龙眼体胚发生过程中特异蛋白的IEF和SDS-PAGE分析

植物体细胞胚胎发生的机理研究是目前植物细胞工程的前沿和优先发展领域 [1] .体细胞胚胎发生被认为是分离胚胎发育相关基因的良好替代体系 ,同时 ,进行体细胞胚胎发生研究对于研究植物细胞全能性的机制、基因的表达和胚胎的发育具有重要意义 [2 ] .龙眼 ( Dimocarpuslongan Lour.)是我国南方的重要热带、亚热带特产果树 .在龙眼上已建立了木本植物中最为优良的体细胞胚胎发生系统 [3 ,4] .体细胞胚胎与合子胚在生化上具有相似性 .蛋白质是基因表达的产物 ,而体细胞胚胎发生是胚胎发生相关基因按一定时空顺序表达的结果 .在体细胞胚胎发生…     

植物富含甘氨酸蛋白质(GRP)及其基因研究进展

植物富含甘氨酸蛋白质(GRP)是广泛存在于植物细胞壁上的一种重要结构蛋白,GRP基因的表达具有组织特异性并受发育阶段特异性及多种环境因素的调控.GRP基因的研究为植物基因的表达调控研究提供了一个良好的模式.植物GRP根据其结构主要可分为两大类:一类具有信号肽序列,一类具有RNA结合序列.文章主要介绍GRP序列和结构特征、表达调控、细胞定位及对其功能的预测分析.     

RNA沉默在植物与根结线虫互作基因研究中应用

基因沉默或RNA干扰（RNA interferance,RNAi）是双链RNA诱导的序列特异性基因沉默,是转录后水平上对基因的表达进行负调控。随着植物与根结线虫相互关系的研究的深入以及基因工程技术的发展,揭示了基因工程方法防治线虫危害的新途径。最近研究表明,dsRNA基因在植物体内表达,线虫取食这种转基因植物后线虫致病力下降并使植物有效抵抗多种根结线虫。这种转基因植物具有有效低抗线虫危害特性,而且其抗性是广谱的。该文对RNAi的研究历史、植物根结线虫抗性基因以及RNAi技术防治根结线虫的新途径等方面的研究进展进行了综述。     

高等植物特异启动子研究现状

特异性启动子不仅能使目的基因的表达产物在一定器官或组织积累,避免植物营养的不必要浪费,同时可避免外源基因在食用部位表达,消除人们对食品安全的顾虑,减少对植物生理和环境潜在的、不可预知的影响。综述了高等植物特异性启动子植物基因工程中的最新研究进展,以期为人们更加深入地了解高等植物基因表达调控机制,为植物基因工程中生物反应器的研究提供有应用价值的启动子元件。     

桃NAC基因家族生物信息学分析

NAC基因家族是最大的植物特有的转录因子家族之一,因在植物发育和逆境应答过程中起着多样的作用而被广泛关注。为进一步进行桃NAC家族基因鉴定、功能分析等研究提供基础信息,采用生物信息学方法预测了桃NAC基因家族成员数目、在基因组骨架上分布、表达模式、假定蛋白质结构和亚族分类。预测结果显示桃NAC基因家族包含115个假定NAC蛋白质,被分为17个亚族,且与拟南芥中NAC家族基因具有一定的相似性;1个NAC基因分布在11号骨架上,其余分布在1～8号基因组骨架上;对一级结构的分析结果显示桃NAC家族蛋白质分子量和氨基酸数目成正相关,绝大多数是亲水氨基酸,各亚族间等电点没有规律;115个蛋白质的二级结构全部以无规则卷曲为主要构成元件,且它们的三级结构大部分相似。在果皮中表达的NAC家族基因数最多,达到75%;在花芽中表达的NAC家族基因数较少,为1%。     

水稻SIDP301基因的克隆与功能分析

水稻是一种非常重要农业粮食作物,属于单子叶植物,对其进行抗逆相关基因克隆功能分析有非常重要理论意义,水稻SIDP301基因编码蛋白质含有锌指结构域,数据表明基因在水稻各个组织中都有一定表达,根和叶水平比较高,基因受到高盐和高温诱导,对照相比可以发现基因耐盐性不是非常明显,抑制基因高盐具有高敏感检测相关标记基因,在抑制超量转基因表达中高于野生型植株,是一个抗逆相关基因,会降低水稻抗逆性。     

石斑鱼生长激素基因的合成及其在拟南芥中的表达

为了使石斑鱼生长激素基因适合在植物中表达,重新合成了石斑鱼生长激素基因,对其密码子进行了优化,把合成的基因构建于植物表达载体pBI121上并转化模式植物拟南芥,获得了30个转基因抗性植株。对24株PCR阳性苗进行Northernblotting分析,结果表明,鱼类生长激素基因可以在转基因植物中表达,其表达在不同的转基因植株中存在明显差异,表达最强的植株与最弱的植株相比,二者表达量差异达到43倍。     

化学诱导表达系统在植物基因工程中的应用

化学诱导型启动子能够从时空上精确调控基因的表达,是研究基因产物的有力工具。利用植物内源性化学诱导启动子或其他生物的化学诱导响应元件都可以在植物中构建化学诱导表达系统。文章介绍了化学诱导表达系统的类型及其构建原理,并对其在植物基因工程中的应用提出了展望。     

植物防御素基因alfAFP(M. sativa)在毕赤酵母中的分泌表达及对水稻病原菌的抑制

 【目的】大多数的植物防御素对不同的病原菌具有抗菌活性,其中来自苜蓿种子的防御素alfAFP的转基因土豆和番茄已经被证明对病原菌具有强抗病性。进一步研究该基因对稻瘟病、纹枯病、白叶枯病三大重要病害的抑制作用,对水稻抗病基因工程研究具有重要的意义。【方法】本试验将alfAFP构建到表达载体pPIC9K上,电转化毕赤酵母（GS115）,再进行蛋白质的分泌性诱导表达,最后进行体外重组蛋白对水稻病菌的抑菌活性检测。【结果】通过15%的SDS-PAGE检测,得到大约6.5 kD的重组蛋白。alfAFP融合蛋白对水稻纹枯病、稻瘟病和白叶枯病均具有一定的抑制活性,其中对纹枯病的作用最为明显。【结论】alfAFP在酵母中成功诱导表达,并对水稻测试病菌具有一定的抑制活性,预示着alfAFP防御素基因在水稻抗病基因工程中具有潜在的应用价值。     

大白菜GIF蛋白家族的生物信息学分析

GIF(GRF-interacting factor)家族是一类含有SNH和QG结构域的蛋白质,可与GRF(Growth reg-ulating factor)转录因子蛋白相结合形成功能复合体,通过促进和维持细胞的分裂能力参与调控植物叶器官的发育。本研究系统鉴定了5个大白菜的GIF基因,并对这些基因编码的蛋白质序列进行了保守性和系统进化分析,最后对BrGIF1基因的表达进行了分析。结果表明,所有的大白菜和拟南芥GIF蛋白家族成员都具有高度保守的SNH和QG结构域。在进化上,GIF蛋白家族可分为两个不同的亚家族,并且这种特征在大白菜和拟南芥分离之前就已经形成。在表达模式上,BrGIF1基因在具有较大叶球的白菜自交系以及具有较强细胞分裂能力的组织中的转录表达水平较高。另外,BrGIF1基因的表达受到NAA的诱导和ABA的抑制。这些结果表明大白菜GIF蛋白可能具有和拟南芥GIF蛋白相似的生物学功能,在调控植物器官发育中具有重要作用。     

单子叶植物表达载体pUN3300的构建

植物双元表达载体在植物基因工程研究中具有重要作用,表达载体所包含的结构元件,如启动子、多克隆位点、筛选标记等,对植物遗传转化效率、外源基因表达强度及遗传稳定性等具有重要影响。本研究中,为提高目的基因对单子叶植物的遗传转化效率,对植物表达载体pCAMBIA3300进行改造,在原有以bar基因作为选择标记的基础上,采用不完全酶切的方法添加了Ubiquitin启动子,经酶切、测序表明,植物双元表达载体pUN3300构建成功。该载体对于研究外源基因功能、植物性状改良及新品种的培育,具有重要的价值。     

花花柴抗逆相关转录因子WRKY的鉴定及分析

WRKY转录因子作为参与生物或非生物胁迫应答的重要基因家族,在植物逆境胁迫的响应过程中起着重要作用。花花柴作为沙漠植物,具有极强的广谱抗逆性,发掘并应用花花柴的抗逆基因资源对研究植物逆境生物学及抗逆性分子育种具有重要意义。本研究通过对沙漠植物花花柴的转录组学分析,筛选出与高温胁迫相关的15个差异表达的WRKY基因。并将这15个基因与拟南芥、水稻的WRKY基因构建系统发育树,通过对同亚族同源性较高的基因功能及其顺式作用元件的功能预测,推测花花柴WRKY基因可能参与了极端温度、干旱、高盐、病原菌等逆境胁迫响应,并对与高温胁迫响应相关的2个花花柴WRKY基因进行表达模式分析。该结果将为荒漠植物及其基因资源的发掘利用提供一定的参考价值。     

园艺植物MicroRNA研究进展

MicroRNA(miRNA)是长度为20~24 nt的非编码RNA,通过与靶基因mRNA的互补配对,引起靶基因mRNA的降解或抑制翻译,从而在转录后水平抑制靶基因的表达。园艺植物miRNA的研究目前还不够深入,但已经取得了一定的研究成果。本研究对miRNA的鉴定策略、miRNA靶基因的验证方法、近年来园艺植物miRNA的鉴定情况以及嫁接传递性进行了概述,重点探讨了miRNA在园艺植物发育和抗逆过程中的生物学功能,为在园艺植物上进一步开展miRNA研究提供借鉴和参考。     

外源基因在转基因植物中表达量的优化研究进展

转基因植物作为一种生物反应器将在生物工艺学上得到应用,其目的是为了生产和传输外源蛋白。但是外源基因在转基因植物中表达量低,为此,从几个方面介绍了提高外源基因在植物中表达量的方法。     

玉米WRKY 转录因子非生物胁迫的表达分析

WRKY蛋白是一类植物特异的转录因子家族,在植物响应病害及非生物胁迫中起重要作用。通过生物信息学方法,从玉米基因组中得到3个WRKY家族基因序列(ZmWRKY14-like、ZmWRKY25-like、ZmWRKY62-like),预测表明3个蛋白都定位于细胞核。荧光定量PCR分析表明,3个基因在玉米的不同器官中都有表达,但具有组织表达特异性。ZmWRKY14-like和ZmWRKY62-like在幼果中的表达量均显著高于在其他组织中的表达量,ZmWRKY25-like基因在叶、穗丝和幼果中的表达量高于在其他组织中的表达量。盐胁迫下,ZmWRKY25-like基因呈上调表达,ZmWRKY62-like基因呈下调表达;干旱胁迫下,ZmWRKY62-like基因出现下调表达;低温胁迫下,ZmWRKY25-like基因呈上调表达。结果表明,ZmWRKY25-like可能参与了植物对盐和低温胁迫的响应,ZmWRKY62-like基因则可能参与了植物对盐和干旱胁迫的响应。     

2个柽柳Prx基因的克隆及表达分析

过氧化还原蛋白（Prxs）是植物体内重要的抗氧化酶。为深入研究Prx基因在柽柳非生物胁迫中的作用,从柽柳cDNA文库中获得了2条Prx的单一序列ThPrx1与ThPrx2,其中ThPrx1为部分序列,ThPrx2为全长序列。生物信息学分析表明,2条ThPrx与植物Prx同源基因的氨基酸序列具有较高的同源性,并且ThPrx1和ThPrx2分别属于Prx的PrxⅡ和2-Cys Prxs亚家族。通过实时定量PCR对这2个ThPrx基因在不同非生物胁迫（NaCl、PEG、CdCl2、低温及ABA）处理的柽柳根和叶中的表达模式分析显示, 2个ThPrx基因在胁迫下的表达模式不同:NaCl、PEG和ABA均能够诱导ThPrx1基因在根中的表达,而CdCl2和低温胁迫则抑制了该基因在根和叶中的表达;ThPrx2基因在低温处理的柽柳中的表达量下降,其他胁迫处理不同程度上影响了ThPrx2基因的表达。结果表明,ThPrx1与ThPrx2是2个新的Prx基因,推测其可能参与植物的逆境胁迫过程。      

辣木转录因子家族初步鉴定与分析

转录因子在转录水平上激活或抑制基因的表达,在植物生长发育、维持正常生理活动和响应内外部刺激等方面具有重要作用。随着辣木基因组组装的完成,本研究通过生物信息学的方法,对辣木中转录因子家族进行鉴定与初步分析,结果共筛选到1 502个转录因子,分属86个家族。同时以拟南芥为参照,鉴定了43个受正选择作用的转录因子,这些正选择基因涉及植物生长发育的各个时期,与植物抗病、环境胁迫密切相关。对辣木HSF蛋白研究表明大部分蛋白的Hsf结构域相对保守,与拟南芥HSF家族蛋白构建系统发育树,发现辣木Hsf基因的分类与进化在一定程度上具有相关性。研究结果将为辣木的生长发育及环境胁迫应答机制提供分子基础。     

植物体内Na/K转运体研究进展

综述了目前发现的植物体内Na/K转运蛋白主要是HAK和HKT家族基因,其中HAK家族基因主要负责高亲合K的吸收和运输,而HKT家族基因不仅具有高亲合K的吸收和转运的功能,而且还具有大量吸收和转运Na的功能,同时在植物抗盐性上具有一定的作用。     

基因组水平上拟南芥和水稻mrs2基因家族的比较系统发生分析

mrs2（mitochondrial RNA splicing2）基因是植物线粒体中Ⅱ类内含子自我剪接缺陷的抑制基因，同时参与了植物中镁离子的运输。本研究利用已经分离的植物的mrs2基因，鉴别出MRS2结构域，同时对拟南芥和水稻中的mrs2基因家族的成员进行了鉴定；利用这些基因编码的蛋白质序列构建了系统发生树，并进行了序列保守性分析，最后查找了相关基因的EST表达信息。结果表明：①系统发生分析表明拟南芥和水稻的mrs2基因的结构在拟南芥和水稻分离之前已经形成，并在分离之后按照物种特异性的方式进行了扩张；②MEME分析表明植物的Mrs2蛋白质具有高度保守的基序，并且在蛋白质中的排列顺序也大致相似；③mrs2基因在拟南芥和水稻中的表达有差异，但在部分表达上仍保持了一致性。     

绿豆Dof家族基因的生物信息学分析及盐胁迫下的表达分析

【目的】Dof家族基因是植物特有的一类转录因子,在植物的生长发育、细胞的防御反应等方面具有重要的调控作用。【方法】本文从绿豆转录组数据库中筛选出41条Dof基因,对其蛋白序列进行生物信息学分析和盐胁迫下表达分析。【结果】Dof基因分布在除6号染色体外的1～11号染色体上,都具有1个高度保守的结构域;Dof蛋白含有5～28个磷酸化位点,并且都定位在细胞核里;系统进化分析将Dof基因分为8个组别,分析发现相同组别的Dof基因有相似的基因结构和蛋白基序,而不同组别间则存在差异;Dof基因能够响应盐胁迫,但不同胁迫时间基因间的表达模式存在差异,同组别的基因表达模式存在一定程度的相似性。【结论】相同组别的Dof基因具有相似的基因结构和蛋白基序,推测它们有相似的生物学功能。Dof基因能够不同程度响应盐胁迫,说明它们在绿豆抵御盐胁迫中发挥不同作用,这些分析结果将为绿豆Dof基因功能研究提供参考。