珠眉海棠(Malus zumi Mats)盐应答MzSTO基因的克隆与表达分析

通过微列阵芯片(Microarray)分析,从珠眉海棠盐胁迫cDNA文库中分离得到MzSTO (Salt tolerance protein)全长基因.结果表明:MzSTO基因cDNA全长1 066 bp,开放阅读框共729 bp,5'-UTR和3'-UTR的长度分别是49 bp和288 bp; MzSTO编码242个氨基酸,N端有2个保守的B-box锌指结构域(CX2CX8CX7CX2CX4HX8H);半定量RT-PCR表明MzSTO基因受到盐和干旱胁迫抑制,受冷处理诱导,并响应ABA(abscisic acid).以上结果表明MzSTO基因可能通过依赖ABA的途径参与非生物逆境胁迫.     

苹果砧木珠眉海棠盐胁迫应答基因的微列阵研究

以盐胁迫下苹果的耐盐砧木珠眉海棠为材料,用SMARTTM方法构建了cDNA文库。随机挑取5 000个cDNA克隆制备芯片,得到差异表达的基因388个,其中249个表达上调、139个表达下调。分析其中变化量在8倍以上的42个基因,并对部分基因进行RT-PCR验证,结果与芯片杂交结果一致。根据功能把这些基因分为5类:光合作用相关基因、物质转运相关基因、基础代谢相关基因、逆境相关基因以及其他基因。其中直接参与盐应答的基因占34%,包括上游调控蛋白、合成植体内小分子渗透调节物的限速酶、胁迫产生的活性氧清除剂、直接调节离子运输和储存的蛋白等。用此cDNA微列阵体系,将基因芯片技术与cDNA文库相结合,成为全面研究盐胁迫下基因表达的有效途径。为进一步研究盐应答基因功能及盐胁迫机制提供参考。     

珠眉海棠水通道蛋白MzPIP1;1基因的克隆与表达分析

通过对珠眉海棠盐胁迫微列阵分析,从盐胁迫cDNA文库中分离得到盐诱导的水通道蛋白基因MzPIP1;1 cDNA序列全长1 135bp,开放阅读框共870bp,5′-UTR和3′-UTR的长度分别是91和174bp。MzPIP1;1编码289个氨基酸,有6个跨膜结构和2个NPA(Asp-Pro-Ala)保守区。聚类分析表明:MzPIP1;1和其他4个物种PIP1类同源性在80%以上,属于质膜水通道蛋白PIP1类。拟南芥原生质体瞬时转化结果表明MzPIP1;1定位在质膜上。半定量RT-PCR表明MzPIP1;1基因受到盐和低温诱导。推断MzPIP1;1基因在盐胁迫下的表达调控与珠眉海棠耐盐能力密切相关。     

盐胁迫对珠美海棠幼苗光合特性的影响

为研究盐胁迫对珠美海棠幼苗光合特性的影响,以珠美海棠(Malus zumi)盆栽幼苗为试验材料,测定它们在不同浓度NaCl胁迫下的光合参数和叶绿体色素含量及叶绿素荧光特性的变化。结果表明,盐胁迫下,珠美海棠幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ实际光化学量子产量、叶绿素b都呈先上升后下降的趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈先下降后上升的趋势,叶绿素a和类胡萝卜素均呈下降趋势。低盐浓度(50 mmol·L-1)下,光合相关参数值和叶绿素b含量均有所提高,说明珠美海棠幼苗对盐胁迫有一定适应能力;随着盐浓度升高,珠美海棠幼苗的光合参数、蒸腾速率、叶绿素含量有所降低,表明其光系统受到影响,进而使其光合性能降低。     

外施Ca~(2+)对盐胁迫下珠美海棠组培苗光合特性的影响

为研究Ca~(2+)对盐胁迫下植株伤害的缓解作用,以珠美海棠组培苗为材料,采用盆栽法研究外施Ca~(2+)对盐胁迫下珠美海棠光合特性的影响。采用双因素随机区组设计,NaCl设置0,100,200,300 mmol·L~(-1)4个浓度梯度,Ca~(2+)设置0,5,10,15,20 mmol·L~(-1)5个浓度梯度,对各处理珠美海棠色素和光合指标进行测定和分析。结果表明:(1)单一NaCl胁迫和外施Ca~(2+)处理均可使珠美海棠叶绿素a和b含量呈先升高后下降的趋势,其中在Na Cl和Ca~(2+)浓度分别达到200 mmol·L~(-1)和15 mmol·L~(-1)时达到最高值;(2)单一Na Cl胁迫可使珠美海棠Pn、Gs和Tr呈先升高后下降的趋势,Ci趋势与三者相反,其中在Na Cl浓度达到100 mmol·L~(-1)时Pn、Gs和Tr达到最高值而Ci达到最低值;(3)在Na Cl高浓度即200 mmol·L~(-1)和300 mmol·L~(-1)处理,外施适宜浓度Ca~(2+)对盐胁迫下珠美海棠光合指标有缓解作用,并分别以外施15,10 mmol·L~(-1) Ca~(2+)效果最佳。研究可为珠美海棠在滨海盐碱地的引种栽培提供参考和借鉴。     

杨树NAC7转录因子基因应答盐胁迫表达

从小黑杨中克隆915 bp的NAC7转录因子基因(Potri.007G099400.1)cDNA,其编码304氨基酸,该蛋白属热稳定性较高的亲水性蛋白。用RT-qPCR分析杨树盐胁迫条件下NAC7基因表达情况,表明该基因对盐胁迫具有应答反应,且基因主要在根部表达。克隆获得1 062 bp的NAC7基因启动子DNA序列,其中含有许多胁迫应答元件,其驱动的GUS报告基因主要集中在根中表达,而在茎和叶中的表达很少,这个结果与NAC7基因表达进行RT-qPCR分析结果一致。     

棉花盐胁迫应答基因GhCPK5的克隆及序列分析

本研究克隆了1个陆地棉新的钙依赖蛋白激酶基因GhCPK5(Genbank登录号为:HM002634)。GhCPK5基因组DNA序列全长3 031 bp,包含一个1 707 bp的开放阅读框,具有7个外显子和6个内含子。GhCPK5可能定位于细胞核内,有568个氨基酸残基,分子量为63 ku。氨基酸序列分析表明,陆地棉GhCPK5与杨树PtCPK5同源性达到89%,同样包含完整的激酶结构域和4个EF-hand结构域。RT-PCR分析表明,该基因在根、茎、叶等组织中表达;在盐胁迫处理下,GhCPK5在各组织的表达量明显上升。     

黄瓜CsNAC032基因的克隆及盐胁迫响应分析

黄瓜对盐胁迫非常敏感,土壤中盐含量过高会严重影响其正常生长和发育,从而影响黄瓜的品质和产量。为了筛选黄瓜耐盐相关基因,采用同源克隆技术,从黄瓜叶片的cDNA中克隆了1个NAC转录因子CsNAC032。CsNAC032基因CDS长900 bp,编码299个氨基酸,相对分子质量为34 271.63,等电点为5.67。亚细胞定位预测CsNAC032定位于细胞核。序列比对和进化分析表明,CsNAC032有NAC家族蛋白典型的保守结构域,在N端约150个氨基酸中包含A、B、C、D、E等5个保守的亚结构域,CsNAC032与甜瓜的CmNAC-like (NP＿001284423.1)的亲缘关系最近。通过qRT-PCR检测CsNAC032基因在黄瓜不同器官中的表达情况,发现其在主要在根、茎、子叶、果刺等营养器官中表达,暗示其可能主要参与营养器官的发育。在黄瓜幼苗受盐胁迫后3 h,CsNAC032表达水平升高,并于处理后12 h表达水平达到最高,说明CsNAC032可能在黄瓜抵御盐胁迫中发挥着一定功能。     

小黑杨PsnWRKY14基因应答盐胁迫表达模式

为了探究小黑杨(Populus simonii×P.nigra)PsnWRKY14基因应答盐胁迫的表达模式,从小黑杨中克隆得到全长为687 bp的PsnWRKY14基因cDNA编码序列。生物信息学分析表明：该蛋白不含信号肽和跨膜结构域,属于较不稳定的亲水性蛋白质;亚细胞定位分析发现PsnWRKY14蛋白为核定位蛋白。PsnWRKY14基因具有组织特异性,在茎中的表达量最高,盐胁迫条件下在根、茎、叶等组织中的表达量均呈现先上升后下降的趋势,在24 h达到峰值。将pGBKT7-PsnWRKY14重组质粒导入Y2HGold酵母感受态细胞,验证了PsnWRKY14转录因子不具备自激活活性。该基因启动子含有可以响应茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸、赤霉素等激素应答元件,此外还含有响应低温以及对厌氧诱导等与抗逆相关的顺式作用元件,推断该基因可能参与小黑杨的抗逆防御调控过程。     

银中杨DREB基因的克隆及表达

【目的】克隆银中杨抗逆转录因子DREB基因,为其功能的深入研究奠定基础。【方法】根据DREB AP2/EREBP保守区设计1对简并引物,采用PCR方法对银中杨（Populus albaxp）转录因子DREB基因中间片段进行克隆;再利用反向PCR方法对该基因的旁侧序列进行克隆,最终将两侧序列与中间片段拼接得到基因全长;同时,根据基因序-列设计1对特异引物,利用荧光定量PCR分析银中杨DREB基因在不同逆境胁迫中的表达情况。【结果】成功地从银中杨中克隆到1个DREB基因,命名为PaDREB（注册号：EF582843）。该基因序列长935 bp,ORF为819 bp,编码272个氨基酸;同源性比较与系统发育分析证实,银中杨DREB属于DREB转录因子家族,并与月季DREB2C具有较高的同源性;荧光定量PCR检测结果显示,盐、低温、干旱及ABA均能诱导DREB基因的表达。【结论】首次从银中杨中分离并克隆了DREB基因,并证实其参与了银中杨对盐、低温、干旱及ABA的应答。     

小金海棠×M9后代杂种鉴定及倍性分离分析

为选育矮化和耐缺铁的苹果砧木,配置了小金海棠×M9杂交组合,首先筛选M9纯合显性SSR分子标记并利用该标记鉴定小金海棠×M9的有性杂种后代,之后利用流式细胞术分析杂交后代中的倍性分离。结果表明:SSR标记CH02d12-160可作为鉴定杂种后代的特异标记。在1 285株小金海棠×M9实生苗中,有284株为有性杂种后代,其余1 001株为小金海棠无融合生殖后代,无融合生殖率为77.90%。在284株小金海棠×M9有性杂种后代中,138株的样品得到可靠倍性鉴定结果,其中2x、3x、4x和5x分别为5(3.62%)、21(15.22%)、63(45.65%)和49株(35.51%)。     

八棱海棠耐盐碱性评价

为探明八棱海棠的耐盐碱性种质资源价值,以实生苗为试材,采用水培的方法评价了八棱海棠耐盐性和耐碱性.结果表明:1)0.4％ NaCI处理30 d时,八棱海棠的盐害指数为51.1,根据耐盐性评价标准判定为中等耐盐型树种;其实生个体间存在广泛的抗性分离现象,极强、强、中、弱和极弱耐盐型植株分别占群体总数的20.6％、23.9％、37.0％、12.0％和6.5％.2)pH9.5碱处理(Na2CO3)30 d时,八棱海棠的碱害指数为16.3,根据耐碱性评价标准判定为极强耐碱型树种;其实生个体间存在广泛的抗性分离现象,极强、强、中、弱和极弱耐碱型植株分别占群体总数的79.1％、15.3％、4.2％、1.4％和0％.八棱海棠中存在极强耐盐型和极强耐碱型植株,是优异的耐盐/碱型种质资源树种.     

新疆桃花柱S-RNase和花粉SFB基因的克隆与分析

为探索新疆桃自交亲和的原因及其与普通桃的分类关系,以4个新疆桃(Prunus ferganensis Kost.et Riab)品种为试材,分别在花柱S-RNase和花粉SFB基因保守区设计引物,在DNA中鉴定其S基因型,并通过全长引物分别克隆4个品种中的S-RNase和SFB全长基因。测序后经分析确定S基因型分别是:‘和田黄肉’S2S2m,‘喀什1号’S1S2,‘喀什4号’S2S2,‘黄李光’S1S2。DNAMAN软件比对结果表明:S2m-RNase的第602个碱基鸟嘌呤G变成了腺嘌呤A,导致半胱氨酸变成了酪氨酸;SFB1m在第978个碱基后插入155bp的片段,导致蛋白质翻译提前终止;SFB2m基因由于在第492个碱基处有5bp的片段插入,使翻译在525bp处终止。RT-PCR组织特异性分析发现新疆桃4个品种的S-RNase均具有花柱组织特异性表达,SFB均具有花粉组织特异性表达;酵母双杂交试验显示突变的SFB1m和SFB2m能分别与S1-RNase、S2-RNase和S2m-RNase相互作用。以上结果表明新疆桃的S基因与桃其他栽培品种一致,自交亲和性可能与S基因的突变相关,且S基因的突变类型与目前鉴定出的普通桃(Prunus persica L.)突变类型一致,该研究进一步说明新疆桃与普通桃的进化关系较近。     

干旱胁迫对平邑甜茶不同生长时期氮素吸收利用的影响

为研究干旱胁迫对苹果砧木平邑甜茶不同生长时期N素吸收利用效率的影响,以1年生盆栽平邑甜茶为材料,设置干旱胁迫和对照2组处理,其中干旱胁迫是在施肥前对平邑甜茶提前2周控水,保持盆土45%～55%田间最大持水量;对照正常供水,保持盆土75%～85%田间最大持水量。以¹⁵N标记的尿素为N源,分别于4月10日、5月10日、7月10日和9月10日4个生长时期施1.0 g ¹⁵N标记的尿素,分析干旱胁迫对平邑甜茶4个生长时期的植株N含量、各器官肥料N的百分率(N_dff)、¹⁵N分配率、利用率以及N素转运代谢相关基因表达量的影响。结果表明：1)与对照相比,4个生长时期中,干旱胁迫均降低平邑甜茶植株N含量、各器官对N的吸收转运能力以及N素利用率,其中在7月生长期降低的最显著,植株N含量降低27.0%、根、茎、叶的N_dff值分别降低23%、35%、40%、N素利用率降低42%。2)干旱胁迫下平邑甜茶各器官氮素分配由地上部分向地下部分转移,优先供应植株生长中心。3)干旱胁迫下平邑甜茶根系对N素吸收...     

苹果实生树枝干对轮纹病菌抗病性反应的差异

为进一步研究苹果枝干对轮纹病的抗病机理,以红玉×金冠杂种后代中表现不同抗病性的杂种实生树为试材,分析了不同抗病性的实生树枝条皮孔密度差异,接种轮纹病菌丝后枝条皮层木质素含量的变化,并采用扫描电镜技术,观察了接种点表面超微结构的变化。对20份不同抗性实生树1年生枝条皮孔密度的调查表明,在本分离群体内,皮孔密度与抗病性未见显著相关性。对苹果枝干轮纹病抗病、感病的杂种实生树进行接种,菌丝均可从皮孔侵入,但抗病的杂种实生树表现为致瘤性弱。接种病原后抗病和感病材料均会导致木质素含量的增加,但抗病材料木质素的增加量显著高于感病材料,表明木质素含量的激增与抗病性相关。金冠×红玉杂种后代中抗病单株的抗病性并非表现为抑制病原菌丝侵入,而表现为侵染后,通过诱导皮层木质素积累,抑制病原菌丝在寄主体内的扩展。