利用sPL震相测定2022年山西古交M_(L)4.1地震震源深度

选取2022年2月20日山西古交M_(L)4.1地震事件波形,筛选出震中距在10~70 km之间的5个地震台站,基于sPL震相特征对波形数据进行处理,在震中距23 km的GUJ台观测到sPL震相。使用山西2015一维地壳速度模型,通过SEIS-CAP软件计算该地震的震源机制解,并利用F-K方法计算理论地震图,与观测波形拟合对比,确定该地震震源深度约4 km。sPL震相方法、CAP方法测定的震源深度和正式编目结果基本一致,表明利用sPL震相测定山西古交M_(L)4.1地震震源深度是可靠的。

圆齿野鸦椿SPL全基因组的鉴定及表达

[目的]探讨圆齿野鸦椿(Euscaphis konishii Hayata)SPL家族成员的组成及在花和果中的表达模式。[方法]利用生物信息方法系统鉴定和分析圆齿野鸦椿EjSPLs基因家族。[结果](1)在基因组中共鉴定到26个具有SBP保守结构域的EjSPLs基因,非均匀地分布在12条染色体上,并有13对基因发生了片段复制。(2)顺式元件分析表明,EjSPLs基因受光、植物激素的调控。(3)系统发育分析表明,EjSPLs可分为8个亚家族,同一亚家族成员具有相似的基因结构和保守基序。(4)表达模式分析表明,EjSPLs基因存在组织特异性,但同一亚家族大部分成员的表达模式相似;此外,20个EjSPLs基因主要在花器官或果中表达,其中7个仅在果的绿果期、变色期、红果期表达。[结论]本研究结果提供了圆齿野鸦椿SPL基因家族的全面信息,揭示了EjSPL在其花和果中的表达模式,为阐明EjSPLs基因的生物学过程奠定了理论基础。

德阳柿SPL基因家族鉴定及在成花调控中的功能分析

SPL是植物中重要的转录因子,调控植物从幼年期向成年期转变,为探究DdSPL基因在德阳柿成花调控中的作用,为德阳柿实生苗的早花现象提供依据。本研究采用生物信息学方法对德阳柿SPL基因家族成员进行鉴定,并对其基本理化性质、系统进化关系、保守结构域、基因结构、共线性进行分析;通过融合蛋白瞬时表达鉴定亚细胞定位情况;利用qRT-PCR技术检测其在不同成花时期不同部位[茎、叶、顶芽(花)]的表达情况。结果表明,德阳柿中共鉴定得到38条DdSPL基因序列,通过聚类分析可分为8个亚族,同一聚类的蛋白具有相似的氨基酸结构(2个锌指结构ZN-1、ZN-2和1个核定位信号)和基因结构;保守基序分析发现,所有的DdSPL蛋白均含有SBP结构域。共线性分析结果显示,德阳柿38个SPL基因家族成员中存在49对直系同源基因对。亚细胞定位显示,DdSPL8、DdSPL13、DdSPL18均定位在细胞核中;DdSPL7、DdSPL13、DdSPL18这3个基因的表达模式相似,在幼苗期和现蕾期的茎、叶、顶芽(花)中表达量相对较少,在开花期的叶片中表达量明显提高,可能参与德阳柿成花调控。综上,本研究首次从德阳柿基因组中鉴定出38个SPL家族成员,序列高度保守,且均含有SBP结构域,DdSPL7、DdSPL13、DdSPL18在开花期叶片中高表达,可能参与德阳柿成花调控。

芍药PlSPL1基因克隆与表达特性分析

为研究芍药PlSPL1(SPL)基因的性质和功能,进一步阐明PlSPL1基因在不同物种中的共性与特征差异,探明PlSPL1在芍药茎秆挺直程度中的作用。以芍药红峰茎秆为材料,采用RACE技术获得了芍药PlSPL1基因全长序列,利用生物信息学软件分析预测PlSPL1的结构、理化性质和亲缘关系,随后利用qRT-PCR技术分析PlSPL1在芍药茎秆不同发育时期的表达量,并通过激光共聚焦扫描显微技术进行了蛋白质亚细胞定位分析。结果表明:PlSPL1基因开放阅读框为3000 bp,编码999个氨基酸。蛋白分子式为C_(4869)H_(7682)N_(1406)O_(1497)S_(43),分子量为111.25 ku,理论等电点为6.26,编码亲水性不稳定酸性蛋白,磷酸化修饰以丝氨酸为主,无信号肽,有跨膜结构,二级结构主要由无规则卷曲组成。系统进化树分析发现,PlSPL1蛋白与牡丹的亲缘关系最近,其次和葡萄有较近的亲缘关系;蛋白序列比对分析发现,PlSPL1蛋白具有SPL转录因子家族特有的SBP保守结构域。相对表达量分析发现,PlSPL1随着茎秆发育逐渐呈现下降趋势,表明PlSPL1负向调控芍药茎秆发育,推测其可能在茎秆挺直程度方面起重要作用;亚细胞定位显示,PlSPL1蛋白定位在细胞核中。上述结果表明,PlSPL1参与芍药茎秆发育过程。

核桃SPL基因家族的系统进化和表达分析

【目的】SQUAMOSA promoter binding protein-like(SPL)转录因子在植物开花诱导中起重要的调控作用。从核桃基因组中鉴定SPL(JrSPL)基因家族成员并分析其表达特性,为探究SPL在核桃开花诱导中的功能研究提供参考。【方法】采用生物信息学方法鉴定JrSPL基因家族成员,并预测其基本理化性质、保守结构域、进化关系、启动子顺式作用元件等;利用转录组测序和RT-qPCR技术分析JrSPL家族成员在核桃不同组织及嫁接诱导开花后的表达水平。【结果】JrSPL家族有28个成员,其基因结构和蛋白结构均高度保守,分布在核桃14条不同的染色体,与拟南芥和毛果杨分别存在17处和24处共线性关系,根据系统发育关系可分为8组。JrSPL启动子存在大量的光响应元件、激素应答元件、胁迫响应元件等。转录组测序分析显示,JrSPL基因在核桃不同组织表达量有差异,在雄花、雌花、顶芽及叶中均有表达,多数基因在雌花中的表达量都比较高,有6个基因最为显著,它们可能在开花诱导中起关键作用。在嫁接诱导核桃开花材料中,检测的12个JrSPLs中除了JrSPL8外,在开花材料中的表达量均高于对照,JrSPL2和JrSPL25在混合花序的雄花中表达显著,JrSPL8在顶芽中高表达。【结论】JrSPL基因在核桃成花中具有重要作用,其高表达是花期提前的主要因素。

百香果SPL转录因子家族成员鉴定及其对低温胁迫的响应

SPL(SQUAMOSA启动子结合类蛋白质)是一类特异存在于植物中的转录因子,参与植物生长发育的多个过程。为明确百香果SPL转录因子家族成员特征及其对低温胁迫的响应,本研究利用生物信息学方法和百香果基因组数据,对百香果SPL家族基因的结构、染色体分布、共线性关系及其编码蛋白质理化性质、进化关系进行分析,并通过低温和常温处理明确了百香果幼苗叶片SPL家族基因的相对表达量差异。结果表明,从百香果基因组中鉴定出19个SPL家族成员,分布于7条染色体上,其中包含3对共线性基因对。系统进化分析结果显示该家族分为9个亚族。百香果PeSPL基因启动子区域存在大量激素响应元件和逆境胁迫响应元件。低温胁迫下,百香果PeSPL2、PeSPL3、PeSPL6、PeSPL7、PeSPL8和PeSPL96个基因的相对表达量极显著上升,PeSPL13和PeSPL182个基因的相对表达量显著下降。本研究结果可为进一步揭示百香果SPL基因对低温胁迫的响应机制提供依据。

PdbSPL28基因过量表达提高山新杨对叶斑病的抗性

【目的】SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物特有的一类转录因子,对植物生长发育以及天然免疫反应至关重要。本研究通过在山新杨中过表达PdbSPL28基因,分析比较野生型和转基因山新杨在抗病方面的表型差异,探究PdbSPL28基因的生物学功能及其对杨树抗病性的影响,为深入解析该基因调控杨树抗病性的分子机制提供基础。【方法】利用同源克隆获得山新杨PdbSPL28基因完整ORF序列,并利用DNA人工合成技术对该基因ORF中的miR156作用位点进行序列改造,采用酶切、连接反应分别将改造前和改造后的PdbSPL28基因序列构建过表达载体;采用Gateway技术构建亚细胞定位载体,利用烟草叶片瞬时转化系统分析PdbSPL28蛋白亚细胞定位;利用农杆菌介导的叶盘转化法获得PdbSPL28基因过量表达的转基因山新杨,基于刺伤接种法和石蜡切片技术,观察野生型和转基因山新杨对2种间座壳属病原菌(Diaporthe nobilis和D.cercidis)的抗性差异及叶片解剖结构变化并测定病情指数;制备病原菌D.nobilis孢子悬浮液,接种野生型和2个过表达株系的离体叶片,在接种后不同时间点采集样品,通过液质联用方法检测茉莉酸含量变化。【结果】山新杨PdbSPL28基因ORF全长1341 bp,序列中含有1个miR156作用位点;PdbSPL28蛋白含有保守的SBP结构域,定位于细胞核。对PdbSPL28基因ORF中miR156作用位点改造后,成功获得6个该基因过量表达的转基因株系。与野生型相比,PdbSPL28过表达山新杨对2种间座壳属病原菌的抗性明显增强。茉莉酸测定结果显示:在接种前,PdbSPL28过表达株系叶片中茉莉酸含量高于WT;但在接种96 h时,过表达株系茉莉酸含量极显著低于WT。【结论】对miR156作用位点进行序列改造,可以提高获得PdbSPL28基因过量表达转基因山新杨的概率;PdbSPL28基因过表达可以提高山新杨对间座壳属真菌引起的叶斑病抗性,茉莉酸信号途径可能在过表达株系响应D.nobilis侵染过程中发挥重要作用。

sPL震相在海城地区震源深度测定中的应用

利用sPL深度震相对1999~2020年海城老震区M_(L)≥3.0地震震源深度进行重新测定,共识别出146次地震事件的sPL震相,其中sPL震相与P波到时差在1.2~3.2 s之间,震源深度在5~15 km范围内。研究发现,1999年岫岩MS5.4主震发生前地震序列的震源深度保持在8 km附近,与主震的震源深度相当;临近主震发生时,在5.5 km深度处出现破裂,随后震源深度从5.5 km开始变深,逐渐逼近主震震源深度,存在震源深度由浅及深的迁移过程;岫岩MS5.4主震发生后,震源深度破裂范围扩展,浅部依然有地震发生,更深的位置也发生地震。

二穗短柄草SPL家族基因的鉴定、系统发育和表达分析

植物特异性SPL家族基因编码SBP(squamosa promoter-binding protein-like)保守结构,参与调节植物的生长和发育。为了解二穗短柄草中SPL家族基因的分布、结构及功能,对二穗短柄草全基因组中SPL家族成员进行了系统分析。结果表明,在二穗短柄草全基因组中鉴定出17个BdSPL基因,在5条染色体上呈不均匀分布,bd03号染色体上分布最多;根据系统发育树,17个BdSPL被分为6个组,同组成员有保守的结构和基序;其中6对BdSPL基因发生基因复制事件;在BdSPL基因启动子区域发现了各种顺式元件,如ABRE、CGTAC-motif和LTR。转录组数据和qRT-PCR分析显示,BdSPL基因在二穗短柄草花中表达量较高,而在根系中表达量较低,在不同植物激素处理下表达量有差异。

植物SPL转录因子研究进展

SPL(squamosa promoter-binding protein-like)基因编码的绿色植物所特有的转录因子,参与植物形态建成、花发育、根发育等过程,调控植物不同发育时期的转变,维持植物育性,响应植物的外界胁迫,在植物的整个生长发育过程中发挥着重要的作用。对SPL转录因子的研究概况、结构特征、同源基因克隆情况、表达调控模式以及生物学功能进行了综述,以期为进一步进行SPL转录因子的相关研究奠定基础。

白桦BpSPL9基因抑制表达载体的构建及遗传转化研究

为揭示SPL基因在白桦(Betula platyphylla)生长和发育中的功能,在克隆白桦BpSPL9基因的基础上,采用CREST技术构建BpSPL9的抑制表达载体,通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法进行白桦的遗传转化,对获得的转基因株系进行表型观测,探究BpSPL9基因的功能。结果表明:已成功获得了BpSPL9抑制表达白桦株系。转基因株系的苗高显著低于非转基因对照株系,节间距变短,叶面积变小,转基因株系的细胞分裂素(6-BA)和生长素(IAA)含量均低于对照株系。推测BpSPL9基因通过影响生长素和细胞分裂的合成,从而参与植物的生长发育过程。

小麦SPL家族基因在非生物胁迫下的表达分析

SQUAMOSA promoter binding protein like(SPL)是一类在植物中广泛存在的转录因子家族,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫等方面发挥着重要作用。为解析小麦中SPL家族基因响应非生物胁迫的机理,本研究采用生物信息学的方法在全基因组范围内对小麦SPL基因家族成员进行鉴定,并对鉴定到的SPL基因进行表达模式分析。结果表明,在全基因组范围内共鉴定到56个小麦SPL基因,其中27个是miR156的靶基因;系统进化分析发现,56个小麦SPL基因聚类为7个亚家族。基于转录组数据对表达模式进行分析,发现36个小麦SPL基因与非生物胁迫响应相关,响应缺氮、缺磷、高盐、低温、干旱、高温胁迫以及热旱共胁迫的基因分别有12、16、22、6、13、14和21个,其中TraesCS3D02G425800同时响应7种非生物胁迫。qRT-PCR验证结果与转录组数据基本一致。

sPL,一个近距离确定震源深度的震相

实际地震波形观测表明,对于大陆结构相对简单的地壳中的地震而言,有一震相出现在P波和S波之间.一般在30～50km附近发育得较好,其能量主要集中在径向分量,而垂向分量的振幅相对径向要小,切向分量上的振幅很弱,且波形以低频为主,通常没有P波尖锐.在利用FK方法计算合成地震图的基础上,发现该震相是由S波入射到自由地表形成水平传播的P波(文献称为surface P wave,自由地表P波)或者包括S波入射到地表后形成的多次P波或其散射震相.由于该震相是由S波和P波之间耦合而形成,本文将其定义为sPL(s coupled into P)震相.理论波形研究表明,sPL相对直达P波的到时差对震中距离不敏感,而随着震源深度的增加几乎呈线性增加,因此可以很好的约束震源深度.本文以2005年江西九江地震为例,证实了sPL确定震源深度的可行性和可靠性.在观测到sPL震相的情况下,离震源50km以内的一个三分量地震台站的波形就可以帮助获得可靠的震源深度,而不需要精确的震中距离.由于sPL震相出现距离较近,对于较小(三级以上)的地震也可以应用,因此在稀疏台网布局情形下sPL对于确定中小地震深度应该具有很好的应用意义.

枳SPL9和SPL13全长cDNA克隆、亚细胞定位和表达分析

【目的】从枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]中克隆SBP类[SQUAMOSA(SQUA)promoter-binding-like]转录因子基因SPL9和SPL13全长,构建SPL9和SPL13亚细胞定位表达载体验证其是否具有核定位功能,利用荧光定量PCR研究其在枳不同组织的表达特性,初步确定SPL9和SPL13在枳生长发育过程中的作用。【方法】利用生物信息学结合RACE技术以枳花器官的cDNA为模板,克隆出SPL9和SPL13基因全长,分别命名Pt-SPL9和Pt-SPL13,大小分别是1519bp和1824bp,在GenBank的登录号分别是FJ502237和FJ502238;构建Pt-SPL9和Pt-SPL13亚细胞定位载体35S-GW-FJ502237/FJ502238-GFP,基因枪转化洋葱表皮细胞,暗培养24h后激光共聚焦显微镜下观察;利用SYBR Green I实时定量RT-PCR方法检测Pt-SPL9和Pt-SPL13在根、茎、叶、花序、花和果等不同组织中的表达。【结果】生物信息学分析表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13的cDNA序列中都有microRNA156的识别位点,Pt-SPL9与金鱼草、拟南芥和玉米SPL9的同源性分别为48.9%、42.5%和41.7%;Pt-SPL13与拟南芥SPL13、水稻的SPL16和玉米的TGA1同源性分别为40.8%、38.1%和35.8%。Pt-SPL9和Pt-SPL13与其它植物的SBP一样有着高度保守的序列,即SBP结构域和一个双向核定位信号KRXXXRRRK。亚细胞定位结果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13均定位于细胞核中。SYBR Green I实时定量RT-PCR结果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13在各个器官均有表达,但表达量不同,Pt-SPL9在茎中的表达量最高,在花和叶中的表达量次之,在根、花芽和幼果中的表达量最低;Pt-SPL13在幼果中的表达量最高,在茎和花芽中的表达量相当,其次为叶,在花和根中的表达量很低。【结论】转录因子Pt-SPL9和Pt-SPL13均具有核定位功能,Pt-SPL9和Pt-SPL13对枳的茎和果实的发育可能有着重要作用。

水稻类病斑突变体spl34的鉴定与基因精细定位

利用化学诱变剂EMS处理籼型水稻恢复系"缙恢10号",从其后代中筛选到1个遗传稳定的类病斑突变体spl34。该突变体于分蘖后期在下部叶片的叶鞘上开始出现褐色的类病斑,随后沿着中脉扩散至整个叶片,成熟期扩散至整个植株。相比于野生型,该突变体的株高显著变矮,穗长显著变短,穗粒数、结实率和千粒重极显著降低。遮光试验和组织化学分析表明,突变体类病斑的形成受光诱导,在类病斑形成部位发生大量过氧化氢沉积和细胞程序性死亡。荧光显微镜观察发现,在紫外光照射下突变体产生的荧光较野生型弱。与野生型相比,突变体spl34的H_2O_2和O_2^-含量较高,而CAT、POD和T-SOD等保护酶的活性显著降低;稻瘟病抗性无明显差异或略显降低。遗传分析表明,突变体spl34的表型受1对隐性核基因控制。基因定位结果表明,该基因定位于第4染色体的LR49和LR52两个分子标记之间,物理距离为200 kb。测序分析发现该区间内的候选基因LOC_Os04g56480的第3449位碱基发生突变(G3449T),导致色氨酸替换为半胱氨酸。qRT-PCR结果表明该基因在突变体内表达量降低,而部分病程相关基因的表达量则升高。

sPL震相在巴东M4.3地震序列震源深度测定中的应用

根据近震深度震相sPL的基本特征,对2017-06-16巴东M4.3地震序列震源深度进行分析,运用频率-波数(F-K)方法模拟不同深度下的理论地震图,并与实际波形拟合对比,得出震源深度分布。结果显示,该地震序列的震源深度集中在3~4km范围内,误差约为1km,表明在三峡地区利用sPL震相可以获得较为可靠的震源深度。

SBP-box/SPL基因在植物表皮毛发育中的作用

植物表皮毛作为表皮细胞的特有组织在分类、减少热量和水分散失、抵御昆虫和微生物侵害方面发挥作用,同时也是生长发育时相转换的一个重要指标.而且表皮毛在提高产量等农艺性状方面也发挥重要作用,如棉花纤维组织的产量和品质.SBP-box/SPL基因是植物特有的一个较小的基因家族,在生长发育多个方面扮演重要角色,涉及花期、育性、果实成熟、蓝光信号传导、器官大小等性状.其中,在调控植物"年龄"相关的时相转换中作用明显.本文对表皮毛发育调控中SPL基因功能、涉及的microRNA,及它们与其他表皮毛发育调控途径的关系进行综述,以期为植物表皮毛发育的深入研究及应用奠定基础.

水稻类病变突变体spl5细胞坏死机制的分析

水稻spl5(spotted leaf 5)属于起始型类病变突变体,植株从苗期开始叶片上就会自发地表现出红棕色类病斑.组织学染色和生理生化分析结果表明,spl5类病斑是由于活性氧(ROI)的过量积累引起细胞坏死或激活了程序性细胞死亡(PCD)途径所致.2种能诱导细胞死亡的活性氧在spl5类病斑形成部位有明显的积累,其中超氧离子基(O2-)含量的增加始于细胞坏死之前,而H2O2积累则在类病斑性状出现之后,表明ROI代谢的失调,尤其是O2-的过量积累可能是造成spl5细胞坏死的主要原因之一.由于分别专一催化O2-和H2O2分解的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性在类病斑形成过程中也相应提高,说明spl5突变体内ROI清除酶系功能正常.

白梨SPL转录因子在二次成花诱导中的响应

【目的】梨二次成花(异常)在我国南方普遍发生,环境因子与植物遗传因子互作在该过程中的作用以及关键的遗传要素仍有待鉴定,为鉴定梨基因组中SPL(squamosa promoter-binding protein like)编码基因并研究其在二次成花诱导中的表达变化情况。【方法】前期课题组探索了通过摘叶诱导模拟二次成花的生理机制,测定了转录组变化过程,本研究基于已有的白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)基因组数据,从全基因组范围对SPL编码基因进行了鉴定,结合二次花诱导过程的转录组数据,挖掘参与该过程的候选基因。【结果】本研究共获得了34个典型的SPL蛋白家族成员,只有3个成员在目前的梨参考基因组上串联排列。系统进化分析将34个成员划归为8个进化类群,与其他物种SPL分类一致。砂梨‘丰水’二次成花诱导及未诱导材料的转录谱分析表明,34个SPL蛋白编码基因中仅两个显著差异表达,其中Pbr038289.1显著上调表达,而Pbr002303.1表达量显著下降。【结论】这2个蛋白有望成为深入研究梨成花过程调控的重要靶点。

水稻类病变突变体spl5胚性悬浮细胞系的构建

类病变突变体(lesion mimic mutant)是一类研究细胞死亡与抗病机制的有效工具。试验以水稻类病变突变体spl5为材料,构建了spl5突变体的胚性悬浮细胞系。结果表明诱导spl5突变体愈伤组织的最佳2,4-D浓度为2 mg·L-1,疏松的Ⅱ型胚性愈伤组织经悬浮继代培养3～4个月后可获得理想的胚性悬浮细胞系,FDA-PI染色结果表明该细胞悬浮体系活力高。水稻类病变突变体spl5胚性悬浮细胞系的建立可为进一步研究spl5突变体细胞死亡及其与病原菌互作的机制奠定基础。