舞毒蛾取食诱导小黑杨苯丙烷代谢酶活性及其相关基因的表达

【目的】探究舞毒蛾取食对小黑杨苯丙氨酸代谢途径中关键酶诱导防御的影响,为明确杨树抗虫性分子机制提供理论依据,并为利用基因工程手段提高寄主抗虫性提供基因材料。【方法】通过RT-PCR法获得小黑杨C4H和4CL基因全长序列,并进行基因特性分析;采用邻接法构建C4H和4CL系统进化树;利用分光光度计法比较舞毒蛾取食和机械损伤处理下小黑杨C4H和4CL活性,并运用实时荧光定量RT-PCR技术测定2种损伤处理对C4H和4CL基因表达量的影响。【结果】从小黑杨转组文库中克隆鉴定获得2个属于p450家族的C4H基因(命名为C4H-1和C4H-2)以及1个多结构域蛋白超家族(AFD_class_I) 4CL基因,全长基因开放阅读框大小为1 518～1 740 bp,编码505～579个氨基酸,蛋白质分子质量为58.00～63.03 kDa,理论等电点pI为5.63～9.09。系统进化树分析表明,小黑杨C4H-1与银白杨亲缘关系近聚为一类;而C4H-2与毛白杨、欧洲山杨、毛果杨×美洲黑杨和毛果杨具有较高同源性聚为一类,小黑杨4CL与毛果杨×美洲黑杨和毛果杨亲缘关系较近。舞毒蛾取食诱导小黑杨C4H-1、C4H-2和4CL基因表达量增加,分别为对照组的6.86、1.15和1.50倍;而机械损伤诱导C4H-1基因表达上调,抑制C4H-2和4CL基因表达下调,分别为对照组的1.80、0.71和0.60倍。取食和机械损伤均能诱导小黑杨C4H和4CL活性增加,且取食诱导显著高于机械损伤。【结论】舞毒蛾取食显著诱导小黑杨C4H和4CL活性增加,可能分别来源于C4H-1、C4H-2和4CL基因表达量增加。舞毒蛾取食参与诱导小黑杨苯丙氨酸生物合成途径防御反应,可为进一步明确小黑杨诱导抗性机制以及探讨小黑杨木质素合成防御昆虫取食提供基础理论。     

毛白杨AP3同源基因(PtAP3)的克隆及其在烟草中的正反义转化初报

根据毛果杨AP3同源基因(PTD)设计一对PCR引物,以毛白杨基因组DNA为模板,通过PCR技术分离克隆了毛白杨AP3同源基因PtAP3。分析表明该基因全长1813bp(包括引入的酶切位点),包括7个外显子和6个内含子,编码238个氨基酸。在GenBank中进行blast检索,发现其氨基酸序列与大丁草、矮牵牛、百合、玫瑰、苹果、毛果杨AP3同源基因的氨基酸序列具有52%~82%的同源性。PtAP3蛋白具有非常保守的MADS-box序列,推测其为转录因子。Southern杂交分析发现,该基因在毛白杨雄株中为双拷贝,而在雌株中则为单拷贝。为进行功能分析,构建了正反义表达载体,通过农杆菌介导转化获得了一些转基因烟草植株。     

珙桐DiZF-CCCH1基因的克隆及表达分析

【目的】珙桐Davidia involucrata有性生殖能力弱是限制其自然更新的主要原因。为研究珙桐种子发育的分子机制,本课题组前期完成了珙桐种子转录组分析,筛选到1个编号为c37849.graph_c0的转录本,其在正常种子中高量表达,而在发育异常的种子中表达量很低,差异表达显著,因此将其作为研究目标。【方法】使用PCR克隆该转录本的全长序列,并利用在线分析工具对其编码氨基酸的序列特征、蛋白结构和系统进化等进行生物信息学分析预测,采用qRT-PCR检测目标基因在珙桐不同组织部位以及种子不同发育阶段中的表达情况。【结果】序列分析确定目标基因为一个编码CCCH型锌指蛋白转录因子的基因,将其命名为DiZF-CCCH1,该基因开放阅读框全长为711 bp,编码236个氨基酸,无内含子,相对分子量26.74 kDa,为不稳定蛋白,其氨基酸序列含有植物特有的RR-TZF结构域,与来源于甜橙Citrus sinensis的CCCH蛋白同源性最高。基因表达模式分析显示,DiZF-CCCH1在种子发育前期的表达量最高,后期表达量降低,在其他组织中仅有微量表达,推测其可能在种子发育过程中发挥重要作用。【结论】对珙桐DiZF-CCCH1基因进行了克隆与初步生物信息学分析,发现其编码的蛋白属于RR-TZF型锌指蛋白,且DiZF-CCCH1可能是珙桐种子发育过程中的重要调控基因,为进一步探索该基因在珙桐生殖发育过程中的功能奠定基础。     

杜仲IPI基因全长cDNA克隆与生物信息学分析

为解析杜仲异戊烯基焦磷酸异构酶基因序列信息和深入研究基因功能,以杜仲叶片cDNA为模板,采用反转录RCR及RACE技术分离出杜仲IPI基因全长的cDNA克隆。测序及生物信息学分析结果得出基因序列全长1 231 bp,共编码306个氨基酸残基,细胞定位于叶绿体。推导蛋白相对分子质量34.65 kD,理论等电点(pI)5.40,为疏水混合型蛋白质,属Nudix水解酶蛋白家族,基序类型4种,含10个潜在功能位点,三级结构以单体形式存在,主要保守基序位于分子结构中部。系统进化分析推测杜仲IPI蛋白与欧洲榛IPI蛋白亲缘关系最为接近。     

猴头菌MnP1基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆猴头菌 CB1锰过氧化物酶( MnP)基因,用于分析 He-mnp1基因及蛋白序列、基因的结构与功能,为研究猴头菌 MnPs基因功能、转录调控和构建优良工程菌株提供参考。【方法】根据 GenBank 中已报道的白腐菌MnPs基因cDNA序列的保守区域设计引物,采用简并PCR、逆转录RT-PCR、cDNA末端的快速扩增( RACE)等方法扩增出全长 cDNA基因序列,命名为 He-mnp1( GenBank 登录号为 HM116841.3),并对其猴头菌 He-mnp1基因进行生物信息学的分析。通过 NCBI 数据库进行 BLAST 同源搜索; ORF Finder 查找该基因的完整开放阅读框( ORF);利用Expasy数据库和BioEdit软件预测He-mnp1蛋白质的理化特性及氨基酸的组成;同时进行亲/疏水性及跨膜区的分析;采用 SignalP 4.1软件进行蛋白信号肽的预测;并利用 Clustal W 和 MEGA 5.1软件对 He-mnp1蛋白序列同源性比对和构建白腐菌MnPs系统发育树;利用数据库Conserved Domain Database( CDD)蛋白保守结构域的预测,查看 He-mnp1血红素、基质及锰、钙等结合位点;采用 PredictProtein 软件和 SWISS-MODEL 软件进行He-mnp1蛋白二级结构的预测和同源三维建模。【结果】该基因 He-mnp1的 cDNA 全长1279 bp,完整开放阅读框1080 bp,起始密码子 ATG,终止密码子 TAA,5'端非翻译区有68个核苷酸,3'端非翻译区有131个核苷酸,编码蛋白359 aa;生物信息学分析表明,猴头菌 He-mnp1氨基酸组成中丙氨酸含量最高,无酪氨酸,分子量为38.18 kDa,等电点为4.35,He-mnp1的蛋白有明显的亲水区,存在81－105、121－141间有2处疏水区域,此蛋白为亲水蛋白。He-mnp1蛋白质多肽前体包含1个18 aa的信号肽及1个5 aa的中间前导短肽。【结论】蛋白系统进化分析表明He-mnp1分布在第2组群,与平菇侧耳、冬生多孔菌、变色栓菌的 MnPs亲缘关系最为接近。He-mnp1基因存在1个保守结构域,分析显示为 Class Ⅱ类的真菌血红素过氧化物酶蛋白家族。He-mnp1蛋白二级结构预测α－螺旋占30.99%,β－折叠占3.38%,无规则卷曲占65.63%,属于稳定蛋白。He-mnp1蛋白三维建模,结果得到1个 Fe 血红素,2个 Ca2+、1个 Mn2+的结合位点及组氨酸残基等。     

山葡萄VaCBF3基因克隆及生物信息学分析

为预测山葡萄VaCBF3基因的功能,利用RT-PCR方法从低温处理的山葡萄中克隆出抗寒转录因子VaCBF3基因。利用生物信息学方法对其结构域及功能进行预测,包括开放阅读框分析、基本理化性质分析、保守结构域分析、信号肽预测、蛋白修饰位点分析、疏水性分析、系统进化分析、蛋白质二级结构及三级结构预测等。结果表明:经测序VaCBF3基因序列全长为854bp,编码239个氨基酸,序列提交至GenBank中(登录号为:EU672969;蛋白登录号为:ACD45468.1)。该基因属于AP2 superfamily家族,具有AP2保守结构域;蛋白相对分子量为25.9kDa,分子式为C1109H1754N332O364S11,原子总数为3570,理论等电点为7.1;为不稳定亲水蛋白,不含信号肽;共计43个磷酸化位点,1个N-糖基化位点,39个O-糖基化位点;二级结构中α-螺旋占25.94%,β-转角占4.60%,不规则卷曲链56.07%,延伸链占13.39%;三级结构含有1个α-螺旋和3个β-折叠。系统发育树分析表明,VaCBF3蛋白与Vitisamurensis聚为一支,亲缘关系最近,与V.vinifera、V.riparia亲缘关系较远。     

美国白蛾HcSID-1基因的克隆、表达模式分析及其在幼虫中的功能验证

【目的】克隆美国白蛾系统性RNA干扰缺失基因序列,对该基因进行序列特征分析和时空表达模式检测,并研究其在美国白蛾幼虫系统性RNA干扰中的功能。【方法】通过RT-PCR和RACE技术从美国白蛾幼虫中进行基因克隆,并进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测该基因在美国白蛾不同发育阶段和幼虫不同组织中的相对表达量;利用RNAi和qPCR技术验证外源dsRNA对该基因的干扰效率,以及干扰该基因表达后对其他靶标基因干扰效率的影响。【结果】从美国白蛾幼虫中克隆得到一个美国白蛾系统性RNA干扰缺失基因并命名为HcSID-1(Gen Bank登陆号:MG696730)。该基因全长2 761 bp,开放阅读框(ORF) 2 613 bp,编码870个氨基酸,预测蛋白分子量为97. 08 kD,理论等电点(pI) 6. 81,有1个19 aa的信号肽。氨基酸序列分析表明,Hc SID-1蛋白有1个长N末端(308 aa),序列中后段309—855位氨基酸之间具有典型的11个跨膜结构域;系统进化分析表明HcSID-1与鳞翅目昆虫同源性较高,和家蚕的Bm SID-3亲缘关系最近;时空表达分析表明,HcSID-1在美国白蛾各发育阶段和幼虫各组织中均有表达,在幼虫中肠组织表达量最高。注射HcSID-1 dsRNA可显著降低该基因在转录水平的相对表达量,且该基因的下调能降低HcChi dsRNA在美国白蛾幼虫中的RNA干扰效率。【结论】获得具有典型家族特征的美国白蛾SID-1基因序列,该基因的下调能够影响其他靶标基因dsRNA的RNAi效率,表明该基因可能具有与其他SID基因在系统性RNAi过程中相同的功能。     

榅桲C4H基因的克隆、序列分析及表达

【目的】肉桂酸-4-羟化酶(cinnamate 4-hydroxylase,C4H)是调节木质素合成的关键基因,榅桲是新疆特色经济果树之一。目前,有关榅桲C4H基因的序列信息尚不明确。为了获得该基因的序列信息及其在果实不同发育时期的差异性表达规律,为深入研究该基因在榅桲果实发育过程中的作用和功能奠定基础。【方法】以榅桲果实为研究材料,基于GenBank已登录近源物种的C4H基因的cDNA序列,提取其果实的总RNA并反转录为cDNA,利用同源克隆的方法获得榅桲C4H基因的cDNA序列,并对该序列进行生物信息学分析,同时检测在榅桲果实开花后不同时间点C4H基因表达量的差异。【结果】同源克隆结果表明:C4H基因编码区的序列全长为1 518 bp,编码505个氨基酸,其蛋白的分子质量为58.28 kD。生物信息学分析结果显示:榅桲C4H蛋白为亲水性不稳定蛋白质,其二级结构以α-螺旋和无规卷曲结构为主。系统进化分析结果显示:榅桲C4H蛋白与甜樱桃(Prunus avium,XP_021806844.1)、山杏(Prunus armeniaca,VVA16404.1)的C4H蛋白同源性均较高,其相似性分别为92.87%和91.24%。实时荧光定量PCR的结果显示:随着榅桲果实的发育,在开花后10 d的果肉中C4H基因的表达量最高,随着果实的不断发育,果肉中C4H基因的表达量逐渐减少。【结论】成功获得了榅桲C4H基因全长编码区序列,并发现了C4H基因在果实发育初期的表达最高,这与榅桲果实的木质化程度密切相关。     

玫瑰黄酮醇合成酶FLS基因的克隆及生物信息学分析

本研究目的在于克隆玫瑰FLS基因,并对其进行生物信息学分析,为今后玫瑰新品种培育奠定基础。以玫瑰野生类型‘珲春’(Rosa rugosa‘Hunchun’)为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得了玫瑰黄酮醇合成酶(Flavonol synthase,FLS)基因的cDNA全长,命名为RrFLS。经生物信息学分析,该基因全长1287bp,开放阅读框1005bp,编码335个氨基酸,其蛋白分子式为C_(1731)H_(2681)N_(443)O_(502)S_9,相对分子质量为38018.54Da,pI=5.85,该蛋白不稳定系数为34.10,属于稳定蛋白,未检测到信号肽及剪切位点。系统进化树分析表明,玫瑰FLS与同科植物亲缘关系较近,其中与桃、蔷薇、草莓亲缘关系最近,与其他植物亲缘关系相对较远。     

核桃响应低温胁迫转录因子ICE1基因的克隆与分析

为分析ICE(Inducer of CBF Expression)基因在核桃响应低温胁迫中的结构与功能,对低温胁迫下的核桃枝条进行转录组测序并利用RT-PCR技术分析并克隆得到核桃(Juglans regia L.)中ICE同源基因,并进一步对其进行生物信息分析及转录表达分析。结果表明,JrICE1(Genbank:109001301) CDS序列全长为1 659 bp,最大开放阅读框1 659 bp,编码552个氨基酸;JrICE1为不稳定亲水性蛋白,理论等电点5.73。同源比对发现ICE蛋白和其他植物一样具有bHLH基因家族的典型功能区域,包括富S区、NLS区、bHLH结构域,类泛素化(SUMO)结合位点各1个,且在bHLH结构域高度保守,核桃JrICE1与毛果杨(Populus trichocarpa)、甜杨(Populus suaveolens)关系最近。利用转录组分析ICE1在"辽宁8号"(耐低温)和"清香"(不耐低温)低温胁迫48 h后中的表达模式表明,JrICE1在"辽宁8号"和"清香"叶片中表达均显著上升0.53倍和4.5倍。     

不同毛白杨无性系林分蓄积量的长期水氮耦合效应

【目的】研究不同田间持水量和纯氮施用量对毛白杨人工林单位面积上林分蓄积量的影响,确定毛白杨无性系最佳水氮组合方案。【方法】采用裂区试验设计在河北威县林地研究不同水氮耦合处理对不同无性系(BT17,B331,S86,1316)毛白杨林分蓄积量影响。【结果】1)无性系在不同纯氮施用量和田间持水量灌溉条件下单位面积上林分生长量有差异,S86无性系对高水肥处理响应较好,1316无性系响应较差。2)对杨树人工林进行水分灌溉管理措施时,应该设置田间持水量75%以上作为灌溉临界值同时灌溉临界值应考虑造林地区的环境条件、造林密度、林龄等因素。3)杨树人工林单位面积上纯氮施肥量范围是在100~400kg·hm^-2,且施肥量应当根据实验地区肥力等级状况进行酌量加减。【结论】在河北威县S86无性系是在田间持水量75%以上和每株施氮量160g的管理措施下能实现速生丰产的毛白杨无性系,建议在相近地区进行杨树人工林速生丰产林培育时候优先考虑。     

杨树BAG基因的鉴定及表达模式分析

【目的】杨树是我国人工林的重要组成部分,也是公认的模式木本植物。植物BAG蛋白作为保守的分子伴侣,在生长发育和抗逆性中起到关键作用。研究杨树BAG蛋白家族的进化与表达模式,鉴定BAG基因的生物学功能对于林木遗传改良具有重要的指导意义。【方法】以拟南芥7个BAG蛋白为诱饵,搜索毛果杨、水稻和小立碗藓在线数据库(https://phytozome.jgi.doe.gov)获得这3个物种同源的BAG蛋白。利用生物信息学构建毛果杨、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白的系统进化树,分析这些蛋白的生化特性及进化关系。结合杨树芯片(http://bar.utoronto.ca)数据,利用qRT-PCR检测杨树BAG基因的组织和逆境(旱和热胁迫)表达模式。【结果】毛果杨包含14个BAG基因,按照国际命名法(以染色体位置进行排序),将其命名为PtrBAG1—PtrBAG14。系统进化树表明杨树、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白相对保守,大体可以分为2个亚家族。第1个亚家族中,大部分BAG蛋白N端含有UBL结构域,可能作为分子桥梁参与降解某些蛋白;第2个亚家族的大部分BAG蛋白含有IQ结构域,意味着这些蛋白可能与Ca²⁺信号相关。杨树BAG基因在不同逆境处理(热胁迫和干旱胁迫)条件下有不同的表达模式。热处理诱导所有BAGs基因表达发生变化,其中BAG1、BAG4、BAG6、BAG7和BAG8表达被激活,而另9个BAG基因的表达被抑制;特别是,热诱导BAG4和BAG6表达上调超过90倍。干旱胁迫条件下,大部分BAG表达变化幅度很小。组织表达模式分析表明,大部分杨树BAG基因在根、叶、芽、小苗、雌花序、雄花序和木质部中表达量很低,只有BAG2和BAG12在木质部中大量表达。【结论】杨树BAG家族共有14个成员,大体分为2个亚家族,在进化上与本文选用的陆生植物拟南芥和水稻BAG蛋白有更高的相似性。杨树14个BAG基因可能都参与了热胁迫调控,但不同成员在抗热过程中起不同作用。相比而言,大部分杨树BAG基因可能并不参与抗旱。值得指出的是,杨树BAG4和BAG6可能在热胁迫中作用最明显,而BAG2和BAG12可能参与木材形成。     

杨树miR393对FBL基因家族成员调控作用的鉴定

【目的】揭示ptc-miR393对杨树FBL基因家族不同成员的剪切调控作用。【方法】首先将杨树FBL基因家族成员与双子叶植物、单子叶植物和蕨类植物代表物种拟南芥、水稻和小立碗藓的FBL基因家族成员进行系统进化分析;再对杨树FBL家族成员的基因结构进行比较;最后通过ptc-miR393与杨树FBL基因家族成员的序列比对、ptc-miR393及FBL基因家族成员在杨树不同发育时期及不同组织中的表达模式以及5′-RACE检测等方面对杨树miR393与FBL基因家族成员的调控作用进行鉴定。【结果】杨树FBL基因家族共有8个不同成员,两两成员之间的同源性较高,通过基因结构和功能域分析,表明它们之间可能存在冗余的功能;PtFBL1-PtFBL4之间具有较高的同源性,位于一个进化分支上,而PtFBL5、PtFBL6和PtFBL7、PtFBL8分别位于不同的分支且与PtFBL1-PtFBL4的同源关系较远。杨树FBL基因的结构和结构域出现一定的变化,预示着它们之间可能出现了分化,在时空调控上的作用有所改变。ptc-miR393与PtFBL1-PtFBL4的互补配对率较高,而与PtFBL5-PtFBL8之间有5~7个碱基的差异,在杨树不同发育时期及不同组织中,PtFBL1-PtFBL4的表达与ptc-miR393呈相反的趋势,而PtFBL5-PtFBL8的表达不受ptc-miR393的影响,5′-RACE实验也检测出PtFBL1-PtFBL4受ptc-miR393的剪切,而PtFBL5-PtFBL8不受ptc-miR393的剪切。【结论】PtFBL1、PtFBL2、PtFBL3和PtFBL4是ptc-miR393的靶基因,而PtFBL5、PtFBL6、PtFBL7和PtFBL8不受ptc-miR393的剪切调控,这为进一步揭示ptc-miR393对杨树FBL基因的调控功能奠定理论基础。     

环剥对毛白杨树干表面CO2通量及其温度敏感性的影响

【目的】探明光合产物供应状况对树干表面CO2通量及其温度敏感性的影响机制。【方法】以10年生毛白杨人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,通过环剥改变林木的光合产物供应状况,连续监测环剥点上部(AG)和下部(BG)的树干表面CO2通量(Es)和树干温度(Tstem)并拟合其温度敏感性(Q10),同时测定AG和BG非结构性碳水化合物含量的动态变化,比较生长季和非生长季的Es及其Q10对底物变化的不同响应。【结果】1)相比于对照树木(NG),环剥处理30天后,环剥导致生长季AG的Es升高57%和BG的Es降低43%,但在非生长季NG、AG和BG的Es差异不明显。2)环剥降低生长季AG和BG的可溶性糖浓度29%和15%,而非生长季环剥导致AG和BG的可溶性糖浓度分别降低15%和增加10%。3)不同季节Es和Tstem均存在较好的指数函数关系,但环剥会降低AG和BG的Tstem对Es变化解释率。4)环剥提高生长季和非生长季AG的温度敏感性(Q10)和树干基础呼吸速率(R15),但却同时降低BG的Q10和R15。【结论】环剥阻断了光合产物的输入,从而改变树体环剥点上、下部的可溶性糖含量,最终导致环剥点上部的树干表面CO2通量及其温度敏感性上升,而环剥点下部的树干表面CO2通量及其温度敏感性下降。毛白杨树干表面CO2通量及其温度敏感性对环剥的响应在不同季节(生长季和非生长季)存在明显差异。     

转双抗虫基因741杨特征及其繁殖技术

简述了当今植物抗虫基因工程的研究进展 ,介绍了Bt基因和蛋白酶抑制剂基因 ,农杆菌介导的遗传转化以及防治害虫产生抗性的策略等。双抗虫基因是用部分改造BtCry1Ac基因和慈菇蛋白酶抑制剂基因 (API)构建的植物表达载体。被转化体 74 1杨 (Populus×aldatomen tosaCl.74 1)是以银白杨× (山杨 小叶杨 )为母本 ,毛白杨为父本 ,1994年杂交育成 ,为一优良白杨无性系 ,形态酷似毛白杨。在转双抗虫基因的研究中 ,选出高抗虫、中抗虫无性系。高抗虫无性系杀死昆虫幼虫的总死亡率为 83%～ 90 %。从苗期高生长和形态观察 ,转双抗虫基因 74 1杨生长发育正常。比较详细地介绍了 74 1杨营养繁殖技术及基本原理。介绍了硬枝扦插容器育苗、组培微繁技术、容器育苗的移栽和苗圃管理以及采穗圃的建立和经营等     

蜡梅转录因子CpTAF10基因的克隆及功能分析

【目的】 TATA框结合蛋白相关因子TAF10作为基本转录因子之一,在生长发育和胁迫响应过程中发挥着广泛的、重要的生物学作用。对蜡梅中TAF10同源基因 CpTAF10的克隆与功能分析,有利于丰富对植物TAFs基因功能的认识,并为解析蜡梅抗逆形成的转录调节机理提供新的理论依据。【方法】以转录组数据库中获得的蜡梅TAFs家族基因序列,克隆得到 CpTAF10基因的cDNA序列,并对其编码蛋白进行序列特征和进化树分析。采用实时荧光定量PCR 技术分析 CpTAF10基因在蜡梅不同组织及花期中的表达特性,以及高温、低温、盐胁迫及ABA处理后的表达变化。同时,构建 CpTAF10基因的过表达载体,采用花序侵染法进行拟南芥遗传转化,对拟南芥转基因纯合株系进行表型观察和胁迫耐性分析。【结果】获得的 CpTAF10基因 cDNA序列为712 bp,包含405 bp的开放阅读框(ORF),编码134个氨基酸,蛋白理论分子量为15.21 kDa,预测的等电点pI值为5.19。CpTAF10蛋白序列与其他植物同源序列具有较高的同源性,蛋白多序列比对显示CpTAF10蛋白属于TAF10同源蛋白,并含有组蛋白折叠结构域。表达特性分析结果发现,CpTAF10基因在蜡梅的根、茎、子叶、幼叶、成熟叶和花6个不同组织中均有不同程度的表达,其中,在成熟叶中的表达量最高。 CpTAF10在蜡梅花朵的不同花期中,呈现出波动的表达模式,在衰老期表达量最高。在低温、盐胁迫和ABA处理的蜡梅叶片中均能被诱导表达,但其表达变化各不相同。在拟南芥中过表达 CpTAF10基因可提高盐胁迫下拟南芥种子的萌发率,相对于野生型植株,转基因植株的主根和侧根在盐胁迫下均表现出一定的生长优势。【结论】 CpTAF10基因能在低温、盐胁迫和ABA处理后诱导表达,可能参与蜡梅逆境胁迫耐性的分子调控。在拟南芥中过表达 CpTAF10基因显著提高了转基因拟南芥的萌芽率及主根和侧根的生长优势,在一定程度上可增强植物的盐胁迫耐性。     

木粉增强P34HB生物复合材料的制备及其结构性能表征

【目的】通过木粉纤维增强生物塑料聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(P34HB),为生物复合材料的理论研究和生物可降解塑料的广泛应用提供科学依据和理论支持。【方法】以毛白杨木粉和P34HB为原料,采用共混热压法制备P34HB/木粉生物复合材料,基于电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA)和力学性能分析等手段对其结构和性能进行表征。【结果】随着木粉含量增加,生物复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度先增加后减小,冲击强度逐渐下降,拉伸强度、弹性模量和杨氏模量分别增加89%、59%和103%,储能模量E′逐渐增加,tanδ峰值先下降后上升。生物复合材料的高频率模量大于低频率模量,动刚度比静刚度好。相比P34HB,生物复合材料的热分解区间变宽,热解速率变慢,热解剩余质量增加。【结论】随着木粉含量增加,P34HB分子链运动受阻,生物复合材料的储能模量和脆性增大;同时,木粉纤维的成核作用诱导P34HB形成结晶度高、层状结构发达的横晶层,木粉与P34HB之间界面结合力增强,力学性能和热稳定性明显提高。综合考虑,P34HB/木粉生物复合材料的最佳木粉加入量为50%。     

感、抗病杨树种类接种溃疡病菌后酚类物质的变化

为探讨杨树对溃疡病的抗病机制,用溃疡病菌Botryosphaeria dothidea接种抗病毛白杨Populus tomentosa和感病北京杨P.beijingensis,测定2种杨树感染后酚类物质含量的变化。结果表明,两树种间及同树种内接种溃疡病菌前后酚类物质含量变化存在很大差异。抗病毛白杨接种后没食子酸、儿茶酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸含量迅速积累达到高峰值,苯酚、邻苯二酚和香豆酸的含量积累相对较慢,苯甲酸含量变化不明显;感病北京杨与之相反,邻苯二酚、阿魏酸、苯甲酸变化幅度相对较大。经方差分析,两树种间8种物质差异分别达到显著或极显著水平;同树种内,毛白杨接种溃疡病菌后苯酚、香豆酸、阿魏酸含量显著或极显著高于对照;北京杨接种后香豆酸、阿魏酸的含量显著低于对照。根据这些含量变化及差异性分析,认为没食子酸、儿茶酸、苯酚与杨树对溃疡病的抗性密切相关,香豆酸、对羟基苯甲酸、邻苯二酚、阿魏酸次之,苯甲酸关系不大。     

杨树油菜素内酯合成基因DET2的克隆与功能分析

[目的]DET2基因编码一个5α-还原酶,是油菜素内酯(BRs)合成过程中的关键限速基因。研究DET2基因在杨树生长发育中的作用,对于进一步研究油菜素内酯在木本植物中的调控机制有重要意义。[方法]从银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa,‘84K’)克隆得到拟南芥AtDET2同源基因PagDET2,利用生物信息学对其进行序列比对、生化特征分析、构建系统发育进化树。通过RT-PCR分析其在杨树中的表达模式。构建由CaMV 35S强启动子驱动的过表达载体,通过农杆菌介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagDET2-OE转基因植株。分析过表达DET2基因对于转基因植株内源BRs含量、植株生长和抗逆的影响。[结果]克隆了包含全长编码区PagDET2基因全长,可编码一个长度为257个氨基酸的蛋白质。其蛋白序列与毛果杨、拟南芥、水稻、棉花、大豆、番茄DET2蛋白同源性较高,说明该基因在进化过程中相对保守。PagDET2在84K杨不同组织中均检测到表达,其在茎中的表达较高。通过ELISA检测植物BRs含量发现,过量表达DET2可以显著提高杨树内源BRs含量。过量表达DET2基因,可以导致转基因植株的高生长,但对盐胁迫更加敏感。[结论]DET2基因作为BRs合成的关键基因,在杨树中过量表达可以显著提高内源BRs含量,促进植株增高。DET2转基因植株的获得为进一步分析BR参与木本植物生长发育的调控机制奠定了基础。