镉胁迫对盐芥根木栓质代谢的影响

以盐芥为试验材料,研究不同浓度镉胁迫下盐芥根木栓质组分及含量、木栓质代谢相关基因表达变化,旨在分析盐芥根木栓质对不同浓度镉胁迫的响应。结果表明,2种浓度(50μmol/L、100μmol/L)镉胁迫下,盐芥根木栓质优势组分未发生变化,检测出的4种类型的木栓质,其含量从高到低依次为ω-羟基脂肪酸、未被取代脂肪酸、α,ω-二羧酸、脂肪醇; 4种类型的木栓质包括21种单体,50μmol/L镉胁迫下,木栓质总量升高,而100μmol/L镉胁迫下,木栓质总量未发生明显变化;对木栓质代谢相关的16个基因进行表达模式分析,50μmol/L镉胁迫下,CYP86B1、CYP86A7、FAR4、FAR5、KCR2、ABCG2、GPAT6、FACT、MYB107、CYP86A4、KCR20、ABCG6、ABCG20、GPAT5、ASFT共15个基因显著或极显著上调表达,100μmol/L镉胁迫下,CYP77A6、CYP86A7、FACT、CYP86A4、ABCG2、GPAT5、ASFT、MYB107共8个基因显著或极显著上调表达。

盐芥WBC11克隆与RNAi载体的构建

作为植物在非生物胁迫下耐受机制研究中的模式植物之一,盐芥具有耐受干旱、高盐和高低温等抗逆性特点.本文以盐芥中脂类代谢的关键基因WBC11作为研究对象,利用q-PCR技术克隆盐芥WBC11 5’端300bp序列(简称WBC11-300),通过gateway的方法构建RNAi表达载体并成功转入农杆菌中,为探索盐芥WBC11功能的后续实验打下了基础.

低温胁迫下盐芥和拟南芥蜡质组成及相关基因的表达差异

为揭示盐芥和拟南芥表皮蜡质中响应低温胁迫的关键化学组分及关键代谢基因表达的变化,以盐芥和拟南芥为材料,通过化学分析和荧光定量PCR技术,比较和研究了4℃低温胁迫处理下2种植物表皮蜡质的组成及蜡质代谢相关基因的表达差异。结果表明,与对照(22℃)相比,在4℃胁迫条件下,盐芥和拟南芥叶片表皮总蜡质含量以及蜡质各组成成分的含量均增加。经低温胁迫处理后,2种植物中组成蜡质的优势组分均未发生变化,表现为烷烃含量最多、初级醇含量次之、脂肪酸含量位居第3。对所选取的28个蜡质代谢相关基因的表达量进行分析,结果显示,盐芥中有23个基因上调,拟南芥中有13个基因上调,暗示盐芥和拟南芥中表皮蜡质代谢基因对低温的响应不同。

盐芥EsABCG25的克隆及其表达分析

旨在揭示盐芥(Eutrema salsugineum)ABCG25的结构及其对干旱、盐害以及温度等胁迫的响应。以山东生态型盐芥作为材料,通过电子克隆以及RT-PCR技术,获得一个腺苷三磷酸结合盒转运蛋白G(ABCG)家族成员基因的全长cDNA序列,命名为EsABCG25,GenBank登录号为KY111263。EsABCG25全长2 154 bp,含1 983 bp的开放阅读框,编码一个含有660氨基酸的蛋白分子。该基因定位于盐芥第5染色体,含有4个外显子和3个内含子。EsABCG25蛋白具有一个核苷酸结合结构域(NBD)和一个跨膜结构域(TMD),与来源于同科植物芜菁的ABCG25亲缘关系最近。对高通量测序数据分析表明该基因在盐芥的茎部表达最为丰富,在莲座叶中表达丰度最低,且在不同组织中均有可变剪接事件。Real-time PCR结果显示,该基因表达受多种逆境影响,尤其受到ABA的明显诱导。EsABCG25具有ABCG家族的典型序列特征;该基因在盐芥不同组织中的表达丰度存在差异,表达受到多种逆境的诱导,与盐芥的抗逆性关系密切。

内蒙古与北京地区胡杨异形叶表皮蜡质及气孔形态显微结构差异

本文利用扫描电镜,对从内蒙古额济纳采集的胡杨(Populus euphratica Oliv.)异形叶和在北京林业大学苗圃采集的胡杨异形叶近轴面和远轴面进行了对比观察,结果显示,两个地区的胡杨异形叶在表皮蜡质以及气孔形态方面存在很大差异,相比湿润条件(北京林业大学苗圃内),干旱条件下(内蒙古额济纳八道桥地区)的胡杨阔叶表皮蜡质晶体融合成更多更厚的蜡层,而长叶则具有更多的直立状鳞片状蜡质晶体,而且排列更为密集、有序.在相同干湿条件下,阔叶表皮蜡质晶体融合程度比长叶表皮蜡质晶体融合程度更高,厚度更大.叶型相同时,干旱情况下气孔密度较大;同一地区,阔叶比长叶气孔密度大,相同叶片类型的远轴面比近轴面气孔密度大.另外,两个地区的气孔密度和形态也存在很大区别,体现了胡杨对干旱的适应性.

盐芥ThMSD基因在大肠杆菌中的表达及特性研究

超氧化物歧化酶(SODs)是真核生物中广泛存在的含金属抗氧化酶,包括Cu/Zn-SOD、Mn-SOD和Fe-SOD 3种。植物线粒体中的Mn-SOD在植物抗逆中发挥重要作用。ThMSD是前期工作中从极度抗逆植物盐芥中克隆到的Mn-SOD编码基因。将ThMSD连接到原核表达载体pET30a(+),转化到BL21,获得重组菌BL21(pET30a-ThMSD)。SDS-PAGE分析表明,重组菌在32kDa处有明显的诱导条带,与理论大小一致。Western blotting分析表明,诱导的条带能和抗His标签的单克隆抗体发生特异性反应。对3个重组子的可溶性全蛋白进行SOD活性分析,发现均高于空白对照菌。选择能大量表达ThMSD的重组子进行大量诱导表达,通过镍亲和层析纯化目的蛋白。对纯化的ThMSD重组蛋白进行热稳定性分析,结果表明,55℃下ThMSD仍有50%以上活性,42℃处理40 min后仍保持60%以上活性。在重组菌BL21(pET30a-ThMSD)对NaCl的抗性分析实验中,当培养基中盐浓度高于正常值时,在所测定阶段重组菌的生长速度均高于对照菌。可见,经原核表达的重组蛋白ThMSD具有较强的SOD活性及热稳定性,表达ThMSD基因的BL21菌株提高了对NaCl的耐受力。推测盐芥ThMSD基因与盐芥极强的抗逆性有密切联系。