拟南芥exocyst亚基SEC8基因在主根细胞程序性死亡中的功能

[目的]exocyst是真核生物中普遍存在的囊泡拴系因子复合体。在模式植物拟南芥中,exocyst复合体参与多种重要的细胞生物学过程,如生长素运输、细胞极性生长、细胞板形成和细胞自噬等。探索exocyst复合体更多的生物学功能,对于了解exocyst复合体作用的分子机制具有重要意义。[方法]以exocyst复合体亚基SEC8基因花粉拯救的孢子体突变体PRsec8m1为材料,通过台盼蓝、DAPI、DHCF-DC等染料染色,结合遗传学试验分析其主根发育表型。[结果]发现exocyst复合体亚基SEC8基因突变导致主根细胞程序性死亡(PCD),阻断水杨酸信号传递途径不能缓解这种PCD表型。[结论]exocyst复合体亚基SEC8基因在主根发育过程中起关键作用,其突变导致主根细胞程序性死亡,这种细胞程序性死亡过程可能不依赖于水杨酸信号途径。     

植物对干旱胁迫的生理机制及适应性研究进展

[目的]植物对干旱胁迫的耐受能力充分反应其抗旱性的强弱,在农业生产中需筛选出抗旱能力强的品种为优良品种的选育提供参考。[方法]采用文献综述法,对植物干旱胁迫研究现状以及存在的问题进行探究。[结果]干旱胁迫对植物生理生化、形态结构方面产生重要影响。[结论]本文可为进一步研究植物抗旱分子机制和培育抗旱新品种提供理论参考。     

高羊茅FaSRP基因克隆及在非生物胁迫下表达分析（英文）

[目的]了解高羊茅SRP基因结构与功能以及在多种逆境胁迫下的表达变化。[方法]以高羊茅转录组学测序获得的SRP序列为基础,从高羊茅叶片c DNA中应用3’RACE和5’RACE方法扩增出SRP基因全长c DNA序列。[结果]SRP基因c DNA全长为1 165bp,具有一个完整的长度为855 bp的开放阅读框,编码蛋白为284个氨基酸,包含一个REF结构域。通过生物信息学的方法预测SRP基因的结构及功能发现,Fa SRP与单子叶植物SRP蛋白具有相对较高的序列同源性。应用荧光定量PCR技术分析了SRP基因在低氮、干旱、高热以及高盐逆境胁迫下的表达变化发现SRP基因能够应答低氮、干旱、高温等胁迫,但应答机制不一样,可能是通过不同途径调节植物抗逆性,Fa SRP对高盐胁迫不敏感。[结论]该研究为培育抗旱、耐热、营养高效的高羊茅品种提供候选基因与技术储备。     

谷子XTH基因家族与抗旱相关基因的分析

[目的]木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)属于糖苷水解酶GH16家族,其家族成员可能在植物响应逆境胁迫的过程中发挥重要作用,为深入挖掘谷子抗旱基因,进而选育谷子抗逆新品种,[方法]本研究利用生物信息学手段,对谷子XTH基因家族进行了分析。[结果]从谷子基因组数据库中鉴定出16个XTH基因。结构分析表明:SiXTH家族成员在基因结构及编码区序列上较为保守,含1~3个内含子;谷子XTH蛋白含有XTH家族典型的保守基序DEIDFEFLG;预测SiXTH基因家族成员在启动子区域含有响应逆境胁迫的顺式作用元件。在干旱胁迫下,通过比较两个谷子品种勾勾母鸡咀及晋汾16在干旱胁迫下基因的相对表达水平,我们发现了3个上调表达和1个下调表达的SiXTH基因。[结论]因此推测,同一类基因其基因结构及蛋白结构域相似,且XTH基因家族在谷子应答干旱胁迫的过程中起一定的作用,同时本研究也为深入探究XTH基因家族成员的功能奠定了一定的基础。     

梭梭属植物渗透调节物质的季节性变化

[目的]分析梭梭属植物在荒漠干旱胁迫下,渗透调节物质对高温干旱胁迫的响应。[方法]以生长在新疆极端干旱胁迫环境下的梭梭属植物为研究对象,对其生长季内游离Pro和可溶性糖的含量进行研究。[结果]在干旱胁迫初期,梭梭属植物同化枝内可溶性糖和游离Pro含量明显较高,6～8月随着持续高温时间的延长和胁迫强度的增加,可溶性糖和游离Pro含量逐渐下降,保持较低水平,而仅在生长季末期（9—10月）胁迫减弱时又缓慢回升,可溶性糖和游离Pro含量的渗透调节作用适应于较弱的干旱胁迫。[结论]在整个生长季内,梭梭属植物可溶性糖对高温干旱反应敏感,是重要的渗透调节物质。     

蝴蝶兰液泡型ATP酶E亚基基因的克隆及序列分析

E亚基是液泡型ATP酶(V-ATPase)多亚基复合体的重要组成部分,响应植物的非生物胁迫,对其基因的克隆及分析有助于阐释其逆境条件下的分子调节机制。根据蝴蝶兰低温诱导差异蛋白的序列设计简并引物,利用RT-PCR和RACE技术从蝴蝶兰叶片中克隆获得2条V-ATPase E亚基的c DNA序列,分别命名为Ph VHA-Ea和Ph VHA-Eb,Gen Bank登录号分别为KT758849和KT758850。Ph VHA-Ea和Ph VHA-Eb全长分别为960 bp和1 036 bp,二者均具有687 bp的开放阅读框,编码228个氨基酸,包含相同的v ATP-synt_E保守域;生物信息学分析表明,2个序列编码蛋白具有相似的二级结构和相同的亲水性,预测的三级结构也相同。系统进化树分析显示,蝴蝶兰Ph VHA-Ea和Ph VHA-Eb与单子叶植物液泡型ATP酶E亚基距离最近。     

干旱对苹果属植物叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究干旱对苹果属植物砧木荧光参数的影响。[方法]以1年生抗旱能力较强的八棱海棠和抗旱性较弱的平邑甜茶实生幼苗为试验材料,采用营养液水培法培养幼苗,用20%聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,对这2种幼苗根系进行处理。[结果]在干旱胁迫下,2个苹果属植物品种叶绿素荧光动力学曲线发生了明显变化,随着干旱胁迫时间的延长,八棱海棠和平邑甜茶的Yield、ETR、Fv/Fm、qP均下降,且随着水分胁迫的加强,降低越明显,F0上升,qN先上升后下降,但八棱海棠F0上升幅度比平邑甜茶小,而qN上升幅度比平邑甜茶大,说明八棱海棠PSⅡ抵御干旱的能力比平邑甜茶强。[结论]干旱胁迫不仅直接引发苹果属植物光合结构的变化,而且也影响光合电子的传递。     

景天类和马齿苋类植物耐旱性快速评价方法初探

[目的]建立快速、标准化测定景天类、马齿苋类植物耐旱性的评价方法。[方法]以佛甲草、松叶景天、毛马齿苋为试验对象,比较了它们的叶片结构,研究了人工气候箱模拟高温干旱胁迫对它们形态特征及生理生化指标的影响,并探讨了上述指标对快速评价3种植物抗旱性的有效性。[结果]用人工气候箱模拟干旱胁迫能显著提高3种植物耐旱性的筛选效率,建议以此为基础建立景天类、马齿苋类植物快速评价方法;叶片结构特征和形态变化与水分代谢紧密相关,可作为3种植物耐旱性评价的基本依据;干旱胁迫后,叶绿素和游离脯氨酸含量差异反映了3种植物对干旱胁迫的敏感程度,可作为耐旱性评价的参考;SOD、POD活性与3种植物对干旱的抵抗力不一致,不宜作为耐旱性评价的指标。[结论]综合叶片解剖学、形态变化及复水试验结果,得到耐旱性强弱为毛马齿苋〉佛甲草〉松叶景天。     

柑橘抗逆基因WRKY75的克隆与表达分析

[目的]低温、干旱、高盐等非生物胁迫严重限制柑橘的生长发育和地理分布.转录因子可以调控下游抗逆基因表达,在植物响应非生物胁迫的过程中起了重要的作用.WRKY是植物中重要的转录因子家族之一,其家族成员在植物抗逆过程中起着重要的作用.为研究WRKY转录因子在柑橘抗逆中的功能.[方法]以柠檬[Citrus limon(L.)...     

茄子SmNTF3基因的克隆及其表达模式分析

[目的]本文旨在克隆茄子(Solanum melongena L.)促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因SmNTF3,阐明其在盐和干旱胁迫处理下的表达特性。[方法]以茄子‘苏崎1号’为试验材料,克隆SmNTF3的全长序列,对其基因结构和序列同源性进行分析,通过烟草叶片瞬时表达系统进行SmNTF3蛋白的亚细胞定位,采用实时荧光定量PCR检测SmNTF3基因在不同组织及盐和干旱胁迫下的表达情况。[结果]SmNTF3基因开放阅读框长度为1 119 bp,编码1个含372个氨基酸残基的蛋白。生物信息学分析表明,该蛋白具有保守的S_TKc结构域,富含α-螺旋和无规则卷曲。系统发育分析表明,SmNTF3属于MAPK家族C组成员,其氨基酸序列具有高度保守性,与番茄和马铃薯亲缘关系最近。亚细胞定位发现,SmNTF3蛋白在烟草叶片的细胞核和细胞质膜上表达。SmNTF3基因具有组织特异性,在茎中表达量最高。盐和干旱胁迫能够显著诱导SmNTF3基因的上调表达。[结论]从茄子中克隆了1个MAPK家族C组成员SmNTF3,该基因受盐和干旱胁迫诱导表达,可能参与茄子对盐和干旱胁迫的响应过程。     

拟南芥染色质重塑因子AtBRM和AtSWI3C基因的克隆及生物信息学分析

非生物逆境如盐渍、干旱等严重影响植物的生长发育,越来越多的证据表明染色质重塑参与植物响应逆境胁迫,并在该过程中起到重要作用。研究逆境胁迫下植物体内的染色质重塑因子基因表达及信号传导网络调控机制对于阐明植物的逆境响应反应及培育耐逆性作物具有重要的理论和现实意义。对拟南芥SWI/SNF染色质重塑复合体亚基AtBRAHMA(AtBRM)和AtSWI3C进行初步研究发现,AtBRM和AtSWI3C均含有核定位信号,AtBRM蛋白具有SNF2_N结构域,为ATPase亚基;同时,AtBRM还含有维持蛋白与组蛋白相互作用的BROMO结构域和维持蛋白蛋白间作用的QLQ结构域,而AtSWI3C则含有与DNAbinding的相关结构域;二者的启动子区域均包含与ABA调控和非生物逆境胁迫相关的顺式作用元件。     

PEG模拟干旱胁迫对光叶珙桐幼苗叶片含水量和蛋白质含量的影响

[目的]研究干旱胁迫条件下光叶珙桐叶片含水量和蛋白质含量的变化。[方法]采用PEG模拟干旱胁迫,分析光叶珙桐幼苗叶片含水量、蛋白质含量变化。[结果]光叶珙桐幼苗在耐受范围内短时间对干旱胁迫的低水平变化并不十分敏感,但对于短时间的高强度干旱胁迫和长时间的低强度干旱胁迫的耐受力明显下降,在干旱胁迫条件下可以通过应激反应加强叶片的代谢,以合成更多的蛋白质抵御干旱威胁,但随着胁迫强度的增加,植物叶片蛋白质合成能力逐渐降低。[结论]该研究为更好地分析光叶珙桐的抗旱性提供理论依据。     

小麦抗旱相关基因TaGSTF6的多态性

【目的】研究TaGSTF6基因多态性与抗旱性的关系。植物谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）是一类重要的受逆境胁迫诱导表达的酶类，能减少干旱等逆境胁迫导致的体内活性的氧积累，在植物的抗旱反应中发挥重要作用。【方法】以86份抗旱性不同的普通小麦品种和7份粗山羊草为材料，检测TaGSTF6基因的核苷酸序列长度及碱基组成多态性，并预测氨基酸序列多态性。【结果】Northern分析结果表明，小麦幼苗中TaGSTF6基因受水分胁迫诱导表达。序列多态性分析发现在长达113.6 kb的核苷酸序列中有47个单核苷酸变异位点，其中23个SNP，24个InDel，二者的频率分别为1SNP/4 940bp和1InDel/4 734bp，粗山羊草中SNP和InDel出现的频率明显高于普通小麦；仅在11份材料中预测到氨基酸序列多态性。根据核苷酸序列变异可能导致的氨基酸变异把基因编码区的变异分为两类：核苷酸转换或颠换导致的单个氨基酸变异；碱基缺失导致的移码突变或翻译提前终止，其中大多数变异属于移码突变。【结论】尽管小麦基因组庞大，重复序列多，但在功能基因TaGSTF6中SNP的分布频率非常低；虽然TaGSTF6受水分胁迫诱导表达，但其结构多态性分析未能揭示其多态性与小麦抗旱性之间的直接关系。     

胡萝卜抗坏血酸过氧化物酶基因的分离及其对非生物胁迫的响应

[目的]抗坏血酸过氧化物酶(APX)利用抗坏血酸作为电子供体,清除植物中的过氧化物,在植物应对非生物胁迫中起重要作用。本文目的是研究胡萝卜Dc APX基因在抵御逆境胁迫过程中的响应情况。[方法]以胡萝卜‘黑田五寸’为研究材料,克隆获得胡萝卜Dc APX基因(Gen Bank登录号为KR364573),对该基因进行序列分析,并研究其主要非生物胁迫(高温、低温、干旱和盐胁迫)下的基因表达情况。[结果]序列分析表明,胡萝卜Dc APX基因全长753个碱基,编码250个氨基酸,预估其蛋白质相对分子质量为27.76×103,p I值5.65。进化分析表明,胡萝卜Dc APX在进化关系上与同属伞形科的短果茴芹同源性最高。空间结构分析表明,胡萝卜Dc APX的氨基酸二级结构由38.40%的α-螺旋、10.40%的延伸主链和51.20%的随机卷曲构成。胡萝卜Dc APX的氨基酸三级结构由10个α-螺旋和4个β-折叠构成。实时荧光定量PCR结果显示,胡萝卜‘黑田五寸’中Dc APX基因表达具有组织特异性,在叶中表达量最高。[结论]胡萝卜中Dc APX基因可以响应多种非生物逆境胁迫,在胡萝卜非生物逆境胁迫调控过程中起着重要作用。     

小麦-黑麦异源多倍化中的微卫星序列变异

[目的]探测异源多倍化过程中微卫星序列变异。[方法]利用150对小麦微卫星引物调查了小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变异情况。[结果]与杂交F1植株及亲本植株相比,28对引物从双二倍体中扩增产物发生了变异,而其余引物从亲本、F1植株及双二倍体中扩增的带型相同。[结论]这表明常发生在二倍体生物中的微卫星序列变异现象在植物异源多倍化过程中也会发生,异源多倍化可能是促进微卫星进化的又一个不可忽视的动力。     

10种藓类植物的耐旱性能研究

[目的]筛选抗旱能力强的苔藓植物用于城市立体绿化。[方法]对采自江西省井冈山自然保护区的10种藓类植物进行干旱胁迫,研究其在干旱胁迫后再复水过程中的植物体含水量及光合作用效率变化,分析其抗旱能力。[结果]10种藓类植物经干旱处理后均表现出相应的抗旱能力,其中密枝灰藓(Hypnum densirameum)、桧叶白发藓(Leucobryum juniperoides)、尖叶匐灯藓(Plagiomnium cuspidatum)和拟阔叶小石藓(Weisia platyphylloides)表现出较强的干旱适应能力。[结论]该研究结果为今后开展苔藓植物的规模化生产并应用于城市绿化提供了理论依据。     

刺五加ATP合酶β亚基基因的克隆与序列分析

[目的]克隆刺五加叶绿体的ATP合酶β亚基cDNA并对其进行生物信息学分析。[方法]根据已知物种叶绿体ATP合酶β亚基基因的序列,设计1对同源引物,通过RT-PCR扩增得到刺五加ATP合酶β亚基cDNA,并对其进行序列比对及结构预测分析。[结果]RT-PCR扩增获得了长1099bp的刺五加ATP合酶β亚基cDNA,该基因编码366个氨基酸。序列比对及结构预测分析表明,刺五加ATP合酶β亚基基因编码的氨基酸与水稻的同源性最高,达96.41%。其二级结构中含有171个α螺旋（alpha helix）,占46.72%;53个延伸链（extended strand）,占14.48%;27个β折叠（beta turn）,占7.38%;115个无规则蜷曲（random coil）,占31.42%。第262～271位氨基酸为ATP合酶β亚基的标志性位点。整个多肽链无明显的疏水区域,初步认定为亲水性蛋白。[结论]该试验克隆得到的ATP合酶β亚基基因为叶绿体ATP合酶β亚基基因,为研究刺五加能量代谢对植物次生代谢的影响及了解植物ATP合酶的结构与功能提供了必要的信息。     

刺五加ATP合酶β亚基基因的克隆与序列分析

[目的]克隆刺五加叶绿体的ATP合酶β亚基cDNA并对其进行生物信息学分析。[方法]根据已知物种叶绿体ATP合酶β亚基基因的序列,设计1对同源引物,通过RT-PCR扩增得到刺五加ATP合酶β亚基cDNA,并对其进行序列比对及结构预测分析。[结果]RT-PCR扩增获得了长1 099 bp的刺五加ATP合酶β亚基cDNA,该基因编码366个氨基酸。序列比对及结构预测分析表明,刺五加ATP合酶β亚基基因编码的氨基酸与水稻的同源性最高,达96.41%。其二级结构中含有171个α螺旋(alpha helix),占46.72%;53个延伸链(extended strand),占14.48%;27个β折叠(beta turn),占7.38%;115个无规则蜷曲(random coil),占31.42%。第262～271位氨基酸为ATP合酶β亚基的标志性位点。整个多肽链无明显的疏水区域,初步认定为亲水性蛋白。[结论]该试验克隆得到的ATP合酶β亚基基因为叶绿体ATP合酶β亚基基因,为研究刺五加能量代谢对植物次生代谢的影响及了解植物ATP合酶的结构与功能提供了必要的信息。     

玉米ZmWRKY41基因克隆及转录激活验证

[目的]干旱是影响作物生长发育及产量的重要因素。植物WRKY转录因子超家族在植物的生长发育、响应逆境胁迫过程中发挥着重要作用。因此,克隆分析玉米WRKY转录因子的序列特征和功能,为研究玉米耐逆分子育种提供重要抗逆基因资源。[方法]本研究以玉米自交系B73为材料提取玉米总RNA反转录cDNA,克隆、分离获得ZmWRKY41基因编码区全长序列。DNAMAN比对发现,ZmWRKY41蛋白具有保守结构域WRKYGQK和锌指结构域(zinc-finger motif)C2HC,属于第三类WRKY转录因子家族。利用生物信息学方法研究该基因蛋白质理化性质,并对其进行结构分析预测。利用PlantCARE在线工具预测、鉴定ZmWRKY41基因启动子区是否含有响应非生物胁迫的顺式作用元件。将ZmWRKY41基因编码区全长序列构建pGBKT7诱饵载体上,与GAL4DNA结合域融合,转化酵母菌株AH109验证ZmWRKY41转录因子转录激活活性。[结果]玉米ZmWRKY41基因编码区全长774bp,含有长度分别为221bp、126bp、427bp 3个外显子,共编码257个氨基酸序列。蛋白质高级结构预测发现,ZmWRKY41蛋白包含2个α-螺旋结构和5个β-折叠结构,不含跨膜结构和信号肽。ZmWRKY41基因启动子元件预测发现,该启动子中含有干旱胁迫(CGGTCA)、热胁迫(AAAAAATTTC)、低温胁迫(CCGAAA)等非生物逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。酵母转录激活验证实验显示,将含有pGBKT7-ZmWRKY41融合表达载体转化酵母AH109菌株,能在单缺、三缺培养基正常生长且能使α-半乳糖苷酶底物分解显蓝色,表明ZmWRKY41基因具有转录激活活性。[结论]玉米ZmWRKY41基因是WRKY转录因子基因家族成员之一,在酵母体内具有转录激活活性,可能参与响应非生物逆境胁迫,为进一步研究该转录因子调控非生物逆境胁迫奠定基础。     

高粱组ⅢWRKY转录因子对干旱胁迫的表达分析

[目的]组ⅢWRKY基因在植物应对非生物胁迫中起重要调控作用,分析其家族成员响应干旱胁迫的表达谱,为该类基因的生物学功能研究提供参考.[方法]利用NCBI数据库下载高粱基因芯片数据,分析组ⅢWRKY基因响应干旱胁迫、热胁迫和复合胁迫的表达谱;以20％PEG6000模拟干旱胁迫处理高粱品种BTx623幼苗,采用qRT-P...