2022 年 2 期目录

  目的  SPL（SQUAMOSA promoter binding protein-like）是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件（根、花粉）,10种激素响应元件（生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸）,4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。      

草莓miR156靶基因SPL9的克隆与表达分析

 【目的】从草莓中克隆SPL(SQUAMOSA promoter binding protein-like)转录因子基因SPL9,并分析其在草莓植株不同生长时期的表达水平及与miR156的表达关系,探讨SPL9在草莓植株生长发育中的作用。【方法】根据苹果SPL基因家族的保守序列设计简并引物,以草莓叶片为试材,利用RT-PCR克隆草莓SPL9基因片段,在此基础上利用RACE方法克隆SPL9的cDNA全长。利用实时定量RT-PCR技术分析草莓叶片中SPL9及miR156的表达水平。【结果】从草莓（Fragaria×ananassa）品种‘全明星’中克隆出SPL9基因的cDNA全长序列,命名为FaSPL9。其CDS长度为1 143 bp,编码381个氨基酸,与拟南芥AtSPL9、葡萄VvSPL9、枳PtSPL9、苹果MdSPL9以及玉米ZmSPL9的氨基酸序列同源性分别为：40.30%、64.57%、56.09%、70.33%,38.35%。FaSPL9有着高度保守的SBP结构域和一个双向核定位信号KRXXXRRRK。FaSPL9基因序列中包含miR156的靶位点,实时定量RT-PCR结果表明,在草莓植株的不同生长时期FaSPL9的表达量不同,且与miR156呈现相反的表达模式。【结论】从草莓中分离出FaSPL9基因,其作为miR156的靶基因,推测FaSPL9对草莓植株的生长发育具有重要的调控作用。     

枳SPL9和SPL13全长cDNA克隆、亚细胞定位和表达分析

【目的】从枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]中克隆SBP类[SQUAMOSA(SQUA)promoter-binding-like]转录因子基因SPL9和SPL13全长,构建SPL9和SPL13亚细胞定位表达载体验证其是否具有核定位功能,利用荧光定量PCR研究其在枳不同组织的表达特性,初步确定SPL9和SPL13在枳生长发育过程中的作用。【方法】利用生物信息学结合RACE技术以枳花器官的cDNA为模板,克隆出SPL9和SPL13基因全长,分别命名Pt-SPL9和Pt-SPL13,大小分别是1519bp和1824bp,在GenBank的登录号分别是FJ502237和FJ502238;构建Pt-SPL9和Pt-SPL13亚细胞定位载体35S-GW-FJ502237/FJ502238-GFP,基因枪转化洋葱表皮细胞,暗培养24h后激光共聚焦显微镜下观察;利用SYBR Green I实时定量RT-PCR方法检测Pt-SPL9和Pt-SPL13在根、茎、叶、花序、花和果等不同组织中的表达。【结果】生物信息学分析表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13的cDNA序列中都有microRNA156的识别位点,Pt-SPL9与金鱼草、拟南芥和玉米SPL9的同源性分别为48.9%、42.5%和41.7%;Pt-SPL13与拟南芥SPL13、水稻的SPL16和玉米的TGA1同源性分别为40.8%、38.1%和35.8%。Pt-SPL9和Pt-SPL13与其它植物的SBP一样有着高度保守的序列,即SBP结构域和一个双向核定位信号KRXXXRRRK。亚细胞定位结果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13均定位于细胞核中。SYBR Green I实时定量RT-PCR结果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13在各个器官均有表达,但表达量不同,Pt-SPL9在茎中的表达量最高,在花和叶中的表达量次之,在根、花芽和幼果中的表达量最低;Pt-SPL13在幼果中的表达量最高,在茎和花芽中的表达量相当,其次为叶,在花和根中的表达量很低。【结论】转录因子Pt-SPL9和Pt-SPL13均具有核定位功能,Pt-SPL9和Pt-SPL13对枳的茎和果实的发育可能有着重要作用。     

基于CFD的6MF-30型风力灭火机多目标优化

为了解决6MF-30型风力灭火机效率偏低等问题,该文首先对该风力灭火机的实际工况进行测试并模拟计算;然后应用最优化理论,建立该风力灭火机效率和声功率级的多目标优化数学模型,编程计算得到设计变量的最优组合及计算结果,以优化后的结构参数为基础建立三维模型,模拟计算结果显示,优化风机的A计权声压级虽然较原机增加1.28%,但效率、出口全压、出口流量和出口速度分别较原机提高17.56%、23.96%、11.56%和11.33%,风机的综合性能得到改善。该结论可为风力灭火机的设计提供参考。     

椰子SPL基因家族的生物信息学分析及其表达分析

SQUAMOSA Promoter Binding Protein Like（SPL）基因是植物特有的转录因子,在植物生长发育过程中发挥重要的调节作用。本研究根据已释放的椰子转录组序列信息和水稻SPL基因家族的蛋白序列信息,一共从椰子转录组种鉴定出24个CnSPL基因,分别命名为CnSPL1~CnSPL24。Pfam分析表明椰子24个CnSPL基因同样具有已在拟南芥和水稻中报道的SBP-box保守结构域。通过聚类分析将24个基因分成6个亚族（G1~G6）。RPKM分析表明G5亚族的CnSPL1、CnSPL2、CnSPL3和CnSPL4基因在椰子不同组织中均处于高表达水平,而G3亚族中CnSPL5、CnSPL7、CnSPL11和CnSPL13基因在椰子不同组织中则均处于低表达水平。另外,CnSPL家族基因在胚胎愈伤组织中均有较高表达,说明CnSPL家族很可能参与椰子的胚胎愈伤的形成与分化。     

葡萄SPL9和SPL10基因全长cDNA克隆、亚细胞定位和表达分析

 从‘夏黑’葡萄（Vitis vinifera × V. labrusca ‘Summer Black’）中克隆了SBP（Squamosa promoter binding protein）类重要转录因子基因SPL9和SPL10全长cDNA序列,在GenBank的登录号分别是HM018600和HM018601,序列分析表明二者均具备完全保守的核定位信号序列（KKSR）、SBP结构域以及葡萄microRNA156a（Vv-miR156a）的靶序列。进一步构建Vv-SPL9和Vv-SPL10亚细胞定位表达载体,对其是否具有核定位功能进行了研究,并利用半定量、荧光定量RT-PCR研究了这两个基因与Vv-miR156a在葡萄不同组织的表达情况。结果表明：转录因子SPL9和SPL10均定位于细胞核中,而且两个基因在葡萄各个组织中均有表达,但表达量存在差异,两者均在小果中的表达量最高。Vv-miR156a的积累水平与这两个基因在各个组织中的表达呈现一定的消长关系,并且在小果中最为明显。     

光皮桦BlSPL1转录因子基因的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

Squamosa promoter binding protein like genes(SPLs)对植物开花具有重要的调控作用.基于转录组序列并利用RACE技术从光皮桦中分离获得BlSPL1基因,其cDNA序列全长1 825 bp,包含开放阅读框长1 170 bp,编码389个氨基酸,与桃PpSPL1(EMJ10405)的同源性最高(67％),属于陆地植物SPLs基因家族的group VⅧ分支.表达分析显示BlSPL1在光皮桦芽、雌花、雄花、幼苗中均有表达,在雄花和幼苗中表达量较低,但在芽发育成雌花过程中明显上调,推测其可能对早期的雌花形成起调控作用.同时,从57个不同的光皮桦无性系中克隆BlSPL1的基因组序列,进行单核苷酸多态性(SNP)分析,共检测到98个SNP位点,SNP频率为1/26 bp,多样性指数π为0.007 12.在外显子区域,共检测到28个SNP位点,其中11个为同义突变,17个为错义突变.进一步的连锁不平衡分析显示,随着序列长度的增加,不同光皮桦群体BlSPL1内的SNPs连锁不平衡在基因内部迅速衰退.     

Genome-wide identification and involvement of litchi SPL genes in flowering in response to cold and leaf maturity

Litchi (Litchi chinensis Sonn.) flowers from shoot apical meristems after exposure to prolonged cold differently depending on maturity. The molecular mechanism defining that interaction of cold with maturity is not fully understood. In the present study, potted litchi plants with terminal flushes at mature and turning stage were treated with 60-days of cold. The mature plants, but not the turning plants, were competent to flower, indicating the importance of terminal flush maturity on litchi flowering. This result could be explained by the difference in accumulation of soluble sugars in the apical leaves on terminal flushes. To explore this link, the miR156/SPL (SQUAMOSA-Promoters Binding Protein-like) module, a dominant sugar-mediated flowering regulator, was investigated. Eighteen SPL homologues were identified, 11 of which were up-regulated during the transition from juvenile to adult. Ten LcSPLs were highly expressed in response to cold, but only LcSPL1 and LcSPL2 correlated with the age-dependent flowering in response to cold. Further, 12 LcSPLs, putative targets of LcmiR156, were subjected to transient co-expression assays in tobacco leaves. LcSPL3 and LcSPL10 showed direct binding to the LcFT1 promoter in vitro and in vivo. This trans-activation was verified by yeast one-hybrid (Y1H) assays.     

SPL调控因子在植物生长调控的研究进展

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物特有的转录因子,它参与了植物叶、花、果实的发育、发育阶段转变、花青素的合成以及胁迫应答等调控过程。SPL转录因子家族成员均含有高度保守的SBP结构域,可以特异性结合所调控基因启动子的顺式作用元件,还可与其它调控蛋白相互作用,共同调控相关基因的表达。另外,SPL在转录后水平还受miRNA156/miRNA157的负调控。本研究从SPL调控因子在植物形态建成、次生代谢、生理胁迫中的表达调控研究进展方面进行综述。     

SPL转录因子的研究进展

SPL(squamosa promoter-binding protein like)基因家族是植物特有的一类转录因子,主要通过结合下游基因启动子区的顺式作用元件GTAC基序,从而参与调控下游基因的表达。SPLs转录因子在植物的生长发育、信号传导、应答环境胁迫等方面有着重要的作用。目前研究表明,大豆SPL转录因子在参与调控大豆植株分枝数,产量和生育期等方面扮演重要作用。文章首先从该家族转录因子的克隆入手,回顾该基因家族的由来历史,然后介绍其结构上的保守性和独特性,最后重点综述SPL转录因子在植物中的调控网络,及其生物学功能,并对其在大豆及其它农作物生产上的应用前景及其调控植物性状的具体机制进行展望。