杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1的克隆及表达分析

【目的】PHT1基因家族是影响植物吸收磷营养的重要磷转运子之一。从杉木32号磷高效家系c DNA中克隆得到PHT1基因家族的1个杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1,并对不同程度磷胁迫下ClPht1;1的时空表达进行研究,为杉木PHT1基因序列特征和功能结构的研究以及磷高效利用杉木基因型的选育奠定基础。【方法】根据PHT1基因家族序列保守性设计简并引物,以32号磷高效杉木基因型根系c DNA为模板进行扩增获得目的基因ClPht1;1的c DNA序列,使用RACE技术对目的基因进行全长克隆,并对其序列特征、同源性和编码磷转运蛋白结构进行分析。实时荧光定量PCR检测ClPht1;1在32号磷高效杉木家系根、茎、叶中的表达,检测中度缺磷胁迫下ClPht1;1在不同磷利用效率杉木4号、15号、25号、27号、28号、32号家系根系中的表达差异,以及在中度、重度缺磷胁迫下ClPht1;1在32号磷高效杉木家系根系中随时间序列的表达量变化。【结果】克隆得到1个杉木磷转运蛋白PHT1基因,命名为ClPht1;1(Gen Bank登录号:KX302006),基因序列编码区长1 638 bp,编码545 aa的蛋白质。ClPht1;1所编码蛋白质由12个疏水的跨膜区域组成,1个疑似跨膜域。每个跨膜结构域基本由17~25个氨基酸残基组成螺旋,同时跨膜蛋白的N端和C端均位于细胞质内,保守序列位于第4个跨膜域。构成蛋白质的主要骨架是α-螺旋,无信号肽序列。ClPht1;1基因编码蛋白与日本柳杉PHT基因编码蛋白的氨基酸序列相似性达到87.0%,与胡杨、油茶、马尾松等PHT家族基因编码蛋白的氨基酸序列相似性均在75%以上。ClPht1;1基因在杉木的根、茎、叶组织中均有表达,其中在根中的表达量最高,在叶中的表达量最低。在中度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因在杉木不同家系根部的表达量为25号>27号>4号>15号>32号>28号。在中度和重度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因在32号杉木家系根部的表达量随胁迫时间的延长而逐渐上升;恢复供磷后,ClPht1;1基因表达量逐渐下降至正常水平;重度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因表达量要高于其在中度缺磷胁迫下的表达量。【结论】ClPht1;1基因具有PHT1基因家族的典型结构,其编码蛋白的氨基酸序列与日本柳杉等磷转运蛋白氨基酸序列具有高度相似性,为杉木高亲和磷转运蛋白PHT1基因家族成员。ClPht1;1基因主要在杉木的根部表达,在叶片中的表达量较低;杉木磷利用效率越强,ClPht1;1基因在其根部的表达量越高。在不同磷利用效率的杉木家系中ClPht1;1基因表达量存在较大差异。ClPht1;1基因的表达受低磷胁迫的诱导,缺磷胁迫下ClPht1;1基因表达量明显升高,恢复供磷后ClPht1;1基因表达量明显降低。

福建杉木王种质资源的遗传多样性

为研究福建省杉木王种质资源的遗传多样性,在全面调查的基础上收集了福建省44份杉木王种质,并采用简单序列重复区间扩增多态性(ISSR)分子标记的方法分析其群体遗传多样性。结果表明,福建省杉木王主要分布在闽西、闽南和闽北地区,闽东地区分布较少。29条ISSR引物共扩增出237条带,平均每条引物扩增8.17条带;共有212条带具有多态性,多态性条带比率89%。福建省杉木王群体Nei's基因多样性指数为0.342 8,Shannon信息指数为0.502 6,显示出较高的遗传多样性。非加权类平均法聚类分析和遗传结构分析均显示,福建杉木王可划分为5个类群,其类群划分结果与样本间的地理位置分布较为一致。

杉木木糖合成酶基因ClUAXS2的全长克隆与分析

木糖合成酶UAXS基因是植物体内调控细胞壁中UDP-D-葡萄糖醛酸脱羧反应生成UDP-D-木糖/芹菜糖的关键性核苷糖合成酶,对植物细胞壁多糖物质的稳定合成和转换有重要意义。从杉木转录组中挑选获得木糖合成酶基因UAXS的中间序列,使用全长克隆技术和PCR技术克隆得到1个杉木木糖合成酶基因ClUAXS2。结果表明,ClUAXS2基因全长为1 753bp,包含的1 158bp的开放阅读框,可编码长度为386个氨基酸残基的蛋白质,其蛋白质分子式为C1936H3026N524O578S19,分子质量为43.90ku,等电位点为5.60。ClUAXS2基因为亲水性蛋白,没有信号肽结构域,编码1个疑似跨膜区域。蛋白质二级结构分析表明其蛋白主要骨架为Loop环和α-螺旋,预测亚细胞定位于细胞质中。通过对比分析发现ClUAXS2基因属于UAXS家族基因,编码1个UDP-D-Apiose/UDP-D-Xylose synthase 2(UAXS2)木糖酶蛋白。进化树分析结果显示,杉木ClUAXS2基因与无油樟(AtUAXS2)和可可树(TcUAXS2)的氨基酸序列相似度达到85%、86%,与拟南芥(AtAXS2),葡萄(VvUAXS)、毛果杨(PtAXS1)的氨基酸序列相似度为84%。实时荧光定量PCR结果表明,ClUAXS2基因在杉木的根、茎、叶中均有表达,但在1年生杉木幼苗茎中的表达量最高;ClUAXS2基因在不同杉木无性系茎中的表达量差异不显著,在根和叶中的表达量存在差异。

福建“杉木王”种质资源调查分析

在全面调查的基础上选取44株福建省杉木王进行种质资源分析,结果表明:福建杉木王主要分布在杉木一般产区,闽西中心产区和闽东南边缘产区内杉木王的数量较少。福建杉木王平均分布海拔为759 m,平均活枝下高5.8 m,平均树高32.3 m,平均冠幅12.98 m,平均胸径1.35 m,平均单株材积18.68 m3,显示出很强的生长能力。杉木王样本间活枝下高、材积、冠幅等指标均呈现出较大的表型差异系数。与30年前的调查相比,福建杉木王生长量较低,生长速度缓慢,后期能否保持较高生长量有待进一步观察。

类芦根系抗氧化酶和植物螯合肽对Cd、Pb胁迫的应答

类芦(Neyraudiarey naudiana)是中国南方金属矿区最为常见的耐性植物,且能大量富集重金属,是修复重金属污染的潜能植物。为研究其对重金属胁迫的应答机制,采用营养液培养的方法研究了不同浓度(0、25、50、100μmol·L^(-1))Cd、Pb处理24 h后,类芦根系氧化损伤、抗氧化酶活性和非蛋白巯基化合物含量的变化。结果表明,在Cd、Pb胁迫下,类芦根系H_2O_2和O_2^(·-)含量显著增加,且伴随有MDA含量的升高,当Cd、Pb浓度为100μmol·L^(-1)时,MDA分别达到6.72和16.12nmol·g^(-1),发生膜脂质过氧化,造成植物氧化损伤。Pb胁迫下,SOD,POD活性随着处理浓度的增加呈现先上升后下降的趋势;Cd胁迫下SOD活性变化趋势与Pb胁迫的相似,而POD活性呈下降趋势。根系非蛋白巯基化合物含量检测显示,Cd、Pb处理下,GSH和PCs均呈先增加后下降的趋势。综合分析得出,类芦根系对不同重金属的不同浓度胁迫响应不一,其能通过调节抗氧化酶活性和植物螯合肽等的合成水平,降低重金属的毒性及其对植物的伤害,从而维持自身的稳态。

构建食品“身份证”体系——物联网技术在食品安全中的应用

食品"身份证"体系的构建是基于物联网技术的新方法,它提供给我们一个与食品直接对话的平台,让我们主观能动地化解食品安全危机,为实现食品"从田间到餐桌"的全程监控提供一种方法,同时也给我们国家打破发达国家在食品方面的贸易壁垒提供了一种方式,有着广阔的应用前景。

基于童装产业结构转型的城镇空间结构优化与小城镇试点改革研究——以湖州织里镇为例

本文拟以系统论和GIS空间分析理论为模型理论来源,通过对织里镇童装产业结构转型升级和城市空间结构变化情况的调查与分析,建立该镇空间数据模型,分析该镇城市空间结构现状。运用地理信息系统进行空间统计分析,研究童装产业结构变化产生的空间后果,从而提出优化织里镇城市空间结构的措施与规划方案,建立该镇城市空间结构模型。