毛竹(Phyllostachys edulis)是中国最重要的经济竹种之一,适宜的条件下,竹笋能够在短时间内从0 m长到20 m,经组织解剖发现,这一过程包括细胞分裂和细胞伸长。对模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)等的研究发现:赤霉素(gibberellic acid,GA)和生长素(indole-3-acetic acid,IAA)在促进植物细胞分裂和伸长方面具有重要功能。IAA早期响应基因SAUR在促进细胞伸长方面发挥了重要作用;GA途径中的转录因子DELLA蛋白通过参与调控下

以毛竹Phyllostachys edulis花为材料,通过聚合酶链式反应(PCR)克隆技术从毛竹中分离得到1个含完整编码区的cDNA,长603 bp,编码200个氨基酸。命名为Phe MADS15(Gen Bank登记号:KU721916)。对PheMADS15进行分析表明,该基因具有典型的MADS-box基因结构域,与拟南芥Arabidopsis thaliana的A类基因AP1编码蛋白的同源性为58.65%。通过实时荧光定量聚合酶链式反应(q RT-PCR)克隆技术检测了Phe MADS15在毛竹花

[目的 ]研究MYB转录因子家族在毛竹干旱胁迫反应中的重要作用，为毛竹的抗逆改良和分子育种提供基因资源。[方法 ]从毛竹的基因组数据库中获得PheMYB2R-4的基因序列，利用亚细胞定位和转录活性实验分析基因的分子特性、通过实时荧光定量PCR技术、转基因拟南芥表型分析和逆境相关生理生化指标的测定来确定PheMYB2R-4基因的功能。[结果]毛竹中PheMYB2R-4编码1个305个氨基酸的蛋白PheMYB2R-4，其N端区域有一个保守的R2R3区域，属于R2R3-MYB亚家族。PheMYB2R-4基因的表达受到干旱和盐的显著诱导。PheMYB2R-4是一个核定位蛋白，具转录自激活活性。PheMYB2R-4的过表达提高了干旱胁迫下拟南芥的叶片相对含水量，降低了相对电导率并减少了丙二醛的积累，说明过表达PheMYB2R-4通过提高拟南芥的保水能力和减少氧化损伤来增强转基因拟南芥的耐旱性；同时干旱胁迫下，AtRD22、AtRD29A、AtDREB2A和AtLEA基因的表达量均上调。[结论 ]MYB转录因子家族中PheMYB2R-4在干旱胁迫应答反应中具有正调控作用，可以提高植物的耐旱性，增强干旱响应基因的表达量。

【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。

拟南芥Arabidopsis thaliana中J3基因参与花期的调节,调控开花时间。为了探究竹类植物中J3基因的功能,根据植物中J同源基因的高度保守性,采用同源克隆技术从雷竹Phyllostachys vilascens中克隆出1个J3基因,命名为PvJ3。该基因的开放阅读框(ORF)区长为1 260 bp,编码419个氨基酸。通过同源比对和系统进化树分析,可知雷竹PvJ3蛋白和其他物种中J3同源蛋白的氨基酸序列同源性很高。通过实时定量聚合酶链式反应(qRT-PCR),发现PvJ3基因在同一竹鞭的笋、花

利用PCR技术,从毛白杨花序材料中分离出一个MADS盒基因PtSEP3。蛋白序列比较和同源树分析表明,该基因与拟南芥SEP3同源。表达分析显示PtSEP3不仅在成年植株雌蕊和雄蕊中表达,也在幼茎、幼叶和顶芽中表达。在35S启动子驱动下,PtSEP3超表达的毛白杨转基因植株发生了明显的形态变化,表现为叶序不规则,在同一节间常数枚集生;并且叶片基部形态与野生型的心形不同,大部分为楔形。在离体条件下,在芽分化培养基上,PtSEP3转基因株系的根和叶外植体可以诱导发生带有花柱和子房室的子房状结构。试验结果说明PtSEP3参与了毛白杨花器官的发生,并可能在维持茎端分生组织分化出正常形态的叶片中也起着作用...

【目的】核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)是参与植物光合作用的第1步碳同化的关键酶,而Rubisco活化酶(RCA)能够使Rubisco处于稳定的催化活性状态,从而提高光合效率。本研究从毛果杨中克隆RCA基因并通过遗传转化南林895杨,获得PtRCA高表达的转基因株系,并进行分子检测及相关功能分析,为培育杨树新型高光效抗逆品种提供依据。【方法】基于毛果杨基因组数据库信息克隆PtRCA基因序列,利用生物信息学对PtRCA基因进行功能和结构分析。采用Gateway技术将PtRCA构建到植物表达载体

【目的】脯氨酸在植物对盐和干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗逆性。吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶,本研究拟从抗旱耐盐植物刚毛柽柳中克隆获得1个ThP5CR基因,研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。【方法】以"Pyrroline 5 Carboxylate Reductase"作为关键词,对实验室前期构建的刚毛柽柳转录组序列进行比对查找获得ThP5CR基因c DNA序列,并通过RT-PCR和测序验证克隆获得的ThP

【目的】分析番杏[Tetragonia tetragonoides (Pall.) Kuntze]中TtLIM基因家族的序列组成、RNA-seq基因表达和异源表达生物学功能，探究其可能参与调控番杏植株发育和胁迫应答反应的分子机理，为发掘番杏抗逆功能基因及其在作物育种中的应用提供理论基础。【方法】通过前期对番杏(Tetragonia tetragonoides (Pall.) Kuntze)cDNA文库的筛选，获得一个编码番杏LIM基因的全长cDNA，命名为TtWLIM1b。对TtWLIM1b在酵母中进行了功能分析。结合番杏全基因组测序信息，从番杏基因组中鉴定出16个TtLIM基因，对这些家族成员的染色体定位、所编码蛋白的理化性质、系统进化以及蛋白的保守模式进行综合的生物信息学分析；构建了番杏与拟南芥、水稻和紫花苜蓿的LIM蛋白家族成员的进化树。最后，通过RNA-seq分析TtLIM基因家族成员在番杏不同组织以及在不同胁迫处理后的相对表达量。【结果】异源表达TtWLIM1b能够提高转基因酵母的重金属耐受性及耐热的能力；番杏TtLIM家族蛋白成员均含有LIM结构域，而该结构域富含半胱氨酸。因此，TtLIMs也是富含半胱氨酸蛋白(Cysteine rich protein， CRP)的一种。序列分析表明，番杏LIM蛋白成员具有高度的保守性，且其成员的复制扩增较为明显；TtLIM基因家族成员在不同的番杏器官中广泛而有差异地表达。【结论】番杏TtLIMs可能参与调控番杏植株发育和胁迫应答反应。

APETALA2(AP2)基因在植物生长发育过程中发挥着重要作用。利用RT-PCR和RACE方法,从毛竹中克隆到1个AP2同源基因的全长cDNA序列,命名为PeAP2。序列分析表明:PeAP2基因全长1 750 bp,其中,5'端非编码区106bp,3'端非编码区174 bp,开放阅读框1 470 bp,编码1个489 aa的蛋白,该蛋白含有2个AP2结构域,属于AP2/EREBP家族的AP2亚家族。PeAP2蛋白与来自其它单子叶植物的AP2蛋白均有着较高同源性,其中,与二穗短柄草的AP2蛋白同源性最高,达74.85%。实时定量PCR分析显示:PeAP2基因在毛竹的根、茎、叶、鞘和节5种器官中...

The light harvesting chlorophyll a/b-binding protein is one of key proteins in the transformation from light energy to chemical energy. An open reading frame coding precursor protein of cab gene was cloned from the first strand of bamboo cDNA through RT-PCR methods,and named as cab-PhE1 (cab gene 1 ...

As a critical enzyme in secondary metabolism of plant,Phenylanlanine ammonialyase(PAL) has significant meaning to its development and strong tolerance ability against hard.A full-length cDNA of PAL gene was isolated from Phyllostachys edulis through RT-PCR and RACE methods,and named as PePAL1(GenBan...

【目的】探究大豆核因子Gm NF-YA13基因在大豆应对非生物胁迫中的生物学功能,为Gm NF-YA13基因在抗逆育种中的应用奠定基础。【方法】以大豆北豆9号和烟草NC89的种子为供试材料,将大豆培养至第一片三出复叶展开后,分别进行干旱、高盐、低温和脱落酸(ABA)处理,通过实时荧光定量RT-PCR(q RT-PCR)对Gm NFYA13在以上4种非生物胁迫下的相对表达量进行检测,并对Gm NF-YA13进行克隆及生物信息学分析,将Gm NFYA13转化烟草,并对转基因烟草中抗逆相关基因(Nt ABA2、Nt Osmotin、Nt APX2、Nt SOD、Nt CAT1和Nt Ca MK3)的表达量进行q RT-PCR检测。【结果】干旱、高盐、低温和ABA处理均能不同程度诱导Gm NF-YA13的表达,其中干旱胁迫和ABA处理对Gm NF-YA13的诱导效果尤为显著。Gm NF-YA13位于大豆基因组13号染色体,开放阅读框915 bp,编码含有304个氨基酸的蛋白质,该蛋白质分子量75.14 ku,等电点5.10。Gm NF-YA13蛋白序列包含一个保守的DNA结合结构域。蛋白系统进化分析结果表明,Gm NF-YA13与Gm NF-YA7和拟南芥At NF-YA1亲缘关系较近。启动子顺式作用元件预测分析结果表明,Gm NF-YA13启动子区含有3个ABA响应元件ABRE、1个厌氧诱导元件ARE、1个防御和胁迫反应元件TC-rich repeats及1个干旱诱导的MYB转录因子结合位点MBS。Gm NFYA13在大豆叶片中的相对表达量最高。同时构建Gm NF-YA13植物表达载体,并将Gm NF-YA13转化烟草,获得3株转基因烟草植株。转基因烟草中抗逆相关基因表达量检测结果显示,转基因烟草中的Nt ABA2、Nt Osmotin和NtAPX2相对表达量均显著高于野生型烟草,转基因烟草中Nt SOD、Nt CAT1和Nt Ca MK3的相对表达量与野生型烟草差异不显著。【结论】Gm NF-YA13与大豆干旱、高盐、低温等非生物胁迫之间关系密切,Gm NF-YA13可能通过促进抗逆相关基因表达量的升高以提高转基因烟草的抗逆性。