拟南芥ERF转录因子基因应答非生物胁迫表达模式

以122条拟南芥(Arabidopsis thaliana)ERF转录因子家族基因为研究对象,用RT-q PCR检测其应答盐胁迫情况,分析15个盐胁迫敏感基因在盐、干旱和ABA胁迫条件下的表达模式。在盐胁迫条件下,有36个基因上调表达,42个基因下调表达,44个基因无明显变化。其中,15个盐胁迫敏感基因在不同胁迫条件下表现出不同的表达模式。在盐胁迫条件下,15个ERF基因的表达水平随胁迫时间的延长均表现出明显升高,在36和72 h两个时间点达到极显著水平。在ABA胁迫条件下,15个ERF基因中大多数表达水平提高。在干旱胁迫下,15个ERF基因表达水平均随胁迫时间延长有所提高,在48 h达到最高。AT1G06160、AT1G21910、AT2G35700、AT4G17490、AT4G39780和AT5G61890等6个基因在非生物胁迫条件下表达模式相似,表明其可能参与相似的基因调控途径。其他9个ERF基因在非生物胁迫下表现出不同的表达模式,表明其可能参与不同基因调控途径。     

拟南芥AtWNK9基因的定位及表达分析

AtWNK9为拟南芥WNK（With no lysine kinase）激酶家族成员,其功能尚不清楚.采用生物信息学和生物学实验相结合的方法,对AtWNK9蛋白结构、亚细胞定位、启动子元件、基因表达模式进行了分析.研究发现,AtWNK9定位在细胞核中;该基因在拟南芥根中高效表达,其表达受ABA,NaCl、葡萄糖、热和冷等非生物胁迫处理强烈诱导.结果表明,AtWNK9为非生物胁迫反应相关基因,并可能参与根的生长发育.     

拟南芥应答低硼胁迫的基因表达谱分析

硼是植物生长发育所必需的微量营养元素,参与广泛的生理生化功能.以拟南芥硼高效基因型为材料,分别设置短期缺硼和长期低硼胁迫两个独立试验,利用拟南芥ATH1 2.2K芯片及其技术,研究分析低硼胁迫条件下拟南芥的基因表达谱.根据所注释的基因功能,将差异表达的基因进行分类,推测拟南芥响应低硼胁迫的代谢网络途径.试验从全基因组水平上研究低硼胁迫下拟南芥基因的表达变化,所产生的基因表达谱及对应的代谢网络途径,为理解硼参与生理生化功能的分子机理和开展相关的研究提供基础.     

拟南芥 WRKY 基因家族应答非生物胁迫基因的鉴定1）

WRKY转录因子家族是植物特有的一类转录因子家族,在植物生长发育和应答各种胁迫反应过程中起重要作用。为筛选和鉴定植物抗逆关键基因,以拟南芥（ Arabidopsis thaliana） WRKY家族基因为研究对象,从数据库中搜索到72个拟南芥WRKY基因,通过生物信息学分析,根据其结构特点,可将其分为3大类：GroupI、GroupII和GroupIII。其中,GroupII又可分为5个亚类：IIa、IIb、IIc、IId和IIe。用实时定量RT－PCR筛选出30个应答盐胁迫的基因,其中上调表达的23个,下调表达的7个。     

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。     

GEF7基因过表达拟南芥植株幼苗表型分析

利用已构建的过表达拟南芥(Arabidopsis)GEF7基因植株,在光照培养箱中进行培养,并与野生型植株进行对比分析,对GEF7基因过表达植株的幼苗表型进行了观察分析。结果表明,GEF7基因过表达植株幼苗的根长比野生型对照明显增加;其子叶形态、数目和幼苗形态等方面均有异常表型,表明GEF7基因的功能与根的发育有关,并参与调控植物的发育过程。     

玉米bZIP基因应答逆境胁迫的表达模式分析

【目的】碱性亮氨酸拉链蛋白（b ZIP）是植物中普遍存在而又关键的一类转录因子,在植物生长进程中发挥重要的作用。探测玉米核心种质自交系郑58不同组织以及在不同胁迫条件下bZIP基因的表达模式,对解析ZmbZIP基因的功能及抗性育种具有重要意义。【方法】通过设置200 mmol/L的NaCl溶液、20%PEG6000、4℃低温和不同形态氮缺乏胁迫试验,试验材料为玉米骨干自交系郑58,采用q RT-PCR技术,共检测了11个ZmbZIP基因的表达模式。【结果】进化树结果表明11个ZmbZIP可以进一步划分3个亚家族,显示这11个基因的进化亲缘关系。qPCR分析数据表明,11个ZmbZIP基因在不同组织器官中表达模式各异,表明其在玉米生长进程中的不同作用。利用200 mmol/L NaCl、20%PEG6000、4℃低温和氮缺乏等模拟试验,研究了11个ZmbZIP基因的表达谱,结果表明4种非生物胁迫都显著的影响11个bZIP基因表达,推测这些基因参与维持玉米正常生长发育及逆境胁迫应答信号途径。【结论】在玉米不同组织器官和响应非生物胁迫时,11个ZmbZIP基因表达谱差异比较大,预示着生物学功...     

拟南芥硫苷生物合成相关基因的组织和胁迫诱导表达谱的全基因组分析

【目的】分析拟南芥中硫代葡萄糖苷（Glucosinolatcs,简称硫苷）生物合成相关基因在不同组织器官、不同发育时期及不同生物和非生物胁迫处理条件下的表达谱,为筛选控制硫苷合成的关键基因、解析硫苷的生物合成规律及其在植物抗逆胁迫过程中的作用奠定基础。【方法】利用AtGenExpress和PLEXdb中的10组表达谱芯片数据和2组转录组数据分析拟南芥中硫苷生物合成途径82个结构基因和调控基因的时空表达特性及其受生物和非生物胁迫的表达模式;采用Real-time PCR技术对10个硫苷合成途径的关键结构基因和调控基因的表达谱进行验证;并利用STRING v10软件分析硫苷生物合成途径相关基因的表达模式的相关性。【结果】组织表达特性分析结果表明,拟南芥硫苷生物合成相关基因在营养器官和生殖器官中的表达模式差异较大,相关基因在营养器官中具有较高的表达量,在生殖器官中的表达量则较低,表明硫苷主要在营养组织中合成;其中脂肪族硫苷合成相关基因在茎、叶等地上营养组织中的表达量较高,而吲哚族硫苷合成相关基因则在根、茎、叶等地上和地下组织中均有较高的表达,且基因在同一组织的不同发育时期的表达量通常具有差异,表明基因的表达还具有时空特异性;荧光定量PCR分析结果证明10个硫苷合成途径代表基因的表达谱与芯片数据的结果保持一致;胁迫表达分析结果表明,脂肪族和吲哚族硫苷合成相关基因的表达均受到部分生物和非生物胁迫因子的诱导表达,其中吲哚族硫苷合成相关基因更易受到丁香假单胞杆菌（Pseudomonas syringae）、甘蓝链格孢菌（Alternaria brassicicola）、桃蚜（Myzus persicae）等生物和低温（4℃）、高盐、高温（38℃）等非生物胁迫因子的诱导表达;共表达分析结果表明,脂肪族和吲哚族硫苷合成分支途径内相关调控基因与结构基因的表达模式的相关性较高。【结论】拟南芥硫苷生物合成相关基因主要在营养组织中高表达,在种子中低表达;植物中存在一个硫苷转运系统,负责将营养组织中合成的硫苷转运到种子中贮藏;硫苷合成相关基因的表达受到病原菌、虫害、高温等逆境因子的影响,其中吲哚族硫苷合成相关基因更易受到生物和非生物胁迫因子的诱导表达,说明吲哚族硫苷可能对植物抗性更为重要。     

拟南芥感染灰霉病菌后差异表达基因分析

利用SSH(抑制性消减杂交)技术,对接种灰霉病菌后不同拟南芥生态型差异表达的基因进行了分析,对SSH产物条带进行回收和二次扩增,得到6个差异表达条带。经反式NORTHERN杂交检测均为阳性片段。对其进行克隆、序列测定,获得了7个差异表达的序列。同源性分析表明,它们与转录、膜内外物质转移、蛋白合成、信号传递等生命活动相关的基因有一定的同源性,其中1个片段的序列与拟南芥乙烯信号传递途径有关,推测其可能关联到拟南芥对病菌的抗性。对这些基因片段进行深入的分析和功能研究,将会对拟南芥与灰霉病菌互作的分子机理有更进一步的认识。     

猪TAF7基因的克隆、染色体定位和组织表达谱分析

 【目的】通过对猪TAF7基因初步的研究,为猪分子遗传育种提供基础分子生物学信息,为猪的遗传育种提供分子标记。【方法】以五指山猪为研究对象,克隆TAF7基因,分析该基因结构特点,然后利用IMpRH（the INRA-University of Minnesota porcine radiation hybrid,法国农业科学院-明尼苏达大学的辐射杂种克隆板）分析该基因在猪染色体上定位信息,利用半定量RT-PCR方法,分析该基因在成年五指山猪16个不同组织（心脏、背肌、淋巴、脾脏、肝脏、肾脏、肺脏、子宫、睾丸、胃、小肠、大肠、卵巢、胸腺、脑、脂肪）的表达谱信息。【结果】克隆得到长1 701 bp的五指山猪TAF7基因序列,其中包括1 050 bp完整CDS（Coding Sequence,编码序列）区域,分析表明其编码含349个氨基酸的蛋白质。利用IMpRH分析结果表明,猪TAF7基因与分子标记SW1879和IL4（interleukin-4,白细胞介素-4）紧密连锁,LOD（Limit of Detection,检测极限）值分别为6.69和6.15。组织表达谱分析结果显示该基因在大多数组织中均有表达,其中在睾丸表达量较高,而在心脏、背肌中表达很低。【结论】猪TAF7基因5’UTR中有一个短的内含子,而在该基因CDS区域没有内含子。猪TAF7蛋白序列与人TAF7蛋白序列的相似性较高,二者在生物系统发育树中的距离最接近。猪TAF7基因在大多数组织中均表达,在猪睾丸中表达量较高,证实它调节目的基因转录具有广泛性。     

异源过表达蒺藜苜蓿MtATG7基因促进拟南芥抵抗碳氮饥饿胁迫

【目的】真核生物通过保守的自噬途径降解错误折叠的蛋白质或受损细胞器,实现对营养物质的循环再利用。本文旨在解析苜蓿自噬基因在植物应对营养胁迫中发挥的功能,为指导苜蓿的选育和改良提供参考。【方法】以自噬途径的关键限速基因ATG7(Autophagy-related gene 7)为切入点,分析ATG7氨基酸序列在不同植物中的相似性。利用蒺藜苜蓿Medicago truncatula的MtATG7基因过表达载体转化拟南芥植株,获得异源过表达植株35S::MtATG7和互补拟南芥突变体的atg7/35S::MtATG7植株,并对其抗胁迫表型和自噬活性进行分析。【结果】在碳饥饿条件下,atg7/35S::MtATG7能够挽救atg7突变体叶片早衰的表型;恢复到正常生长条件以后,35S::MtATG7和atg7/35S::MtATG7植株存活率和野生型相比都显著提高。GFP-ATG8e的剪切试验表明,atg7/35S::MtATG7能够恢复atg7突变体的自噬降解活性。在氮饥饿条件下过表达MtATG7同样能够减缓拟南芥叶片的衰老速度。【结论】异源过表达MtATG7能增强拟南芥碳氮饥饿抗性的生物学功...     

拟南芥SOAR1基因响应ABA与渗透胁迫的表达分析

拟南芥PPR蛋白SOAR1是ABA信号转导的关键调节因子。为阐明SOAR1基因表达对ABA和渗透胁迫的响应,以及其对不同时期幼苗生长响应ABA的调控,通过拟南芥基因调控信息网站(AGRIS)分析了SOAR1基因上游可能的转录因子结合位点(顺式作用元件),并进行了不同时期幼苗受ABA诱导的生长抑制试验以及ABA处理、渗透胁迫条件下SOAR1基因的表达分析。结果表明,SOAR1启动子序列中存在多个潜在的应答ABA和逆境胁迫信号的顺式作用元件。SOAR1调控不同时期幼苗生长对ABA的敏感性,SOAR1表达调低的突变体soar1-2显著促进植物对ABA的敏感反应,而SOAR1过表达株系OE1则对ABA显著不敏感。基因表达分析结果显示,SOAR1表达量在低浓度ABA处理6 h后小幅度上调,高浓度ABA处理6 h后变化程度较低;而在低浓度ABA处理后萌发24 h的种子和生长7 d的幼苗中,SOAR1表达随ABA浓度增长而上调。在甘露醇和PEG-6000诱导的渗透胁迫处理后,SOAR1表达受到一定抑制。     

拟南芥中热胁迫相关microRNA的差异表达

对改良CTAB法、改良热酚法和Trizol法3种方法在提取拟南芥叶片的总RNA中的效果进行了比较,并利用半定量RT-PCR技术检测热胁迫相关microRNA(miRNA)的表达情况。结果表明:Trizol法提取能得到高质量的拟南芥叶片总RNA,效果优于改良CTAB法、改良热酚法;筛选的4个拟南芥miRNA的表达受到热胁迫的诱导,在38℃不同时间处理下各个miRNA的表达情况都有差异,随着处理时间的延长,其表达量均出现明显提高的情况。     

VpSBP3基因负向调控转基因拟南芥盐胁迫抗性

葡萄作为世界上重要的落叶果树,具有较高的经济、生态以及社会效益.近年来,葡萄受到盐胁迫的影响,导致其产量与品质都有所降低.本研究利用同源克隆法获得VpSBP3转录因子,并利用花絮浸染法将其转入拟南芥中获得转基因株系.在盐胁迫下,测定了野生对照、pCAMBIA2300空载体对照和VpSBP3转基因拟南芥株系的萌发率、根长...     

水稻Os09g29390基因冷胁迫表达模式及亚细胞定位分析

为了研究水稻Os09g29390基因在冷胁迫条件下的功能,以水稻苗期冷胁迫基因表达谱芯片中编码水稻质体蓝素类蛋白(Plastocyanin like protein)的下调表达基因Os09g29390为研究对象,对Os09g29390基因进行冷胁迫下表达特性分析、同源性分析及亚细胞定位分析.结果表明,Os09g29390基因在冷胁迫处理下表现为下调表达模式;氨基酸相似性分析与保守结构域分析显示,Os09g29390基因与其同源基因的氨基酸编码序列具有一个保守的铜结合位点;将Os09g29390基因与增强型绿色荧光蛋白(eGFP)融合,转化烟草原生质体,结果Os09g29390基因定位于细胞叶绿体中.以上结果初步阐明该基因在冷胁迫下的表达特性及作用位点,为以后更深入的研究该基因的功能提供了指导.     

拟南芥磷酸肌醇特异性磷脂酶CAtPLC15亚型基因的组织表达定位

采用PCR扩增的方法,得到AtPLC151 380 bp的启动子片段,构建了带动报告基因GUS表达的双元载体,转化拟南芥并筛选阳性转基因植株。通过组织化学染色分析AtPLC15基因在拟南芥中的表达情况,结果显示AtPLC15基因在拟南芥幼苗的子叶、下胚轴、根尖和柱头处有表达,在成熟花药中表达量极少,而在幼苗子叶和根尖中有极高的表达量。对该基因的功能有了新的认识,为阐述其功能机理提供了重要研究基础。     

拟南芥种子萌发及幼苗生长对干旱和NaCl胁迫的响应

为获得胁迫因子处理拟南芥的最佳浓度及其生长的临界胁迫浓度,以期进一步采用拟南芥基因缺失突变体,以PEG模拟干旱胁迫和NaCl作为盐胁迫因子,在室内培养条件下探讨了拟南芥种子萌发、幼苗生长、根长及渗透调节物质丙二醛和脯氨酸含量的变化。结果发现:干旱和高盐胁迫影响种子萌发的半抑制浓度分别为10%(PEG-6000)和150 mmol/L;幼苗生长的临界值分别为25%(PEG-6000)和250 mmol/L NaCl。随着干旱胁迫和NaCl胁迫程度的增加,丙二醛及脯氨酸的含量均明显增加。表明随着胁迫条件的加重,拟南芥幼苗质膜受到氧化性伤害,并通过合成脯氨酸等渗透调节物质的机制对胁迫因子产生响应。     

拟南芥DWF4基因的内含子影响自身表达

为了进一步确定DWF4 基因的内含子是否影响自身表达,构建了35S启动子驱动的带内含子和不带内含子的DWF4基因表达载体,分别转入拟南芥DWF4基因的弱突变体psc1。对T2代幼苗进行表型分析发现,转入带内含子的DWF4基因的转基因株系TgD4能完全恢复突变体的表型,而转入不带内含子的DWF4基因的转基因株系TcD4只能部分恢复突变体的表型。RT–PCR分析显示,TgD4 的DWF4表达水平明显增加,说明内含子对DWF4基因的表达有增强作用。     

拟南芥β-1,3-葡聚糖酶基因(BG1)在不同组织及非生物胁迫下的表达研究

[目的]研究拟南芥β-1,3-葡聚糖酶基因(BG1)在不同组织及胁迫条件下的表达规律.[方法]研究以拟南芥为材料,以28S rRNA为内参,利用半定量RT-PCR法研究了低温(4℃)、高温(37℃)、NaCl胁迫(200 mmol/L)和与之等渗的PEG(21.5;)干旱胁迫处理在不同组织(叶、薹、花、果)ep BGl的表达情况.[结果](1)正常植株中,BG1在不同组织的表达量不同:花、果>叶>薹.(2)胁迫处理对BGI的表达量有影响.在叶中,盐胁迫不影响其表达,其他处理都使其表达量减少;在薹中,除低温处理使其表达量明显增加,其他情况的表达都减少,37℃和干旱胁迫后几乎不表达;在花中,NaCl胁迫处理后表达量明显增加,PEG处理及高温胁迫后表达量下降;在果实中,BGI在PEG胁迫后表达量稍有增加,而37℃和盐胁迫表达稍有下降.[结论]在正常植株中,BG1的表达具有差异性;BG1对各种胁迫处理的响应不同.