转BpLTP4烟草耐盐性分析

从白桦(Betula platyphylla Suk)中克隆获得CDS为357 bp的BpLTP4。该BpLTP4蛋白为疏水性蛋白且具有一个潜在的跨膜区,蛋白三级结构含有一个疏水腔,该蛋白具有LTP家族基因特有的8个Cys残基结构。BpLTP4与其他物种LTP耐盐基因的亲缘关系较近。qRT-PCR分析表明,NaCl胁迫处理48 h高度诱导BpLTP4表达。通过叶盘法获得BpLTP4过表达烟草转基因株系,用150 mmol/L NaCl胁迫处理转基因和野生型株系后发现,转基因株系耐盐能力高于野生型,其平均发芽率是WT的5.6倍;根长是WT的1.099倍;DAB、NBT、Evans blue染色均浅于WT,POD活性比WT增高了0.28倍,SOD活性较WT增高了0.12倍。BpLTP4响应盐胁迫处理,通过提高保护酶活性、清除活性氧、维持细胞完整性来提高转基因草的耐盐能力。

白桦MYB基因响应激素及盐旱处理的表达研究

转录因子参与到植物激素不同的信号通路中及非生物胁迫的调控中,为研究白桦MYB转录因子家族基因对不同激素信号及非生物胁迫的响应,[JP3]本研究以野生型白桦(Betula platyphylla)种子为材料,分别用10μmol·L-1[JP]的茉莉酸甲酯(MeJA)、100μmol·L-1的乙烯利(ETH)、20μmol·L-1的脱落酸(ABA)、50μmol·L-1的细胞激动素(KT)、200 mmol·L-1 NaCl、100 mmol·L-1 Mannitol以及水为对照进行处理,对激素处理4周的白桦下胚轴进行表型观察及基因表达分析,结果显示:激素处理能够影响白桦下胚轴及胚根的生长,经过ETH处理的白桦下胚轴和根短于水处理的对照,KT处理过的白桦下胚轴和根长于水处理的对照;MeJA、Ethylene及ABA处理对大部分BpMYBs的表达存在负调控,而BpMYB2,8,12基因上调表达;KT处理后,只有BpMYB11下调表达,其他的BpMYBs基因上调表达;NaCl处理后,大部分基因表现出先下调后上调的表达模式,在48 h被高度诱导;Mannitol模拟干旱处理条件下,大部分基因表现出先微弱上调后下调的表达模式。这些结果说明白桦MYB家族基因能够响应激素、盐和旱的处理,在调控白桦下胚轴及胚根应答外界信号的发育中起作用。本研究为探索激素调控木本植物生长发育的分子机制研究提供了数据和材料。

白桦BpbZIP1基因抗旱耐盐分析及ABRE元件结合鉴定

[目的]在白桦(Betula platyphylla Suk)中鉴定抗非生物胁迫bZIP基因,为研究白桦抗逆性状形成的分子基础及抗性遗传改良提供数据和材料。[方法]从白桦苗克隆白桦bZIP基因,利用生物信息学对该基因进行系统进化分析。利用瞬时转化法进行快速基因功能分析,通过组织化学染色和生理指标测定鉴定抗旱耐盐功能。利用酵母单杂交初步鉴定转录因子与元件的结合。[结果]获得白桦bZIP基因,命名为BpbZIP1,其与已知抗性相关基因蛋白序列聚为一组。BpbZIP1基因受NaCl处理的诱导,在甘露醇处理下,表达变化不明显。在NaCl胁迫条件下,转基因株系清除活性氧的能力强于野生型,SOD和POD活性提高;在甘露醇胁迫条件下,转基因株系活性氧清除能力与野生型差别不明显,SOD活性升高,POD活性上升不显著。BpbZIP1能够与ABRE元件特异性结合。[结论]BpbZIP1基因能够通过清除活性氧来提高白桦瞬时转化株系的耐盐能力,抗旱能力不明显。鉴定出具有耐盐能力的白桦bZIP基因及其结合元件,为进一步分析白桦bZIP基因的耐盐分子调控机制提供基础数据。

山新杨FLA家族基因生物信息学分析及其组织表达

成束状阿拉伯半乳糖蛋白(FLAs)在木质部发育过程中起重要调控作用,对山新杨(Populus davidiana×P.alba var.pyramidalis)FLA基因进行生物信息学及其在山新杨不同组织中的表达模式进行了分析,筛选与木质部发育相关的FLA基因,为鉴定其调控山新杨材性形成的调控机制及分子改良奠定基础。利用拟南芥FLA家族蛋白序列在山新杨基因组序列中进行比对,共获得11条PdbFLAs,编码区长度为540至1 440 bp。对其蛋白理化性质、高级结构、系统进化、基序分布、启动子元件等进行分析。结果表明:蛋白结构和基序分析可将PdbFLAs分为3个亚类,每个亚类的蛋白结构和基序组成较为保守;系统进化分析可将PdbFLAs分为4组,这其中PdbFLA1、PdbFLA2、PdbFLA4、PdbFLA9与毛果杨、拟南芥中调控本质部发育相关基因聚为一组,推测该组内的PdbFLAs也具有类似功能;在PdbFLAs启动子中发现了与光、脱落酸(ABA)、胁迫响应和次生壁形成相关的重要顺式元件。对人工弯曲处理的山新杨木质部表型进行分析,发现树干出现偏心生长,应拉木组织被染成绿色,显示其纤维素质量分数高于对应木和直立木,木质化程度有所降低。利用荧光定量RT-PCR对PdbFLAs在根、茎、叶以及应拉木、对应木和直立木不同组织的表达模式进行分析,结果显示:PdbFLA1在茎和应拉木中高度表达,说明在山新杨木质部发育过程中PdbFLA1具有重要的调控作用。

山新杨LTP家族基因生物信息学及表达模式分析

以山新杨(Populus davidiana×P.alba var.pyramidalis)LTP家族基因为研究对象,初步分析该家族基因的序列特征和表达模式,筛选材性和抗性相关PdbLTP基因,为LTP基因的分子调控机制研究及林木遗传改良提供候选基因。通过蛋白性质分析、多序列比对分析、进化树分析初步分析LTP家族基因的序列特征。利用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析重力、NaCl及PEG胁迫处理下山新杨LTP家族基因的表达模式。查找获得8条PdbLTP基因序列,2条亚家族PdbGLTP基因序列。CDS序列长度在294~396 bp。LTP家族蛋白为疏水性蛋白且具有8个半胱氨酸的保守结构。qRT-PCR结果显示,PdbLTP1、PdbLTP3、PdbLTP5、PdbLTP7基因在应拉木中表达上调;PdbLTP1、PdbLTP2、PdbLTP3、PdbLTP5基因在茎中表达量最高;除PdbLTP5外,其它基因均受盐胁迫诱导;PdbLTP1、PdbLTP2、PdbLTP3、和PdbLTP5受干旱胁迫诱导。PdbLTP基因家族成员在调控山新杨木质部发育和抵抗非生物胁迫中发挥作用。