猕猴桃GalUR表达与抗坏血酸积累的关系

 通过RT-PCR从美味猕猴桃（Actinidia deliciosa）果实中克隆了D–半乳糖醛酸还原酶（GalUR）全长 cDNA序列,并分析其序列特征,进行原核表达,制备特异抗体,分析其mRNA及蛋白表达水平与果实发育过程及不同组织中抗坏血酸（AsA）合成和积累的关系。结果表明：克隆的GalUR cDNA（GenBank登录号为GU339035）包含的最大开放阅读框（open reading frame,ORF）为990 bp,编码329个氨基酸残基,预测分子量为37 kD,与报道的草莓等其他植物GalUR具有较高的相似性。构建的pET-32a（＋）-GalUR载体在大肠杆菌BL21（E. coli BL21）中异源表达后,获得了主要以包涵体存在约58 kD的融合蛋白GalUR-His（His约21 kD）。以该蛋白制备抗体,与重组蛋白的Western杂交表明该抗体能与GalUR蛋白发生特异反应。对猕猴桃可溶性蛋白杂交显示,猕猴桃体内GalUR蛋白的分子量约37 kD。在猕猴桃不同组织和发育过程中,GalUR表达水平与AsA含量表现为高度一致,但前体饲喂发现,与L–半乳糖相比,D–半乳糖醛酸并不能有效促进猕猴桃AsA的合成。这些结果表明以单体形式存在的GalUR与猕猴桃AsA合成有着密切关系,但它可能并不是猕猴桃AsA积累的主要调控环节。     

马蓝IGPS基因的克隆、表达分析及原核表达

吲哚-3-甘油磷酸合酶（indole-3-glycerol phosphate synthase,IGPS）是广泛参与生物体内色氨酸、生长素等吲哚化合物合成途径中重要的关键酶之一。为了研究BcIGPS在马蓝吲哚类生物碱合成中的作用,基于马蓝转录组数据,通过RT-PCR技术从马蓝中克隆得到IGPS基因序列,命名为BcIGPS;利用生物信息学分析BcIGPS序列特性;运用qPCR分析BcIGPS在马蓝不同器官及外源诱导处理下的时空表达情况;构建pET-32a-BcIGPS原核表达载体,并优化诱导表达条件。结果表明：BcIGPS（GenBank登录号：MT210517）全长为1176 bp,包含1个开放阅读框（ORF）,编码392个氨基酸,具丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）、酪氨酸（Tyr）磷酸化位点31个,无跨膜结构,无信号肽,亚细胞定位于叶绿体中。BcIGPS含有product（indole）活性结构域和IGPS、TrpC特异性位点。qPCR分析结果显示,BcIGPS基因在不同器官的相对表达丰度依次为：叶>茎>花>根;其响应茉莉酸甲酯（MeJA）、脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）、乙烯利（ETH）外源诱导信号的诱导,经MeJA和ETH处理后,分别在24 h和36 h最高,为初始水平的5.53、6.87倍;在SA处理下,BcIGPS表达响应最为强烈,呈先骤升后骤降的变化趋势,在12 h最高达初始水平的33.13倍;ABA处理后,其表达量变化不显著。所构建的pET-32a-BcIGPS原核表达载体在大肠杆菌BL21中表达,其最适条件为37 ℃、0.4 mmol/L IPTG培养3 h,BcIGPS重组蛋白主要以包涵体形式存在,且蛋白分子量与预测相符。     

柱花草磷饥饿响应基因SgPHR1和SgPHR2的克隆与表达分析

低磷胁迫是限制作物生长和产量的重要因素之一。磷饥饿响应因子PHR（phosphate starvation response）是植物磷信号调控网络中的关键因子,具有调控植物磷平衡的生物学功能。本研究在柱花草（Stylosanthes guianensis）中克隆到转录因子SgPHR1和SgPHR2基因。SgPHR1和SgPHR2基因cDNA全长分别为1413 bp和849 bp,编码470和282个氨基酸残基,蛋白分子量分别为51.4 kD和30.9 kD。SgPHR1和SgPHR2均为SANT家族成员,包含MYB蛋白结构域和CC蛋白结构域,并具有多个潜在的磷酸化位点。亚细胞定位预测表明,SgPHR1和SgPHR2均定位于细胞核中。实时定量PCR结果表明,SgPHR1基因在柱花草根和叶中的表达量高于茎中的表达量,而SgPHR2基因在叶中表达量显著高于根和茎。缺磷（-P）和缺氮（-N）处理均显著增强了SgPHR1和SgPHR2在柱花草根中的表达。不同缺磷时间处理结果进一步表明了SgPHR1和SgPHR2在转录水平上响应低磷胁迫,暗示SgPHR1和SgPHR2可能参与了柱花草对低磷胁迫的应答。本研究结果为解析柱花草响应低磷胁迫的分子机制提供了候选基因。     

橡胶树前纤维蛋白(profilin)基因家族的鉴定及表达分析

肌动蛋白细胞骨架可能在橡胶树乳管伤口堵塞过程中发挥重要作用。前纤维蛋白（profilin）是肌动蛋白动态平衡的重要调节子,但对橡胶树profilin基因家族系统研究的报道较少。通过分析橡胶树基因组和转录组数据,鉴定到6个橡胶树profilin基因,对其基本特性及蛋白保守基序、结构特征、进化关系和表达模式等进行分析。基因结构分析表明,橡胶树profilin基因都包含3个外显子2个内含子,编码的蛋白序列含有profilin蛋白特有的保守基序KYMVIQGE和VIRGKKG。进化分析显示,橡胶树profilin并未严格分为营养型和生殖型2种类型。profilin蛋白二级结构以无规则卷曲为主,三级结构均包含3个α螺旋和7个β折叠。表达分析结果显示,4个profilin基因在胶乳中高表达,橡胶树排胶和碘化钾处理调控这4个profilin基因表达,推测profilin基因参与橡胶树排胶过程。该研究结果为进一步阐明橡胶树profilin基因在乳管伤口堵塞和排胶中的作用奠定基础。     

香蕉TGA转录因子家族的鉴定及枯萎病菌胁迫下的表达分析

尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. Cubense, Foc）引起的香蕉枯萎病是我国香蕉的主要病害之一,严重影响香蕉的产量和品质。TGA防御反应基因在香蕉应对尖孢镰刀菌胁迫的应答转录调控过程中至关重要。本研究以拟南芥TGA转录因子家族成员蛋白为查询序列,在香蕉基因组数据库中Blast筛选出TGA转录因子家族成员,并对该家族成员进行生物信息学分析。共鉴定得到9个香蕉TGA家族成员,分别命名为MaTGA1~MaTGA9;香蕉TGA家族蛋白富含酸性氨基酸,大部分蛋白以α螺旋为主;亚细胞定位主要在细胞核内。进化树分析表明,香蕉MaTGA转录因子家族的9个成员可分为Class Ⅰ和Class Ⅱ两类,基因结构及功能结构域的分布情况也呈现出高度一致。进一步通过RT-qPCR分析发现,MaTGA2、MaTGA3和MaTGA8在香蕉枯萎病菌侵染后的‘威廉斯’（易感病）及‘南天黄’（抗病）中均显著下调表达,MaTGA1、MaTGA6、MaTGA7和MaTGA9均呈现先下降后上升的趋势;然而MaTGA4和MaTGA5仅在‘威廉斯’中上调表达,以上结果表明MaTGA2、MaTGA3和MaTGA8在香蕉抗枯萎病中发挥重要的生物学功能。本研究结果为香蕉TGA转录因子功能挖掘奠定理论基础。     

The effect of salt stress on Arabidopsis thaliana and Phelipanche ramosa interaction

Salinity and Orobanche or Phelipanche spp. infection are important crop stress factors in agricultural areas. In this study, we investigated the effect of salt stress on Phelipanche ramosa seed germination and its attachment onto Arabidopsis thaliana roots. We also evaluated the effect of both stresses on the expression of genes regulated by abiotic and biotic stresses. According to our results, high concentration of NaCl delayed P. ramosa seed germination in the presence of a strigolactone analogue (GR24). A similar pattern was observed in the presence of A. thaliana plants. Furthermore, we found that salt‐treated A. thaliana seedlings were more sensitive to P. ramosa attachment compared with the untreated plants, indicating that there was a positive correlation between salt sensitivity and the ability of P. ramosa to infect A. thaliana plants. At the molecular level, a synergystic effect of both salt and P. ramosa stresses was observed on the cold‐regulated (COR) gene expression profile of treated A. thaliana seedlings. Our data clarify the interaction between parasitic plants and their hosts under abiotic stress conditions.     

植物脱水素对多种逆境的响应

综述了目前关于脱水素（Dehydrin,DHN）的研究进展,包括脱水素的蛋白结构特征、细胞定位及作用机制,脱水素在生物及非生物逆境下的转基因研究,脱水素的磷酸化修饰,脱水素的结合金属离子、清除活性氧、作为分子伴侣 保护酶活性等特性。展望了利用现代生物技术将脱水素用于提高植物对逆境的耐受力的应用前景,提出今后还需在脱水素作用机制、基因家族功能与生物胁迫相关性等几个方面进行深入研究。     

转hrf1基因水稻对稻曲病抗性分析

用注射接种法测定9个转hrf1基因水稻品系对稻曲病的抗性,结果表明B12-2m、B12、HTRP2和NJH12转基因系对稻曲病的抗性有显著提高,其中NJH12对稻曲病的抗性表现最突出。在江苏南京和安徽潜山两地的田间测定结果显示NJH12对稻曲病的抗性表现明显,与对照相比防效提高65%以上。用RT-PCR测定抗病转基因系中防卫基因的表达,在抗病转基因系中,Ospr1a、Ospr1b和PAL等防卫反应基因的表达明显增强。转hrf1基因水稻可能通过诱导防卫反应基因的表达提高水稻对稻曲病的抗性。     

黄瓜绿斑驳花叶病毒基因组全序列分析及病害的田间调查

为明确近年来在浙江省葫芦科作物上发生的黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)基因组特征及其发生分布情况,从浙江省及上海地区的甜瓜、西瓜和瓠瓜上采集疑似样品进行RT-PCR鉴定,通过分段扩增测序的方法拼接获得基因组全序列并进行系统进化分析,利用特异性引物扩增获得CGMMV外壳蛋白(coat protein,CP)基因序列,制备CGMMV CP抗血清进行Western-blot和Dot-ELISA检测。结果显示,来自甜瓜、西瓜和瓠瓜的3个CGMMV分离物基因组全序列均具有烟草花叶病毒属典型基因组结构特征,全部由6 423 nt构成;3个全序列间的核苷酸同源性高达99.11%~99.67%,编码的CP氨基酸同源性为100%。系统进化分析发现,CGMMV不同分离物形成2个进化相关群体,3个浙江的CGMMV分离物均位于第I组内,与已报道的中国CGMMV分离物和韩国CGMMV分离物亲缘性较高。Western-blot检测表明CGMMV CP抗血清可以与感病植株中的病毒发生特异性反应,可用于CGMMV鉴定;Dot-ELISA检测发现CGMMV在浙江省和上海市的葫芦科作物上普遍存在。     

三七NAC基因家族全基因组鉴定与表达分析

为明确三七Panax notoginseng NAC转录因子基因家族的分布、功能和结构,通过生物信息学分析法进行鉴定,对其理化特性、染色体位置和进化特征进行分析,并根据RNA-seq数据分析其家族成员的时空表达模式和受黑斑病菌Alternaria panax诱导后的表达情况。结果显示,三七中共有98个NAC基因家族成员,其编码蛋白质长度介于104～882个氨基酸之间,分子量在11.78～100.20 kD之间,等电点在4.12～9.75之间。这98个NAC基因家族不均匀地分布在三七的12条染色体上,其中1号染色体分布最多（16个）,而11号染色体上分布最少（1个）。三七NAC基因启动子区域存在与光响应、生长素响应、赤霉素响应及茉莉酸甲酯响应等相关的多种顺式作用元件。NAC基因在三七不同组织及根部不同发育时期均有表达,在受到黑斑病菌侵染的叶片中NAC部分基因家族成员显著上调表达。表明NAC基因家族在三七的生长发育和响应黑斑病菌侵染过程中具有重要作用。