烟草NtCycB2启动子的克隆和组织驱动特性分析

【背景和目的】烟草B型细胞周期蛋白CycB2可以负调控腺毛的发生,为分析烟草Nt CycB2启动子的组织驱动特性。【方法】通过实时定量PCR分析普通烟草NtCycB2-1和Nt CycB2-2两种序列的组织表达差异,克隆NtCycB2-1和NtCycB2-2启动子序列,对其进行进化分析、顺式元件预测和组织驱动特性分析。【结果】(1)烟草NtCycB2-1和NtCycB2-2均为腺毛优势表达基因,NtCycB2-1的表达量显著高于NtCycB2-2;(2)普通烟草中存在两种NtCycB2启动子序列类型(ProNtCycB2-1和ProNtCycB2-2),其中ProNtCycB2-1来自于林烟草,ProNtCycB2-2来自于绒毛烟草,这些CycB2启动子中普遍存在ABRE等激素应答元件,以及MYB-motif、MYC-motif和TC-rich repeats等逆境响应元件;(3)以GUS为报告基因,研究NtCycB2-1和NtCycB2-2两个启动子的组织驱动特性发现,NtCycB2-1和NtCycB2-2启动子均能驱动GUS基因在叶片和茎部腺毛中特异表达,其中NtCycB2-1启动子的驱动能力高于NtCycB2-2。【结论】Nt CycB2启动子可驱动下游基因在腺毛中特异表达。本研究为寻找腺毛特异表达顺式元件、构建腺毛人工启动子、研究腺毛发生机制奠定基础。

烟草NtCycB2基因通过茉莉酮酸途径调控腺毛发生

【目的】为了探究烟草NtCycB2调控腺毛发生的可能分子机制。【方法】采用酶联免疫吸附法(ELISA)对K326、NtCycB2过表达株系NtCycB2-M和NtCycB2敲除株系NtCycB2-OE叶片内源激素进行测定;通过实时定量PCR分析NtCycB2对茉莉酮酸(JA)合成和信号途径相关基因表达量的影响,以及NtCycB2对外源激素茉莉酮酸甲酯(MeJA)的应答模式;NtCycB2-OE株系喷施不同浓度的MeJA,对其进行叶面腺毛形态观察和密度统计。【结果】(1)植物内源性激素检测结果表明敲除NtCycB2基因后烟叶JA含量显著增加,过表达NtCycB2基因后烟叶JA含量显著降低,其他内源激素的含量未发生显著变化。(2)NtCycB2基因影响JA合成、代谢和信号转导相关基因MFP、JMT和NtJAZ-1、-8、-15表达。(3)NtCycB2转录水平受外源激素MeJA的抑制。(4)MeJA促进NtCycB2-OE植株叶面长柄腺毛的发生。【结论】部分JA信号通路相关基因的表达受NtCycB2的影响,同时JA信号可以抑制NtCycB2的表达,进而促进长柄腺毛的发生。

烟草腺毛中NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因表达分析

【目的】为探究NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因在腺毛发生发育中的作用。【方法】通过实时定量PCR技术分析NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因在高分泌型烤烟种质T.I.1068和非分泌型烤烟种质C110上的转录水平以及茉莉酮酸甲酯(Methyl Jasmonate,MeJA)处理C110后NtHD-ZIP IV和NtJAZ家族基因的转录水平。【结果】(1)C110的腺毛类型以短柄分泌型腺毛和非分泌型腺毛为主,T.I.1068的腺毛类型以长柄分泌型腺毛和短柄分泌型腺毛为主,MeJA处理后,C110的长柄分泌型腺毛密度增加。(2)Nt HD-ZIP IV-6、-7、-9和-14在C110和T.I.1068表皮毛中的表达水平均较高,NtHD-ZIP IV-1、-2、-3和-13在C110表皮毛中表达水平较高,NtHD-ZIP IV-12则在T.I.1068表皮毛中表达水平稍高。MeJA处理后,NtHD-ZIP IV-1、-2和-7的转录水平受到抑制,而NtHD-ZIP IV-5的转录水平上调。(3)与C110相比,Nt JAZ-1、-7、-9、-12、-13、-14和-15在T.I.1068表皮毛中的表达水平显著上调;与T.I.1068相比,Nt JAZ-11则在C110表皮毛中表达水平显著上调。MeJA处理后,NtJAZ-1、-3、-5、-7、-8、-9、-10、-12和-15的转录水平上调。【结论】MeJA对长柄分泌型腺毛有诱导作用,NtHD-ZIP IV-12和NtJAZ-1、-7、-9、-12、-13、-14、-15在T.I.1068表皮毛中的表达水平较高,而在C110表皮毛中表达水平较低。

小麦TaPK7基因单核苷酸多态性与抗旱性的关系

以抗旱性不同的45份六倍体小麦和5份小麦的二倍体近缘种为材料,通过测序检测TaPK7基因的单核苷酸多态性,研究了TaPK7基因多态性与抗旱性的关系,旨在为发掘利用小麦抗旱基因资源奠定基础。50份材料TaPK7序列总长220448bp,其中有64个SNP和9个InDel,二者的频率分别为1SNP/3445bp和1InDel/24494bp。编码区的核苷酸多样性π值小于非编码区,可能是由于编码区承受的选择压力较大。同义突变(Ka)与非同义突变(Ks)比值是0.415,表明该基因受负向选择影响,属于相对保守基因。在编码区检测到16个单核苷酸突变,多存在于抗旱材料中。共检测到21种单倍型,其中5种为强抗旱材料单倍型,2种为干旱极敏感材料单倍型,11种中等抗旱材料单倍型,另外3种单倍型中同时包括抗旱材料和干旱敏感材料,初步揭示了TaPK7基因的单核苷酸多态性与抗旱性相关。

小麦TaPK7基因的克隆及其在多种胁迫条件下的表达分析

为了揭示小麦TaPK7基因对不同逆境胁迫的应答机制,以SAPK7基因的全长cDNA序列为信息探针,采用电子克隆和RT-PCR的方法,从抗旱小麦品种旱选10号中克隆到一个包含1 074 bp开放阅读框、编码357个氨基酸的cDNA序列,命名为TaPK7。生物信息学分析表明,TaPK7同时具有磷酸化丝氨酸/苏氨酸和酪氨酸的活性。氨基酸序列比对发现,TaPK7与水稻、玉米、大麦等植物中受逆境胁迫诱导表达的直系同源基因高度同源。实时定量RT-PCR检测结果表明,TaPK7参与对高渗、高盐、低温等多种胁迫和ABA处理的应答反应,但在不同胁迫或处理下的表达模式不同,TaPK7对四种非生物胁迫的敏感性次序为:高盐>高渗>低温>ABA。

烟草NtSnRK2.1基因的克隆及其在非生物胁迫条件下的表达

从普通烟草腺毛cDNA文库中筛查烟草SnRK2基因的EST序列,以此序列为信息探针,通过电子克隆和RT-PCR的方法从烟草中克隆到一个包含1017 bp开放阅读框、编码338个氨基酸的cDNA序列,命名为NtSnRK2.1。生物信息学分析表明,NtSnRK2.1蛋白同时具有磷酸化丝氨酸/苏氨酸和酪氨酸的活性。氨基酸序列比对发现,NtSnRK2.1与拟南芥、水稻和小麦等植物中受逆境胁迫诱导表达的直系同源基因高度同源。组织表达分析结果显示,烟草NtSnRK2.1基因的组织表达差异较大,在根部的表达量最高,其次是叶片,茎部的表达量最低。胁迫处理下的基因表达分析结果表明,NtSnRK2.1受高盐、高渗、低温胁迫和ABA处理诱导表达,对各胁迫条件的应答模式不同,其对各胁迫条件的敏感度为:高渗>高盐>低温>ABA。

烟草重要基因篇13: 烟草腺毛发生和发育相关基因

烟草(Nicotiana tabacum L.)腺毛丰富、类型多样、分泌旺盛,对烟株抗性和烟叶香气品质具有重要影响。对近年来烟草腺毛发生和发育、腺毛分泌物合成相关基因的研究进展进行了综述,并展望了其在烟草叶面化学定向调控和品种改良中的应用潜力。

植物和小麦SnRK2基因家族的研究进展

干旱、高盐、极端温度等逆境因子是限制作物产量和品质提高的重要因素。挖掘和利用逆境应答基因资源是改良其抗逆性的前提和基础,对于研究植物抗逆机制具有重要意义。蔗糖非发酵相关蛋白激酶家族2(Sucrose non-fermenting-1-related protein kinase 2,SnRK2)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色。为了促进小麦SnRK2基因家族的研究,该文对SnRK2基因的结构、抗逆功能、互作蛋白,以及小麦SnRK2基因家族的研究现状进行了阐述。

浅谈多媒体教学中存在的问题及解决策略

近年来,随着教育现代信息化在高等学校的发展和普及,多媒体教学越来越多地被广大教师和学生所接受。在PPT、Authorware和Flash等众多的多媒体工具中,PPT成为广大高校教师制作课件的主要工具。教师借助PPT,把教学大纲、教学目的和课程内容制作成课件,将文字、图片、表格、动画、声音及视频等多种媒体资源融合到当中,通过液晶投影机放映出来,进行辅助讲解,这就是PPT辅助课堂教学。我们对200个学生进行了问卷调查,根据反馈信息发现,PPT在课件制作和教学运用实践中存在一些问题,本文针对这些主要问题及其解决策略进行探讨。

浅谈本科生科研能力的培养

科学研究是指运用严密的科学方法，从事认识客观世界、探索客观真理的实践活动。科研创新思维是人类社会进步的核心动力和源泉。大学生作为社会新技术、新思想的前沿群体，代表着最先进的流行文化，是推动社会进步的中坚力量。因此，培养大学生的科研创新能力，是推进社会文明进步的关键，是高等教育的一项重要任务。如何培养本科生在科学研究过程中的创新能力，笔者根据自己的科研生涯总结出了一些观点。

关于提高高等院校选修课教学质量的思考

公共选修课是由学校教务处统筹安排，面向全校学生开设的，由学生自主选择修读的课程，涉及社会科学和自然科学技术类的各门课程。它是高等院校教育教学活动的重要组成部分，对于优化学生的知识结构、拓宽学生的知识面、激发学生的学习兴趣、提高学生的综合素质水平具有重要意义。

烟草NCED3基因的克隆及其干旱胁迫表达分析

为揭示9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)在烟草生长发育过程中的功能,通过同源克隆方法获得烟草品种K326类胡萝卜素降解关键基因NCED3两个c DNA全长序列。序列分析表明:K326 NCED3-1和NCED3-2基因分别包含一个1842bp和1830bp的开放读码框(ORF),各编码613个和609个氨基酸。预测蛋白质分子量分别为68177.8 Da和67754.2Da,理论等电点(p I)各为7.66和7.28。跨膜区预测、亲水性和信号肽分析表明很可能是定位于线粒体膜上的亲水性跨膜蛋白。二级结构预测模型显示此蛋白结构以β折叠和无规则卷曲为主。蛋白三级结构预测分析表明NCED3-1与NCED3-2空间结构极为相似。PEG6000胁迫分析表明,干旱胁迫可以诱导NCED3基因表达以及内源ABA的积累。且在处理12h之前,NCED3表达与ABA累积速度均呈现升高趋势,之后逐渐降低。研究结果为解析NCED3在烟草抗旱方面的功能提供一定的研究基础。

施氮量对烤烟成熟期中部烟叶碳氮代谢及相关基因表达的影响

为探明不同施氮量处理对烤烟碳氮代谢的影响,以烤烟品种豫烟10号为材料进行试验,施氮量分别设置低氮(22.5 kg/hm^2)、中氮(26.25 kg/hm^2)和高氮(30 kg/hm^2)3个处理,研究烤烟成熟期中部烟叶细胞的超微结构、碳氮代谢产物的变化规律和碳氮代谢途径相关基因的表达模式。结果表明:随土壤氮肥施用量的增加,烟叶细胞中淀粉粒体积增大,烟叶总糖和还原糖含量降低,淀粉和总氮含量增加。碳代谢关键基因AGPase的表达量随烟叶的生长而增加,但增加量随施氮量的增加而逐渐减少;氮代谢关键基因NR的表达量则随施氮量的增加而下降。

典型烤烟品种腺毛形态及分泌特性比较分析

为探讨烤烟叶面化学特征及其形成机制,本文以K326、红花大金元、中烟100、翠碧1号、豫烟11等代表性烤烟品种为试验材料,采用超景深显微技术、GC-MS分析检测技术和荧光定量PCR技术,对叶面腺毛形态、叶面化学成分以及腺毛分泌物合成关键基因表达进行了比较分析。结果发现:(1)烤烟腺毛由长柄分泌型腺毛、短柄分泌型腺毛和非分泌保护毛等不同类型组成,翠碧1号和豫烟11中分泌型腺毛含量较高,而中烟100中非分泌型腺毛相对丰富。(2)西柏烷类化合物是烤烟叶面的主要化学成分,以K326中的含量为最高;赖百当类化合物在烤烟中含量极少,但豫烟11中顺冷杉醇和赖百当二醇含量较高。(3)西柏烷类合成酶关键基因CYC和CYP71D16在K326中表达活跃,赖百当合成酶关键基因CPS2在豫烟11中的表达量明显高于其它品种。不同烤烟品种之间叶面腺毛形态、基因表达及分泌物含量所存在的明显差异,可能与品种特色密切相关。

复合有机肥对烤烟淀粉生物合成的影响

为探讨复合有机肥(生物炭占30%,草炭占70%)对烤烟烟叶淀粉合成代谢途径的影响,采用田间试验方法,比较不同施用量下烤烟云烟87叶片超微结构差异、淀粉积累规律以及淀粉合成关键酶基因的表达规律。结果表明:添加复合有机肥有利于叶片细胞中淀粉粒的积累,随着施用量的增加,淀粉粒数目增多、体积变大;总淀粉和支链淀粉含量相应增加,直链淀粉含量反而减少,淀粉组分显著改变;淀粉合成关键酶基因的表达变化与淀粉含量变化一致,颗粒结合型淀粉合成酶基因(GBSS1)的表达随复合有机肥的施用量增加而减弱,可溶性淀粉合成酶基因(SS1)的表达随复合有机肥的施用量增加而增强。由此可见复合有机肥可增加淀粉的积累并改变淀粉组分。

高等植物硝酸盐转运蛋白的功能及其调控机制

硝酸盐是植物从土壤中吸收的重要无机氮素形态。植物为适应含有不同浓度NO3-的土壤环境,进化出了高亲和硝酸盐转运系统(HATS)和低亲和硝酸盐转运系统(LATS),两个基因家族NRT1和NRT2家族分别参与了LATS和HATS的NO3-的吸收和转运。近年来,随着分子生物学技术和植物基因组学的快速发展,研究人员克隆出了大量参与硝酸盐吸收和转运的基因,并对这些基因的功能进行了深入研究,逐渐形成了复杂的硝酸盐调控网络。综述了植物中硝酸盐转运蛋白基因的克隆、表达及调控,并对进一步的研究作了展望,这些结果对于理解植物硝酸盐吸收的调控机制具有重要作用。

添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响

为探究添加生物炭对烤烟碳氮代谢的影响,以烟草品种K326为材料,从细胞组织结构、基因表达以及物质代谢3个层面进行了系统研究。超微结构分析表明:中部叶成熟早期,不施生物炭处理的烟叶淀粉粒积累较多,随着叶片成熟降解更快。基因表达分析显示:打顶后,糖、淀粉代谢相关基因表达逐渐增强,氮代谢相关基因的表达减弱。中部叶成熟后期,添加生物炭越多,相关基因表达越强。物质代谢分析表明:打顶后,添加生物炭处理的总糖、还原糖含量降低,调制后,糖含量较高。打顶及调制后,添加600 kg/hm2生物炭处理的淀粉含量较高。添加生物炭后,总氮、烟碱含量增加,调制后差异变小,这说明添加生物炭对烟叶碳氮代谢有较大影响,进而影响烟叶品质。

过表达Lcy-b基因对烟草类胡萝卜素代谢及香气物质的影响

为揭示类胡萝卜素代谢关键基因番茄红素β-环化酶基因(Lycopene beta-cyclase,Lcy-b)对类胡萝卜素及香气物质代谢的影响,通过同源克隆法获得烟草品种K326 Lcy-b基因c DNA全长序列。采用农杆菌介导法导入烟草,测定Lcy-b过表达对类胡萝卜素各组分及烤后样香气物质含量的影响。序列分析表明:K326 Lcy-b基因包含一个1503bp的开放读码框(ORF),编码500个氨基酸。预测蛋白二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,蛋白质分子量为56.06KDa,理论等电点(p I)为6.98。部分过表达阳性植株Lcy-b基因的表达量显著高于对照,类胡萝卜素组分中的β-胡萝卜素、新黄质、紫黄质比例增加,叶黄素所占比例降低。过表达植株烤后样β-胡萝卜素降解产物显著高于对照,而叶黄素降解产物则低于K326对照或与对照相当。研究结果说明Lcy-b过表达可以改变烟草类胡萝卜素组分比例,影响烤后烟叶香气物质含量。

不同生态区烤烟黄酮类物质代谢途径关键基因表达分析

为探明不同生态环境对浓香型烤烟成熟期黄酮类物质合成代谢的影响机制,采集广东、安徽和河南3个浓香型烤烟生产区对照品种(K326)和本地品种(广东NX232、安徽H240和河南Y10)成熟期中部烟叶,对黄酮类代谢途径关键基因(PAL、C4H、4CL、CHS、CHI)表达水平进行分析。结果表明,3个生态区本地品种与对照品种之间及3个生态区对照品种之间关键基因PAL、CHS和CHI表达强度和表达趋势差异较大。其中,PAL基因表达量在广东生态区最高,在河南生态区最低;CHS基因表达量在安徽和河南生态区相对较高,在广东生态区最低;CHI基因表达量在安徽生态区最高,在广州生态区最低。C4H和4CL的表达强度和表达趋势在3个生态区本地品种与对照品种之间及3个生态区对照品种之间差异相对较小。整体来看PAL、CHS和CHI 3个基因,尤其是CHI基因在3个生态区浓香型烤烟黄酮类物质形成中起关键作用。

OsPT8过量表达提高转基因烟草的耐低磷能力

高亲和磷转运蛋白负责植物在低磷条件下吸收和转运磷酸盐,对植物的生长发育至关重要。将水稻中关键的高亲和磷转运蛋白基因OsPT8(A high affinity phosphate transporter gene OsPht1;8,以下简称OsPT8)通过农杆菌介导的方法转入烟草云烟87,以转基因烟草和野生型(云烟87)为材料,设置正常供磷(1 mmol/L Pi)和低磷(0.1 mmol/L Pi)两个处理的沙培试验,检测烟株地上部和地下部的生物量、全磷及有效磷的含量,分析烟草高亲和磷转运蛋白家族基因(NtPT1和NtPT2)的表达差异。结果显示,低磷条件下,OsPT8过量表达转基因株系生物量均显著高于野生型;在正常供磷和低磷条件下,OsPT8过量表达烟草株系全磷含量和有效磷含量均显著高于野生型,这表明高亲和磷转运蛋白基因OsPT8可以提高转基因烟草的耐低磷能力。RT-PCR和Q-PCR结果显示,转基因株系显著提高了烟草高亲和磷转运蛋白基因NtPT1和NtPT2的表达量,表明OsPT8对烟草磷吸收和转运的影响是通过OsPT8基因和烟草NtPT1、NtPT2基因等一个复杂的过程起作用的。