蜡梅花发育相关基因CpUFO表达特性与功能分析

【目的】UFO是被子植物中首个被发现的F-box蛋白,主要参与调控花分生组织特性和花器官发育。本文通过对蜡梅CpUFO基因表达特性分析及异源表达拟南芥表型分析,初步鉴定CpUFO的功能,为阐明蜡梅花发育分子调控机制提供参考。【方法】基于前期构建的蜡梅转录组数据,克隆蜡梅CpUFO基因并对其编码蛋白进行同源比对及进化树分析。根据qRT-PCR分析CpUFO基因在不同组织、器官及全年花发育各阶段中的相对表达量,比较35S::CpUFO转基因拟南芥株系及Col-0野生型表型差异,并通过qRT-PCR检测过表达拟南芥株系内源开花相关基因的表达特性,分析过表达CpUFO对拟南芥开花时间以及花器官发育的影响。【结果】获得的CpUFO基因cDNA序列为1665 bp,编码403个氨基酸,含有保守的F-box结构域。CpUFO在外花被片中表达量相对最高,其次是内花被片,在果、茎、叶、腋芽及雌雄蕊中表达水平较低;而在全年花芽中的表达量分析结果显示,低温打破休眠后的露瓣和始花以及盛开期花芽中的表达量显著高于其他时期。与野生型拟南芥相比,35S::CpUFO转基因株系莲座叶数目减少,开花提前,且拟南芥内源基因TFL1表达量下调,成花关键基因FUL和AP1的表达量上调。【结论】CpUFO在不同组织、器官及花发育各阶段均有表达,不同组织中在外花被片中表达量最高,全年花芽中打破休眠的花蕾开放阶段表达量最高。同时,过表达CpUFO会促进拟南芥早花并影响其花器官发育。

蜡梅转录因子CpBBX24基因的克隆及功能分析

【目的】BBX(B-box)是锌指结构蛋白转录因子家族中一个重要的亚家族,在植物生长发育、植物信号转导及逆境胁迫响应中具有重要的调控作用。对蜡梅BBX24基因的克隆与分析,有利于丰富植物中对BBX基因家族的认识,为蜡梅抗逆调节机制提供新的理论依据。【方法】以蜡梅转录组数据库中获得的蜡梅CpBBX24基因cDNA序列为基础克隆基因全长,使用DNAStar和MEGA进行序列分析和进化树构建。采用qRT-PCR进行蜡梅不同组织及不同花期表达特性分析,以及ABA、MeJA、干旱、高盐、高温和低温等处理后表达分析。同时,使用Gateway技术构建植物表达载体,花絮侵染法转化拟南芥,对T3代纯合系进行表型观察及非生物胁迫耐性分析。【结果】获得CpBBX24的cDNA序列长为1374 bp,包含729 bp的开放阅读框(ORF),编码242个氨基酸,分子量为26.54 kD,等电点为4.93。序列分析表明CpBBX24蛋白在N端有两个串联的B-box结构域,其C端不包含CCT结构域。表达特性分析表明,CpBBX24在蜡梅根、茎、子叶、幼叶、成熟叶各器官,外瓣、内瓣、雌蕊、雄蕊等组织中均有表达,其中在子叶中表达量最高。在不同开花时期,CpBBX24表达呈波动变化,在衰老期表达量最高。ABA、MeJA、干旱、高盐、高温和低温均能诱导CpBBX24基因的表达,表达趋势各有差异。在PEG(30%PEG-6000)、高盐(300 mmol·L^(-1)NaCl)、高温(42℃)、低温(4℃)胁迫下,转基因拟南芥处理后植株总体生长状态优于野生型,相对电导率和丙二醛浓度数值显著低于野生型,说明CpBBX24基因过表达增强了拟南芥的干旱、高盐、高温及低温胁迫耐性。【结论】ABA、MeJA、干旱、高盐、高温和低温等处理诱导了CpBBX24的表达,说明其可能参与蜡梅的逆境胁迫耐性调控。CpBBX24的过表达增强了拟南芥的干旱、高盐、高温及低温等胁迫耐性。这些结果表明CpBBX24基因在干旱、高盐、低温和高温等胁迫响应中发挥重要作用。

光和温度对开花时间基因可变剪接的影响研究进展

可变剪接(AS)是植物生长发育过程中最有效的基因转录调控方式之一。在植物中,大量基因经历了可变剪接;调控开花时间基因的可变剪接受到光和温度信号的影响。本文中重点综述了可变剪接的类型、可变剪接的分子机制及在光与温度季节性变化下基因可变剪接调控开花时间的特性和功能,旨在提高对基因可变剪接参与调控植物开花时间机制的认识,为研究植物生长发育调控机制提供新思路。

BTB蛋白泛素化介导植物发育和逆境应答的研究进展

BTB(broad-complex,tramtrack,and bric-à-brac)结构域是在真核生物中发现的高度保守的蛋白质相互作用基序。含有BTB结构域的一类蛋白统称为BTB蛋白,它们广泛参与转录调控、蛋白质降解等过程。越来越多的研究表明,该基因在植物生长发育、生物与非生物胁迫等生理过程中具有重要的作用。本文以蛋白结构域为基础,系统总结了该基因家族蛋白在泛素化介导植物发育和逆境应答等过程中的研究进展,为植物中该类基因的研究提供了参考。

一株产灵菌红素黏质沙雷氏菌的分离鉴定及其基因组分析

【目的】对甘蓝根际微生物进行分离,从中选择具有优良性状的菌株,对其次级代谢产物合成能力进行评估,为甘蓝根际微生物资源的发掘利用奠定基础。【方法】采集重庆市武隆区仙女山镇仙女山村甘蓝根,分离培养根际微生物菌株,从中选择一株黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens),利用PacBio RS II平台和Illumina HiSeq平台完成全基因组测序,通过antiSMASH分析评估其合成次级代谢产物的潜力,采用Red/ET重组工程技术克隆目的基因簇并进行异源表达。【结果】从甘蓝根际分离鉴定到一株产灵菌红素的黏质沙雷氏菌,对其进行基因组测序及分析发现,基因组含有11个次级代谢产物生物合成基因簇,其中9个基因簇与已知化合物编码基因簇相似性较低,说明该菌具有产生多种新型次级代谢产物的潜力;HPLC分析和高分辨质谱检测鉴定了灵菌红素;克隆了灵菌红素生物合成基因簇,并在大肠杆菌中实现了异源表达;选择4种大肠杆菌常用启动子驱动灵菌红素基因簇的表达,发现rpoS启动子具有较好的效果。【结论】本研究从甘蓝根际分离得到一株产灵菌红素的黏质沙雷氏菌,完成了全基因组测序和分析,从中克隆得到灵菌红素生物合成基因簇,并成功在大肠杆菌中异源表达。

ABA调控果实成熟研究进展

果实成熟一直是园艺植物研究的重点关注领域,其中植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)在果实成熟过程中扮演着不可替代的角色。重点综述了近年来关于ABA调控果实成熟的研究进展,为进一步完善果实成熟的调控网络提供参考。