外源蔗糖影响AtKEA1和AtKEA2调节拟南芥幼苗根的生长

为探究拟南芥(Arabidopsis thaliana)K+/H+反向转运体KEA1和KEA2在植物生长发育过程中的功能作用,以拟南芥野生型和kea1kea2功能缺失突变体为研究材料,通过表型分析,碘化丙啶染色观察根的结构,高效液相色谱法测定内源糖含量,转录组测序及实时荧光定量PCR比较分析相关基因表达量的变化,组织化学染色检测叶片超氧阴离子的分布等研究发现:在没有蔗糖的培养基中,kea1kea2双突变体的根长显著短于野生型Col-0;进一步观察发现,与野生型相比,kea1kea2双突变体的根尖分生组织区较短,内源蔗糖含量下降,并且kea1kea2双突变体的叶片分布较多的O_(2)^(·-)。当外源添加30 g·L^(-1)蔗糖后,野生型与kea1kea2双突变体的根长无显著差异。转录组测序分析显示,许多参与蔗糖信号和根生长发育的关键基因在kea1kea2双突变体中的表达受到抑制。综上所述,外源蔗糖影响AtKEA1和AtKEA2参与调节的拟南芥幼苗根的生长。

植物褪黑素功能及其作用机制的研究进展

褪黑素是一种重要的植物生长调节剂,在植物中具有多种功效。鉴于褪黑素在植物中的多种功能作用,为了给褪黑素在农业生产中的应用提供理论依据,通过查阅并梳理相关文献,阐述了植物中褪黑素的合成及代谢途径,褪黑素对植物生长发育的调控及对植物响应逆境胁迫的影响和褪黑素诱导作用的机制。褪黑素不仅参与植物种子萌发、根系发育、开花结果等生长发育过程,还能充当胁迫缓解剂,调节植物对多种生物胁迫/非生物胁迫的响应,且用外源褪黑素处理能够有效地缓解低温、干旱、盐碱以及病虫害等对植物的损伤程度,今后的研究应将盆栽试验与田间试验结合起来,以加速褪黑素在农业中的广泛应用。

盐及低温胁迫对油菜ROS和抗氧化酶活性的影响

以超强抗寒冬油菜陇油6号和抗寒性较弱的天油2号为材料,探究在盐胁迫和低温胁迫下活性氧(ROS)和抗氧化酶活性的变化以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶、促分裂原活化蛋白(MAP)激酶级联途径对ROS和抗氧化酶变化的影响.结果表明,盐胁迫和低温胁迫均增加了油菜w(H2O2)和c (·OH),且伴随着超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的升高;经二苯基碘、U0126和二甲基硫脲预处理后再胁迫,与单独胁迫相比,陇油6号和天油2号油菜中w(H2O2)、c (·OH)和SOD、POD、CAT、APX活性均有所下降,表明MAP激酶级联途径、NADPH氧化酶均参与了盐和低温胁迫对ROS和抗氧化酶活性的诱导过程.

油菜BnICE1的克隆及表达分析

【目的】从超强抗寒油菜品种陇油6号中克隆抗寒转录因子BnICE1,并对其进行序列特征分析,研究BnICE1在低温胁迫下表达水平的变化,探讨BnICE1对油菜耐低温胁迫能力的影响。【方法】利用RACE技术获得油菜BnICE1全长的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR研究BnICE1低温及不同组织表达量。【结果】cDNA片段全长1 737 bp,包含1 500 bp完整的开放阅读框,该基因编码499个氨基酸残基,分子量53.2 kD,等电点5.0。序列比对表明,该蛋白C端含有一个典型的bHLH结构域,与其它植物的ICE1蛋白具有较高的同源性,因此命名为BnICE1(GenBank登录号为JF268687)。进化树分析表明,BnlCE1同羊草和白菜亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果表明,该基因在油菜茎、叶和下胚轴均有表达,下胚轴中表达量最高,同时该基因的表达受低温胁迫诱导。【结论】从油菜中克隆了抗寒基因BnICE1,实时荧光定量PCR分析表明其在油菜适应低温胁迫的过程中发挥作用。

油菜BnMKK2基因的克隆及表达分析

通过实验从陇油6号油菜中克隆得到了一种新的MAPK激酶基因BnMKK2基因的cDNA,全长1 344 bp,其中包括5'非翻译区(5'UTR)111 bp,3'非翻译区(3'UTR)165 bp,开放阅读框(ORF)长1 068 bp,编码355个氨基酸,该基因编码的蛋白质分子量为39.3 kDa,理论等电点为6.8。与拟南芥AtMKK2有很高的同源性,因此命名为BnMKK2(GenBank登录号:HQ848661)。该基因实时荧光定量PCR分析表明,BnMKK2基因的表达受低温胁迫诱导。

MAPKK抑制剂对低温胁迫下油菜幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响

以两种油菜品种天油2号和陇油6号作为供试材料,研究了MAPKK抑制剂U0126对低温胁迫油菜幼苗叶绿素、F_v/F_m、抗氧化酶活性的影响.结果表明:低温胁迫下,油菜幼苗叶绿素质量分数、F_v/F_m下降,MDA质量分数增加,CAT,APX,GR,SOD活性先增加后下降.MAPKK抑制剂U0126预处理再低温胁迫后,与单独低温处理相比,叶绿素质量分数、F_V/F_m降低,MDA质量分数增加,抗氧化酶活性均下降.表明MAP激酶级联途径参与油菜抗低温胁迫转导途径,缓解低温胁迫造成的氧化损伤,对其抗氧化损伤起了一定正调控作用.

盐胁迫对两种油菜叶片生理指标的影响

以两种油菜品种天油2号和陇油6号作为供试材料,研究这两种油菜叶片在盐胁迫下各个生理指标(叶绿素含量,MDA含量,脯氨酸含量,抗氧化酶活性等)的影响.结果显示在不同浓度的盐胁迫下,两种油菜叶片中叶绿素含量呈先上升后下降的趋势,MDA含量总体呈上升趋势,SOD、CAT和APX的活性呈先升高后下降的趋势,GPX的活性总体呈上升趋势,天油2号中游离脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势,陇油6号中游离脯氨酸的含量总体呈上升趋势.结果表明不同浓度的盐胁迫会对两种油菜叶片细胞造成氧化损伤,通过对两种油菜叶片各生理指标测定值的分析,随着盐胁迫浓度的不断增大,陇油6号油菜表现出了更好的抗盐胁迫的能力.

油菜BnHMGB2基因的克隆及表达分析

通过RACE技术从陇油6号油菜中克隆得到了一种新的BnHMGB2基因的cDNA,全长823 bp,其中包括438 bp的开放阅读框,131 bp的5'非翻译区(5'UTR),253 bp的3'非翻译区(3'UTR)。与拟南芥AtHMGB2的同源性达到了87.4%,因此命名为BnHMGB2(GenBank登录号:JN807314)。该基因编码145个氨基酸的蛋白质,分子量15.9 KDa,等电点为5.63。实时荧光定量PCR结果表明该基因在油菜根、茎、叶、下胚轴均有表达,根中表达量最高。同时,该基因的表达受低温胁迫的诱导,表明该基因在油菜适应低温胁迫的过程中发挥作用。

高山离子芥CbMAPK3基因克隆与原核表达

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在信号传导过程中发挥着重要的作用。以高山离子芥叶片为材料,利用RT-PCR法克隆到全长CbMAPK3基因cDNA,将其与大肠杆菌表达载体pET-30a连接,构建原核表达载体pET-30a-CbMAPK3,并转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导表达后,SDS-PAGE以及Western blot检测结果表明该基因表达了1个约46kD的蛋白,为进一步研究目的蛋白的结构和功能提供了实验基础。

植物MAP激酶级联途径研究进展

MAP激酶(促分裂原活化蛋白激酶)级联途径可以将不同的细胞膜感受器与细胞应答联系起来,响应各种生物以及非生物胁迫,在植物激素信号以及细胞分裂和发育过程中发挥着重要的作用.为有效地传递各种特异信号,MAP激酶级联相互交叉形成复杂的信号传递网络.近年来,随着功能获得型突变体、功能缺失型突变体的获得以及其它一些新技术的应用,进一步阐明了MAP激酶级联途径在信号传导过程中的功能和作用.本文主要对植物MAPK级联途径在信号传导过程中交叉串通以及复杂性的最新研究结果进行综述.

白菜型油菜RbohC和RbohF基因克隆与表达分析

该研究以白菜型油菜(Brassica rapa L.)‘陇油6号’为实验材料,采用RT-PCR方法克隆油菜RbohC和RbohF基因,并采用实时荧光定量PCR技术对RbohC、RbohF基因在不同组织及非生物胁迫下的表达进行分析,为深入研究油菜RbohC、RbohF基因的生物学功能提供依据。结果显示:(1)成功克隆得到2个全长分别为3 050bp和2 995bp的油菜RbohC (GenBank登录号:XM_009134386)和RbohF (GenBank登录号:XM_009114548)基因序列。(2)生物信息学分析显示,油菜RbohC和RbohF基因开放阅读框(ORF)分别为2 733bp和2 847bp,编码910和948个氨基酸,推测二者的蛋白质分子量分别为103kDa和108kDa,理论等电点分别为9.47和9.21;油菜RbohC、RbohF编码的氨基酸序列与萝卜等多种植物相应蛋白氨基酸序列具有较高的同源性,且这些序列高度保守并含有NADPH氧化酶的典型保守结构域,包括2个可以与Ca2+结合的EF手性模体结构、6个跨膜结构域、黄素腺嘌呤二核苷酸结合结构域、NAD焦磷酸结合结构域和C末端区域中的NADP核糖保守结合位点。(3)油菜RbohC和RbohF基因在根、茎、叶和下胚轴中均表达,无组织特异性,但RbohC基因在根中表达量最高,RbohF基因在下胚轴中表达量最高。(4)低温、干旱、盐、ABA、H2O2处理都能够诱导油菜RbohC和RbohF基因的表达,但抗寒性强的‘陇油6号’的RbohC和RbohF基因对胁迫的响应更敏感,且RbohC基因的表达量均高于RbohF基因。(5)用H2O2清除剂DMTU、NADPH氧化酶抑制剂DPI和IMD、MAPKK抑制剂U0126处理后,油菜RbohC和RbohF基因的表达均较对照下降,说明U0126和DMTU对油菜RbohC和RbohF基因的表达有抑制作用。研究认为,油菜RbohC和RbohF基因在油菜适应逆境胁迫中具有重要作用,两基因的表达均受MAPK激酶信号途径的调节,并受到H2O2的反馈调节,而且抗寒性强的‘陇油6号’品种中RbohC和RbohF基因对H2O2和MAPK激酶信号途径的响应更敏感。

油菜ICE1基因表达载体构建及转化烟草

从油菜中克隆得到了ICE1基因的开放阅读框序列.构建了以CaMV35S为启动子的植物表达载体,经农杆菌介导法转化烟草,获得转基因植株.通过PCR检测,目的基因成功转入烟草中.将转油菜ICE1基因的烟草和非转基因烟草置于2℃处理7 d,非转基因烟草出现萎蔫,转基因烟草没有明显变化,非转基因烟草丙二醛浓度明显高于转基因烟草.将转基因烟草与非转基因烟草分别置于0、-2、-4℃各1 h后,转基因烟草APX、SOD活性明显高于非转基因烟草.

口蹄疫病毒RNA聚合酶3D基因在毕赤酵母中的表达

以口蹄疫病毒 (Foot and mouthdiseasevirus ,FMDV)RNA聚合酶基因 3D为研究对象 ,对其部分碱基进行定点诱变 ,替换成在毕赤酵母 (Pichiapastoris)中使用频率较高的密码子以优化其表达。改造后的目的片段用NotⅠ和AvrⅡ内切酶双酶切 ,然后与相应内切酶双酶切的穿梭载体pPIC9K相连接 ,构建重组表达载体 pPIC9K/ 3D ,转化大肠埃希氏菌JM 10 9,筛选阳性克隆pPIC9K/ 3D。经测序表明 ,插入位置、突变碱基、片段大小和读码框均正确。重组质粒用SacⅠ内切酶线化 ,电转化毕赤酵母SMD116 8,采用G4 18抗性梯度法筛选 ,获得高拷贝整合重组菌株SMD116 8/ pPIC9K/ 3DHIS+MUT+,利用甲醇进行诱导分泌表达 ,经SDS PAGE和Westernblot ting鉴定 ,3D基因在毕赤酵母中表达成功 ,目的蛋白分子质量大小为 5 2ku ,与预期的大小吻合 ,并能够被FMDV阳性血清所识别 ,表达量占总分泌蛋白量的 36 %。

油菜RbohB基因的克隆及逆境响应表达分析

利用RACE技术从‘陇油6号’油菜中克隆得到一个新的RbohB基因,全长2 694 bp,开放阅读框2 541bp,编码846个氨基酸。实时荧光定量PCR分析表明RbohB基因表达受低温、高盐、H_2O_2诱导,MAPKK抑制剂U0126预处理12 h再经低温、高盐、H_2O_2诱导,与单独处理结果相比,RbohB基因表达明显降低,表明该基因在油菜适应低温、高盐、H_2O_2胁迫过程中发挥作用,U0126对该基因的转录有抑制作用。NADPH氧化酶活性受H_2O_2处理的诱导,U0126预处理12 h再经H_2O_2处理,与单独H_2O_2处理结果相比,NADPH氧化酶活性明显降低,表明MAPKK抑制剂U0126对该酶活性有抑制作用。

白菜型油菜CBF基因克隆及功能分析

利用RACE技术从‘陇油6号’油菜中克隆得到1个新的CBF(C-repeat binding factor)基因(GenBank登录号为KP974691),全长1 000bp,其中包括5′-UTR 114bp,3′-UTR 241bp,开放阅读框645bp,编码215个氨基酸,推测的蛋白质分子量23.8kD,理论等电点为4.86。在氨基酸序列水平上,该基因与多种植物具有较高的一致性,其中与萝卜、紫茎泽兰、卷果涩荠和拟南芥的一致性分别为93.5%、83.7%、81.0%、79.0%。实时荧光定量PCR分析表明,CBF基因在油菜的茎、叶和下胚轴中均有表达,没有组织特异性;该基因表达受低温、ABA、H2O2诱导,MAPKK抑制剂U0126预处理12h再经低温、ABA、H2O2诱导,与单独处理结果相比,CBF基因表达明显降低,表明该基因在油菜适应低温、ABA、H2O2胁迫过程中发挥作用。

油菜MKK2基因原核表达及特性分析

MAP激酶级联途径在信号传导过程中发挥着重要作用.以白菜型冬油菜"陇油6号"为材料,利用RT-PCR法克隆到全长MKK2基因cDNA,生物信息学分析表明油菜MKK2蛋白为亲水蛋白,包含有MAPKK蛋白所特有的磷酸化基序S/T-X_(3-5)-S/T.将其与大肠杆菌表达载体pET30a连接,构建原核表达载体pET30a-MKK2,并转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导表达后,SDS-PAGE以及Western blotting检测结果表明该基因表达了1个约43 kD的蛋白.实时荧光定量PCR结果显示该基因表达没有组织特异性,其转录受UV-B胁迫的诱导.

白菜型油菜RAV基因的克隆及表达分析

基于拟南芥RAV类转录因子的序列,通过RACE方法获得白菜型油菜RAV基因的cDNA序列,全长1 306bp,其中包括5′-UTR109bp,3′-UTR171bp,开放阅读框1 026bp,编码341个氨基酸,预测蛋白分子量为38.03u,理论等电点为9.2,含有相对保守的AP2和B3结构域.多序列比对和系统进化分析表明,油菜RAV与拟南芥RAV1具有很高的一致性,为88.0%.实时荧光定量PCR结果表明,油菜RAV基因受低温和盐胁迫的诱导,推测该基因在响应非生物胁迫中发挥重要作用.

油菜COR基因的克隆及原核表达

以冬油菜陇油6号叶片为材料,利用RT-PCR法克隆到油菜COR基因编码区序列,全长390 bp。将其与大肠杆菌表达载体p ET-30a连接,构建原核表达载体p ET-30a-COR,并转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导表达后,SDS-PAGE检测结果表明该基因表达了1个约14.3 k D的蛋白,为进一步研究目的蛋白的结构和功能提供了实验基础。

柠条锦鸡儿CkGR基因克隆及功能分析

通过RACE技术从柠条锦鸡儿中克隆得到一个新的GR基因,全长2 122 bp,包括5'非翻译区(5'-UTR)57 bp,3'非翻译区(3'-UTR)415 bp,开放阅读框(ORF)1 650 bp,编码550个氨基酸,推测的蛋白质分子量为59.2k Da,理论等电点为8.2,命名为Ck GR。Ck GR与鹰嘴豆Ca GR的同源性较高,为90.1%。利用染色体步移法克隆得到Ck GR起始密码子ATG上游648 bp的启动子序列,Plant CARE软件分析表明,该序列具有启动子的基本元件CAAT-box和TATA-box以及多种与逆境胁迫相关的顺式调控元件。实时荧光定量PCR分析表明,Ck GR在柠条锦鸡儿的根、茎和叶中均有表达,没有组织特异性;Ck GR的表达受低温、高盐和干旱胁迫的诱导,表明Ck GR在柠条锦鸡儿适应低温、高盐和干旱胁迫的过程中发挥作用。

不同品种油菜响应外源H_2O_2处理的比较研究

本实验以陇油6号和天油2号两种油菜为供试材料,研究两种油菜叶片在不同浓度H_2O_2胁迫后对不同生理指标(叶绿素、MDA、脯氨酸含量和抗氧化酶活性等)的影响.结果显示在不同浓度H_2O_2胁迫下,两种油菜中MDA含量均大于对照组,游离脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势,叶绿素含量在陇油6号中呈现先上升后下降的趋势,在天油2号中呈下降趋势.CAT、SOD活性呈现先上升后下降的趋势;GPX活性呈上升趋势;APX活性在陇油6号中呈先上升后下降的趋势,在天油2号中呈上升趋势;POD活性在陇油6号中为上升趋势,在天油2号为下降趋势.表明外源H_2O_2不仅影响油菜幼苗膜脂质过氧化和抗氧化酶活性,而且影响其生理生化代谢,通过对两种油菜叶片生理指标的分析,陇油6号表现出更好的抗H_2O_2胁迫的能力.