数据库中的注释信息。随机挑选6个差异表达基因（超氧化物歧化酶（SOD）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（STK）、脱落酸（ABA）、T复合蛋白1（TCP1）、MYB基因（MYB）、丝裂原活蛋白激酶12（MAPK12））,利用Primer 5软件设计特异性引物进行实时荧光定量PCR（RT-qPCR）试验,检测这6个基因表达水平的变化,验证转录组结果的准确性。【结果】在CK和M20处理的中辽1号杨中,共发现3 812 个差异表达基因,其中上调表达的有2 209 个,下调表达的有1 603 个。GO 分析发现,差异表达基因注释到3大类49个功能组中,其中与代谢过程有关基因最多。转录组KEGG代谢通路分析发现,差异表达基因主要在信号转导途径、代谢途径和生物合成途径富集。COG分析发现,1 455个差异基因被注释到22种分类中,其中一般功能预测基因注释最多,其次是信号转导机制基因。结合各数据库分析结果发现,Cd胁迫下中辽1号杨转录组的注释结果中代谢过程和信号转导过程相关基因较多。镉胁迫下差异表达基因最多的家族是ABC、MYB、WRKY、bHLH和NAC基因家族,挖掘出与镉胁迫相关基因WRKY家族基因47（WRKY47）、硝酸盐转运蛋白基因（NRT）、ABC家族转运蛋白基因2（ABC2）、苹果酸脱氢酶（MDH）、谷胱甘肽S-转移酶基因（GSTs）、NAC家族基因2（NAC2）的表达量显著上调,MYB家族基因44（MYB44）、重金属相关异戊二烯化植物蛋白基因39（HIPP39）的表达量显著下调。RT-qPCR结果显示,随机挑选6个差异表达基因表达量的变化趋势与转录组测序结果一致。【结论】镉胁迫后中辽1号杨转录组的差异表达基因主要富集在代谢过程和信号转导过程,挖掘出与镉胁迫相关基因,分别是WRKY47、NRT、ABC2、MDH、GSTs、NAC2、MYB44、HIPP39,为深入探索杨树对镉胁迫响应的分子机制提供了理论依据。     

结球甘蓝类钙调蛋白基因 CML48和 CML50在不同胁迫下的表达分析

为探究结球甘蓝类钙调蛋白（CMLs）响应不同胁迫时的功能,丰富CMLs参与钙信号网络调控,为CMLs参与植物逆境途径及其功能的研究提供依据。以结球甘蓝ZG为材料,克隆得到 CML48和 CML50基因,序列分析表明 CML48开放阅读框（ORF）为672 bp,含4个内含子,编码223 aa,分子量为25.28 ku; CML50开放阅读框ORF为1 095 bp,编码364 aa,分子量为38.06 ku,含3个内含子;均为亲水蛋白,均含有2个EF-hand结构域;系统发育树表明 CML48和 CML50均与甘蓝处于同一进化枝,与白菜、油菜的亲缘关系最近。qPCR表明 CML48和 CML50在干旱(PEG6000)、盐胁迫(NaCl)、低温(4 ℃)、高温(37 ℃)、H₂O₂、脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等不同胁迫处理下,在叶和根中的表达均有上调,且 CML50的表达量均显著高于 CML48, CML48在茎尖中高度响应高温胁迫,而在根中不响应高温和H₂O₂胁迫。初步说明 CML48和 CML50在根和叶中均可响应上述8种非生物胁迫。     

MsRCI2A/B/C基因超量表达对紫花苜蓿耐旱性的影响

【目的】分析紫花苜蓿MsRCI2A、MsRCI2B、MsRCI2C的表达差异并研究其抗旱功能,为苜蓿抗旱机制解析及分子育种奠定基础。【方法】采用qPCR的方法,分析紫花苜蓿MsRCI2A、MsRCI2B、MsRCI2C基因在20% PEG6000溶液模拟干旱条件下表达的差异,采用农杆菌介导法获得MsRCI2A、MsRCI2B和MsRCI2C基因超量表达的转基因苜蓿A12、A22、B13、B19、C2和C10,观察正常生长条件（干旱胁迫0 d）下和20% PEG6000干旱胁迫6,12 d的野生型株系WT（对照）及超量表达的转基因紫花苜蓿的表型,测定超表达苜蓿和WT的叶绿素含量、相对电导率、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT））活性及渗透调节系统（可溶性糖和脯氨酸含量）在干旱胁迫条件下的变化。【结果】在20%PEG6000模拟干旱条件下,MsRCI2A/B/C基因在紫花苜蓿叶和根中表达变化趋势相反,但3个基因在同一组织中的表达趋势相似。紫花苜蓿叶片中的MsRCI2A/B/C基因在干旱胁迫处理后均明显上调,其中MsRCI2A/C基因在干旱胁迫处理2 h时即极显著上升（P<0.01）,而MsRCI2B的表达相对缓慢,在处理8 h时极显著上升（MsRCI2A/B/C<0.01）。在根中,MsRCI2A/B/C基因在干旱胁迫处理2 h时相对表达量极显著下降（P<0.01）。在正常生长条件（干旱胁迫0 d）下,6个转基因苜蓿叶绿素含量、相对电导率和MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量与野生型苜蓿（WT）相比无明显差异,但转基因苜蓿SOD、POD、CAT活性明显高于WT（P<0.05）,其中转MsRCI2B/C基因苜蓿叶片中的SOD活性及叶和根中POD活性是WT的1.97~2.27倍。转基因株系A12、A22、B13、B19、C2和C10与野生型苜蓿(WT)同时进行20%PEG6000模拟干旱胁迫处理12 d后,各转基因株系的叶绿素含量极显著高于WT (P<0.01),为WT的3.00~3.46倍,而相对电导率和丙二醛含量则极显著下降了73%和55%。转基因苜蓿叶和根中的可溶性糖和脯氨酸含量及SOD、POD和CAT活性均显著升高（P<0.05）,其中MsRCI2A/C转基因苜蓿叶和根中的CAT活性是WT的2~3倍,MsRCI2B/C转基因苜蓿叶和根中的脯氨酸含量是WT的3倍。【结论】MsRCI2A、MsRCI2B和MsRCI2C的过表达可以增强苜蓿的耐旱性。     

黑果枸杞LrPIP1基因的克隆鉴定及外施水杨酸对其在干旱胁迫下表达的影响

植物质膜水通道蛋白（plasma membrane intrinsic proteins, PIPs）是一类参与植物众多生理活动的多功能蛋白。为探究PIP基因在黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）响应干旱胁迫中的作用,以黑果枸杞为试验材料分离得到PIP基因,命名为 LrPIP1 。使用生物信息学方法对其编码蛋白的理化性质、序列进化进行分析,以及预测蛋白质的二级和三级结构并构建基因树等。将幼苗进行不同程度干旱胁迫与外施水杨酸处理,实时荧光定量PCR结果显示,无外源SA处理下,轻度干旱胁迫D1可诱导LrPIP1 基因的相对表达量较CK处理显著上调,中度D2、重度胁迫D3时,LrPIP1 基因的相对表达量较CK有一定程度的上调,但相较于D1表现为显著下降;外源喷施SA可影响干旱胁迫下黑果枸杞LrPIP1 基因的相对表达量,轻度胁迫下,外源SA诱导LrPIP1 基因表达量较CK下调;较CK处理,中、重度胁迫下SA可诱导LrPIP1 基因表达量上调。上述表明,LrPIP1 基因可能在黑果枸杞非生物胁迫响应过程中发挥重要调控作用。     

苹果类泛素蛋白MdRAD23C2基因的分离及功能鉴定

【目的】研究苹果类泛素蛋白RAD23基因（MdRAD23C2）的功能,为抗旱苹果新品种的培育奠定基础。【方法】以秦冠苹果(Malus domestica cv.‘Qinguan’)为材料,克隆MdRAD23C2基因,对其进行生物信息学和定位分析,通过实时定量PCR分析其在不同逆境胁迫下（干旱、盐、碱和ABA）的表达模式。构建过表达载体转化农杆菌,采用叶盘法转化烟草,选取相应的转基因烟草株系,分析干旱胁迫下转基因烟草的相对电导率和丙二醛、叶绿素、过氧化氢（H₂O₂）、超氧阴离子（O^-·₂）含量以及二氨基联苯胺(DAB)、氮蓝四唑(NBT)染色情况,探讨MdRAD23C2过表达对转基因烟草抗旱能力的影响。【结果】苹果_MdRAD23C2基因编码序列长1 146 bp,编码381个氨基酸,其定位于细胞核和细胞膜中,可响应干旱、盐和碱等逆境胁迫。干旱处理2周,野生型烟草株系萎蔫程度明显,且DAB和NBT染色加深,相对电导率、丙二醛、H₂O₂和O^-·₂含量均极显著高于转基因型烟草,而叶绿素含量极显著低于转基因型烟草,说明过量表达MdRAD23C2的烟草株系对干旱胁迫的耐受性明显增强。【结论】分离克隆了苹果MdRAD23C2基因,该基因可提高转基因植物对干旱胁迫的耐受性。     

黄曲条跳甲JH诱导蛋白基因的克隆与表达分析

【目的】克隆黄曲条跳甲保幼激素诱导蛋白（Juvenile hormone-inducible protein,Ps-jhip-1）基因,并分析其表达特征。【方法】克隆黄曲条跳甲Ps-jhip-1基因,对其进行系统发育分析,并对其编码蛋白进行生物信息学分析。利用荧光定量PCR方法分析Ps-jhip-1基因在黄曲条跳甲不同组织器官及1个生物钟周期内表达量的变化趋势。【结果】成功克隆了Ps-jhip-1全长cDNA,其长度为1 252 bp,开放阅读框为1 230 bp,编码409个氨基酸。Ps-jhip-1基因编码蛋白具有典型的类蛋白激酶C超家族的蛋白功能域,不具备保幼激素膜受体分子的特征。系统发育分析结果表明,Ps-jhip-1与同为鞘翅目昆虫赤拟谷盗的8种JH诱导蛋白基因聚为一支。荧光定量PCR结果表明,Ps-jhip-1基因mRNA在黄曲条跳甲雌雄成虫的多种组织器官中都有表达,其中在触角和头部的表达量相对较高,而在中足和后足的表达量相对较低,约为触角表达量的6%;Ps-jhip-1基因mRNA表达水平在1个生物钟周期内存在4个下调表达时段,但并未表现出明显的节律性特征。【结论】成功克隆了黄曲条跳甲Ps-jhip-1基因,并分析了其在不同组织及1个生物钟周期内表达量的变化。     

越橘VcANS基因的克隆及表达分析

【目的】从越橘果实中克隆花色素合成酶（ANS）基因cDNA,为研究越橘花色素苷合成的分子机制奠定基础。【方法】以越橘（Vaccinium spp.）品种“北陆”（V.corymbosum L.）为试材,并以Illumina测序文库（NCBI登录号：SRA046311）中差异表达的Unigene 38125片段为基础,利用cDNA末端快速扩增（RACE）技术获得花色素合成酶基因全长cDNA,利用DNAMAN和MEGA软件进行多序列比对和系统进化分析,探讨ANS基因在不同组织和器官中的相对表达量及其与对应花色素苷含量的关系。【结果】成功克隆了越橘花色素合成酶基因序列,命名为VcANS,GenBank登录号为JN654701。序列分析结果表明,VcANS全长1 424 bp,包含93 bp的5′非编码区、248 bp的3′非编码区和1个长度为1 083 bp编码360个氨基酸的开放阅读框,该基因编码的蛋白具有ANS家族普遍存在的2酮戊二酸和Fe²⁺依赖的氧化酶超家族的保守结构域。序列比对和系统进化分析表明,VcANS与杜鹃花科植物亲缘关系最近。在越橘果实发育的不同阶段,VcANS相对表达量的变化与花色素苷含量的变化趋势具有一致性。【结论】获得了越橘花色素合成酶基因全长,推测其对越橘花色素苷的形成起调控作用。     

小麦转录因子TaWRKY28基因克隆与抗旱性分析

【目的】克隆小麦TaWRKY28基因,通过农杆菌浸染法将其转化至拟南芥,研究转基因拟南芥植株生理生化指标变化,探究其在抵御非生物胁迫中的作用。【方法】采用RT-PCR方法,从小麦百农207 cDNA中克隆得到TaWRKY28基因,利用ProtParam等软件对其氨基酸序列进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR方法,分析TaWRKY28基因的组织表达特异性及在NaCl、ABA、H₂O₂、干旱和低温逆境胁迫下的表达情况;构建基因超表达载体,通过花序浸染法转化拟南芥,选取TaWRKY28基因相对表达量较高的转基因T₃拟南芥株系,测定拟南芥超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性以及丙二醛（MDA）、H₂O₂和脯氨酸含量,研究TaWRKY28对拟南芥抗旱性的影响。【结果】成功克隆获得小麦TaWRKY28基因,该基因ORF全长为978 bp,编码325个氨基酸,相对分子质量为34.87 ku,理论等电点为9.27,含有1个WRKY保守结构域和1个C₂H₂锌指结构域,属于WRKY基因家族的第Ⅱ类成员。序列系统进化分析结果显示,小麦TaWRKY28与大麦HvWRKY2亲缘关系最近。亚细胞定位显示该基因位于细胞核中。qRT-PCR结果表明,TaWRKY28在小麦根、茎、叶、雌蕊和雄蕊组织中均有表达,但具有组织特异表达性,在叶中表达量最高,雄蕊中次之,雌蕊中表达量最低,且受NaCl、ABA、H₂O₂、干旱和低温胁迫后TaWRKY28表达会增强。对TaWRKY28转基因拟南芥植株的抗旱性分析表明,在干旱条件下,转基因植株的表型优于野生型,SOD、POD活性和脯氨酸含量显著增加,而H₂O₂和MDA含量显著降低,转基因植株抗旱性显著提高。【结论】克隆了小麦TaWRKY28基因,该基因可以增强转基因拟南芥植株的抗旱能力。     

桔小实蝇丝氨酸蛋白酶基因（BdorSer）的克隆与表达分析

【目的】克隆桔小实蝇丝氨酸蛋白酶基因（Bactrocera dorsalis serine protease,BdorSer）,研究BdorSer在不同组织和不同发育时期的表达情况,探索其可能参与的生理过程。【方法】采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆BdorSer,对其编码蛋白氨基酸序列信息和进化关系进行分析;采用实时荧光定量PCR（real-time PCR）方法,研究BdorSer mRNA在桔小实蝇不同组织及不同发育时期的相对表达量。【结果】克隆获得了BdorSer,该基因ORF全长1 239 bp。氨基酸序列一致性分析表明,BdorSer与拟暗果蝇（Drosophila pseudoobscura）丝氨酸蛋白酶（登录号XP_001352960）氨基酸序列的一致性最高,为65.8%。实时荧光定量PCR分析表明,BdorSer mRNA在桔小实蝇雌雄虫的不同组织中都有表达,且在触角中的表达量最高,分别是雌虫胸部的43.6和26.8倍。BdorSer mRNA在生殖节中表现出较大的性别差异表达特征,雄虫生殖节中的mRNA表达量是雌虫的18.25倍。BdorSer mRNA几乎在昆虫发育的各个时期都有表达,其中在卵及1,2,3龄幼虫中的表达量分别是10 d 蛹的 0.68,1.63,4.31和15.8倍。BdorSer mRNA随蛹的发育其表达量逐渐减低,1,4,7 d蛹中的表达量分别是10 d蛹的325,125和41倍。【结论】克隆获得了BdorSer,其表达的BdorSer蛋白可能在雄虫的生殖生理中发挥了作用,同时也可能参与了桔小实蝇的变态发育过程,尤其是1 d蛹的发育过程。     

小麦条锈菌诱导的TaRRP4基因的克隆与表达

【目的】克隆小麦条锈菌诱导的小麦TaRRP4基因,研究其在小麦与小麦条锈菌互作、非生物胁迫、外源激素处理下的表达特征,为小麦与小麦条锈菌互作中该基因功能的验证及小麦抗病育种提供参考。【方法】以小麦品种水源11、小麦条锈菌生理小种条中23号（CYR23）和条中31号（CYR31）为材料,采用RT-PCR法,从小麦条锈菌侵染的水源11小麦cDNA中克隆得到1个外切体亚基TaRRP4基因,利用生物信息学对其序列进行分析。采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析不同处理下TaRRP4基因在各个时间点的相对表达量,其中小麦条锈菌处理体系包含非亲和体系（CYR23与水源11）和亲和体系（CYR31与水源11）,非生物胁迫处理包含高盐、干旱、低温和机械损伤处理,外源植物激素处理包含脱落酸、茉莉酸甲酯、乙烯利和水杨酸处理,另外分析该基因在小麦不同组织（根、茎和叶）中的表达情况。【结果】克隆获得小麦TaRRP4基因序列,其开放阅读框为951 bp,编码316个氨基酸;同源氨基酸序列比对结果表明,TaRRP4与拟南芥AtRRP4p氨基酸相似度达62.96%,且均属于外切体亚基RRP4家族,包含类核糖体蛋白S1和KH 2个RNA结合结构域。qRT-PCR结果表明,与小麦条锈菌诱导0 h相比,小麦条锈菌CYR31诱导后,TaRRP4在诱导24,48和72 h极显著上调表达;而受小麦条锈菌CYR23诱导后,TaRRP4仅在诱导48 h显著上调,且上调倍数较小。与各个非生物胁迫小麦处理0 h相比,高盐胁迫下,TaRRP4在处理12和48 h分别极显著和显著上调;干旱胁迫下,TaRRP4在处理2和6 h均极显著上调表达;低温胁迫下,TaRRP4从处理2 h开始极显著或显著上调,直至48 h表达量降低;而机械损伤处理对TaRRP4的表达量没有显著影响。与各个外源植物激素处理小麦0 h相比,脱落酸可在处理12和24 h诱导TaRRP4下调表达,茉莉酸甲酯对TaRRP4的表达量没有显著影响,而乙烯利和水杨酸均可在处理2,6和12 h诱导TaRRP4上调表达。同时,TaRRP4基因在小麦根、茎、叶中均有表达,且在叶片中的表达量最高,显著高于其在小麦根、茎中的表达量。【结论】克隆得到小麦条锈菌诱导的小麦外切体RNA结合蛋白TaRRP4基因,该基因可能通过脱落酸、乙烯利和水杨酸信号交流,在小麦条锈病的防御反应中发挥负调节作用,同时在小麦对非生物胁迫的抗逆应答过程中发挥重要作用。     

新麦草YUCCA基因克隆及其表达特性分析

【目的】克隆新麦草分蘖关键基因YUCCA并明确其表达特性,为该基因功能验证和育种利用奠定基础。【方法】以不同分蘖类型的新麦草分蘖节为材料,采用PCR法克隆新麦草YUCCA基因并进行同源序列比对,构建1300-cYFP-YUCCA过表达载体,利用烟草瞬时转染及蛋白质印迹法分析新麦草YUCCA蛋白的表达位置及表达情况,通过RNA-Seq数据及qRT-PCR分析验证YUCCA基因的相对表达量。【结果】成功克隆了新麦草YUCCA基因全长,大小为1 336 bp,最大阅读框为1 236 bp,并成功构建了1300-cYFP-YUCCA过表达载体。多序列比对结果显示,新麦草YUCCA主要与麦类作物的亲缘关系较近。表达特性分析发现,YUCCA基因在多分蘖型新麦草中的相对表达量远低于少分蘖型新麦草;与叶、根等组织相比,YUCCA基因在分蘖节中的相对表达量最高。烟草瞬时转化和蛋白质印迹法分析均显示,YUCCA蛋白可以正常表达,其亚细胞定位于细胞质中。【结论】YUCCA基因在调控新麦草分蘖中起下调作用,可用于后续YUCCA基因功能的研究。     

羊绒生长期、休止期陕北白绒山羊皮肤组织中KAP9.2和Hoxc13基因的表达

【目的】研究角蛋白相关蛋白9.2基因(KAP9.2)和Hoxc13基因在羊绒生长不同阶段皮肤组织中的表达量对产绒量的影响,为羊绒生长的调控机理研究奠定基础。【方法】以陕北白绒山羊为研究对象,以奶山羊作为对照,利用qRT-PCR方法,检测羊绒生长期和休止期高产、低产绒量陕北白绒山羊皮肤组织中KAP9.2和Hoxc13基因的表达量。【结果】 对于KAP9.2基因,在羊绒生长期高产绒量陕北白绒山羊的相对表达量极显著低于低产绒量陕北白绒山羊（P＜0.01）,而在羊绒休止期高产绒量陕北白绒山羊的相对表达量却显著高于低产绒量陕北白绒山羊和奶山羊（P＜0.05）;对于Hoxc13基因,在羊绒休止期高产和低产绒量陕北白绒山羊的相对表达量极显著高于奶山羊（P＜0.01）。高产和低产绒量陕北白绒山羊皮肤组织中KAP9.2和Hoxc13基因在生长期、休止期平均相对表达量的变化趋势相似,均表现为生长期极显著低于休止期（P＜0.01）。【结论】KAP9.2对绒毛生长有抑制作用;Hoxc13对KAP9.2基因的表达可能具有调控作用。     

西瓜渗调蛋白ClOsm基因克隆及其编码蛋白的抑菌活性

【目的】克隆西瓜（Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. et Nakai）渗调蛋白基因ClOsm,明确该基因编码蛋白的抑菌活性,为进一步研究ClOsm基因功能并开展西瓜抗病分子育种奠定基础。【方法】采用同源克隆法,克隆西瓜ClOsm基因,分析其序列特征,并构建系统进化树。利用实时荧光定量PCR（RT-PCR）技术分析ClOsm基因的表达特征。利用原核表达系统表达并纯化His-ClOsm重组蛋白,检测其对枯萎病菌、蔓枯病菌、白粉病菌、茄病镰刀菌和轮枝镰刀菌的体外抑菌活性。【结果】从枯萎病菌侵染的西瓜根系组织中克隆到渗调蛋白基因ClOsm（GenBank登录号为MF445019）,其长度为768 bp,编码255个氨基酸,预测蛋白质分子质量为27.52 ku,等电点为7.78。氨基酸结构分析显示,ClOsm含有TLP蛋白的保守结构域。系统进化分析表明,ClOsm与冬瓜BhOsm蛋白的亲缘关系最近,相似度达95%,且归为osmotin类型的类甜蛋白。实时荧光定量分析显示,ClOsm基因在西瓜根、茎、叶组织中均有表达,根中表达量最高;枯萎病菌侵染能够显著诱导ClOsm基因的表达,在侵染120 h时表达量最高。融合蛋白His ClOsm体外抑菌活性检测结果表明,ClOsm蛋白可以显著抑制枯萎病菌、蔓枯病菌、白粉病菌、茄病镰刀菌和轮枝镰刀菌等病原菌的生长,抑制率分别为70.2%,60.8%,65.3%,55.4%和46.6%。【结论】克隆了西瓜ClOsm基因,并纯化得到ClOsm重组蛋白,该蛋白能够显著抑制病原真菌的生长。