利用Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ ｗｈｅＡｔ ｍｉｃｒｏＡｒｒＡｙ分析了郑麦９０２３在低磷和正常磷水培条件下，苗期根部基因在转录水平的差异。结果表明，１）筛选得到１ ８８９个差异表达基因，其中１ ２９８个上调表达，５９１个下调表达。２）基因功能分析显示，这１ ８８９个基因参与了信号转导、蛋白存储、逆境胁迫、能量代谢、病程相关和其他与植物生长发育有关的过程。３）利用ｑｒｔ－Ｐｃｒ对其中３０个基因的表达情况进行了验证，显示与基因芯片结果基本相同的表达趋势。４）在低磷及磷恢复条件下，对其中５个候选基因（ｔＡＳＰｘ３，ｔＡｉＰＳ１．３，ｔＡＧＳｔ＿Ｌｉｋｅ，ｔＡＰＤｆ１９，ｔＡＧ６ＰＤｈ１＿Ｌｉｋｅ）在不同小．．．

【目的】蛋白磷酸化在介导非生物逆境信号的转导中具有重要作用。以笔者在低磷胁迫下鉴定的小麦促分裂原活化蛋白激酶(MAP激酶)基因TaMPK1a-1为基础,开展该基因应答低磷逆境分子特征的研究。【方法】利用cDNA-AFLP技术,鉴定特异上调表达的MAP激酶基因TaMPK1a-1。采用生物信息学技术研究基因结构和编码蛋白特征,采用半定量RT-PCR技术研究TaMPK1a-1应答低磷胁迫逆境的分子特征。【结果】TaMPK1a-1 cDNA长度为2170bp,开放阅读框为1737bp,编码578个氨基酸残基。TaMPK1a-1含有2个参与双重磷酸化作用的TEY和TDY基序。在正常供磷条件下,磷高效品种...

为挖掘与叶锈菌萌发及早期侵染相关的关键基因，利用PacBio SMRT和Illumina HiSeq测序技术对叶锈菌夏孢子萌发0、2、4、8、12和24h的孢子和芽管进行转录组测序，通过全长转录本基因表达差异分析和生物信息学分析进行候选基因筛选，利用qRT-PCR技术对候选基因在不同毒力菌系与小麦的亲和/非亲和互作中的表达模式进行系统分析。结果表明：1）综合分析筛选出差异显著且功能相关的4个候选基因，其中，PTTG＿1050为SNARE蛋白的编码基因，可能参与SNARE介导的囊泡运输；PTTG＿4765属于ABC转运蛋白基因家族PDR亚族；PTTG＿1823属于PKc＿Like超基因家族；PTTG＿1279为候选分泌蛋白编码基因。2)4个候选基因在侵染早期受到强烈诱导或抑制，且在亲和互作中表达量高于非亲和互作，说明其在叶锈菌的早期侵染和扩展中发挥了重要作用，可能是早期成功侵染的关键基因。

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素,研究无机磷酸盐(inorganic phosphate,Pi)胁迫下羊草的响应,筛选不同浓度Pi胁迫下的内参基因,并分析Pi响应相关基因的表达,为羊草Pi胁迫响应的分子机制研究提供基础数据。【方法】以羊草幼苗为材料,进行不同浓度Pi处理培养,对羊草的株高和根长进行检测,利用钒钼黄比色法检测羊草植株中Pi的含量。根据羊草转录组数据选取7个候选内参基因,从NCBI核酸序列数据库选取1个候选内参基因,对羊草不同处理材料进行总RNA提取和cDNA合成,利用qRT-PCR对候选内参基因的表达进行检测,并通过geNorm、NormFinder和Bestkeeper软件对其稳定性进行评估。根据筛选获得的较稳定内参基因,对Pi响应基因的qRT-PCR检测数据进行相对定量分析。【结果】表型观测结果显示,无论是低Pi还是高Pi胁迫都使得羊草的生长减缓;株高对低Pi或缺Pi胁迫较为敏感,根长对高Pi胁迫较为敏感;并随着处理浓度的增加羊草中Pi的含量也增加。qRT-PCR溶解曲线分析显示8个候选内参基因均具有单一的溶解峰,基因表达谱分析表明8个候选内参基因的CT值范围是17.16—26.61,其中,LcGAPDH的表达丰度最高为17.16—20.22,Lc18SrRNA的表达丰度最低为23.28—26.61,CT值变异系数最小的为LcARPT(2.09%),最大的为LcTUA(6.8%)。综合geNorm、NormFinder和Bestkeeper稳定性排名,通过计算几何平均数,获得8个候选内参基因综合稳定性排名,其中排名靠前的3个基因分别为Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α,排名最后的2个基因为LcTUA和LcTUB。分别以Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α作为内参基因,qRT-PCR相对定量表达分析结果显示,与对照相比,LcPHO1-2的表达受低Pi或者缺Pi诱导;LcPAP2的表达受高Pi诱导;而LcPAP27的表达同时受低Pi和高Pi下调。【结论】低Pi和高Pi胁迫均使羊草生长受阻,羊草地上组织与地下组织对Pi胁迫响应的模式不同。筛选出3个表达较为稳定的内参基因Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α。LcPHO1-2和LcPAP2分别参与了羊草对低Pi和高Pi的应答响应,LcPAP27同时参与了羊草对低Pi和高Pi的响应进程。

【目的】筛选小麦抗麦长管蚜基因,以揭示小麦抗蚜虫的分子机制。【方法】利用mRNA差异显示反转录PCR(Differential display reverse transcription PCR,DDRT-PCR)技术,以小麦抗蚜种质98-10-35、感蚜种质1376及其F3代和BC1F1代(98-10-35/1376//1376)为材料,分析了在抗蚜材料与感蚜材料之间差异表达基因的序列及功能。【结果】从24对引物组合中,共筛选到8对引物可以在98-10-35/1376的F3代抗性群体中扩增出74条差异条带,平均每对引物扩增条带数为9.3,并对其中差异明显的20条条带进行了回收、克隆、测序和序...

【目的】在克隆小麦锌指蛋白基因TaZAT6的基础上,深入研究该基因的分子特征和在不同磷水平下的表达特性。【方法】通过对富集石新828不同低磷胁迫时间点特异表达基因的cDNA差减文库克隆测序,获得1锌指蛋白型转录因子基因EST。利用RT-PCR技术,在低磷处理24h的石新828和冀7369根系中克隆了该锌指蛋白基因TaZAT6,并采用该技术进一步研究该基因应答介质中Pi的特征。【结果】TaZAT6开放阅读框为717bp,编码238个氨基酸残基,编码的蛋白质中含有1个保守的核定位区、2个C2H2锌指蛋白域和1个DLN保守盒。系统进化分析表明,TaZAT6可能与另外2个小麦锌指蛋白基因ZAT22和Z...

WRKY转录因子是植物非生物胁迫反应中的重要调节子。荞麦耐贫瘠，磷利用率较高。为了探究WRKY基因在荞麦磷饥饿反应中可能的调节作用，以苦荞麦为材料，采用逆转录PCR方法，从低磷处理的根RNA样品中获得了FtWRKY6基因的编码序列。FtWRKY6 cDNA长1 572 bp,编码524个氨基酸，含有2个典型的WRKY保守结构域，锌指类型为C_2H_2,归属于第Ⅰ类WRKY,与绿茶CsWRKY24在氨基酸水平上的同一性较高(55.5%)。拟南芥原生质体瞬时表达分析表明，FtWRKY6定位于细胞核中；酵母单杂交试验表明，FtWRKY6具有转录激活活性。实时荧光定量PCR分析表明，在根中FtWRKY6的表达受低磷和3种重要的低磷反应相关激素—吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和细胞分裂素(CTK)显著诱导。上述结果提示，FtWRKY6具有转录因子的基本结构与生化特征，在根中可能通过IAA、GA、CTK信号通路的交互作用介导苦荞麦在低磷条件下的响应过程。

JAZ蛋白在植物生长发育和胁迫信号通路中具有关键作用。为探究JAZ蛋白在小麦倒春寒中的调控机制，从小麦幼穗中克隆了TaJAZ6基因，并对其分子特征、表达特性与亚细胞定位进行分析。结果表明，该基因CDS序列全长为549 bp,编码178个氨基酸，预测编码蛋白质的分子质量为18.376 ku,理论等电点为9.37,不稳定系数为62.44,属于不稳定蛋白。该基因编码蛋白质具有1个TIFY结构域和1个CCT＿2结构域。系统进化树分析发现，该蛋白质与野生二粒小麦和乌拉尔图小麦TIFY 11b蛋白亲缘关系最近。TaJAZ6基因启动子区除含有CAAT-box、TATA-box等基础作用元件外，还含有激素类响应元件、光响应元件、低温响应元件、防御和应激反应元件等。实时荧光定量PCR分析发现，TaJAZ6基因在根、茎、叶和幼穗中均有表达，根系中表达量最高。TaJAZ6基因还受低温和茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导表达，低温胁迫下，TaJAZ6在矮抗58(耐倒春寒)和郑麦366(倒春寒敏感)根、茎和叶中表达趋势相同，均显著升高；喷施300,350μmol/L的MeJA之后再低温处理TaJAZ6在2个小麦品种中表达量均显著下降。TaJAZ6在低温胁迫后的幼穗中表达量出现相反的趋势，在矮抗58幼穗中表达量显著下降，在郑麦366幼穗中则显著上升，推测该基因可能负调控了小麦倒春寒胁迫防御反应。通过喷施MeJA显著降低了低温胁迫下2个小麦品种幼穗中TaJAZ6基因的相对表达量，同时提高了小麦的结实粒数。亚细胞定位试验显示，TaJAZ6蛋白定位于细胞核中。以上研究结果表明，TaJAZ6可能在小麦响应倒春寒胁迫过程中发挥重要作用。

为了发掘小麦育性基因,采用同源克隆的方法,从小麦花药中克隆了3个与拟南芥AtMS2和水稻OsMS2基因同源的cDNA序列。TaMSR-1、TaMSR-2和TaMSR-3分别具有1 842,1 824,1 830 bp的开放阅读框,各自编码613,607,609个氨基酸。推导的蛋白质序列中包含2个保守区:NAD_binding和Sterile保守功能域。氨基酸序列分析发现,TaMSR与水稻OsMSR2和拟南芥AtMSR2具有较高的相似性。采用基因特异定位引物PCR技术对中国春缺失系材料进行扩增,将TaMSR-1、TaMSR-2和TaMSR-3基因分别定位于4AS、4DL和4BL染色体上。半定量R...

为明确磷酸蔗糖磷酸酶基因(SPP)的表达特征和生物学功能，进一步了解SPP参与蔗糖生物合成的调控机制。以小麦抗旱品种晋麦47的cDNA为模板克隆出3个位于第5同源群上的TaSPP同源基因，分别命名为TaSPP-5A、TaSPP-5B和TaSPP-5D。并利用生物信息学对小麦TaSPP的理化性质、基因结构、顺式作用元件、系统进化树和蛋白保守结构域等进行分析，通过qRT-PCR分析基因TaSPP的表达模式。结果表明，TaSPP-5A、TaSPP-5B、TaSPP-5D都包含8个外显子和7个内含子，TaSPP-5A和TaSPP-5D编码422个氨基酸，TaSPP-5B编码413个氨基酸。系统进化分析显示，小麦TaSPP基因与小麦的近缘物种在进化上处于同一分支，相似度较高。qRT-PCR表达分析结果显示，TaSPP基因在根、茎秆、旗叶、叶鞘、颖花、种子中均表达，其中在旗叶和茎秆中表达量较高；ABA、PEG-6000、NaCl和IAA胁迫均能诱导TaSPP基因的表达，表明小麦TaSPP基因可能在逆境胁迫过程中发挥重要作用。

在富集低磷胁迫特异表达基因的小麦根系cDNA差减杂交文库中,鉴定了1个小麦WRKY型转录因子基因(TaWRKY46)。依据该基因的cDNA序列,在石新828中克隆了该基因。TaWRKY46的cDNA长度为872 bp,开放阅读框为669 bp,编码222个氨基酸残基,氨基酸组成上含有保守的WRKY基序和C2H2基序。系统进化分析表明,TaWRKY46与大麦WRKY34可能来自相同的祖先。与对照供磷水平(2 mmol/L Pi)相比,低磷处理(20μmol/L Pi)使根系中TaWRKY46的转录本数量明显增多,表明TaWRK46对低磷胁迫逆境产生了明显应答。此外,TaWRKY46对氮、钾、锌和...

植物磺化肽激素受体(PSK receptor, PSKR)在促进植物细胞增殖和非生物胁迫中起着重要作用。为了探讨小麦PSKR的序列特征和生物学功能，采用同源克隆技术，从普通小麦品种晋麦47根组织中克隆出TaPSKR1 3个部分同源基因的cDNA序列，因3个基因分别位于6A、6B和6D染色体上，故分别命名为TaPSKR1-6A、TaPSKR1-6B和TaPSKR1-6D。并且利用生物信息学手段对其基因结构、蛋白理化性质、顺式作用元件、功能结构域及系统进化树进行分析，通过qRT-PCR分析TaPSKR1基因在不同组织以及不同逆境胁迫下的表达模式。结果表明，TaPSKR1-6A、TaPSKR1-6B和TaPSKR1-6D均包含一个外显子，其开放阅读框分别为3 153,3 132,3 156 bp,分别编码1 050,1 043,1 051个氨基酸。生物信息学分析结果表明，TaPSKR1定位在细胞膜上，具有信号肽、跨膜结构域和8个LRRs结构域及胞内激酶结构域，属于PSKR家族成员。系统进化显示，TaPSKR1蛋白与小麦近缘物种及水稻亲缘关系较近，处于同一分支上。实时定量PCR分析结果表明，TaPSKR1基因在根、茎、叶片、穗和种子中均有表达，在根中的表达量极高；逆境胁迫分析表明，干旱和盐胁迫处理下，叶片中TaPSKR1的3个部分同源基因的表达急剧上调，推测TaPSKR1可能在小麦抵抗逆境胁迫过程中起重要的调控作用。

[目的]在全基因组水平对小麦(Triticum aestivum L.)OSCA家族成员(TaOSCAs)进行鉴定,以明确TaOSCA在小麦中的潜在生物学功能。[方法]利用BLASTP结合保守结构域筛选的方法鉴定小麦TaOSCA蛋白。用生物信息学方法分析TaOSCA基因家族成员系统发育关系,基因结构及跨膜结构域;利用公开的转录组数据分析TaOSCA在小麦不同发育阶段不同器官/组织的表达谱;以小麦品种中国春为材料,进行PEG-6000模拟的渗透胁迫处理,用实时荧光定量PCR检测叶片TaOSCAs在渗透胁迫下表达模式。[结果]从小麦中鉴定到35个TaOSCA蛋白;TaOSCAs分为TaOSCAⅠ、TaOSCAⅡ、TaOSCAⅢ和TaOSCAⅣ4个亚家族,分别有15,16,3和1个成员。基因结构分析结果表明,除TaOSCA4.1-4B外,其余TaOSCA均包含多个外显子。跨膜结构域分析结果表明,除TaOSCA2.3-4B有5个跨膜结构域(TMs)外,其余TaOSCA成员均包含8～11个TMs。TaOSCAs在小麦不同发育时期各器官中的表达结果表明,TaOSCA1.1-3B/3D、TaOSCA1.2-1A/1B/1D、TaOSCA1.3-1A、TaOSCA1.6-1A/1D和TaOSCA3.1-2B/2D在全生育期高水平表达,TaOSCA1.4-2A/2B/2D在不同发育阶段的根组织中均高表达,TaOSCA1.5-1B/1D在生殖生长期穗中高表达,TaOSCA1.6-1B、TaOSCA2.6-3B/3D在生殖生长期籽粒中高表达,表明这些基因可能在根、穗及籽粒发育过程中发挥重要功能。渗透胁迫处理下,TaOSCA2.4和TaOSCA4.1表达下调,TaOSCA2.5的表达无显著变化,TaOSCA1.1、TaOSCA1.2等11个TaOSCA基因表达上调,说明这11个基因可能在小麦苗期响应渗透胁迫中发挥作用。[结论]TaOSCA基因可能在小麦响应渗透胁迫的过程中发挥重要作用。

在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从叶锈菌侵染的小麦叶片中发现在接种后8 h表现高表达量的CDPK2-EST。CDPKs即钙离子依赖蛋白激酶,是植物细胞应对各种生物和非生物胁迫过程中承接Ca2+流变化的重要因素。为进一步研究CDPK2在小麦与叶锈菌互作过程中的表达特性,采用RT-PCR和Western-Blotting技术分别在mRNA水平和蛋白质水平对小麦受叶锈菌侵染后不同亲和性组合中CDPK2的表达谱进行了检测。结果表明,小麦CDPK2基因受叶锈菌侵染诱导,不亲和组合在接种后4 h无论在mRNA水平还是蛋白质水平该基因均表现上调表达,而转录水平的表达量在接种后16 h降至对...

钙联蛋白(Calnexin)是一类结构和功能非常保守的分子伴侣,在调控生物代谢和Ca2+信号传导等方面发挥重要作用。本研究通过筛选Yr5近等基因系cDNA文库,分离获得1个钙联蛋白基因,将其命名为TaCNX600.。序列分析发现,该cDNA片段包含1个1 921bp的开放阅读框,推测其编码包含535个氨基酸残基的蛋白质。利用半定量RT-PCR分析该基因的表达谱,发现小麦受到植物激素ABA、低温和干旱胁迫处理后,TaCNX600.的表达受到抑制,而条锈菌小种CYR32和白粉菌混合菌系侵染能诱导TaCNX600.表达量增加,说明小麦钙联蛋白基因TaCNX600.可能在植物防卫反应和抵抗逆境胁迫过程...