毛竹PheMYB2R-4的克隆与功能分析

[目的 ]研究MYB转录因子家族在毛竹干旱胁迫反应中的重要作用,为毛竹的抗逆改良和分子育种提供基因资源。[方法 ]从毛竹的基因组数据库中获得PheMYB2R-4的基因序列,利用亚细胞定位和转录活性实验分析基因的分子特性、通过实时荧光定量PCR技术、转基因拟南芥表型分析和逆境相关生理生化指标的测定来确定PheMYB2R-4基因的功能。[结果]毛竹中PheMYB2R-4编码1个305个氨基酸的蛋白PheMYB2R-4,其N端区域有一个保守的R2R3区域,属于R2R3-MYB亚家族。PheMYB2R-4基因的表达受到干旱和盐的显著诱导。PheMYB2R-4是一个核定位蛋白,具转录自激活活性。PheMYB2R-4的过表达提高了干旱胁迫下拟南芥的叶片相对含水量,降低了相对电导率并减少了丙二醛的积累,说明过表达PheMYB2R-4通过提高拟南芥的保水能力和减少氧化损伤来增强转基因拟南芥的耐旱性;同时干旱胁迫下,AtRD22、AtRD29A、AtDREB2A和AtLEA基因的表达量均上调。[结论 ]MYB转录因子家族中PheMYB2R-4在干旱胁迫应答反应中具有正调控作用,可以提高植物的耐旱性,增强...     

毛竹miR397和miR1432的克隆及其逆境胁迫响应表达分析

【目的】miRNA作为一种非编码基因在植物生长发育以及抗逆等过程中起着重要的调控作用。通过分析毛竹 miR397和 miR1432前体序列的结构特点,研究其组织表达特异性,分析其经光照、温度、干旱、NaCl等非生物胁迫以及激素处理后的表达变化,以期为进一步揭示其功能以及未来竹子抗逆育种的分子设计提供参考。【方法】通过茎环引物法和 RT-PCR技术,以毛竹为材料分离 miR397和 miR1432的前体序列,利用在线平台 Web LOGO分析 miRNA成熟序列的碱基保守性,用 MEGA 6.0软件构建基于 miRNA 前体的系统进化树。借助在线平台 RNAfold WebServer预测二者前体二级结构。直接从 BambooGDB下载 phe-miR397和 phe-miR1432前体上游的1500 bp序列,利用在线平台 Plant CARE 分析其所含作用元件。采用实时定量 PCR 方法分析 phe-miR397和 phe-miR1432在毛竹根、茎、叶和鞘中的表达情况,以及检测经黑暗、强光(1500μmol·m －2 s －1)、高温(42℃)、低温(4℃)、NaCl(250 mmol·L －1)、GA3溶液(100μmol·L －1)、ABA溶液(100μmol·L －1)处理2 h后毛竹叶片中 phe-miR397和 phe-miR1432的表达变化。【结果】从毛竹中分别克隆出 miR397和 miR1432的前体序列,均为88 bp,且分别包含其成熟序列,均为21 bp。前体序列均能形成稳定的茎环结构,且成熟序列均产生于前体茎环结构5'端臂上。miR1432家族成熟序列的碱基保守性整体高于 miR397家族。毛竹二者前体上游调控区均含有启动子基本作用元件,如 TATA-box,CAAT-box;同时存在很多逆境(光、干旱、温度等)胁迫相关响应元件以及激素响应元件等,意味着 phe-miR397和 phe-miR1432可能受到逆境胁迫和激素的调节。phe-miR397和phe-miR1432均在叶鞘中表达丰度最高,最低丰度 phe-miR397出现在幼茎中,而 phe-miR1432则在叶片中。经强光、黑暗、高温、低温、NaCl等胁迫处理后,叶片中 phe-miR397和 phe-miR1432的表达均下调;干旱和 ABA 处理后,phe-miR397的表达下调,而 phe-miR1432则上调; GA3处理后,phe-miR397的表达上调,phe-miR1432则下调。【结论】phe-miR397和 phe-miR1432作为毛竹中2个保守型 miRNA,在受光照、温度、干旱和 NaCl 的胁迫以及ABA和 GA3的处理时,其表达均呈现了不同程度的下调或上调,这暗示着它们可能在毛竹应对非生物胁迫的抗逆过程中起重要的调控作用,且与内源激素的调节相关联。     

毛竹4个B-box锌指蛋白序列和基因表达特征及PeBZF4的功能

【目的】B-box锌指蛋白( BZF)在植物生长发育和应对逆境过程中发挥着重要的调控作用。强光胁迫对竹子的生长发育有着重要的影响,通过分析毛竹 BZF 基因编码蛋白的分子特征及组织表达模式,研究过量表达PeBZF4转基因植株的荧光动力学参数变化,以期为揭示竹子 BZF 基因对强光的应答与调节机制提供参考。【方法】采用同源基因比对的方法直接从 BambooGDB中获得毛竹 BZF基因同源序列,利用专用软件和在线公共平台分析基因及其编码蛋白序列,查找各种作用元件,预测蛋白功能结构域,分析蛋白的亲水性/疏水性。采用实时定量 PCR技术分析基因在不同组织中的表达情况以及强光(1200μmol·m －2 s －1)和黑暗处理后基因在叶片中的表达变化。构建 PeBZF4基因的过量表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥,直接观察转基因植株表型,利用IMAGING-PAM 荧光仪测定其叶绿素荧光参数。【结果】从毛竹数据库获得4条不同的 BZF 基因同源序列,编码4个不同的锌指蛋白,分别命名为 PeBZF1,PeBZF2,PeBZF3和 PeBZF4。4个基因中均具有光应答顺式作用调控元件 ACE和 G-box,但它们所含光应答元件却有所差异,PeBZF1中有 MNF1和 Sp1,PeBZF2中有 I-box,Sp1和 boxⅡ, PeBZF3和PeBZF4中有GT1-motif,MNF1和Sp1。4个基因所编码的蛋白都具有2个B-box结构域和CHC3H2锌指结合域,属于B-box型锌指蛋白。在根、茎、叶片和叶鞘中的表达4个基因存在着明显差异,其中PeBZF1和PeBZF3在叶片中的表达丰度最高,PeBZF2和 PeBZF4在叶鞘中的表达丰度最高。强光处理后 4个基因的表达均受到抑制,且随着光照时间的延长 PeBZF2和 PeBZF3的表达呈逐渐下降趋势,而 PeBZF1和 PeBZF4的表达却在光照1 h时比0.5 h时略微上调,随后迅速下降;黑暗对 PeBZF1,PeBZF2和 PeBZF3的表达有明显抑制作用,而 PeBZF4的表达却显著上调,约是对照的3.2倍。过量表达 PeBZF4的转基因植株光系统Ⅱ的实际光合效率 Y(Ⅱ)和非光化学猝灭( NPQ)值都比野生型有不同程度的提高。【结论】毛竹中有4个不同B-box型锌指蛋白基因,其表达为组成型,强光和黑暗处理4个基因的表达变化表明它们参与了光胁迫的应答调节。过量表达 PeBZF4基因能够提高转基因植株的 Y(Ⅱ)和 NPQ值,证明 PeBZF4能够增强其热耗散能力,提高强光下的光合效率。因此,BZF 可能与竹子抵抗强光胁迫有关。     

胁迫条件下毛竹miR164b及其靶基因PeNAC1表达研究

MicroRNAs(miRNAs)在植物生长发育以及抗逆等过程中起着重要的调控作用。miR164 作为植物特有的miRNA,其主要的靶基因是植物NAC转录因子。为揭示毛竹 miR164 对其靶基因的调控机制,通过茎环引物法和RT-PCR技术,从毛竹(Phyllostachys edulis)中克隆出miR164b成熟序列及其靶基因PeNAC1。序列分析表明miR164b的靶点位于PeNAC1 编码区,RLM-5'RACE PCR产物测序结果证实切割位点位于靶点的第10-11位碱基之间。组织特异性表达分析表明,毛竹 miR164b和PeNAC1在根、茎、叶及鞘中均表达,其中miR164b在根中表达丰度最高,在茎中表达丰度最低;而PeNAC1的表达丰度恰好与miR164b 相反。实时定量PCR结果显示,NaCl(250 mmol·L^-1)、低温(4℃)和强光(1 500 μmol·m^-2·s^-1)处理后毛竹叶片中 miR164b 的表达均明显下调,GA₃(100 μmol·L^-1)处理后 miR164b表达量明显上调;而在同样处理条件下,PeNAC1的表达恰好呈现出与其完全相反的趋势。由此表明,miR164b对靶基因PeNAC1 具有表达调控作用,可能与毛竹响应非生物胁迫的抗逆过程密切相关,这为利用miRNA开展竹子抗逆分子育种提供了参考。     

毛竹捕光色素结合蛋白基因结构及表达模式分析

植物通过光合作用将光能转换为化学能,捕光色素结合(LHC)蛋白与色素形成的复合体在捕获、传递和转化光能过程中发挥着重要作用,因此研究毛竹(Phyllostachys edulis)LHC基因结构及表达模式对于揭示其在毛竹光合作用中的功能具有重要意义。采用生物信息学的方法,对毛竹基因组中的LHC基因进行了系统分析。结果表明,在毛竹中共有29个LHC基因同源序列,其包含的内含子数量为0~5个。序列分析表明,29个LHC基因编码的蛋白分别属于光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的捕光色素结合蛋白家族LHCⅠ和LHCⅡ。LHCⅠ包含5个亚家族(Lhca 1-Lhca 5),除了Lhca 4含有3个成员外其他亚家族只有1个成员;而LHCⅡ包含6个亚族(Lhcb 1-Lhcb6),每个亚家族的成员不同,其中Lhcb 1的成员最多为7个。亲疏水性预测表明,不同亚家族成员存在着一定差异。蛋白结构预测发现,29个蛋白均包含导肽和成熟蛋白,具有跨膜结构域,均包含色素结合位点;其中12个蛋白的组成以α-螺旋为主,17个蛋白的组成以随机卷曲为主。基因表达谱分析表明,大多数LHC基因主要在叶片和花序中表达,笋中略有表达,而根和鞭中几乎检测不到表达。研究结果为进一步研究毛竹LHC基因的功能奠定了基础。     

毛竹TIP基因成员鉴定及其响应胁迫的表达分析

液泡膜内在水通道蛋白（TIPs）在调节植物细胞膨压适应逆境胁迫环境过程中发挥着重要作用。研究毛竹TIP基因成员的分子特征及其在不同逆境胁迫条件下的表达模式,对揭示其在毛竹应答胁迫中的功能具有重要意义。利用生物信息学方法在毛竹基因组中共鉴定19个编码完整TIP蛋白的基因（PeTIP1-1~PeTIP1-3、PeTIP2-1~PeTIP2-4、PeTIP3-1~PeTIP3-2、PeTIP4-1~PeTIP4-7和PeTIP5-1~PeTIP5-3）;PeTIPs编码氨基酸的长度为238~434 aa,相对分子量为25.06~44.03 kDa;亚细胞位置预测显示,所有PeTIPs均定位于液泡膜上。PeTIPs包含7个保守基序,其中有4个为共有基序,不同成员的Ar/R选择性过滤器具有一定的差异,而Froger's残基均较为保守。系统进化分析显示,来自毛竹、水稻等6个物种的71条TIP氨基酸序列可分为5个分支,各分支中PeTIPs成员依次为3、4、2、7和3个。共线性分析结果表明,PeTIPs成员间共存在10对片段重复,在12个PeTIPs与水稻8个TIP基因间发现18对片段重复,这些重复基因多半发生在PeTIP4s和PeTIP5s中,且基因对的非同义对同义取代比（Ka/Ks）均小于1.0,表明PeTIPs经复制后的功能差异不大。在PeTIPs启动子区域中,发现多种与胁迫、激素响应相关的调控元件。基于叶片RNA-seq数据分析表明,不同PeTIPs响应低温、干旱和强光胁迫的表达模式均存在一定差异,既有显著性变化的成员（如PeTIP1-1和PeTIP1-2）,也有几乎无变化的成员（如PeTIP5的成员）。qPCR结果显示,在不同胁迫条件下毛竹叶片和根中的PeTIPs的表达模式不同,多数呈现不同程度的显著上调,亦有在某一处理下基因表达变化不明显（如强光下叶片中的PeTIP1-1、PeTIP1-3和PeTIP4-2;干旱下根中的PeTIP1-1和PeTIP1-2）,个别基因呈现下调（如低温下叶片中的PeTIP1-1）。毛竹叶片和根中PeTIPs的表达变化模式差异,说明它们在响应不同环境胁迫中可能发挥着不同的作用。     

一个新的柽柳类萌芽素基因ThGLP的结构及其表达分析

萌芽素和类萌芽素蛋白在不同植物的各个生长阶段和胁迫相关过程中起到不同的作用。本研究首次从刚毛柽柳cDNA文库中获得类萌芽素蛋白全长基因ThGLP,该基因编码225个氨基酸,含有植物萌芽素和类萌芽素蛋白的功能序列。通过进化树分析发现该基因屑于真正萌芽素亚家族。利用实时定量PCR方法研究了该基因在PEG、NaCl、低温、CdCl2和ABA胁迫下不同时间的表达模式。结果显示PEG、NaCl、低温、CdCl2和ABA处理均能诱导ThGLP基因在柽柳的根和叶中的表达。结果表明ThGLP在柽柳根和叶中表达,参与非生物胁迫应答并由ABA依赖的信号传导途径调控。     

毛竹PheERF5基因克隆及生物信息学分析

[目的]探究毛竹ERF转录因子基因的结构与功能,为揭示毛竹ERF亚家族成员的抗逆境胁迫机制提供参考.[方法]利用RNA-Seq和RT-PCR技术从毛竹幼苗叶片中克隆PheERF5基因的全长cDNA,利用SMART:Main page、Prot-Param、ProtScale、NetPhos 3.1、TMHMM Serv...     

欧李Dof基因家族鉴定及非生物胁迫表达分析

【目的】探究欧李Dof(DNA-binding with one zinc finger)锌指蛋白在非生物胁迫条件下的功能,为ChDof基因的研究与利用奠定基础。【方法】基于欧李全基因组和转录组数据对Dof基因家族进行鉴定,并利用实时定量PCR分析Dof基因在非生物胁迫下的表达情况。【结果】欧李共有23个Dof基因家族成员,其编码区CDS序列长度为226～515 bp,相对分子质量为24 227.52～55 368.21,理论等电点为4.78～9.36,且其在欧李的8条染色体上都有分布。在构建欧李和拟南芥的系统进化树中发现,欧李共分为9个亚组,同一亚族成员中的基因结构和蛋白保守基序均具有较高的相似性,且欧李Dof基因家族成员主要分布在D1亚组中。在对其亚细胞定位时发现,绝大多数ChDof基因主要分布于细胞核中。对欧李Dof家族成员启动子区域顺式调控元件的预测结果表明,其启动子区存在着至少1个激素调节及逆境胁迫反应元件。qRT-PCR分析结果表明,绝大多数的ChDof基因在盐、高温和低温胁迫下的表达量均上调,而ChDof11、ChDof12、ChDof17基因在盐、渗透（PEG）、高温和...     

毛竹NIP基因的分子特征及应答胁迫的表达模式

【目的】膜内在水通道蛋白(NIPs)是细胞膜上运输水分子和一些小分子物质的膜蛋白,在植物生长以及抵御逆境胁迫等方面发挥着重要作用。温度和水分是影响竹子生长发育的重要环境因子,研究温度和干旱胁迫条件下毛竹NIP家族成员的表达模式,以揭示其在毛竹应答胁迫中的功能。【方法】利用生物信息学软件对毛竹基因组中NIP家族成员基因及其启动子序列进行系统分析,基于转录组数据分析基因在毛竹不同组织中的表达模式,并用实时荧光定量PCR(q PCR)技术检测基因在温度和干旱胁迫条件下的表达特征,构建2个NIP基因的酵母表达载体,分析它们的表达对酵母抗干旱和盐胁迫能力的影响。【结果】在毛竹基因组中共获得14个编码完整NIP蛋白的基因(Pe NIP1-1—Pe NIP1-6、Pe NIP2-1—Pe NIP2-4和Pe NIP3-1—Pe NIP3-4),含有3～5个内含子;在Pe NIPs启动子区域中含有多种与胁迫、激素相关的调控元件; Pe NIPs编码蛋白的氨基酸长度为235～297 aa,相对分子量为24.03～31.84 k Da;亚细胞定位预测显示所有PeNIPs均定位于细胞质膜上。共线性分析表明,有12个Pe NIPs与水稻8个NIP基因存在27对片段重复,它们的非同义对同义取代比(Ka/Ks)均小于1,表明毛竹Pe NIPs经复制后主要经历了较强的纯化选择。系统进化分析表明,来自毛竹和其他5个物种的NIP蛋白可分为3类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),毛竹在各类中的成员依次为6、4和4个。PeNIPs共包含10个保守基序,其中基序1、2和4为PeNIPs所共有。转录组表达谱热图分析表明,Pe NIPs在不同组织中的表达存在一定的差异,如Ⅰ类的Pe NIP1-3、Pe NIP1-4和Pe NIP1-5在根中表达,而在笋中几乎不表达;Ⅱ类的4个Pe NIP2s以及Ⅲ类的Pe NIP3-1和Pe NIP3-2在根和笋中表达量较高。q PCR结果显示,随着胁迫时间的延长,4℃处理下8个基因上调表达,2个基因下调表达; 42℃处理下,2个基因上调表达,4个基因下调表达;而干旱胁迫下3个基因上调表达。表达Pe NIP1-1和Pe NIP2-2的酵母在添加山梨醇或Na Cl培养基上的生长优于对照。【结论】从毛竹中共鉴定出14个NIP家族基因成员(Pe NIPs),各基因的分子特征、表达模式均存在着一定差异,说明它们在毛竹生长发育的不同阶段和响应环境胁迫中可能发挥着不同的作用;在酵母表达的Pe NIP1-1和Pe NIP2-2能够一定程度上提高酵母的抗干旱和盐胁迫能力,说明它们在毛竹应对逆境胁迫中可能发挥着重要作用。     

毛竹笋呈味物质种类、含量与辛辣味强度的关系

[目的]对3种类型毛竹笋进行品尝和分析,探索毛竹笋辛辣味的呈味物质,为提高毛竹笋食用品质和经济价值提供参考。[方法]试验运用感官评定、气质联用(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)等方法,对出土毛竹笋(AS)、未出土毛竹笋(US)和毛竹鞭笋(RS)3种新鲜竹笋及AS竹笋水煮后的笋渣、笋汤进行感官评定、成分分析,开展呈味物质含量与相应滋味强度的相关性分析。[结果](1)经感官评定,AS和US 2种类型毛竹笋辛辣味均表现为从笋基部到笋尖依次增强的趋势,而AS竹笋从笋基部到笋尖辛辣味强度值为2.0 9.5,明显高于US的1 6,RS竹笋滋味则表现为微甜,笋基部到笋尖无明显变化。AS竹笋水煮后笋渣滋味为辛辣味,且辛辣味强度随水煮时间的延长而降低;笋汤滋味则表现为苦涩味,滋味强度随水煮时间的延长而增强。(2)通过GC-MS方法,共检测出毛竹鲜笋43种成分,其中,酯类9种、醇类6种、酸类5种、酚类3种、酮类2种、醛类3种、烃类4种和其它11种,其中,相对含量较高且与辛辣味有关的物质为草酸、单宁和麻黄碱。(3)相关性分析表明,与AS和US竹笋辛辣味显著相关的呈味物质为氰化物、氰苷、单宁和麻黄碱,与AS竹笋辛辣味强度的相关系数分别为0.812、0.850、0.939、0.818(P0.01);与US竹笋辛辣味强度的相关系数分别为0.905、0.857、0.939、0.937(P0.01)。AS水煮后笋渣中氰化物、氰苷和单宁与辛辣味强度显著相关,相关系数分别为0.859、0.861、0.933(P0.01),笋汤中与苦涩味强度显著相关的有氰化物、单宁和草酸,相关系数分别为0.982、0.954、0.976(P0.01)。综合表明:毛竹笋辛辣味的呈味物质是氰化物、氰苷和单宁。[结论]影响毛竹笋辛辣味的主要呈味物质为氰化物、氰苷和单宁,其辛辣味是三者相互作用的结果。     

毛竹漆酶基因启动子序列分析及基因表达模式

漆酶在细胞壁形成、逆境胁迫、花青素形成和酚类物质催化等过程中均发挥着重要作用,其基因表达受到多种外界因素的影响。为揭示竹子中漆酶基因的表达模式,以毛竹（Phyllostachys edulis）为对象,利用生物信息学手段分析了其中42个漆酶基因（PeLACs）启动子序列,利用已有的转录组数据分析了其中PeLACs的表达模式,克隆漆酶基因PeLAC20的启动子序列PeLACp,并构建了瞬时表达载体,在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中瞬时表达。结果表明,在42个PeLACs启动子序列中包含多种与激素以及非生物胁迫相关的顺式作用元件,在GA₃处理以及低温和干旱胁迫下各基因表现为不同的表达模式,表明它们参与激素和非生物胁迫的应答,而且功能存在着一定的差异。PeLACs在毛竹不同生长阶段根和笋中的表达模式也证明了各基因功能的差异性。克隆的PeLACp序列为2 000 bp,利用GUS染色法检测启动子PeLACp的活性显示,PeLACp主要在转基因拟南芥的根中表达。研究结果为进一步揭示毛竹漆酶基因的生物学功能提供了参考依据。     

毛竹原状和粉状叶片分解特征对施氮和温度的响应

[目的]毛竹(Phyllostachys edulis)叶片分解与竹林碳循环和养分周转关系密切,通过室内模拟氮沉降和温度升高试验,为预测未来气候变暖和氮沉降条件对凋落竹叶分解的调控提供参考,为科学管理毛竹林提供科学依据。[方法]以毛竹原状叶片及粉状叶片(粉碎过2 mm)为研究对象,布设3因素2水平试验,即施氮(添加氮5 mg·g-1)和不加氮对照,12℃和28℃培养温度,原状和粉状叶片,恒温箱中培养78 d,采用密闭碱液吸收法定期测定CO2释放量,并计算分解速率。[结果]表明:施氮处理、培养温度和叶片形态及其交互作用对凋落竹叶分解速率的影响因培养阶段不同而存在差异,总体上表现为培养前期(0—23 d)和培养中期(24—48 d)的分解速率高于培养后期(49—78 d)。从均值来看,施氮处理抑制原状叶片在12℃培养下的分解速率,而对两种形态叶片在28℃培养条件的分解速率影响不显著;施氮处理可增加原状凋落竹叶分解速率的温度敏感性(Q10),但对粉状凋落竹叶分解速率的Q10值影响不显著,且原状凋落竹叶分解速率的Q10值高于粉状凋落叶。凋落竹叶C/N在培养后期显著升高,且氮添加显著促进粉状竹叶C/N增加。[结论]氮沉降对毛竹凋落叶分解的影响效应与培养温度和叶片形态有关。凋落物分解的影响因素众多,凋落物分解对全球环境变化的响应不仅应该深入研究其化学和生物学机制,还要关注物理过程及其调控潜能。     

毛竹和林下植被芒箕凋落物分解特征研究

[目的]探讨竹林与其林下植被凋落物叶之间相互影响的潜在机制,为合理经营管理毛竹林林下植被提供理论参考。[方法]采用原位分解袋法研究了四川长宁毛竹与林下植被芒箕凋落物叶分解和养分释放过程。[结果](1)芒箕凋落物叶初始C、N、P含量和羟基碳高于毛竹(P 0. 05),而C∶N、C∶P、烷基碳、氧烷基碳和芳香碳低于毛竹(P 0. 05)。(2)凋落物叶分解和养分释放速率芒箕整体高于毛竹,芒箕和毛竹分解常数(k)分别为0. 58±0. 03和0. 73±0. 02,C、N、P养分释放均表现为净释放。(3)凋落物叶混合对分解速率没有显著影响,但抑制了N、P元素整个分解周期和C元素中后期的释放。(4)凋落物叶分解过程中元素含量变化格局表现为C含量和C∶N比整体呈下降趋势,N含量和N∶P比有小幅上升,P含量有微弱的下降趋势,C∶P比呈波动性变化。(5)凋落物叶分解速率与土壤温度、初始凋落物叶N和P含量呈显著正相关(P 0. 01),与初始凋落物叶的C∶N和C∶P呈极显著负相关(P 0. 01),与土壤含水量相关不显著。[结论]单独分解过程中,毛竹凋落物叶分解速率低于林下植被芒箕,养分释放特征均表现为直接释放;混合分解过程中,毛竹和芒箕凋落物叶分解速率无显著混和效应,但养分释放的混合效应表现出一定负效应和不同阶段性。     

毛竹TIPs基因家族成员组织表达模式研究

[目的]通过研究毛竹TIPs的分子特征和表达模式,为揭示逆境胁迫条件下TIPs在竹子中的作用提供证据,为培育抗逆的植物新品种提供新的基因资源。[方法]以毛竹为对象,利用生物信息学方法对毛竹基因组中的TIPs基因进行了全面分析,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织及干旱、水淹和Na Cl胁迫下的表达模式。[结果]毛竹基因组中含有6个TIPs同源基因,分别隶属于3个亚类(TIP1、TIP2和TIP4)。基因结构预测显示,Pe TIP1;1、Pe TIP1;2、Pe TIP2;2和Pe TIP4;2由2个外显子和1个内含子组成,而Pe TIP2;1和Pe TIP4;1由3个外显子和2个内含子组成。蛋白结构分析显示,毛竹6个TIPs均具有2个典型的NPA结构域和4个ar/R模体。通过转录组数据分析基因的组织表达特异性,结果表明Pe TIP1;1在各组织中的表达丰度均较高;Pe TIP1;2主要在花中表达;Pe TIP2;1在根和鞭中表达量较高;Pe TIP2;2在根中特异表达;Pe TIP4;1在叶片中表达丰度最高;Pe TIP4;2在笋和鞭中表达水平较高,在根中最低。实时定量PCR结果分析证明,干旱处理后毛竹根中Pe TIP4;1的表达量显著升高(p0.01),Pe TIP2;1、Pe TIP2;2和Pe TIP4;2表达受到抑制(p0.01);水淹处理后根中Pe TIP1;1和Pe TIP4;1表达量显著增加(p0.01),Pe TIP1;2、Pe TIP2;2、和Pe TIP4;2则显著降低(p0.01);Na Cl处理后根中6个Pe TIPs的表达量均显著增加(p0.01)。干旱处理后毛竹叶片中Pe TIP1;1、Pe TIP1;2和Pe TIP4;1表达量均显著增加(p0.01);水淹处理后叶片中Pe TIPs表达量均显著提高(p0.01);Na Cl处理后叶片中Pe TIP2;1表达受到明显抑制(p0.01)。[结论]Pe TIPs可能在毛竹抵抗干旱、水淹和Na Cl等非生物胁迫中发挥着不同程度的作用。     

毛竹微管蛋白基因PeTua3的原核表达及其 功能初步研究

作为细胞骨架的重要组成部分,微管蛋白在细胞壁发育过程中起着重要的调控作用。采用RT-PCR技术从毛竹叶片中克隆到一个微管蛋白(Tua3)同源基因的cDNA序列,长1 356 bp,编码451个氨基酸,命名为PeTua3。构建原核表达载体pET-32b-PeTua3,并将其转入大肠杆菌中诱导表达。蛋白电泳检测结果表明:温度和诱导时间对PeTua3基因蛋白的表达影响差异显著,其中,在37℃用0.4 mmol.L-1IPTG诱导2 h的表达效果最好。用PeTua3基因体外表达的重组蛋白处理拟南芥种子,其幼苗上胚轴明显增粗,侧根增多;超薄切片显微观察显示,重组蛋白处理的拟南芥上胚轴和主根的薄壁细胞数量均增多,细胞体积变大,维管束增粗。     

干旱处理对毛竹光响应的影响:基于4种模型比较分析

[目的]采用4种模型对干旱处理下毛竹叶片光响应曲线进行拟合比较,分析各模型的优缺点,以选出适合毛竹光响应曲线拟合的最佳模型,并量化干旱处理对毛竹光合光响应的影响。[方法]主要采用Li-6400便携式光合仪测定干旱处理下毛竹的光响应曲线,并通过4种模型对其进行拟合。[结果]研究表明:(1)在干旱和对照处理下各模型的决定系数R~2均大于0.995,说明拟合精度较高。综合各参数可以看出,直角双曲线修正模型拟合效果最佳,相对误差RE平均值为0.07,而指数模型参数拟合效果最差,RE平均值为0.767;(2)通过直角双曲线修正模型拟合各光合参数,在干旱环境下,暗呼吸速率R_d、光补偿点LCP和水分利用效率WUE较高,分别为对照环境的1.57倍、1.66倍和1.06倍,而净光合速率P_(nmax)、光饱和点LSP和表观量子效率AQY分别比对照环境降低3.6%、17.6%和4.8%。[结论]从整体拟合效果来看,这4种模型拟合顺序为:直角双曲线修正模型直角双曲线模型非直角双曲线模型指数模型。通过在干旱和对照间毛竹各光合参数的比较发现,毛竹对干旱环境有一定的适应能力。     

毛竹根际新黑曲霉的解磷特性及促生作用

[目的]探究毛竹根际微生物新黑曲霉(Aspergillus neoniger)JXBR16对土壤难溶性磷酸盐的溶磷作用及对毛竹的促生效果。[方法]采用液体发酵培养法研究该菌株对Ca_3(PO_4)_2、CaHPO_4、FePO_4、AlPO_4和植酸钙等5种难溶性磷酸盐的溶解能力及碳源、氮源、pH、装液量和盐离子等因素对其解磷能力的影响;并采用温室盆栽法评价该菌株对毛竹实生幼苗的促生作用。[结果]表明,新黑曲霉对5种难溶性磷酸盐均具有较好的溶解能力,其中对FePO_4、CaHPO_4的溶解能力最佳,解磷量分别达3 208.31和3 027.09 mg·L~(-1);在碳源为蔗糖或葡萄糖、氮源为硫酸铵、初始pH值3.5、装液量2/5、温度25℃和盐离子浓度为0～1.0 g·L~(-1)条件下新黑曲霉的解磷能力最佳。施用该菌株180 d后毛竹根际土壤有效磷和矿质氮分别提高37%和41%,植株根、茎和叶磷含量分别提高了95%、102%和43%;毛竹地径、苗高和生物量分别比对照显著提高了44%、47%和50%。[结论]新黑曲霉能够有效增强南方红壤区毛竹林土壤磷的供给,促进植株养分吸收利用,并提高毛竹的生长,具有应用于竹林生物菌肥研制和开发的巨大潜力。