小麦磷转运蛋白基因TaPT2的转录调控特征研究

在富集低磷逆境的根系cDNA差减文库中,获得了与小麦磷转运蛋白基因TaPT2具有相同序列的表达序列标签(EST).TaPT2的表达呈根系特异性,对外界低磷逆境呈明显应答,表明该基因在小麦抵御外界低磷逆境中可能发挥重要作用.采用基因组行走技术,克隆了长度为1 300 bp的TaPT2启动子,该启动子含有保守TATA盒、C...     

小麦磷转运蛋白基因TaPT4的克隆和表达分析

在富集低磷响应基因的小麦根系cDNA差减杂交文库中,测序后获得1个与大麦磷转运蛋白基因HvPT4高度同源的表达序列标签TaPT4-EST。经BLAST分析获得该EST对应的全长cDNA,将其命名为TaPT4。TaPT4的cDNA全长为1 927bp,编码537个氨基酸残基,编码蛋白含有12个跨膜保守域。系统进化分析表明,TaPT4除与HvPT4具有较高的相似性外,还与呈高亲和特征的黑麦磷转运蛋白基因PT和小麦磷转运蛋白基因PT1高度同源。TaPT4在叶中的表达为组成型,在根中的表达受到低磷诱导;此外,无论在低磷处理还是正常供磷条件下,TaPT4在根中的表达均表现明显的昼夜节律特征,表现为随照光时间延长而表达增高,进入暗期后表达减弱。上述结果表明TaPT4可能是归属于高亲和特征的小麦磷转运蛋白,在增强小麦在低磷逆境下的磷素吸收中发挥着重要作用。     

携带大麦黄矮病毒蚜虫取食对小麦防御基因表达水平的影响

【目的】研究携带大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf virus, BYDV)蚜虫取食对小麦防御基因表达的影响,初步探明BYDV-介体蚜虫-小麦三者的互作机制,为揭示BYDV流行和蚜虫大发生的原因提供理论依据。【方法】以BYDV的主流株系GAV为测试病毒,以其传播介体麦长管蚜和麦二叉蚜为试虫,设置无蚜虫取食小麦(CK)、无毒麦长管蚜取食小麦(Mock-Sa)、无毒麦二叉蚜取食小麦(Mock-Sg)、感染BYDV-GAV麦长管蚜取食小麦(BYDV-Sa)和感染BYDV-GAV麦二叉蚜取食小麦(BYDV-Sg)5个处理,于蚜虫取食2 h(蚜虫达到稳定取食所需时间),26,50,74和98 h时,取叶片样品检测茉莉酸防御途径关键基因脂氧合酶基因(LOX)和丙二烯氧化物合成酶基因(AOS)及水杨酸防御途径关键基因病程相关基因非表达子1(NPR1)和苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)的表达水平。【结果】与无蚜虫取食对照相比,麦蚜取食能显著提高小麦体内LOX的表达水平,对NPR1的表达水平无显著影响,而对AOS和PAL表达水平的影响因麦蚜种类或处理时间的不同而变化。与无毒蚜虫取食相比,携带BYDV-GAV蚜虫取食总体上能降低小麦体内LOX、AOS、NPR1和PAL的表达水平。【结论】蚜虫取食能提高小麦茉莉酸途径的防御作用,而BYDV-GAV能显著降低小麦茉莉酸和水杨酸途径的防御作用。     

葡萄MPT基因家族鉴定与表达分析

线粒体磷酸转运体(mitochondrial phosphate transporter, MPT)基因家族是位于线粒体内膜上的一种重要的功能蛋白,负责将重要代谢底物无机磷酸通过线粒体内膜从细胞质转移到线粒体基质中,在细胞维持正常功能中起到了关键的生理作用。本研究利用生物信息学工具,系统地分析了葡萄MPT基因家族成员的进化关系、基因结构、蛋白质理化性质和保守基序,以及组织特异性表达和同源基因的相关性。结果表明,葡萄全基因组中鉴定出64个MPT家族基因。根据系统发育树可以分为7组,分布于19条染色体上,其中两对基因存在串联复制现象。保守基序分析表明,所有MPT家族成员都含有保守的Mito_carr结构域。组织特异性表达表明,VvMPT基因在果皮、花、叶中高表达。同源基因分析表明,葡萄VvMPT基因家族可能在花器官发育、维持离子浓度中起到了重要作用。     

耐盐基因Hal1的克隆及表达载体的构建

以酵母菌株BWG1-7A基因组DNA为模板,利用PCR方法,扩增出耐盐基因Hal1,测序表明该基因全长为885个核苷酸,与已发表的序列NC_001148比较,同源性99．3％。将该基因插入表达载体pYES2的BamHI和EcoRI酶切位点之间。构建表达载体pYES2-Hal1,序列测定完全正确,为植物表达载体的构建打下基础。     

外源磷或有机质对板蓝根吸收转运砷的影响

采用土壤培养方法,研究了不同含砷水平土壤中添加外源磷或有机质对砷在板蓝根地下部和地上部累积与分配的影响.结果表明,在外源添加磷或者有机质的情况下,与自然土相比含砷土对板蓝根的生长有一定的促进作用;在自然土(13.4 mg/kg)中,外源磷没有明显影响板蓝根地下部对砷的累积,却显著降低了砷由地下部向地上部的转运,并且添加200 mg P2O5/kg显著降低了砷在地上部的累积.然而,在含砷土(33.4 mg/kg)中,100 mg P2O5/kg处理显著降低了砷在地下部的累积,但随磷用量的增加反而促进了地下部砷的累积;在添加有机质试验中,10 g/kg的有机质显著降低了自然土中板蓝根地下部和地上部对砷的累积,并且砷的吸收能力也明显下降.在含砷土(23.4 mg/kg)中,添加5g/kg的有机质不仅降低了砷在板蓝根中的富集,而且降低了其对砷的吸收能力,提高了砷由地下部向地上部的转运,但是随着有机质施用量增至10 g/kg,地下部砷含量及其吸收砷的能力均有一定程度的增大.因此,在砷水平较低的自然土壤上种植板蓝根添加200 mg P2O5/kg和10 g/kg的有机质是控制砷在该草药体内积累的适宜用量,而在砷水平较高的土壤上100 mg P2O5/kg和5 g/kg的有机质是降低板蓝根体内砷累积的适宜用量.     

罗氏沼虾淀粉酶基因克隆及其表达规律分析

【目的】克隆罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）淀粉酶基因（AMY）,并进行生物学信息分析及其表达规律研究,为揭示AMY基因的生物学功能及其对罗氏沼虾生长发育的调控作用机理提供理论依据。【方法】PCR克隆罗氏沼虾AMY基因编码区（CDS）序列,利用ExPASy ProtParam、ExPASy ProtScale、SignalP-5.0、MegAlign及Lasergenev8.0等在线软件进行生物信息学分析,应用实时荧光定量PCR检测AMY基因在罗氏沼虾不同组织（腹神经节、胃、心脏、鳃组织、性腺、肝胰腺、肌肉和肠道）中的表达情况,并明确其在生长快速家系（FG）和生长慢速家系（SG）个体肌肉中的表达模式。【结果】罗氏沼虾AMY基因CDS序列全长2121 bp,共编码706个氨基酸残基;其编码蛋白分子量为76.87 kD,理论等电点（pI）为4.63,属于不稳定的亲水性蛋白,包含2个典型的淀粉酶结构域;在罗氏沼虾AMY蛋白二级结构中,α-螺旋占13.88%,延伸链占21.39%,无规则卷曲占64.73%。罗氏沼虾AMY氨基酸序列与克氏原螯虾AMY氨基酸序列的相似性最高（62.6%）,与大珠母贝AMY氨基酸序列的相似性较低（48.9%）;基于AMY氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树显示,罗氏沼虾与克氏原螯虾的亲缘关系最近,而与中华绒螯蟹的亲缘关系较远。AMY基因在罗氏沼虾不同组织中广泛表达,但存在性别差异性和组织特异性,具体表现为:雌性个体肠道中的相对表达量极显著高于雄性个体（P<0.01,下同）,鳃组织中的相对表达量显著高于雄性个体（P<0.05）,而肝胰腺中的相对表达量极显著低于雄性个体。罗氏沼虾AMY基因在FG个体肌肉中的相对表达量极显著高于SG个体。【结论】AMY基因在罗氏沼虾的生长发育过程中发挥重要作用,广泛表达于罗氏沼虾的不同组织中,但存在性别差异性和组织特异性。     

绿僵菌几丁质酶活性及其对椰心叶甲毒力的相关性分析

用液体培养法和琼脂平板透明圈法研究了6个绿僵菌菌株的几丁质酶产酶水平与其对椰心叶甲毒力的关系。结果显示,各菌株的毒力大小顺序为JF813E>JF86CJ、F883>Ma4>JF83G>JF842;对椰心叶甲成虫的LT50值在6.3~8.0d之间;液体培养法所测酶活变化范围为5.9~38.4 IU/mL,琼脂平板法所得比值在1.37~2.43之间。表明不同绿僵菌菌株的产酶水平存在明显差异,且产几丁质酶水平的高低与其对椰心叶甲的毒力有一定的相关性;几丁质酶活性可以作为一个参考指标对绿僵菌菌种进行初步筛选,但不能完全代替毒力测定而成为菌种质量性状的检测指标。     

青稞LTP蛋白基因bltl4．2的克隆及其在低温下的表达

为了解LTP蛋白基因bltl4．2在青稞中的功能,以青稞品种“昆仑12号”为实验材料,克隆得到编码该基因的eDNA序列全长470bp,其中包括249bp的开放阅读框,编码82个氨基酸残基,相对分子质量7709．8,理论p16．52,不稳定系数27．36,是一个稳定的蛋白质。LTP蛋白有2个跨膜区,1-19位置的是从膜内到膜外,57-76位置的是从膜外到膜内,总平均亲水性0．522,是一个高度亲水的小分子蛋白质。序列比对显示编码该蛋白的基因与大麦bltl4．2基因具有较高的同源性（98．9％）。通过RealtimePCR检测得到blH4．2基因在4℃下处理48、24和12h的表达量分别是0h的14．6、13．6和8．3倍,SPSS分析显示bltl4．2基因在不同低温胁迫时间下表达差异显著,说明该基因对青稞的耐寒性起到一定的作用。     

桉树焦枯病菌CpSit1基因的鉴定与表达

利用Blast及TCDB数据库对桉树焦枯病菌(Calonectria pseudoreteaudii)的Cpsit1基因进行鉴定;再利用SMART数据库和Prot Param、TMHMM、PHD、Pro Comp 9.0在线分析工具对Cpsit1基因编码蛋白的理化性质、跨膜螺旋、蛋白质二级结构和亚细胞定位进行预测分析;最后采用qRT-PCR方法对CpSit1基因在焦枯病菌侵染桉树过程中的表达情况进行分析.结果表明:CpSit1基因长度为1 780 bp,其编码的蛋白序列共有592个氨基酸残基组成,并将其鉴定为铁载体-铁:H+同向转运蛋白.其保守结构域为MFS_1;共含有14个跨膜螺旋;在二级结构中α螺旋占45.10%,延伸链占26.01%,无规则卷曲占28.89%.通过qRT-PCR相对定量的方法分析焦枯病菌侵染桉树24、48和72 h后CpSit1基因的表达情况,结果显示,CpSit1基因在这3个时段均发生上调表达,但24 h的表达量明显大于48和72 h.说明桉树焦枯病菌CpSit1基因在病原菌侵染寄主的过程中通过调控铁载体-铁化合物的转运来完成铁元素的摄入,协助其在寄主中的定植.     

小麦低磷响应基因的筛选与表达分析

利用Affymetrix wheat microarray分析了郑麦9023在低磷和正常磷水培条件下,苗期根部基因在转录水平的差异。结果表明,1)筛选得到1 889个差异表达基因,其中1 298个上调表达,591个下调表达。2)基因功能分析显示,这1 889个基因参与了信号转导、蛋白存储、逆境胁迫、能量代谢、病程相关和其他与植物生长发育有关的过程。3)利用qRT-PCR对其中30个基因的表达情况进行了验证,显示与基因芯片结果基本相同的表达趋势。4)在低磷及磷恢复条件下,对其中5个候选基因(TaSPX3,TaIPS1.3,TaGST_Like,TaPDF19,TaG6PDH1_Like)在不同小麦品种中的表达进行分析,显示这5个基因受到低磷胁迫的强烈诱导,恢复供磷后表达显著回调。但是,这些候选基因在不同品种间横向表达趋势有差别,反应了不同基因型小麦对低磷胁迫的响应机制存在差异。预测这5个候选基因的功能涉及信号转导、氨基酸代谢、糖代谢、抗逆响应等重要的代谢或调控途径,在小麦应对低磷逆境机制中发挥重要作用。     

BtR05的诱变育种及其对朱砂叶螨的毒力测定

以BtR05为原始菌株,通过紫外诱变,获得一株对朱砂叶螨成螨有较高毒力的突变株63号.63号菌株的生长速度快,繁殖力强,LB摇瓶培养48 h后显微计数为4.88×109cfu.mL-1.63号发酵液的杀螨活性是原始菌株的1.33倍.通过斜面传代培养,该菌株能稳定遗传10代.     

刺五加多向耐药性转运蛋白基因的克隆及其表达对皂苷含量的影响

利用简并引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增获得长度为693 bp的刺五加(Eleutherococcus senticosus)多向耐药性(pleiotropic drug resistance,PDR)转运蛋白基因,GenBank登录号为KC473536,其编码的231个氨基酸的蛋白属于PDR转运蛋白的核苷酸结合结构域。氨基酸序列与毛果杨(Populus trichocarpa)、蓖麻(Ricinus communis)和水稻(Oryza sativa)的PDR氨基酸序列一致性分别为8874%,9004%和8831%。RT PCR法检测PDR在刺五加不同生长发育时期和不同器官中表达情况和分光光度法测定刺五加总皂苷含量的结果显示: 刺五加PDR基因在整个生长期中均有表达,与皂苷在整个生长期中均有合成的特点相符,但两者的相关性未达显著水平。PDR基因在叶片和叶柄中高表达的特点与刺五加皂苷仅存在于叶中的特点相符,两者间存在显著的正相关关系(P<005)。     

长江口及邻近海域磷酸盐的再生和垂直通量

根据1998年8月东海调查资料,计算了长江口及邻近海域磷酸盐的再生量和垂直通量,并运用垂直扩散-对流模式计算磷酸盐再生速率。研究海域垂直流速分别为ω1=1×10-3cm/s和ω2=5×10-3cm/s时,磷酸盐的再生速率分别为6.10μmol/(L·a)和30.51μmol/(L·a),磷酸盐在水体中的平均停留时间分别为27.61d和5.51d。磷酸盐的平均再生量为0.74μmol/L,再生的磷酸盐成为浮游植物所需磷的主要来源,是该海域夏季磷酸盐的主要补充途径之一。磷酸盐的再生量和再生速率在沿岸水域比外海要大,呈现由近海向外海逐渐减小的趋势。长江口及邻近海域典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为50.16mg/(m2·d),非典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为10.03mg/(m2·d)。     

长江口及邻近海域磷酸盐的再生和垂直通量

根据1998年8月东海调查资料,计算了长江口及邻近海域磷酸盐的再生量和垂直通量,并运用垂直扩散-对流模式计算磷酸盐再生速率。研究海域垂直流速分别为ω1=1×10-3cm/s和ω2=5×10-3cm/s时,磷酸盐的再生速率分别为6.10μmol/(L·a)和30.51μmol/(L·a),磷酸盐在水体中的平均停留时间分别为27.61d和5.51d。磷酸盐的平均再生量为0.74μmol/L,再生的磷酸盐成为浮游植物所需磷的主要来源,是该海域夏季磷酸盐的主要补充途径之一。磷酸盐的再生量和再生速率在沿岸水域比外海要大,呈现由近海向外海逐渐减小的趋势。长江口及邻近海域典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为50.16mg/(m2·d),非典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为10.03mg/(m2·d)。     

金属抗性促生细菌Burkholderia sp.减缓玉米幼苗镉毒害和阻抗镉转运

为探明金属抗性促生细菌对减缓玉米镉毒害和阻抗镉转运的影响,本研究采用砂培试验向营养液中添加不同浓度重金属镉,研究接种镉抗性促生细菌YM3（Burkholderia sp.）对玉米苗干质量、生理指标、镉含量及金属转运基因表达情况的影响。结果表明,接种菌株YM3能促进玉米生长,且在镉胁迫环境中菌株促生效果更显著,使玉米根、茎、叶干质量分别增加9.09%~40.00%、63.33%~84.41%、48.50%~67.48%;接种处理玉米叶绿素总量增加1.70%~53.17%、根系活力增加7.40%~16.93%;游离脯氨酸降低3.04%~21.82%;当镉浓度为12 mg·L^-1时,丙二醛含量降低26.37%;接种菌株显著降低玉米地上部镉含量,使茎、叶镉含量分别降低13.64%~41.84%和17.85%~20.29%;q-PCR对金属转运相关基因HMA2、HMA3和Nramp5进行表达量的检测,结果表明接种菌株对重金属转运相关基因转录水平的表达调控受镉浓度影响。在0 mg·L^-1和8 mg·L^-1镉处理中,接菌处理HMA2、HMA3和Nramp5表达量在根中均表现为下调,在8 mg·L^-1和12 mg·L^-1镉处理中,接菌处理HMA2和Nramp5表达量在叶中均表现为下调。接菌处理通过不同程度影响基因HMA2、HMA3和Nramp5表达量来阻控玉米苗对镉的吸收转运。研究表明,在镉胁迫环境下接种镉抗性促生菌株Burkholderia sp.YM3能促进玉米苗生长,减缓玉米苗镉毒害,并阻控镉从根部向地上部转运,这对于玉米安全生产具有重要应用潜力。     

Genome-wide identification and function analysis of the sucrose phosphate synthase MdSPS gene family in apple

Sucrose phosphate synthase(SPS) is a rate-limiting enzyme that works in conjunction with sucrose-6-phosphate phosphatase(SPP) for sucrose synthesis, and it plays an essential role in energy provisioning during growth and development in plants as well as improving fruit quality. However, studies on the systematic analysis and evolutionary pattern of the SPS gene family in apple are still lacking. In the present study, a total of seven MdSPS and four MdSPP genes were identified from the Malus dome...     

谷胱甘肽对小麦幼苗铜毒害的缓解作用及其与氮、硫、磷积累的相关性

采用水培法,对外源谷胱甘肽(GSH)缓解小麦幼苗铜毒害及其与氮、硫、磷等元素积累的相关性进行了研究。结果表明,Cu处理(T0组)显著抑制小麦幼苗的生长发育,导致根长、茎叶长、生物量、叶绿素和类胡萝卜素含量以及氮元素积累量下降,诱导了植株蛋白质、内源GSH含量以及硫、磷元素积累量上升。随施用外源GSH浓度的升高,GSH处理(T1、T2、T3组)的小麦幼苗茎叶长、根长、生物量,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量、蛋白质含量先上升后下降,内源GSH含量以及氮、硫、磷等营养元素积累量持续上升;其中,T2组小麦幼苗的各项指标与T0组差异均达到显著水平(P<0.05),与对照组(CK)无显著差异。外源GSH促进了植株对铜离子的吸收、转运和积累,而外源和内源GSH均与铜胁迫下小麦幼苗氮、硫、磷等营养元素的积累呈极显著正相关(P<0.01),其中以T2处理组缓解小麦幼苗铜毒害的作用最显著。