柳树种质资源遗传多样性和亲缘关系的CE-AFLP分析

利用毛细管电泳-AFLP技术,采用EcoR Ⅰ+3/Mse Ⅰ+3和Pst Ⅰ+2/Mse Ⅰ+3引物组合,对从国内外搜集的37份柳树种质资源进行遗传多样性和亲缘关系分析.11对引物共扩增出1 580条条带,多态性条带数为1 399条,多态率在80.65％ ～ 94.67％之间,表明柳树种质间的遗传多样性较高.采用NTSYS-pc 2.10e软件对37份种质进行聚类分析和主成分分析,在相似系数0.63时,37份种质分为2大类,一类是乔木柳,一类除小乔木康定柳外,其余都为灌木柳.聚类分析和主成分分析结果与传统形态分类基本一致,但筐柳组中簸箕柳P295和沙柳基因组水平上差异较大,P295与银芽柳亲缘关系较近.研究结果为柳树分子生物学分类、种质资源保存与利用及品种改良等研究提供理论依据.     

拟南芥MYB基因对次生维管系统发育的影响

根据拟南芥ATH1全基因芯片分析毛白杨维管再生过程中基因表达谱的结果,选取了在芯片中特异表达且表达量较高的MYB转录因子家族的7个基因,通过拟南芥突变体研究其对次生维管系统发育的影响及与木材形成相关的关系。通过"三引物法"的纯杂合鉴定和切片显微观察,发现其中1个突变系只有纯合突变体没有杂合体,并且茎基部维管束间纤维细胞壁和野生型相比明显增厚,细胞数量减少,细胞腔也随之减小,推测该突变体可能与次生壁的沉积有关系。     

毛竹木质素合成相关基因C4H的克隆及组织表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从毛竹中克隆了C4H基因cDNA全长序列。该基因包含1 506 bp开放读码框,编码502个氨基酸。与NCBI核酸和蛋白数据库中序列进行比对, 结果表明该基因与单子叶植物高粱、水稻和玉米中的C4H基因同源性较高,分别达到88%、88%和87%。经过荧光定量PCR分析,该基因在毛竹不同发育时期和不同组织中表达丰度不同,在冬笋中表达量最高,其次为春笋顶部、中部、叶、3年生茎、根、叶鞘、2年生茎、春笋、1年生茎,而在春笋基部中表达最低。在笋顶部、中部的高水平表达表明本文克隆的C4H基因与发育时期维管组织的细胞壁加厚相关,可以作为调控木质素合成的目标基因用于竹子基因工程改良。     

麻疯树磷酸烯酮式丙酮酸羧化酶em>pepc基因全长cDNA克隆及序列分析

应用RT-PCR和RACE法从麻疯树总RNA中分离出pepc基因全长cDNA,长度为3 142 bp,阅读框2 898 bp,编码965个氨基酸,在GenBank中登录,序列号为EU069413。它的氨基酸序列与蓖麻、陆地棉、橙、大豆、花生、烟草、油菜、拟南芥的氨基酸同源性分别为94.94%、92.46%、90.60%、90.50%、90.50%、88.33%、84.61%、82.44%。该基因编码了pepc基因家族中的pepc1,蛋白属于C₃型PEPC。推测了pepc编码蛋白分子量为110.6 kD,并对其稳定性、二级结构、疏水性等特性进行了分析,最后确定了该蛋白的功能位点和结构域。     

毛白杨PtCDD基因5'片段的原核表达及功能分析

根据GenBank中毛白杨钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(PtCDD)基因序列,以毛白杨形成层区域的cDNA为模板,经PCR扩增出该基因上游637 bp的cDNA片段.将该片段与PET-30b( )载体连接,构建杨树PtCDD基因片段原核表达载体并进行表达研究,获得大量的PtCDD-(HIS)6 融合蛋白.并进一步对该蛋白进行纯化和功能检测.结果表明:PtCDD基因片段能够在大肠杆菌体内表达出具有DNase功能的蛋白,克服了因表达全酶可能强烈降解DNA所带来的不能最终获得表达产物的问题,为今后PtCDD蛋白的抗体制备以及进一步研究奠定了基础.     

杨树CDPK基因家族的表达分析及功能预测

为探究CDPK基因在木材形成过程中的作用,本研究在基因组水平上对杨树CDPKs基因家族的成员进行分析,找到32个CDPKs及10个CRKs成员。对CDPK基因家族成员在杨树中表达特性进行了分析,发现其家族成员在不同组织、不同发育阶段以及毛白杨次生维管发育不同时期的表达特性不同。分析杨树CDPK基因家族中3个基因Pt CPK1、Pt CPK6、Pt CPK15,其蛋白质一级结构均存在1个跨膜区,其蛋白定位在细胞膜上。     

拟南芥AtFBDL 1 在植物顶端生长调节中的作用

拟南芥 AtFBDL1 基因是FBD-like基因家族的一员,其编码蛋白含有类似于F-box的结构域。表达模式网络预测结果显示该基因在茎顶端分生组织中高丰度表达,但对于FBD-like基因家族的研究还很少,其功能目前尚不明确。为此,本研究通过组织半定量表达分析和GUS染色显示 AtFBDL1 基因在拟南芥中具有时空表达特异性。结果表明:在真叶形成前和形成初期,该基因主要在茎顶端分生组织和下胚轴区域表达;真叶形成后,该基因在下胚轴的表达明显减少,而主要集中在茎顶端分生组织表达。遗传转化显示:与野生型植株相比,过表达 AtFBDL1 基因的植株生长发育缓慢,抽薹时间推迟3 4 d,莲座叶叶片面积减小,叶片数目平均增多10片,并且伴随有变态叶出现;过表达植株株高比野生型矮,株高最大差值达到12 cm。共表达网络预测 AtFBDL1 与多个与生长素和花发育相关的基因具有共表达关系。以上研究结果表明: AtFBDL1 基因在拟南芥的生长发育过程中,特别是在顶端分生组织分化过程中起重要作用。     

具有光肩星天牛内切聚葡糖酶结合活性短肽的筛选

内切葡聚糖酶(endoglucanases)是光肩星天牛幼虫肠道的主要纤维素消化酶.本研究以光肩星天牛内切葡聚糖酶的同工酶AgEG2为靶分子,从随机多肽噬菌体展示库中筛选与AgEG2有亲和活性的短肽,通过3轮筛选,短肽序列TPHRSPL 出现频率为33.7%,而且展示该短肽的噬菌体均对AgEG2有很高的结合能力.进一步合成短肽TPHRSPL,并对肠道纤维素酶提取液进行了Western分析,结果表明该短肽能特异结合内切葡聚糖酶的同工酶AgEG1和AgEG2,而与粗酶液中其它蛋白组分均无结合特性.表明筛选获得的短肽TPHRSPL对光肩星天牛内切葡聚糖酶具有特异结合亲和性.该短肽为研究光肩星天牛纤维素酶的特性及开发天牛的生物防治制剂奠定了基础.     

干旱和高盐胁迫下钙离子依赖核酸酶基因CDD对银腺杨84K生长发育的影响

【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为揭示杨树CDD基因在抗逆中的作用提供参考。【方法】以过表达PtoCDD和敲除PagCDD转基因银腺杨84K组培苗为材料,对其进行模拟干旱和高盐处理,分析其受干旱、高盐非生物胁迫条件下的表型变化,包括植株高、不定根数目。通过切片观察,分析不同处理条件下茎段木质部大小变化。利用qRT-PCR分析在不同处理条件下CDD转基因植株中水通道蛋白基因(PIP)的表达。【结果】与84K对照相比,在正常条件下CDD转基因植株株高没有显著差异,而干旱、高盐条件下CDD缺失突变体植株显著高于对照和CDD过表达植株,而过表达植株极显著低于对照及突变体。说明CDD过表达增强了杨树对干旱、高盐的敏感性,而敲除CDD后降低了杨树对干旱、高盐的敏感性。组织切片分析显示,在正常条件下木质部细胞层数呈现CDD过表达对照84KCDD缺失突变体,而在干旱、高盐条件下木质部细胞层数为CDD过表达对照84K CDD缺失突变体。表明CDD参与了木质部细胞分化过程,并当受到干旱、高盐胁迫时,CDD的表达对木质部分化过程的影响尤为明显。不定根数目统计显示,在正常条件和高盐条件下植株不定根数目呈现为CDD缺失突变体对照84KCDD过表达,且差异均达到显著水平或极显著水平,而干旱条件下差异不显著。表明CDD差异表达引起的不定根数目上的变化在一定程度上反映了杨树对干旱和高盐胁迫的敏感性。qRT-PCR分析显示,CDD过表达和CDD缺失突变体植株中均表现出多个PIP基因诱导高表达。表明CDD的表达变化可引起PIP基因不同成员的诱导表达,从而改变杨树的水分利用。【结论】杨树CDD的缺失或过量表达引起不定根数目的变化,同时改变了杨树的水分利用,影响对干旱和高盐胁迫的敏感性,导致胁迫下生长的变化。上述结果表明CDD参与杨树响应干旱和高盐胁迫过程。     

麻疯树叶盘法高效再生的研究

以温室中1年生麻疯树顶端幼嫩叶片为外植体,研究了在MS基本培养基中添加不同浓度的6-苄基腺嘌呤(6-BA)和吲哚丁酸(IBA)对不定芽再生的影响,并采用60天暗培养的方法筛选出愈伤组织诱导和不定芽诱导的最佳激素组合为MS+5 mg.L-16-BA+0.5 mg.L-1IBA,该组合的不定芽诱导率高达75.8%。将该组合诱导出的愈伤组织接种至MS+1.5 mg.L-16-BA+0.05 mg.L-1IBA的固体培养基中,研究了赤霉素对不定芽再生的影响,最佳赤霉素浓度为0.05 mg.L-1,麻疯树叶盘再生率达到90.9%,平均不定芽个数达到4.6个。