qRealTime-PCR检测CsWIP1在柑橘不同组织中的表达

通过实时荧光定量PCR(qRealTime-PCR)检测柑橘伤害诱导基因(CsWIP1)在乙烯胁迫和机械伤害过程中的表达情况.结果显示:CsWIP1仅在外源乙烯处理的叶片和果实离层(AZ-C)中表达,而在伤害、1-MCP+乙烯、1-MCP+伤害处理的叶片中均不表达,由此可见CsWIP1仅受到乙烯信号传导途径调控.     

矿质营养与植物病害关系研究进展

目的研究镁毒害胁迫下拟南芥生理过程及响应南方根结线虫侵染的变化及相关分子机理。方法以贫营养的蛭石为培养基质,通过盆栽试验分析镁毒害胁迫(15 mmol/L MgCl₂)下拟南芥叶绿素合成变化及拟南芥对南方根结线虫侵染抗/感性变化;通过转录组测序策略分析镁毒害胁迫下拟南芥基因上、下调变化关系;对表达差异显著的基因进行实时荧光定量PCR验证。结果镁毒害胁迫下,拟南芥叶绿素合成受到显著影响,其叶片叶绿素含量均显著或极显著低于对照(P<0.05或P<0.01)。拟南芥线虫敏感性分析显示：镁毒害处理组接种线虫30 d后,根内发育形成的雌成虫数及根表形成的根结数均显著多于对照(P<0.05),表明镁毒害胁迫增加了拟南芥对南方根结线虫侵染的敏感性。转录组测序结果显示：镁毒害胁迫下,拟南芥中8个与氨基酸、碳水化合物、脂类、维生素和次级代谢产物等代谢相关的基因显著上调;下调基因中,有5个基因均属于信号转导过程,分别涉及茉莉酸生物合成通路和茉莉酸介导的防卫反应通路。实时荧光定量PCR验证表明：分别用2个内参基因校正后,各上、下调基因表达趋势一致,与转录组测序数据吻合。结论镁毒害胁迫干扰了拟南芥植株以叶绿素合成为代表的正常生理过程,抑制了拟南芥细胞茉莉酸生物合成和信号传导相关关键基因的表达,增加了拟南芥对南方根结线虫侵染的敏感性。镁可能是参与拟南芥中茉莉酸介导抗南方根结线虫防卫反应的重要矿质元素。     

植物抗病反应及系统获得抗性研究进展

植物在与病原菌长期共同进化的过程中,形成了一整套复杂而有效的防御机制。植物的抗病反应是建立在一定的物质基础上的,木质素、植保素、活性氧、水杨酸等在植物抗病反应中起着重要的作用。系统获得抗性是植物抵抗病原菌侵袭的相当复杂的防御机制之一,其信号转导途径是近年来研究的热点。本文综述了植物抗病反应及其系统获得抗性的研究进展,并对发展具有广谱抗性的作物和利用激活系统获得抗性的化学物质来保护植物进行了讨论。     

水杨酸介导的植物系统获得抗性信号的传导途径

水杨酸(SA)是植物系统获得抗性(SAR)所必需的内源信号分子,在介导SAR的信号传导中起着十分重要的作用,这一点已经在烟草、黄瓜和拟南芥等植物中得到证实。水杨酸结合蛋白(SABP)与过氧化氢酶的活性相似,其与SA结合能抑制过氧化氢酶的活性,使植物细胞中过氧化氢水平升高,促使SAR的产生。病程相关基因非表达子1(NPR1)是在SAR信号转导途径中的关键性调控因子。     

植物抗病性及抗病信号转导的研究进展

模式植物拟南芥是研究植物抗病分子基础的极好工具。利用拟南芥突变体证明植物抗病信号途径是个复杂的网络。过氧化氢,水杨酸,茉莉酸,乙烯,油菜素内酯等信号分子在这个网络中起着重要作用。对植物抗病的分子机制的深入理解,将为病害防治提供新的思路。     

橡胶树转录因子HbERF1的克隆与功能分析

【目的】克隆橡胶树转录因子HbERF1,分析其在橡胶树中响应非生物胁迫的表达模式,并通过在拟南芥中过表达鉴定其生物学功能,为橡胶树抗逆育种提供基因储备。【方法】利用RACE技术从巴西橡胶树中克隆到HbERF1全长序列,通过qRT-PCR技术分析其在非生物胁迫下的时空表达特性;通过农杆菌介导法转化拟南芥,利用Southern杂交和qRT-PCR技术对过表达植株进行鉴定,并分析过表达植株在干旱、高盐和PEG等胁迫条件下的表型及相关基因的表达特性,验证HbERF1的生物学功能。【结果】橡胶树转录因子HbERF1没有内含子,GenBank登录号为JQ914647,cDNA序列全长为1 178 bp,包括62 bp的5'非编码区、474 bp的3'非编码区和642 bp的开放阅读框。开放阅读框编码一条213个氨基酸组成的多肽,该蛋白具有一个保守的AP2结构域和一个EAR基序。系统进化分析表明,HbERF1属于AP2/ERF家族中ERF亚族的B-1类,与蓖麻RcERF、杨树PtERF46、拟南芥AtERF4的一致性最高,分别为72%、62%和61%。qRT-PCR分析表明,HbERF1在橡胶树叶片和树皮中均能响应高盐、干旱和PEG胁迫,基因的表达在叶片中受ABA、MeJA的抑制,而在树皮中则受ABA、MeJA和SA的抑制。在高盐和PEG胁迫下,叶片中的HbERF1在处理前期（≤8 h）表达水平都低于对照,而树皮中的HbERF1在胁迫4 h时就受到强烈诱导。在干旱胁迫下,随着干旱程度的增加,HbERF1在叶片和树皮中表达水平持续增加,且在树皮中的表达要高于叶片中的表达。HbERF1的过表达提高了拟南芥的抗旱性、耐盐性和耐PEG胁迫的能力,并抑制了乙烯受体基因AtETR1和AtERS1的表达。在过表达植株中,AtETR1和AtERS1的表达水平分别比野生型中的降低了19倍和9倍,差异极显著（P＜0.01）。在高盐胁迫下,过表达植株中AtRD22和AtRD29A的表达水平持续上升,且上调幅度高于WT,分别为对照的115倍和100倍;在20% PEG胁迫下,AtRD22和AtRD29A的表达都受到诱导。用300 mmol•L-1NaCl浇灌拟南芥,处理15 d后,野生型拟南芥的叶片几乎全部萎蔫白化,而过表达株系S1仅有少数叶片萎蔫白化。用20% PEG6000水溶液浇灌拟南芥,处理15 d后,过表达株系S1生长正常,已进入生殖生长,而野生型植株仍保持在营养生长阶段,生殖生长被延迟,且部分叶片出现脱水现象。停止浇水2周后,野生型拟南芥植株叶片枯萎程度高于过表达植株,复水1周后野生型植株的存活率仅为35.0%,而过表达植株的存活率则高达95.0%。【结论】HbERF1参与了橡胶树的ABA、JA、SA和ETH信号途径,是ETH信号的正调控因子,对提高橡胶树的耐旱性具有积极作用。     

‘仓方早生’桃及其早熟芽变不同发育时期果实的转录组分析

【目的】通过对桃品种‘仓方早生’及其早熟芽变不同发育时期的果实进行转录组分析，挖掘参与调控桃果实成熟的关键因子，为深入研究桃果实成熟调控机理提供理论依据。【方法】以桃品种‘仓方早生’及其早熟芽变为试材，每个品种分别选择长势一致的样品树5株，分别于花后30 d（对应‘仓方早生’c1、早熟芽变y1）、45 d（对应c2、y2）、59 d（对应c3、y3）、71 d（对应c4、y4）及89 d（对应c5）对不同发育时期的桃去皮果肉进行取样和转录组测序，并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的差异表达基因进行定量验证；利用GO和KEGG对‘仓方早生’及其早熟芽变的差异表达基因进行分析；基于差异表达基因构建加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA），从中鉴定出与果实成熟密切相关的枢纽模块和枢纽基因。【结果】将处于果实相同发育时期的转录组数据进行比较，得到y1与c1、y2与c2、y3与c4和y4与c5四组对比数据，共筛选出差异表达基因4 395个，其中上调表达基因2 212个，下调表达基因2 183个。其...     

ATAF2正调控拟南芥对橡胶树白粉菌的抗病性

橡胶树白粉菌(Oidium heveae)侵染拟南芥野生型Col-0,激发拟南芥的抗病反应。该抗病反应依赖于EDS1（enhanced disease susceptibility 1）,EDS1在TIR-NB-LRR（Toll-Interleukin1 Receptor-nucleotide binding-leucine-rich repeat）类抗性基因介导的抗病信号通路中发挥非常重要的作用,但目前还不清楚具体的EDS1上、下游作用元件是什么。为了进一步研究橡胶树白粉菌在拟南芥上激发的抗疾信号通路,本实验室对接种橡胶白粉菌oidium heveae HN1106的拟南芥野生型Col-0进行了RNA-Seq数据分析,结果表明,拟南芥Col-0在接种橡胶树白粉菌4 d后,NAC家族 (ATAF1,2 and CUC2, NAM)转录因子ATAF2基因上调表达20倍,并且正调控拟南芥对橡胶树白粉菌的抗病性。另外,笔者通过体外蛋白质pull-down试验和体内原生质体免疫共沉淀试验,发现ATAF2可以直接与EDS1发生相互作用,这为将来进一步阐明EDS1抗病信号通路奠定了很好的基础。     

巴西橡胶树钙调蛋白基因的克隆和表达分析

以拟南芥和杨树的钙调蛋白氨基酸序列为探针,对橡胶树转录组数据库进行搜索,并设计引物进行PCR扩增,得到7个橡胶树钙调蛋白基因的c DNA序列,命名为Hb Ca M1-7。序列分析结果发现,Hb Ca M1-7的CDS序列均为450 bp,编码149个氨基酸,分子量为16.8 ku,等电点为3.95。其中,Hb Ca M1-6间氨基酸同源性为100%,Hb Ca M7与其他成员之间的氨基酸同源性为98%。在基因结构组织方面,Hb Ca M1-7均为一个内含子,且内含子的插入位置相同,但内含子的长度明显不同。从氨基酸序列同源性和进化关系分析结果可看出,钙调蛋白基因家族在进化上非常保守。在表达方面,Hb Ca M1-6在各组织中均有表达,除了Hb Ca M3在根中表达丰度相对较高,其他成员均在胶乳中表达丰度相对较高,而Hb Ca M7在各组织中的表达均比较低;乙烯利处理后,Hb Ca M2-7的表达均有一定的上升趋势,而在叶片发育过程中Hb Ca M1-5碷呈明显下调表达。由此可见,橡胶树钙调蛋白与橡胶树叶片发育、胶乳乙烯信号通路具有一定的相关性。     

水稻OsNHO1基因cDNA序列分离及表达分析

OsNHO1是一种甘油激酶,受多种因素的诱导,在植物先天免疫反应中起着重要的作用。笔者采用同源序列法,根据已报道的拟南芥NHO1基因序列结合水稻基因组测序结果,筛选水稻OsNHO1基因,采用RT-PCR获得水稻OsNHO1基因全长cDNA(1 590 bp,529AA),并通过半定量RT-PCR方法分析OsNHO1基因在SA,PXO99刺激下的表达模式,结果显示OsNHO1基因的表达受SA,PXO99的诱导,为进一步研究OsNHO1的具体功能和作用机理奠定了基础。     

植物信号分子介导抗病反应的研究进展

植物受到病原菌侵染时会发生一系列防卫反应：通过各种信号反应事件,如抗病信号的产生、传导及互作,最终诱导各种抗病防卫基因的表达和代谢的变化进而产生抗性。在防卫反应过程中,各类信号分子如激素类（水杨酸、茉莉酸、乙烯、脱落酸）,第二信使类(钙离子、活性氧、一氧化氮),低分子肽类(谷胱甘肽),脂类以及糖类发挥着重要作用。最近几年,这些信号分子介导植物抗病反应研究取得重要进展,就此进行了综述,并对今后的研究作出展望。     

甘蓝SRK底物蛋白基因的克隆与序列分析

采用PCR、3’RACE以及其他分子生物学方法,以甘蓝基因组DNA和柱头cDNA为模板对SSP基因进行扩增克隆,得到长度分别为778 bp和825 bp的基因片段。序列分析表明,甘蓝SSP基因不包含内含子,SSP核苷酸序列与拟南芥肽酶M28家族蛋白有同源性,序列相似性达到67.4%,两者的氨基酸序列相似性达到62.7%,而且都含有一个TFR_dimer结构域,推测SSP蛋白极有可能与在自交不亲和过程中受ARC1作用而泛素化了的某一未知蛋白的降解相关。     

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。     

6个玉米ERF基因的克隆、序列及表达分析

利用同源克隆的方法分离了6个玉米ERF(ethylene-responsive element binding factor)基因,分别命名为ZmERF4、ZmERF26、ZmERF28、ZmERF64、ZmERF89和ZmERF202。基因结构分析显示,ZmERF与拟南芥的AtERF可能存在差异。系统发育分析显示,ZmERFs与OsERFs的亲缘关系更加亲近,而与AtERFs的关系则稍远。RT-PCR表达分析表明,在乙烯利(ET)处理之后,这6个ZmERFs的mRNAs水平在叶中都是先积累后下降的,但其中4个基因(ZmERF4、ZmERF28、ZmERF64和ZmERF89)在玉米根中都是呈现负调控的。在脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)处理下,6个ZmERFs的mRNAs水平在叶中都发生了或多或少的变化,但是大部分基因在根中的表达量没有明显变化,特别是在JA处理之后。这些结果暗示ZmERFs可能在玉米根和叶的激素信号通路中发挥不同的作用。     

植物激活蛋白对水稻抗性相关基因转录水平的影响

 在cDNA芯片分析结果的基础上，对从交链孢真菌（Alternaria spp.）中提取的新型植物激活蛋白对水稻抗病相关基因转录水平的影响进行了研究，同时检测了抗病防御相关酶活性和稻瘟菌抗性的变化。结果表明，水稻幼苗经 2 g·ml-1激活蛋白喷雾处理后，NPR1基因从第天时转录水平开始提高，第3天和5天时转录活性继续增强；EIN2基因的转录在第1天、3天时转录水平显著提高，第5天时又有所回复，但仍高于对照；CTR1的转录在第1天时虽无影响，但第3天和第5天转录水平明显降低，而PR4 的转录在各检测时段均未表现明显变化。5 d后叶片的稻瘟菌病情指数和平均每叶病斑数开始显著降低，14 d时对稻瘟菌的诱抗效果最为明显。叶片苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性在处理后1 d迅速增加，7 d和9 d时活性增加达到高峰期； -1,3-葡聚糖酶活性在处理后3 d开始增加，5 d时增幅最大，随后增幅降低，14 d时略低于对照水平；几丁质酶活性在处理后前3 d低于对照，5 d后活性平稳增加，14 d时降至略低于对照的水平。     

光周期诱导马铃薯块茎形成的分子机理研究进展

马铃薯块茎形成机理不仅是植物发育生物学研究的重要内容之一,也是提高马铃薯产量、品质的重要保障。早期研究发现,光周期是诱导马铃薯块茎形成的一个关键环境因子,短日照利于马铃薯块茎形成。近10多年来,光周期调控马铃薯块茎形成机理研究取得了重要进展。已有研究发现,马铃薯块茎形成与拟南芥等植物的开花过程有较多相似之处。大量参与植物开花的重要基因,如光敏色素、CONSTANS (CO)、FLOWERING LOCUS T (FT)、LOV蓝光受体蛋白家族及CDF转录因子等在马铃薯块茎形成过程中都起到重要的调控作用。此外,马铃薯中发现的同源异型框基因POTH1及其相互作用基因StBEL5也在光调控马铃薯块茎形成过程中扮演重要角色。本文主要从马铃薯光信号感知及与光周期信号传递有关的基因调控等领域综述了光周期诱导的马铃薯块茎形成最新研究进展。     

大白菜PAT1基因的克隆及其表达载体的构建

根据GenBank中大白菜（Brassica campestris L ssp．pekinensis）基因组测序结果,分析了大白菜PAT1（phytochrome A sjgnal transduction）基因的内含子和外显子。通过拼接外显子,获得了大白菜PAT1基因的cDNA编码序列。根据编码区序列,设计并合成了一对引物;利用这对引物,采用RT—PCR技术扩增出大白菜福山包头PAT1基因（CcPAT1）的全长cDNA序列。CcPATl编码区共1500bp,与拟南芥PAT1相似性为85．03％。同时构建了含有35S启动子的pCAMBIA-2300-CcPAT1过表达载体,并利用以PAT1 5’端特异区域构建了pFGC-1008-PAT1RNAi（RNA interference）载体,以备将来研究大白菜CcPAT1基因的功能。     

植物激素的信号转导系统研究进展

植物激素是调节植物生长、发育和抗逆性的重要物质 .蛋白质激酶的磷酸化级联放大系统在激素的信号转导中起重要作用 .乙烯早期信号转导的 ETR1系统类似原核生物的信号转导的双组分系统 .本文综述了有关植物激素的信号转导系统的研究进展 ,并提出了今后研究的思路     

马铃薯油菜素内酯信号激酶基因StBSKs的克隆与序列分析

油菜素内酯是一种参与调控植物生长发育和环境抗性的植物激素,BSKs是BR信号通路中重要的信号转导激酶。以马铃薯为试验材料,通过同源序列检索分析设计特异性引物,采用RT-PCR技术克隆得到BSK基因家族的7个基因,分别命名为StBSK1、StBSK2、StBSK3、StBSK4、StBSK5、StBSK6和StBSK7。其CDS全长分别为1 497、1 479、1 464、1 461、1 476、1 476和1 476 bp,分别编码498、492、487、486、491、491和491个氨基酸。生物信息学分析表明,StBSKs蛋白的等电点为5.14~6.37,均呈弱酸性;这7个蛋白均无跨膜结构域和信号肽;氨基酸序列比对发现,StBSKs蛋白的氨基酸序列在N端存在较大差异。系统进化树分析发现,StBSKs蛋白与同科物种的亲缘关系更近。本研究结果丰富了对马铃薯油菜素内酯信号激酶StBSKs基因的认知,也为进一步深入研究StBSKs的基因功能奠定基础。