［目的］烟草具有典型的次生维管发育过程，为了阐明烟草可用于次生维管发育相关基因功能的研究，［方法］通过高通量测序技术获得了烟草维管组织发育的相关ＭＹＢ转录因子，比对毛白杨基因组数据库，得到烟草和杨树的直系同源基因。利用烟草和毛白杨的基因表达谱，分析了ＭＹＢ基因表达量变化，并进一步采用荧光定量ＰＣＲ进行了不同组织的表达分析。［结果］分析得到４８对烟草和毛白杨的ＭＹＢ直系同源基因，可分为２３个亚组。１５对ＭＹＢ同源基因在烟草和毛白杨中的表达模式相似。［结论］可以利用烟草所建立的快速基因鉴定系统分析ＭＹＢ转录因子在维管发育过程中的调控作用。

烟草具有典型的次生维管发育过程,与毛白杨在转录组水平上进行比较,有利于通过烟草来鉴定出次生维管发育相关的关键基因。通过高通量测序技术获得烟草维管组织的转录组数据,将NAC转录因子基因通过BLASTP程序比对毛果杨基因组数据库,共得到43对NAC直系同源基因,并根据序列同源性将其分为19个亚组。利用烟草和毛白杨的基因表达谱,分析NAC基因表达量变化,找到13对表达模式相似的烟草和毛白杨的同源基因。选取8对NAC同源基因通过相对荧光定量PCR进行不同组织的表达分析,结果表明这8对NAC同源基因在烟草和毛白杨中的表达模式非常相似。研究结果为利用烟草病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术研究NAC转录因子...

为揭示Blind基因在普通烟草中的功能,通过同源克隆的方法从普通烟草K326的基因组中克隆得到1个Blind-like基因,即NtBL1,用PROSITE(ExPASy)、Sopma和Swissmodel等软件对NtBL1进行蛋白质结构域分析和高级结构预测,用Mega 7.0和MEME软件对NtBL1及其同源蛋白进行了进化树构建和结构分析,用半定量PCR分析了NtBL1基因在花、叶、根、茎、苗中的表达模式,用qRT-PCR技术分析了ABA、NaCl和PEG处理下NtBL1基因的表达模式。结果表明,NtBL1的开放阅读框长度为1 014 bp,编码337个氨基酸。半定量PCR结果表明,NtBL1在烟草的大部分组织和各时期普遍表达,但是根中的表达量最高。蛋白质结构域分析显示NtBL1是典型的R2R3 Myb家族蛋白,含有2个Myb-type HTH类型的DNA结构域。蛋白质高级结构预测表明,NtBL1蛋白高级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。进化和结构分析结果表明,NtBL1基因与番茄Blind等基因的进化距离较近,且具有相似的模体结构。qRT-PCR的结果显示NtBL1基因的表达受ABA的诱导,在处理24 h达到最高表达量;NtBL1基因的表达受NaCl处理的抑制,在24 h出现最低表达量。因此,NtBL1基因可能参与激素和盐胁迫调控下的侧生分生组织的发育。

【目的】毛白杨是多年生木本植物,由于其固着的生长模式,毛白杨存在长期承受胁迫的可能性。氧化胁迫是常见的非生物胁迫方式,在多个物种中均有不同程度的研究,然而以毛白杨为材料在转录水平的研究目前鲜有报道。通过转录组数据探明活性氧平衡的打破对毛白杨悬浮细胞生长发育的影响。【方法】本研究对毛白杨悬浮细胞系进行H2O2胁迫处理,通过激光共聚焦显微镜和转录组测序技术(RNA-Seq),观察、分析了线粒体的形态学和基因表达量的差异。【结果】通过对转录组数据的分析得到了806个显著差异基因(P 1),其中449个差异基因下调,357个差异基因上调。这些差异基因涉及细胞分裂、细胞分裂素的激活、赤霉素调控以及磷酸化途径。通过线粒体特异性染料并使用激光共聚焦显微镜观察氧化胁迫条件下毛白杨线粒体的形态学,结果表明氧化胁迫下线粒体以蠕虫状为主。【结论】通过分析氧化胁迫条件下细胞转录组数据,在RNA水平揭示了氧化胁迫对植物细胞生长发育的影响,为植物的应激反应和生长发育研究提供了理论基础。

根据拟南芥ATH1全基因芯片分析毛白杨维管再生过程中基因表达谱的结果,选取了在芯片中特异表达且表达量较高的MYB转录因子家族的7个基因,通过拟南芥突变体研究其对次生维管系统发育的影响及与木材形成相关的关系。通过"三引物法"的纯杂合鉴定和切片显微观察,发现其中1个突变系只有纯合突变体没有杂合体,并且茎基部维管束间纤维细胞壁和野生型相比明显增厚,细胞数量减少,细胞腔也随之减小,推测该突变体可能与次生壁的沉积有关系。

Experiments were carried out by introspecific controlled crossing between a female Populus tomentosa Carr.(clone 5082) and male P.tomentosa Carr. var. truncata Y. C. Fu et C. H. Wang, var. nov. 3?193 seeds were obtained and then dibbled on 1/2 MS medium in vitro, and cultured by 25℃ ligh...

基于1DE的nanoLC-MS/MS方法分析毛白杨次生维管系统的蛋白质组,成功鉴定:14个蛋白质参与细胞分裂,7个转录因子,22个与细胞骨架相关蛋白质,31个与细胞信号转导相关蛋白质,14个与细胞壁相关蛋白质。显示这些蛋白质相应基因参与形成层活动的调控,为进一步了解木材形成的分子机制奠定基础。

该文采用农杆菌介导法将从毛白杨中克隆得到的TIR-NBS-LRR抗病基因(PtDRG01)导入烟草中,经抗生素筛选和PCR分子检测,获得了一批阳性转化植株。进而对这些阳性转化植株进行烟草花叶病毒接种实验,从表型观察结果发现,在接种病毒1周和6周后,转基因烟草株系TG-11的发病程度明显低于非转基因烟草。荧光定量分析结果显示,转基因烟草株系TG-11叶片中的烟草花叶病毒(TMV)数量显著低于非转基因植株,且该转基因株系中的PtDRG01基因转录水平显著高于非转基因植株。这些结果表明,毛白杨PtDRG01基因具有明显的抗病功能,其高效表达能够显著提高烟草的抗TMV能力。该文通过对烟草的遗传转化与病...

【目的】次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生。为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因表达模式,为进一步揭示木材形成的基因调控机制奠定基础。【方法】将4年生毛白杨无性系在形成层活动旺盛期进行环剥取样。对剥皮后的树皮内侧和树干表面的样本,以及再生第7、10、14、18和21天5个不同时期获取的再生材料进行高通量转录组分析,并利用基因共表达分析(WGCNA)方法,得到与不同再生时期密切相关的模块,并对这些特异表达的基因进行表达网络和生物学功能分析。【结果】将第0天(剥皮当天)树皮内侧样本与树干表面样本、再生第7天样本与树干表面样本,以及相邻再生时期的样本进行表达差异分析。对得到的14 202个差异基因进行WGCNA分析,构建基因共表达网络,获得与维管再生过程相关的10个共表达模块。其中,Grey60模块的基因在再生第7天样本和树皮内侧样本中特异表达,主要涉及DNA复制、有丝分裂、细胞分裂和微管运动等功能;该模块还含有大量与表观遗传调控、细胞周期相关的基因,它们在再生第7天的高表达可能激活了脱分化木质部细胞的增殖和组织类型的改变,使其获得再分化能力。此外,Pink模块的基因在第0天成熟维管组织样本中的表达量极低,但在再生过程中表达呈上升趋势,到第21天达到最高值;这些基因主要参与细胞分裂、细胞壁修饰、韧皮部发育、碳水化合物代谢、DNA的转录调控等相关的生物学途径。Pink模块中与韧皮部分化相关的标记基因,比如APL、NAC45/86、DOF、BSPA、PP2和SUS的表达被重新激活,与调节形成层细胞增殖和分化的CLE41/44和CLV1一样,表达量都是从再生第10天开始逐渐增加。到次生维管系统再生后期的第18天和第21天,形成层已经完成了结构重构并能进行细胞的分裂、分化,此时木质部标记基因和次生壁调控因子有较高的表达。【结论】毛白杨次生维管系统再生早期,脱分化的木质部细胞通过表观遗传和细胞周期调控重新获得细胞分生能力;之后,韧皮部的细胞分化程序被启动,再生形成层开始细胞增殖和分化;到再生后期,通过相关基因调控,形成层再分化木质部和韧皮部。通过对次生维管组织再生过程中基因的表达分析和调控模块的鉴定,进一步验证了次生维管再生的遗传调控基础,也可为揭示植物维管组织再生的调控机制奠定基础。

利用RT-PCR手段克隆得到1个毛白杨CBF基因cDNA,命名为PtCBF5(GenBank注册:DQ354395)。PtCBF5全长837bp,该序列包括起始密码子ATG和42bp的5′末端非编码区,终止密码子TGA和98bp的3′末端非编码区,开放阅读框编码231个氨基酸。RT-PCR半定量研究表明:PtCBF5在叶片组织中的表达量高,茎、根中的表达量低。组培苗在低温、干旱、NaCl、ABA条件下处理诱导24h,在低温和干旱的条件下PtCBF5表达量在诱导30min后开始增加,分别在2h和6h达到峰值,24h后又恢复到初始水平;而高盐和ABA存在的条件下未有显著变化。PtCBF5在植物体适...

克隆毛白杨纤维素合酶基因(PtoCesA1),全长为3215bp,与欧洲颤杨的PtrCesA1基因的同源性为97%,具有开放的阅读框,编码区在52~2988碱基之间,为2937bp。构建PtoCesA1基因的全长正义植物表达载体为pBIPA1,经酶切和PCR鉴定确认载体构建正确。通过农杆菌介导的方法将pBIPA1表达载体转入烟草中,转基因植株的纤维细胞壁厚度和木质部厚度都有不同程度的下降,形态表征为植株明显变矮,叶片变小。

【目的】克隆烟草NAC类转录因子基因,分析其序列特征和表达特性,为深入研究NAC类转录因子对烟草打顶后根系的生长发育与烟碱生物合成之间的关系奠定基础。【方法】采用电子克隆结合RT-PCR获得烟草NtNAC-R1全长cDNA序列,并进行生物信息学分析,用pRESTB原核表达系统进行该基因的原核表达。分别采用RT-PCR和Northern杂交对烟草打顶前、后根尖组织中NtNAC-R1的表达模式进行分析。【结果】烟草NtNAC-R1开放性阅读框架长度为936 bp,编码311个氨基酸,具有NAC转录因子家族典型的保守结构域。系统进化分析表明,该基因与矮牵牛NAC亲缘关系较近,属茄科植物特异NAC家族...

根据毛果杨AP3同源基因(PTD)设计一对PCR引物,以毛白杨基因组DNA为模板,通过PCR技术分离克隆了毛白杨AP3同源基因PtAP3。分析表明该基因全长1813bp(包括引入的酶切位点),包括7个外显子和6个内含子,编码238个氨基酸。在GenBank中进行blast检索,发现其氨基酸序列与大丁草、矮牵牛、百合、玫瑰、苹果、毛果杨AP3同源基因的氨基酸序列具有52%~82%的同源性。PtAP3蛋白具有非常保守的MADS-box序列,推测其为转录因子。Southern杂交分析发现,该基因在毛白杨雄株中为双拷贝,而在雌株中则为单拷贝。为进行功能分析,构建了正反义表达载体,通过农杆菌介导转化获得...

以毛白杨花芽为材料,采用RT-PCR技术分离克隆毛白杨PtLFYcDNA序列,测序结果表明该序列全长1314bp,包含1个开放阅读框,编码377个氨基酸。Alignment分析显示该基因与拟南芥等物种LFY/FLO同源基因所编码的氨基酸相似性达到68%～75%。蛋白结构预测分析表明,在PtLFY蛋白N-端和C-端具有2个高度保守的区域,其中PtLFY-C端由7个α-helix组成Helix-turn-helix结构。采用Real-time qRT-PCR技术检测PtLFY在雌雄花芽发育过程中的表达模式,结果显示从9月13日到翌年1月25日,PtLFY在毛白杨雌雄花芽中持续稳定表达,到2月25日...

对自宁晋县获得的毛白杨嵌合体扦插生根过程的动态跟踪分析表明 ,嵌合体过氧化物酶活性在扦插初期呈上升趋势 ,第 5d升至高峰 ,之后下降 ,第 7d至低谷 ,第 17d又出现一高峰 ,而毛白杨没有此规律 ,并且前期与此恰好相反 ;酚类、黄酮类物质与过氧化物酶活性变化相似 ,也有两个高峰 ,毛白杨中变化与嵌合体相反 ,且含量高于嵌合体 ;吲哚乙酸氧化酶活性变化规律与过氧化物酶刚好相反。试验证明嵌合体易生根与过氧化物酶活性、吲哚乙酸氧化酶活性及酚类、黄酮类含量密切相关 ,是协同作用的综合结果 ,而毛白杨不易生根也恰是不能满足这些要求