【目的】ＳＣＡＲＥＣＲＯＷ（ＳＣＲ）基因在植物根和茎顶端细胞不均等分裂形成基本组织的过程中发挥着重要调控作用。通过分析毛竹中ＳＣＲ同源基因ＰＥ ＳＣＲ的结构特点，研究该基因的组织表达特异性，分析激素ＧＡ３、ＡＢＡ以及干旱、ＮＡ Ｃｌ等非生物胁迫处理对该基因的表达影响，利用在拟南芥中过量表达ＰＥ ＳＣＲ，初步鉴定其功能，以期为竹子分子育种提供基因资源。【方法】采用生物信息学的方法，在毛竹数据库（ＢＡｍＢＯＯ ＧＤＢ）中获得ＳＣＲ同源基因序列和上游调控序列，分别利用ＳＰｉＤＥｙ和ＰｌＡＮｔ ＣＡＲＥ在线软件分析基因结构特点及其上游调控序列所含作用元件，采用实时荧光定量ＰＣＲ技术分析基因在不同组织中．．．

【目的】研究PhebHLH6转录因子在毛竹Phyllostachys edulis逆境胁迫应答中的作用，为毛竹抗逆分子机制研究奠定一定的基础。【方法】以毛竹实生苗为材料进行非生物胁迫处理[干旱胁迫、盐胁迫、水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)处理]，利用转录组数据筛选出1条差异表达基因，命名为PhebHLH6，并对其进行了基因克隆及生物信息学分析；采用实时荧光定量PCR方法分析PhebHLH6在干旱、盐胁迫及SA、ABA处理下的表达模式。【结果】PhebHLH6基因编码区长度为801 bp，编码266个氨基酸，包含bHLH结构域，属于典型的bHLH转录因子。组织特异性表达分析表明：PhebHLH6在毛竹各个组织均有表达，其中在1.5和3.0 m的笋顶部表达丰度最高。在干旱和高盐胁迫处理下，PhebHLH6的表达水平在处理3 h时被强烈诱导，但在处理24 h后显著下调。在SA和ABA激素处理下，PhebHLH6的表达水平被SA和ABA诱导也呈先上升再下降的趋势，其中受SA强烈诱导，受ABA诱导作用较弱。【结论】PhebHLH6可能参与了毛竹干旱和盐胁迫早期响应途径，并可能在SA和ABA激素信号通路中起一定的调控作用。图4表2参32

【目的】探究PeCIGRs基因在毛竹Phyllostachys edulis茎秆发育和逆境胁迫中的作用，为毛竹高生长及抗逆机制研究提供参考。【方法】以3 m幼竹中部位置的节间为材料进行PeCIGRs基因的克隆，利用生物信息学分析探究PeCIGRs蛋白的理化性质和系统进化关系，基于转录组数据对PeCIGRs基因在不同组织和非生物胁迫、激素处理下的表达模式进行分析。【结果】在毛竹中共克隆得到4条CIGR基因，依次命名为PeCIGR1-a、PeCIGR1-b、PeCIGR2-a、PeCIGR2-b。4条CIGR基因核苷酸序列长度为1 635～1 716 bp，氨基酸序列长度为544～571 bp。多序列比对发现：4条CIGR基因均具有保守的GRAS结构域，属于GRAS家族。组织特异性表达分析发现：PeCIGRs基因主要在毛竹茎秆表达，且在3 m高幼竹顶部达到峰值。此外，不同胁迫和激素处理表达分析发现：在干旱(PEG)、盐(NaCl)胁迫和水杨酸(SA)处理下，PeCIGRs基因相对表达量均呈现先升高后下降的趋势。在脱落酸处理下，PeCIGR1-a、PeCIGR1-b基因相对表达量呈现先升高后下降的趋势，PeCIGR2-a、PeCIGR2-b则在处理24 h后呈现下调趋势。【结论】PeCIGRs基因参与调控毛竹茎秆生长发育、非生物胁迫(盐、干旱)响应以及激素(脱落酸、水杨酸)应答。图5表6参38

[目的]通过对毛竹(Phyllostachys edulis(Carri.)H. deLehaie)CPD基因的分子特征和表达模式进行研究分析,为揭示CPD在参与毛竹笋生长调控、光诱导以及响应胁迫过程中的作用提供参考依据。[方法]在毛竹基因组数据库(BambooGDB)中查找CPD的同源序列,设计引物并克隆PeCPD。通过生物信息学的方法分析PeCPD的基因结构、顺式调控元件、其编码蛋白的基本理化性质、保守结构域、进化关系以及该基因在不同组织中的表达模式等,利用实时定量PCR方法分析该基因在不同高度笋、昼夜节律光照条件下以及干旱、低温胁迫处理下叶片和根中的表达模式。[结果]获得了毛竹CPD同源基因PeCPD(PH01003419G0030),cDNA全长为1 584 bp,包含5′和3′端非编码区分别为110 bp和64 bp,编码区为1 410 bp,对应的基因组长度为2 796 bp,外显子和内含子数量分别为6个和5个。克隆获得了PeCPD编码区,与BambooGDB中PH01003419G0030序列完全一致,编码一个470 aa的蛋白,分子量约为52.2 kDa,理论等电点为9.063。同时获得了PeCPD上游序列(1 999 bp),与数据库中序列完全一致,分析发现,其中除了启动子基本元件外,还含有多种与环境相关的作用元件,如参与低温应答的LTR、干旱响应的MBS和光响应元件AE-box、TCT-motif等。基于CPD氨基酸序列的系统进化分析表明,毛竹与水稻、玉米、谷子和二穗短柄草等单子叶植物聚类到一个大的分支,其中与二穗短柄草的亲缘关系最近。基于转录组数据的基因表达热图分析发现,PeCPD在毛竹7个不同组织中的表达存在明显差异,其中在20 cm笋中的表达量最高,根中表达量最低。实时定量PCR分析表明,随着笋的增高,PeCPD表达量呈上升趋势;在昼夜节律光照条件下,PeCPD表达量随着光照时间延长而上升,随着黑暗时间延长而下降;干旱和低温胁迫条件下,叶片和根中PeCPD的表达量均呈先上升后下降的趋势。[结论]从毛竹中获取得到了CPD同源基因PeCPD,该基因为组成型表达,且随着笋的增高其表达量呈上升趋势,可能通过参与BRs的生物合成对竹笋的生长起调控作用;PeCPD在叶片中的表达呈现昼夜节律变化,表明该基因可能会参与毛竹的光形态建成;干旱和低温胁迫条件下,PeCPD表达量的变化有助于提高毛竹适应逆境胁迫的能力。

【目的】B-box锌指蛋白(BZF)在植物生长发育和应对逆境过程中发挥着重要的调控作用。强光胁迫对竹子的生长发育有着重要的影响,通过分析毛竹BZF基因编码蛋白的分子特征及组织表达模式,研究过量表达Pe BZF4转基因植株的荧光动力学参数变化,以期为揭示竹子BZF基因对强光的应答与调节机制提供参考。【方法】采用同源基因比对的方法直接从Bamboo GDB中获得毛竹BZF基因同源序列,利用专用软件和在线公共平台分析基因及其编码蛋白序列,查找各种作用元件,预测蛋白功能结构域,分析蛋白的亲水性/疏水性。采用实时定量PCR技术分析基因在不同组织中的表达情况以及强光(1 200μmol·m-2s-1)和黑...

毛竹Phyllostachys edulis是中国主要的经济竹种,纤维素合成对于竹材的形成具有重要意义。纤维素主要由纤维素合成酶(CesA)合成,并储存在植物的初生壁和次生壁中。通过生物信息学方法、透射电镜观察以及荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)技术研究了毛竹纤维素合成酶的表达和功能。共获得16个毛竹纤维素合成酶家族基因。结构域分析表明:毛竹纤维素合成酶都含有cellulose_synt结构域,N端大多有锌(Zn)指结构。毛竹韧皮部细胞超微结构观察发现:次生壁随着高的增加而加厚,次生壁的初始形成在

【目的】Ｂ－Ｂｏｘ锌指蛋白（ＢＺＦ）在植物生长发育和应对逆境过程中发挥着重要的调控作用。强光胁迫对竹子的生长发育有着重要的影响，通过分析毛竹ＢＺＦ基因编码蛋白的分子特征及组织表达模式，研究过量表达Ｐｅ ＢＺＦ４转基因植株的荧光动力学参数变化，以期为揭示竹子ＢＺＦ基因对强光的应答与调节机制提供参考。【方法】采用同源基因比对的方法直接从ＢａｍＢｏｏ ＧＤＢ中获得毛竹ＢＺＦ基因同源序列，利用专用软件和在线公共平台分析基因及其编码蛋白序列，查找各种作用元件，预测蛋白功能结构域，分析蛋白的亲水性／疏水性。采用实时定量ＰＣＲ技术分析基因在不同组织中的表达情况以及强光（１ ２００μｍｏｌ·ｍ－２ｓ－１）和黑．．．

作为细胞骨架的重要组成部分,微管蛋白在细胞壁发育过程中起着重要的调控作用。采用RT-PCR技术从毛竹叶片中克隆到一个微管蛋白(Tua3)同源基因的cDNA序列,长1 356 bp,编码451个氨基酸,命名为PeTua3。构建原核表达载体pET-32b-PeTua3,并将其转入大肠杆菌中诱导表达。蛋白电泳检测结果表明:温度和诱导时间对PeTua3基因蛋白的表达影响差异显著,其中,在37℃用0.4 mmol.L-1IPTG诱导2 h的表达效果最好。用PeTua3基因体外表达的重组蛋白处理拟南芥种子,其幼苗上胚轴明显增粗,侧根增多;超薄切片显微观察显示,重组蛋白处理的拟南芥上胚轴和主根的薄壁细胞数量...

【目的】鉴定毛竹Phyllostachys edulis磷转运蛋白Ⅰ(phosphate transporter 1, PHTⅠ)家族基因，分析其表达模式。【方法】利用生物信息学方法，鉴定毛竹PHTⅠ家族成员，分析基因启动子调控元件、编码蛋白的理化性质、基因结构、氨基酸保守基序、基因在染色体的位置、组织表达特异性、基因适应性进化及系统进化等。【结果】毛竹中共鉴定出20个PHTⅠ家族基因(PePHTs)，分布在10条染色体上，均定位于细胞膜。每个基因都含有1～2个内含子，PePHTs启动子序列中包含干旱、低温等非生物胁迫以及赤霉素等激素类响应元件。毛竹PHTⅠ大部分为碱性蛋白质，分子量为48.61～71.89 kDa，理论等电点为6.84～9.30，疏水性值均大于0，都属于疏水蛋白。基因适应性进化分析显示：大多数PePHTs的选择压力值小于0，说明多数基因受到负选择压力。转录组表达图谱表明：PePHTs在不同组织中的表达存在差异性，说明该基因家族在毛竹生长发育过程中发挥着不同的作用。系统进化树表明：PePHTs都聚类在第Ⅰ亚家族，并且优先和水稻Oryza sativa聚类在同一支上。【结论】PHTⅠ家族在植物吸收和转运磷的过程中扮演了重要作用。本研究结果为深入研究毛竹PHTⅠ家族基因的功能奠定了理论基础。图5表1参45

【目的】氮素是植物生长发育必需的大量元素,铵态氮是根系可利用的主要氮源形式之一,铵态氮转运蛋白(AMT)在铵态氮的获取和运输中发挥着重要作用。速生是毛竹最主要的特点,鉴定其中的AMT基因,并对其结构和表达模式进行系统分析,为深入研究毛竹AMT家族基因在快速生长和环境适应性中的功能奠定基础。【方法】采用生物信息学方法鉴定毛竹AMT家族基因成员,对其系统发育、结构特征、组织表达特异性以及对激素和非生物胁迫应答进行分析,通过q PCR方法验证关键基因在干旱处理下的表达模式。【结果】在毛竹基因组中共鉴定出13个AMT家族基因,命名为PeAMT1-PeAMT13,其编码蛋白长度为408～497个氨基酸,亚细胞定位预测显示所有PeAMTs均定位于质膜上。系统发育分析表明,PeAMTs分为2个亚家族,不同亚家族之间具有各自的特异基序,但全部PeAMTs的Motif 2都包含了铵转运蛋白的典型保守序列。共线性分析结果表明,有8对PeAMTs存在共线性,而且11个PeAMTs与8个Os AMTs存在共线性,在进化过程中PeAMTs经历了纯化选择。PeAMTs具有组织表达特异性,多数在毛竹根部和叶片的表达水平最高,其次是发育初期的笋,在发育后期木质化程度较高的笋中表达水平较低。PeAMTs启动子中包含多种激素和非生物胁迫应答元件,GA3、油菜素内酯(BL)和干旱处理能引起多数PeAMTs表达量的显著变化,NAA和低温处理也能引起6个PeAMTs表达量的显著变化。筛选关键基因PeAMT1、PeAMT2和PeAMT3进行干旱处理下的q PCR验证,结果表明三者的表达变化均达到显著水平。【结论】毛竹中具有13个编码完整AMT的基因(PeAMTs),它们在结构特点和组织表达特异性方面均存在一定的差异,其表达受到激素和非生物胁迫的影响。PeAMTs可能通过在根部高表达协助毛竹从土壤中获取铵盐,在叶片中高表达对铵盐进行转移和回收,保证毛竹快速生长过程中充足的氮供应;同时可能在提高毛竹抗逆性中发挥铵解毒的功能。

生长素反应因子(ARF)基因家族在植物的生长发育中起至关重要的作用。关于毛竹Phyllostachys edulis ARF基因家族在花器官中生物信息学分析未见报道。以毛竹花器官为材料,采用生物信息学的方法,对毛竹中ARF基因进行筛选,并对其系统进化关系、保守基序及在花器官中的差异表达模式进行了初步的分析。结果表明:毛竹全基因组中含有44个ARF基因,分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ类。与拟南芥Arabidopsis thaliana和水稻Oryza sativa分别比较,发现毛竹与水稻存在11个姐妹同源基因对。此外,Ph

［目的］通过研究毛竹ＴＩＰｓ的分子特征和表达模式，为揭示逆境胁迫条件下ＴＩＰｓ在竹子中的作用提供证据，为培育抗逆的植物新品种提供新的基因资源。［方法］以毛竹为对象，利用生物信息学方法对毛竹基因组中的ＴＩＰｓ基因进行了全面分析，采用实时荧光定量ＰＣＲ技术分析基因在不同组织及干旱、水淹和Ｎａ Ｃｌ胁迫下的表达模式。［结果］毛竹基因组中含有６个ＴＩＰｓ同源基因，分别隶属于３个亚类（ＴＩＰ１、ＴＩＰ２和ＴＩＰ４）。基因结构预测显示，Ｐｅ ＴＩＰ１；１、Ｐｅ ＴＩＰ１；２、Ｐｅ ＴＩＰ２；２和Ｐｅ ＴＩＰ４；２由２个外显子和１个内含子组成，而Ｐｅ ＴＩＰ２；１和Ｐｅ ＴＩＰ４；１由３个外显子和２个内含子．．．

【目的】对毛竹Phyllostachys edulis ICE基因家族进行鉴定及分析，找出响应毛竹抗寒关键家族成员，研究毛竹ICE基因的生物学功能、响应低温胁迫的分子机制及遗传转化，为提高毛竹抗寒性奠定理论基础。【方法】利用生物信息学方法分析毛竹ICE基因家族成员，并对4、0、-2℃低温处理0(对照)、0.5、1.0、24.0、48.0 h的毛竹生理指标和ICE基因的表达模式进行分析。【结果】共鉴定了4个毛竹ICE基因。保守结构域和多重序列比对分析表明：PeICE基因结构高度相似。系统发育关系及启动子顺式作用元件分析显示：PeICE基因与水稻Oryza sativa亲缘关系更近，同时存在大量与非生物胁迫相关的顺式作用元件。活性氧自由基(ROS)染色发现随着处理时间增长，ROS染色逐渐加深，但是其0℃处理24.0 h、-2℃处理1.0 h后染色逐渐减弱。脯氨酸(Pro)质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶(SOD)活性显示：4和0℃条件下，Pro质量摩尔浓度和SOD活性整体增加，但-2℃时低于对照。过氧化物酶(POD)活性显示：在3个低温处理下均增加。ICE基因表达模式分析发现：4、0℃处理时PeICE表达量整体增加，且都以PeICE3增量最明显；而-2℃处理下PeICE整体表达量水平低于对照。【结论】随着温度降低和处理时间增强，毛竹受到的损伤不断增强，其内酶活系统以及ICE基因积极响应低温胁迫，其中，PeICE3对低温胁迫最为敏感，但在-2℃时，ICE基因表达量并未增加，推测该基因家族响应了寒冷胁迫而非冷冻胁迫。图7表1参42

MicroRNAs(miRNAs)在植物生长发育以及抗逆等过程中起着重要的调控作用。miR164作为植物特有的miRNA,其主要的靶基因是植物NAC转录因子。为揭示毛竹miR164对其靶基因的调控机制,通过茎环引物法和RT-PCR技术,从毛竹(Phyllostachys edulis)中克隆出miR164b成熟序列及其靶基因Pe NAC1。序列分析表明miR164b的靶点位于Pe NAC1编码区,RLM-5'RACE PCR产物测序结果证实切割位点位于靶点的第10-11位碱基之间。组织特异性表达分析表明,毛竹miR164b和Pe NAC1在根、茎、叶及鞘中均表达,其中miR164b在根中表达丰...

【目的】已有研究表明快速拔节的毛竹笋不同节间组织细胞分裂素分布有差异,这可能是影响毛竹快速生长的主要因素之一。本研究探索不同节间细胞分裂素相关基因的表达特征对毛竹快速生长的影响,为进一步阐明毛竹快速生长机理提供理论基础。【方法】利用拟南芥和水稻基因组数据库及KEGG代谢通路等,初步获得与细胞分裂素代谢通路和信号通路相关的基因。通过NCBI、Pfam和SMART软件在线鉴定,最终得到与细胞分裂素相关基因。将毛竹基因组数据库与所得细胞分裂素相关基因家族Blast比对,获得毛竹细胞分裂素关键基因。通过同源蛋白进化发育系统和基序分布,研究它们间的亲缘关系与进化特点。以快速生长毛竹笋不同节间组织为材料,通过qRT-PCR探究了细胞分裂素相关基因表达特征及其对毛竹快速生长的影响。【结果】植物体内与细胞分裂素相关的基因主要有5大家族:合成基因家族、降解基因家族、受体基因家族、转运基因家族及信号转导因子家族。同源蛋白基序分析发现,拟南芥、水稻、毛竹细胞分裂素相关基因同源蛋白的结构域保守性高度一致,毛竹细胞分裂素相关基因同源蛋白在进化上与水稻关系更近;但有部分同源蛋白结构有种内与种间差异,进化上呈现片段丢失与重复现象,引起同源蛋白功能分化。由qRT-PCR具体分析毛竹不同节间组织细胞分裂素相关基因表达模式,结果显示,合成基因Ph IPT1表达量在接近顶端的幼嫩节间略有下降趋势,而Ph IPT2在幼嫩节间表达量更高;降解基因Ph CKX在顶端幼嫩节间表达量降低;受体基因Ph HK表达量在毛竹笋不同节间变化不规律,而转运基因Ph HP在顶端幼嫩节间表达量略微增加,信号转导因子PhRR表达量在不同节间有增有减。【结论】对毛竹中的细胞分裂素5大类相关基因同源蛋白研究,发现大部分细胞分裂素相关同源蛋白在结构和生物学功能上都具有较高的保守性,但部分同源蛋白在结构与进化上具有物种特异性。通过对毛竹不同节间细胞分裂素相关基因表达模式研究发现,毛竹形态学上端细胞分裂素含量高于形态学下端,推测其在毛竹快速生长阶段发挥重要生物学功能,调节秆茎伸长生长和变粗。