沙柳SpsNAC042基因克隆及逆境表达分析

采用同源克隆的方法获得沙柳SpsNAC042基因,通过生物信息学分析、组织特异性表达分析、逆境表达分析。结果表明,SpsNAC042基因的开放阅读框序列长度为900 bp,共编码299个氨基酸,测定为亲水性不稳定蛋白。组织特异性表达分析得出花中的基因相对表达量最高,幼叶、茎9~15节间、根、成熟叶的表达量依次降低,茎尖的表达量最低。SpsNAC042基因在干旱处理下与对照组相比整体呈增长趋势,并在8 h处达到最高;在低温处理下,基因表达量迅速积累,在2 h处达到最高,然后维持在较低水平表达;在盐和高温处理下SpsNAC042基因缓慢积累,后期迅速增高,最终在24 h处达到最高。研究表明SpsNAC042基因参与逆境应答反应,为深入开展沙柳NAC基因对生物和非生物胁迫应答研究提供了参考价值。

Ta6-SFT在烟草中的逆境诱导型表达及抗旱性

分别构建CaMV35S启动子驱动的Ta6-SFT组成型植物表达载体和rd29A启动子驱动的逆境诱导型表达载体。利用农杆菌介导法分别导入烟草中,获得转基因株系,Southern杂交和Northern点杂交确定Ta6-SFT整合进转基因株系基因组中,并正常转录。以非转基因株系作对照,对2种转基因烟草株系进行干旱胁迫处理,采用半定量RT-PCR分析Ta6-SFT在转基因株系中的表达,同时测定胁迫0 d和18 d果聚糖含量及部分农艺性状。结果表明,含有rd29A启动子的逆境诱导型株系中Ta6-SFT相对表达量比在含CaMV35S启动子的组成型株系中高,而且积累更多的果聚糖;从株高、1/2株高处茎粗、叶面积数据来看,逆境诱导型转基因株系的生长势优于组成型株系,对干旱表现强的耐性。因此,在转基因植物中逆境诱导型表达Ta6-SFT基因将发挥更好的抗逆功能。

拟南芥AT2G14260基因功能及其表达特异性

拟南芥AT2G14260基因编码脯氨酸亚氨基肽酶,基因芯片表达谱数据显示该基因响应高盐、低温等非生物胁迫。为研究其功能和表达特性,本研究采用野生型和突变体植株pip-1进行低温、干旱和盐胁迫处理,结果显示在正常培养基中野生型与pip-1植株表型没有区别。而在逆境处理下pip-1植株的根比野生型明显短,且在干旱胁迫下,突变体的叶子比野生型植株明显变黄萎蔫。在正常环境、冷、干旱、盐胁迫下,野生型植株脯氨酸含量的平均值分别是突变体的1.11、1.23、1.10和1.34倍,这说明AT2G14260基因对提高非生物胁迫的耐性具有一定的作用。同时分离了该基因的启动子,构建了表达GUS基因的载体并转化拟南芥,该启动子在正常环境中不表达。胁迫处理时从两叶期开始在根、叶、茎中表达,到达花期后,干旱处理下的花瓣、花枝和冷处理下的花柱头中也有表达。GUS相对活性试验也证明对胁迫的响应能力。可见AT2G14260基因启动子是逆境胁迫诱导表达启动子,同时具有组织表达特异性,因此,AT2G14260基因及其启动子在转基因工程育种中具有潜在的应用价值。

褪黑素预处理对草莓苗耐旱性的影响

为研究外源褪黑素预处理对草莓苗耐旱性的影响,以草莓苗为试验材料,用不同浓度褪黑素对草莓苗“喷施+灌根”预培养后再进行干旱处理。结果表明,干旱严重抑制草莓生长,中低浓度(100~200μmol/L)褪黑素预处理能够有效缓解干旱对草莓苗造成的生长胁迫,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,抑制过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)的产生。同时,干旱胁迫使草莓苗逆境相关基因的表达量升高,外源褪黑素预处理能进一步提高其表达水平,并显著影响褪黑素合成途径关键酶基因的表达,以提高草莓苗的耐旱性。

植物SHMT基因家族研究进展

丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)是植物细胞代谢和光呼吸作用的关键酶,对丝氨酸和甘氨酸反应起着催化作用。SHMT基因家族是存在于胞质和线粒体中结构和功能上非常相似的编码SHMT蛋白的一类基因。对SHMT基因在植物体中的分类及表达、SHMT基因的克隆、SHMT基因逆境表达机理及其在植物保护领域中的应用等研究进展进行了综述,旨在为植物SHMT基因家族的功能及其相关应用研究提供参考。

谷子LBD基因家族的鉴定及其对逆境胁迫的响应

Lateral Organ Boundaries Domain(LBD)基因家族作为转录因子中的一种,以其特异的形式存在于大部分植物中,并参与植物侧生器官的形成以及胁迫应答和次生代谢物合成过程。本研究运用生物信息学手段对谷子LBD基因家族进行了全基因组范围的鉴定,包括家族成员的染色体定位、基因结构、保守基序、亚细胞定位预测和蛋白理化性质分析,预测了该基因家族在近缘作物中的系统进化以及片段基因组重复事件,并对其在谷子发育过程中的时空表达以及低氮、低磷、干旱胁迫以及白发病菌侵染后的表达模式进行了分析。结果表明,在谷子中共鉴定到33个LBD基因家族成员(SiLBD1~SiLBD33),其编码的蛋白均包含LOB(LBD)保守结构域,这些基因在谷子9条染色体上呈不规则分布。亚细胞定位预测显示SiLBDs蛋白均定位在细胞核内。此外,本研究发现在SiLBDs启动子区包含众多与逆境胁迫、植物激素和光响应相关的顺式作用元件。共线性分析发现33个SiLBD基因中存在有7对(14条)片段重复基因,且这些基因在进化过程中均受到了纯化选择。基因表达分析显示3个基因(SiLBD5、SiLBD27和SiLBD29)在谷子的各个组织及低氮、低磷、干旱和白发病胁迫响应中均高表达,表明其在谷子生长发育和逆境胁迫应答中发挥着重要作用,可作为后续功能研究的候选基因。本研究结果为深入解析SiLBDs基因在谷子生长发育中的作用提供了理论依据。