紫杆柽柳cDNA文库构建与硫氧还蛋白基因的克隆

以NaHCO3胁迫的紫杆柽柳(Tamarix androssowii)为材料建立了cDNA文库.经检测,文库的初始滴度为5.7×105pfu,重组率为96%,插入片段的长度在0.3～3.0kb之间,平均长度为1.2kb,扩增后文库的滴度为4.0×109pfu/ml.对文库克隆进行随机测序,获得了紫杆柽柳的硫氧还蛋白(Thioredoxin)基因序列.生物信息学分析表明获得的硫氧还蛋白基因全长683bp,其中5'非翻译区长56bp,3'非翻译区长204bp,开放读码框长423bp,编码140个氨基酸,蛋白的分子量为15.1kD,理论等电点为5.59,其氨基酸序列中具有硫氧还蛋白的保守活性位点'WCGPC'序列,Clustal分析表明该硫氧还蛋白与蓖麻(Ricinus communis)的硫氧还蛋白氨基酸序列同源性高,达65%.本研究构建的cDNA文库为柽柳基因克隆和系统研究柽柳抗逆分子机理奠定了基础.

紫杆柽柳MnSOD基因在非生物胁迫中的作用

构建了酵母表达载体pYES2-MnSOD,并将其转入酿酒酵母INVSc1,以转空载体pYES2的酵母INVSc1为对照,检测其抗NaCl、Na_2CO_3、NaHCO_3和紫外线胁迫能力。结果表明,转MnSOD基因酵母在以上逆境因素胁迫下的存活率有明显提高,说明MnSOD基因具有较强的抗NaCl、Na_2CO_3、NaHCO_3和紫外线胁迫能力。

NaHCO_3胁迫下紫杆柽柳一些基因的表达

应用差异显示技术研究了NaHCO3胁迫下紫杆柽柳(Tamarix androssowii)基因的表达。经Norlhern检测共获得了17个基因片段,BLASTX分析表明,有2个基因与编码F-box类蛋白家族成员的基因同源性较高(F-box蛋白的功能为调节细胞周期转变、转录调控和信号转换,在植物抗逆防御系统中起重要作用);1个基因与翻译起始因子eIF成员有高的同源性(eIF在植物和酵母的抗盐胁迫中起重要作用);2个与分泌型过氧化物酶和过氧化物酶基因同源性高的基因片段;5个与盐碱胁迫密切相关的新基因,它们在胁迫前后差异表达明显。另外7个与已知基因同源性较高或有一定相似性,它们在抗盐碱胁迫中的作用尚待研究。

应用SSH技术研究NaHCO_3胁迫下柽柳基因的表达

以NaHCO3 胁迫紫杆柽柳 (Tamarixandrossowii)cDNA为试验方 (tester) ,正常生长紫杆柽柳cDNA为驱动方(driver) ,应用SSH技术研究胁迫下柽柳基因的表达。经Northern杂交检测 ,共获得 36个盐胁迫应答基因。Blastx分析表明 ,它们编码的蛋白与下列蛋白同源 :抗氧化酶CAT和PRDX ;海藻糖磷酸酶 (trehalosephosphatase) ,该酶与海藻糖合成相关 ;多种调控蛋白 ,例如bZIP转录因子、MADS box蛋白、富含甘氨酸RNA结合蛋白 (glycine richRNA bindingproteins)、CCCH型锌指蛋白、F box蛋白等等 ;早期光诱导蛋白 (earlylight inducedprotein) ,该蛋白可以保护和 /或修复由胁迫引起的植物光合元件 (photosyntheticapparatus)损伤 ;半胱氨酸蛋白酶 (cysteineproteinase)和VPE(vacuolarprocessingenzyme) ,它们在植物细胞的死亡过程中起作用 ;以及脂质转移蛋白前体 (lipidtransferproteinprecursor)、聚合泛素 (polyubiquitin)、查尔酮合成酶、谷胱甘肽转移酶、NADP IDH、盐诱导SI2蛋白、OEE1等蛋白。在获得的 36个基因中 ,3个基因编码的蛋白分别与 3个推定 (putative)的蛋白即HAK2 (K+ transporter)、钙结合蛋白和RNA结合蛋白具有同源性 ;同时 ,发现 6个盐胁迫应答的新序列。

柽柳冷适应蛋白基因(英文)

冷适应蛋白(CAP)是指生物体受到寒冷刺激后,诱导表达的一类特异蛋白质,由冷诱导有关的基因在冷诱导过程中启动转录和翻译的。低温条件下,冷适应蛋白表达量在持续不断增加,对低温条件下蛋白质合成的调节以及mRNA的折叠起重要作用。是一类重要的与细胞耐寒相关基因。我们从构建的紫杆柽柳(Tamarixandrossowii)cDNA文库中分离得到了冷适应蛋白基因片段,并应用RACE技术获得其全长cDNA序列,该基因cDNA序列长度为1176bp,其中开放读码框(ORF)从49到663碱基位置,长度为615bp,编码204个氨基酸组成的多肽,预测其蛋白质分子量为23kD,预测其理论等电点为9.23。该基因已经在GenBank上注册,其基因序列登录号AY587773,氨基酸序列登录号为AAT01418。该基因的克隆为植物分子育种提供了新的基因资源。

柽柳MnSOD基因(英文)

在环境胁迫下,植物体内活性氧(ROS)的大量积累会对其本身产生毒害作用。SOD酶在清除这些活性氧化酶机制中发挥关键作用。大量研究表明,MnSOD可有效增强转基因植物抵抗氧化胁迫的能力。我们从抗逆性较强的木本植物紫杆柽柳中克隆到一个新的MnSOD基因,并将该全长基因在GenBank上注册,其登录号分别为AY573576(基因序列)和AAS77885(氨基酸序列)。这将为研究木本植物的抗逆机理和该酶在抗逆基因工程中的应用奠定基础。

同域分布柽柳属两种植物的传粉生物学研究

以同域分布于新疆南部的早春开花植物短穗柽柳(Tamarix laxa Willd)和紫杆柽柳(T.androssowii Litw)为材料,对它们的开花式样、花部特征、花报酬特点、传粉特性及交配方式进行比较研究。结果表明,2种植物居群和个体水平的花期及单花寿命间存在显著差异;紫杆柽柳的居群花期比短穗柽柳短,而短穗柽柳个体花期和单花寿命比紫杆柽柳长。2种柽柳的花瓣、雌雄蕊长度、花粉胚珠数及花粉/胚珠比值(P/O)间也存在显著差异。二者的花瓣、雌雄蕊均能分泌香味,访花频率与花蜜量均存在正相关。主要传粉者在短穗柽柳上的访花频率和沉积花粉效率高于紫杆柽柳,且存在显著差异。2种植物通过自花和异花授粉均可结实,属于混合交配系统;二者的自交不亲和指数及花粉限制程度间存在显著差异;紫杆柽柳的自交亲和性高于短穗柽柳,而短穗柽柳的花粉限制指数高于紫杆柽柳。因此,2种柽柳的开花式样、花部特征及花报酬的差异,是它们在传粉者受限的早春环境中为吸引更多的访花昆虫、提高雌性繁殖率所形成的繁殖对策。