[目的]利用高通量转录组测序技术，在硝态氮或铵态氮处理条件下，对杨树根尖差异表达基因进行了筛选和研究，同时分析和描述了差异表达基因对杨树根尖生长发育的影响，为后续开发高氮素吸收利用效率的杨树新种质提供科学依据。[方法]以灰杨幼苗根尖为材料，用0.5mmol·L~(-1)硝态氮（NO_3~-）和0.5mmol·L~(-1)铵态氮（NH_4~+）对幼苗处理10 d，并对植株根尖进行转录组测序以及生物信息学分析。[结果]硝态氮处理下的主根长度几乎是铵态氮处理条件下的一倍。从两种不同氮形态处理杨树根尖转录组文库中，筛选到2 207个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类分析，分别获得50个GO功能聚类和20条KEGG通路。进一步利用MapMan分析，筛选出36个氮代谢通路过程、各类氨基酸的生物合成以及代谢过程相关的差异表达基因。对这些差异基因互作调控网络分析发现，硝酸还原酶（Potri.005G172400）基因通过响应不同氮形态，在影响杨树根尖生长发育过程中发挥了重要作用。[结论]本研究获得了不同氮形态处理条件下杨树根尖差异表达基因，并对差异表达基因功能进行分析，有助于理解杨树通过响应不同氮形态影响根尖生长发育过程的分子机制。

[目的 ]通过小RNAs高通量测序技术,在硝态氮或铵态氮处理下,对杨树根尖差异表达miRNAs及其靶基因调控机制进行了研究,分析和描述了杨树根尖生长和形态特征的规律,为进一步筛选和鉴定硝态氮或铵态氮吸收利用效率高的林木新品种提供依据。[方法 ]以灰杨水培苗根尖为研究对象,应用高通量测序技术进行小RNA文库构建,获得miRNAs表达谱,鉴定差异表达miRNAs,同时利用降解组测序技术鉴定miRNAs靶基因,并对差异表达靶基因进行功能注释以及代谢通路富集等分析。最后通过联合分析,阐明不同氮形态处理下,灰杨根尖miRNA-靶基因调控网络。[结果 ]从2种不同氮形态处理杨树根尖miRNAs文库中鉴定出523个已知miRNAs和42个新miRNAs,其中,有96个miRNAs显著差异表达。与硝态氮处理相比,铵态氮处理下有44个miRNAs上调表达,52个下调表达,其中,vvi-MIR399d-p3_1ss13GA上调倍数最大,新的miRNA PC-5p-35885_222下调最显著。对miRNAs靶基因进行KEGG通路富集分析表明,部分显著差异表达靶基因参与杨树根尖氮响应,从而影响杨树根尖生长发育和形态特征。利用RT-qPCR对7组随机挑选的miRNA-靶基因进行验证,结果与测序数据一致,说明测序结果可靠。[结论 ]miRNAs及其靶基因在不同氮形态处理后对杨树根尖氮响应起着重要的调控作用,从而使硝态氮处理下的灰杨根长比铵态氮处理的几乎长1倍。

【目的】鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。【方法】根据miRNA的保守性及与靶基因的严谨互补配对关系,以杨树miRNA为探针利用靶基因预测软件psRNATarget,通过与毛白杨转录组的基因序列进行比对鉴定靶基因,进一步开展毛白杨受低氮胁迫后靶基因的差异表达分析及功能注释。【结果】获得了131个miRNA家族的242个miRNA成员对应的3 024个靶基因,分别参与了植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成、氨基酸合成代谢、碳代谢和RNA运输等通路。57个靶基因在低氮胁迫处理后发生显著变化,其中受到诱导(29个)和抑制(28个)的基因数目相当。14个低氮胁迫响应的miRNA,其对应的11个靶基因也发生了显著的差异表达变化,其中miRNA和靶基因表达量发生相反变化的有8个miRNA。本研究发现参与植物激素信号转导的靶基因(2个)及参与代谢途径的靶基因(6个)发生了差异表达。miR162的靶基因编码ABC转运蛋白,miR393运用于靶基因KAT2调节Na+和K+动态平衡,miR399的靶基因PIF3编码光敏色素互作因子PIFs蛋白,这些miRNA及靶基因可能在杨树响应低氮胁迫中发挥重要作用。【结论】本文鉴定到了毛白杨中一批低氮胁迫响应miRNA的靶基因,可调控杨树对氮逆境胁迫信号的反应。这些miRNA及靶基因为进一步揭示miRNA及靶基因在低氮胁迫下的调控功能提供了研究线索,为树木氮营养的高效利用改良提供了重要候选基因。

【目的】PPR(pentatricope ptide repeat)蛋白家族在植物的生长发育、细胞器形成、细胞质雄性不育的育性恢复、RNA的编辑加工、细胞核与细胞器之间信号传递、逆境防御等方面具有重要作用。研究旨在了解PPR蛋白家族SoDIPPR基因在马铃薯中的表达情况及其在干旱胁迫下的作用【。方法】以抗旱马铃薯二倍体品系H145为材料,利用cDNA-AFLP技术寻找与抗旱性密切相关的基因cDNA片段,利用RACE技术克隆其基因全长cDNA,并利用半定量RT-PCR和Northern杂交法研究其在干旱条件下的表达情况。【结果】从抗旱马铃薯二倍体品系H145中克隆了一个836bp全长cDNA序列...

【目的】研究枣树谷胱甘肽过氧化物酶基因(Zj GPX)的功能,为其在果树抗逆基因工程改良中的利用奠定基础。【方法】以‘壶瓶枣’(Ziziphus jujuba Mill.Hupingzao)结果枝构建的c DNA文库中选取一条与其他植物谷胱甘肽过氧化物酶基因有较高同源性的序列为研究对象进行序列分析,预测其功能。通过实时荧光定量技术分析目的基因在盐胁迫及干旱胁迫条件下的表达特性,并构建植物表达载体PEZR(K)-LNY-Zj GPX,运用农杆菌介导法,将Zj GPX转入拟南芥,对转基因及野生拟南芥植株作盐胁迫及干旱胁迫处理,验证其抗逆功能。【结果】Zj GPX编码序列(CDS)长510 bp,编...

【目的】克隆川杨几丁质酶基因cDNA全长序列,分析其在病原菌侵染过程中不同时段的表达特征。【方法】以受落叶松-杨栅锈菌(Melampsora larici-populina)单孢子堆菌系Sb052侵染后的川杨叶片为试材,采用RACE法克隆川杨几丁质酶基因cDNA序列,对其进行生物信息学和实时荧光定量表达分析。【结果】克隆到1条川杨几丁质酶基因序列,将其命名为PsChiⅠ(GenBank登录号:KC416180)。该序列全长1 145bp,包含1段960bp的开放阅读框(ORF),38bp的5′非编码区和147bp的3′非编码区。其编码蛋白含有319个氨基酸,具有2条糖苷水解酶19家族特征序列,...

为探究CDPK基因在木材形成过程中的作用,本研究在基因组水平上对杨树CDPKs基因家族的成员进行分析,找到32个CDPKs及10个CRKs成员。对CDPK基因家族成员在杨树中表达特性进行了分析,发现其家族成员在不同组织、不同发育阶段以及毛白杨次生维管发育不同时期的表达特性不同。分析杨树CDPK基因家族中3个基因Pt CPK1、Pt CPK6、Pt CPK15,其蛋白质一级结构均存在1个跨膜区,其蛋白定位在细胞膜上。

[目的]为探究ROP基因在林木中的功能。[方法]本研究以杨树为模式,在全基因组水平上对ROP基因的家族成员、基因结构、保守结构域、氨基酸序列相似性及表达模式进行了分析。[结果]显示,杨树PtROP基因家族包含13个成员,不同成员间在进化上相对保守,均存在与GTP结合与水解相关的结构域。这些基因在不同组织、不同胁迫条件下的表达具有明显差异,说明它们参与不同的生物学过程。通过构建功能基因网络(functional gene network for poplar)发现PtROP基因主要参与了信号转导过程。[结论

【目的】杨树是我国人工林的重要组成部分,也是公认的模式木本植物。植物BAG蛋白作为保守的分子伴侣,在生长发育和抗逆性中起到关键作用。研究杨树BAG蛋白家族的进化与表达模式,鉴定BAG基因的生物学功能对于林木遗传改良具有重要的指导意义。【方法】以拟南芥7个BAG蛋白为诱饵,搜索毛果杨、水稻和小立碗藓在线数据库(https://phytozome.jgi.doe.gov)获得这3个物种同源的BAG蛋白。利用生物信息学构建毛果杨、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白的系统进化树,分析这些蛋白的生化特性及进化关系。结合杨树芯片(http://bar.utoronto.ca)数据,利用qRT-PCR检测杨树BAG基因的组织和逆境(旱和热胁迫)表达模式。【结果】毛果杨包含14个BAG基因,按照国际命名法(以染色体位置进行排序),将其命名为PtrBAG1—PtrBAG14。系统进化树表明杨树、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白相对保守,大体可以分为2个亚家族。第1个亚家族中,大部分BAG蛋白N端含有UBL结构域,可能作为分子桥梁参与降解某些蛋白;第2个亚家族的大部分BAG蛋白含有IQ结构域,意味着这些蛋白可能与Ca~(2+)信号相关。杨树BAG基因在不同逆境处理(热胁迫和干旱胁迫)条件下有不同的表达模式。热处理诱导所有BAGs基因表达发生变化,其中BAG1、BAG4、BAG6、BAG7和BAG8表达被激活,而另9个BAG基因的表达被抑制;特别是,热诱导BAG4和BAG6表达上调超过90倍。干旱胁迫条件下,大部分BAG表达变化幅度很小。组织表达模式分析表明,大部分杨树BAG基因在根、叶、芽、小苗、雌花序、雄花序和木质部中表达量很低,只有BAG2和BAG12在木质部中大量表达。【结论】杨树BAG家族共有14个成员,大体分为2个亚家族,在进化上与本文选用的陆生植物拟南芥和水稻BAG蛋白有更高的相似性。杨树14个BAG基因可能都参与了热胁迫调控,但不同成员在抗热过程中起不同作用。相比而言,大部分杨树BAG基因可能并不参与抗旱。值得指出的是,杨树BAG4和BAG6可能在热胁迫中作用最明显,而BAG2和BAG12可能参与木材形成。

【目的】TIR1/AFB F-box作为生长素受体参与从生长素结合到Aux/IAA蛋白降解这一信号转导过程。通过克隆杨树AFB基因家族成员,并检测其在病原菌、激素和干旱胁迫下的表达模式,以期了解AFB基因在杨树生长发育及激素信号转导中的作用机制。【方法】以美洲黑杨杂种NL-895杨为材料,通过PCR与RACE技术,克隆NL-895杨AFB基因家族成员全长c DNA,进而利用在线分析软件和数据库对各成员编码蛋白质的理化参数、保守结构域、蛋白质三级结构进行分析和预测;根据氨基酸序列多重比对结果进行系统进化分析;采用实时定量PCR技术研究4个NL-895杨AFB基因家族成员在病原菌、激素和干旱胁迫下...

为揭示棉花植株体内赤霉素合成途径关键酶基因表达量与不同组织及环境条件的关系,以"中棉所49"(CCRI49)和"高脚棉"(396289)为材料,利用实时荧光定量PCR方法中的相对定量,以UBQ7为内参基因,对新疆维吾尔自治区阿拉尔和河南省安阳,2种不同生态环境下的CCRI49和396289不同组织内赤霉素合成途径相关基因的表达量进行检测。结果显示,在阿拉尔地区生长条件下,CCRI49果枝始生节位相比于安阳地区平均降低2.0,高脚棉平均降低2.6。在安阳地区,CCRI49和396289中赤霉素合成途径各关键酶基因在不同组织内的表达趋势基本一致,茎组织中各相关基因表达量高,为植株生长提供充足的活性赤霉素;在新疆阿拉尔地区,CCRI49和396289主要表现为赤霉素合成早期阶段CPS1、KS和KO等基因的表达量下调,GA2ox1表达量上调,以减少活性赤霉素的合成。结果表明,棉花植株赤霉素合成代谢途径关键酶基因的表达量发生改变,从而调控植株的生长发育来适应新疆干旱和盐渍化的生长环境。

[目的]调查不同氮肥水平处理对水稻OsAAP6基因表达的影响,并进一步探究OsAAP6基因在不同氮肥条件下对其水稻籽粒中蛋白质(包括谷蛋白、醇溶蛋白、球蛋白和清蛋白)含量和氨基酸含量等营养品质的影响作用,为今后利用OsAAP66基因提高稻米营养品质提供参考。[方法]设置5个氮肥浓度梯度,在水稻OsAAP6遗传材料中分别检测OsAAP6基因的表达水平,并利用近红外谷物分析仪和考马斯亮蓝G-250法检测分析其成熟种子中蛋白质含量和氨基酸含量等稻米营养品质性状。[结果]随着田间氮肥施加量的增加,OsAAP6基因的表达水平明显提高,并能显著促进水稻籽粒中谷蛋白的积累,进而增加水稻籽粒中总蛋白质的含量;在氮肥浓度较高的条件下,OsAAP6基因有助于提高水稻籽粒中总必需氨基酸的含量;随着氮肥施加量的增加,OsAAP6基因能够显著提高水稻籽粒中总氨基酸的含量。[结论]OsAAP6基因随着田间氮肥浓度的增加,其表达水平不断升高,并能促进水稻籽粒中蛋白质含量和氨基酸含量等稻米营养品质的提高,这为今后利用OsAAP6基因提高稻米的营养品质提供了重要参考。

本研究通过分析在其他植物中已经确认的GA受体基因序列,对葡萄全基因组进行BLAST比对,获得了可能编码葡萄GA受体GID1的7个基因片段序列。经过聚类分析,根据其序列特征,分别设计特异性引物,以无核白鸡心葡萄(Vitis viniferaL.cv.Centennial seedless)不同组织器官为试材提取RNA,反转成cDNA-1链后,进行半定量RT-PCR,结果显示这些基因在成叶、幼叶、花序、新梢顶尖和休眠芽中存在差异表达。以30 mg/L的GA3在盛花后12 d处理无核白鸡心果穗,并于处理后1、3和7 d(果实第1次快速生长期),33 d(缓慢生长期),49 d(果实第2次快速生长期)...

根系是连接植物与土壤的纽带,也是植物吸收水养资源的器官,在树木生理生活中发挥着至关重要的作用。杨树在我国北方被广泛栽植,其木材产量占我国总木材产量的30%。因此,了解杨树根系的各种特点有助于深入认识其生存和生长机制,以及在各种环境下的生态适应策略,从而为杨树林地高效经营管理技术的优化、林分质量和产量的双提升提供理论基础。本文基于已有研究,对杨树根系形态、分布、动态特征以及吸水特性等内容及部分研究方法进行了综述。首先,本文总结了已有研究中采用的各种根系分级方法,指出其各自的不足与可取之处,并提出更适合杨树根系分级的方法。其次,对现有研究中发现的各种杨树根系构型、形态、分布以及生长动态等特征进行了归纳总结,探讨了各种特征产生的原因以及对杨树根系吸收效率产生的影响。然后,总结了杨树根系在各种条件下的吸水特性与机制,并在最后提出了现有杨树根系研究的不足以及今后的发展方向。

采用qPCR检测Calonectria pseudoreteaudii YA51的MAPK基因在盐胁迫、氧胁迫、细胞壁干扰物质胁迫、桉树组织诱导以及不同发育时期5种条件下的表达情况.结果表明CpKss1参与致病过程,CpKss1、CpSlt2和CpIme2与菌丝生长发育有关,CpKss1、CpHog1和CpIme2参与病菌高渗胁迫反应,CpSlt2参与调控氧胁迫反应和细胞壁完整性,且4个MAPK基因所介导的级联通路间可能存在既相互独立又相互协作的关系.