植物非生物胁迫相关转录因子研究方法

转录因子是一类能够与启动子区域顺式作用元件特异性结合的蛋白质,是一大类转录调控因子,也是植物中最大的基因家族之一。转录因子可以调节众多下游基因的表达,对植物的生长发育、形态建成、激素调节,以及抵抗多种生物和非生物胁迫具有重要作用。结合近年来转录因子的研究进展,归纳总结了植物非生物胁迫相关转录因子研究的主要策略和方法,包括转录因子结构域、亚细胞定位、转录激活作用、转录因子复合体以及转录因子功能的研究,为植物转录因子的相关研究提供理论和方法的参考。

基于光合突变池的雨生红球藻优异性状藻株挖掘

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)是天然虾青素的主要来源,其高成本、低效率的规模化生产难以满足市场需求。建立快速获得优质突变株的筛选策略有助于提高雨生红球藻的种质资源开发效率,获得虾青素高富集的优质藻株。以雨生红球藻NIES-144为出发藻株,通过甲基磺酸乙酯(ethyl methylsufone,EMS)诱变和高光处理获得光合突变池。以叶绿素荧光参数为检测指标能够快速筛选出生长速率和虾青素积累能力发生变化的突变藻株。结果显示,从该光合突变池中随机选取11株藻株的增殖能力和虾青素积累能力均与原始对照株存在不同程度的差异,45%的突变株在增殖能力和虾青素积累能力方面显著优于对照株。该结果表明雨生红球藻的光化学活性与增殖和其虾青素积累能力之间存在着紧密的联系,证实基于光合突变池挖掘优异性状雨生红球藻的策略具有可行性,为微藻优良藻株的获取提供新思路。

辽宁碱蓬SlCMO基因盐胁迫表达分析及盐诱导启动子鉴定

胆碱单加氧酶(choline monooxygenase,CMO)是合成甜菜碱的关键酶,甜菜碱在植物抵抗渗透胁迫中起着重要的作用。本研究室前期克隆了盐生植物辽宁碱蓬CMO(Suaeda liaotungensis CMO)基因及启动子。本研究对Sl CMO基因在盐胁迫下的表达及盐诱导启动子进行分析。q RTPCR分析Sl CMO基因在辽宁碱蓬不同器官及盐胁迫下的表达,结果表明,Sl CMO基因在根、茎、叶中均有表达,其中茎、叶中的表达量较高,Sl CMO基因在根、茎、叶中的表达均受盐胁迫诱导。5'端缺失分析Sl CMO启动子的盐诱导区段,结果表明,p C5(-267^+128 bp)是Sl CMO启动子的盐诱导功能区段,推测p C5调控Sl CMO基因的盐诱导表达。本研究为Sl CMO基因表达调控研究奠定基础,也为植物抗盐基因工程提供可用的启动子。

正交实验优选非洲菊叶片原生质体分离条件研究

以非洲菊叶片为材料,采用正交实验方案对非洲菊叶片原生质体分离条件进行研究,经综合分析结果表明:以1.0%的纤维素酶和0.75%的果胶酶为混合酶液、6%的甘露醇为渗透压稳定剂的条件下,酶解5h能达到较好的分离效果,获得高质量的非洲菊叶片原生质体。

植物病程相关蛋白研究进展

植物病程相关蛋白(PRs)在植物抗病反应过程中起着重要的作用,是植物抗病领域研究的热点之一。从其生物特性、基因结构和表达调控、诱导及诱导因子、与植物抗病性的关系、生物功能等方面着眼,分析该领域近年的研究进展,并对未来的研究方向进行展望。

辽宁碱蓬SlNAC4转录因子的基因克隆及原核表达

辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis)是一种典型的盐生植物,存在着耐盐适应的复杂机制,本研究根据辽宁碱蓬转录组测序结果,利用反转录PCR、RACE技术获得了辽宁碱蓬SlNAC4转录因子基因的cDNA序列。根据测序结果和生物学信息分析,SlNAC4基因(GenBank登录号:KJ933531)全长1450 bp,其中开放阅读框为996 bp,编码331个氨基酸,含有NAM结构域。将其编码区与表达载体pGEX-4T-1相连接,转化到Rosetta菌株中,在大肠杆菌中成功表达出了SlNAC4蛋白。

植物WRKY转录因子及其参与的ABA信号转导

主要阐述了WRKY转录因子在非生物胁迫应答中的作用,以及其参与ABA信号转导方向的研究进展。

番茄Ty-1、Ty-2和Ty-3基因的多重PCR技术鉴定

试验探索在同一个反应体系中完成3个SCAR标记的多重PCR扩增,为利用分子标记辅助番茄黄化曲叶病抗性育种提供一种省时、省力、经济有效的方法。对分别与番茄黄化曲叶病毒病抗性基因Ty-1、Ty-2、Ty-3紧密连锁的共显性SCAR标记同时进行扩增筛选,扩增的特异性片段与单引物扩增片段一致。

植物WRKY转录因子家族研究综述

WRKY蛋白是一类植物所特有的转录因子超家族,每个成员都含有一个高度保守WRKY结构域,能够与(T)(T)TGAC(C/T)序列(W盒)发生特异结合,参与多种与植物胁迫应答、生长发育、物质代谢等有关的重要生理过程。

高等植物ACC合成酶基因研究进展

主要对高等植物ACC合成酶基因克隆及表达调控等方面进行综述,并对其应用前景进行了展望。

基于基因芯片技术的转Slnac2基因拟南芥差异表达基因分析

NAC转录因子,对植物的生长发育及抵御逆境胁迫起着重要的作用。实验室前期克隆了辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis)Slnac2基因,转Slnac2拟南芥(Arabidopsis thaliana)提高了抵御盐胁迫的能力。本研究利用基因芯片技术筛选转SlNAC2拟南芥差异表达基因,共筛选出差异表达2倍以上的基因1258个。GO富集度分析结果显示,分子功能相关基因占34.06%,细胞组分相关基因占33.13%,生物学过程相关基因占32.81%。KEGG分析表明,差异表达基因涉及63个信号通路,主要有植物激素信号转导、核糖体、植物病原物相互作用和抗坏血酸代谢等。通过实时荧光定量PCR对部分差异基因进行验证,所得结果与基因芯片结果一致。本研究揭示,SlNAC2可调控多个下游基因的表达,提高植物在逆境胁迫下的生存能力。

不同进化历程下的异源四倍体小麦核型进化及其稳定性分析

以人工新合成、野生天然及栽培异源四倍体小麦为实验材料模拟四倍体小麦形成初期、自然进化及人工驯化等阶段,利用荧光原位杂交技术(FISH)对各群体进行核型的鉴定和比较分析.结果表明:新合成群体存在亚基因组间序列重组,重组位置主要集中在染色体长臂端部;野生天然群体积累了大量的序列重组,除3号同源群外,其他同源群均出现了近着丝粒区的片段渗入;栽培群体仍有新的重组现象出现,但与自然进化过程相比明显减少.各群体内的核型检测结果表明,人工新合成群体存在少量的染色体结构变化,野生天然和栽培群体则趋于稳定.本研究结果为明确多倍体作物在进化过程中的核型变化规律,了解其核型稳定程度提供重要的理论依据.

高温胁迫对条斑紫菜丝状体的生长和生理影响

在不同温度条件下培养条斑紫菜丝状体,观察丝状体生长状态并测定其叶绿素含量、可溶性蛋白含量、POD活性、丙二醛含量和可溶性糖含量随时间的动态变化情况.结果表明,在温度低于24℃条件下,条斑紫菜丝状体各生理指标与对照相比没有明显变化.24℃时,丝状体生长状态良好,POD活性在培养初期有所下降,36 h活性有所提高;在28、30℃条件下,培养超过12 h后,叶绿素含量明显下降,丝状体变成棕红色,培养后期细胞内容物外溢,出现死亡.可溶性蛋白、丙二醛、可溶性糖含量呈现先上升后下降的趋势.POD活性低于对照组.该研究结果为进一步揭示紫菜抗高温分子机制和培育抗高温紫菜新品种提供了一定参考.

S_(3307)处理对草地早熟禾叶片气孔密度和开度的影响

采用扫描电镜法对经不同浓度S3007(0,8,15,25mg·L-1)处理的3a生草地早熟禾(Poa pratensis L)叶片气孔变化进行了初步研究。结果表明:不同浓度S3007处理后的草地早熟禾叶片气孔密度低于对照,且随处理浓度的增加气孔密度越小。25mg·L-1 S3007处理的气孔密度比CK减小10%～20%。不同浓度S3007处理的早熟禾叶片气孔开度不同程度减小,25mg·L-1 S3007处理的气孔开度最小,比CK减小20%～35%。分析认为,叶片气孔密度和开度减小,使气孔蒸腾阻力增加,有利于降低叶片水分散失,提高叶片含水量,增强草坪草的抗旱能力。

孔石莼在干出胁迫下上调表达基因消减cDNA文库的构建及分析

利用抑制消减杂交技术构建了潮间带绿藻孔石莼（Ulva pertusa）在干出胁迫状态下上调表达基因的消减cDNA文库。获得的阳性克隆经测序得到150条上调表达的EST片段,其中21条为冗余序列（RS）,137条非冗余序列（NRS）。片段中最长833 bp,最短106 bp,平均长度364 bp。参与比对的EST片段按照其注释功能可分类为：细胞生长与发育、蛋白合成与分解、代谢过程、胁迫应答、光合作用与光诱导、转录调节、信号转导等相关基因。未知功能和无对比结果序列共60条,占非冗余序列的43.80%。比对相似度主要分布在20%~60%之间,主要与已经完成基因组测序的藻类或高等植物的氨基酸序列具有较高的相似性。孔石莼对密码子第三位碱基的使用偏好无显著差别（P〉0.05）,GC使用总频率为50.66%,而对终止密码子则明显偏好TGA。实时荧光定量结果表明,部分分离的基因在干出胁迫状态下表达量上调。这些不同功能基因的表达构成了复杂的调控网络,能够为揭示孔石莼抵御潮间带不良环境的分子机制提供多方面的切入点。

抗菌肽在果蔬保鲜中的应用

食源性致病菌是导致果蔬腐败变质的主要因素,利用抗菌肽高效杀菌、安全、无毒副作用等特点来保鲜果蔬具有潜在的应用价值。本文综述了动物源、微生物源和植物源的抗菌肽在果蔬保鲜及抗菌包装中的研究进展。

低温胁迫对三角褐指藻生长和生理生化特性的影响

在温度分别为3、6、9、20℃的条件下培养三角褐指藻,测定其细胞密度、生物量、叶绿素a含量、脯氨酸含量、丙二醛含量在3、6、9、12、15 d和可溶性糖含量随时间的动态变化情况.结果表明:在不同的低温胁迫条件下,三角褐指藻的细胞密度和生物量均明显低于对照组;叶绿素a含量处理前3 d有所上升,没有明显低于对照组,处理6 d后明显下降;脯氨酸含量、丙二醛含量、可溶性糖含量均有显著上升.该研究结果为进一步揭示三角褐指藻对逆境耐受能力的生理机制提供一定的理论依据.

高温胁迫对裙带菜配子体的生长和生理影响

以裙带菜配子体(Undaria pinnatifida)为试验材料,研究了高温胁迫对其叶绿素a含量、POD活性、脯氨酸含量、丙二醛含量的影响。结果表明:与20℃对照组相比,裙带菜配子体在高温胁迫下,试验组随着时间的增加叶绿素a含量明显下降,且30℃下叶绿素a含量的降幅明显大于25℃;丙二醛的含量随着时间的增加呈现逐渐上升的趋势,且30℃下丙二醛含量的增幅明显大于25℃;POD活性在24h时达到最低,然后略有增加;脯氨酸的含量在高温下随着时间的延长呈现逐渐上升的趋势。该研究结果为进一步揭示裙带菜抗高温分子机制和培育抗高温裙带菜新品种提供了一定参考。

超声波法提取葡萄皮中白藜芦醇

以酿酒工业废弃物—葡萄皮为材料,采用超声波处理的方法优化白藜芦醇的提取工艺。正交试验结果表明:采用超声波提取方法,在40%的乙醇溶液中按液料比为12∶1,超声功率为104W、室温的条件下处理30m in,白藜芦醇的提取得率最高,为3.50mg/g。