利用RT-PCR技术,揭示了BpMADS3基因在白桦不同组织中的差异表达模式:BpMADS3基因仅在花器官中强烈表达,在茎、叶组织中不表达。采用染色体步移法克隆BpMADS3基因上游启动子,获得1 426 bp长度启动子序列,构建BpMADS3基因启动子驱动GUS基因植物表达载体,在拟南芥转基因植株中GUS染色表明,GUS活性集中在萼片和心皮中。在拟南芥ap1突变体中过量表达BpMADS3基因,能恢复拟南芥ap1突变体花器官的正常发育。BpMADS3基因转化烟草发现,转基因植株出现早花表型,且转基因烟草植株中相关开花基因表达水平均上调。

根据已有的白桦Betula platyphylla茎尖、叶片及木质部等45个转录组信息,获得3条白桦BEE基因的全长c DNA序列,分别命名为BpBEE1,BpBEE2和BpBEE3。对3个BpBEE基因进行了生物信息学分析和实时定量聚合酶链式反应分析,结果表明:3个基因具有典型的结合DNA及特异识别序列E-box和N-box,属于b HLH类转录因子。这3个基因与拟南芥Arabidopsis thaliana中At BEE基因亲缘关系较近,属于b HLH超家族第25亚类。在白桦生长季内,BpBEE1,B

植物开花是高等植物由营养生长向生殖生长转变的重要生理过程,是个体发育和后代繁衍的中心环节。赤霉素是调节植物生长发育的五大激素之一(Takahashi et al.,1991),赤霉素处理也是人工调控植物成花的最有效途径之一,因而成为近年来成花

【目的】查耳酮合成酶(CHS)是黄酮类化合物生物合成途径中的关键酶,其高表达可以促进黄酮类化合物积累,增强植物抵抗盐碱、干旱等非生物胁迫的能力,开展转BpCHS3白桦耐盐性分析,为阐明该基因的功能提供参考。【方法】以前期获得的转BpCHS3白桦为试材,进行转基因白桦qRT-PCR及Northern Blot检测,同时测定了叶片中花青素质量分数。NaCl胁迫处理下,分别测定转BpCHS3白桦的盐害指数、叶绿素荧光参数及光合参数。采用qRT-PCR技术,测定转基因株系的类黄酮代谢途径中CHS下游5个关键酶基因以及BpCHS家族成员相对表达量。【结果】qRT-PCR及Northern Blot检测显示,导入的目标基因BpCHS3在mRNA水平能够表达。转基因白桦组培生根苗在0.3%NaCl胁迫第25天,对照(WT)株系盐害指数高达83%,而转基因白桦平均盐害指数仅为39%;白桦转基因盆栽苗在0.4%NaCl胁迫后,叶绿素荧光参数及光合参数测定显示,NaCl胁迫第9天多数转基因株系最大光化学效率(F_v/F_m)仍为正常值,而WT株系降至0.66,胁迫第9天时实际光化学效率(Φ_(PSII))和光化学猝灭系数(qP)呈下降趋势,但WT株系的降幅高于转基因株系;NaCl胁迫6 d时,5个转基因株系的净光合速率(P_n)平均值仍高于WT的43.47%。认为盐胁迫下BpCHS3基因在白桦中的过量表达能够维持其较高的光电子传递活性,提高PSⅡ反应中心原初光能转换效率,同时也能维持较高的净光合效率。分别以转BpCHS3白桦cDNA为模板qRT-PCR分析显示,相对WT株系CHS下游的5个关键酶基因在转基因株系中均呈不同程度的上调表达,BpCHS家族成员中只有BpCHS3表达量显著上调,而BpCHS1和BpCHS2均呈下调表达或与WT株系差异不显著。BpCHS3过表达株系花青素质量分数分析发现,转基因白桦叶片中花青素质量分数均显著低于WT株系,推测BpCHS3的过量表达,对另外2个CHS家族成员产生共抑制,且影响花青素的合成。【结论】转BpCHS3白桦的耐盐性提高,与花青素质量分数多少无关,BpCHS3的过表达可能促进其他黄酮类化合物的积累,从而增强白桦的耐盐能力。

【目的】热激转录因子(HSF)在植物对非生物胁迫应答中起重要的调节作用。本研究拟从白桦中克隆获得HSFA4基因(命名为BpHSFA4),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】在白桦转录组中筛选获得1条HSFA4基因,通过RT-PCR克隆获得BpHSFA4基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析不同逆境胁迫下BpHSFA4基因在白桦叶、茎和根中的表达模式。构建植物过表达载体pROKⅡ-BpHSFA4和抑制表达载体pFGC5941-BpHSFA4,进行白桦瞬时转化,同时以pROKⅡ瞬时侵染白桦作为对照。分析NaCl胁迫下不同瞬时转化白桦株系的MDA、H_2O_2、SOD、POD、相对电导率及二氨基联苯胺(DAB)、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)及伊文思蓝(Evans blue)染色情况,以综合评定BpHSFA4基因的耐盐功能。【结果】BpHSFA4基因cDNA全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,编码蛋白的相对分子量为44.15 kDa,理论等电点为5.14,具有典型HSF结构域。非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)条件下和激素(ABA、GA_3和JA)处理下,BpHSFA4基因的表达均发生了不同程度的改变,且每种处理后至少有1个时间点发生了明显上调或者下调,其中盐胁迫下表达变化尤为明显。3种瞬时表达白桦株系中的BpHSFA4基因的表达分析结果显示成功获得了瞬时过表达转基因株系(OE)和抑制表达转基因株系(SE)。进一步对不同转基因白桦株系的生理指标和生理染色进行分析,结果显示:Na Cl胁迫条件下,过表达BpHSFA4植株H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率明显低于对照植株,抑制表达BpHSFA4植株的H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率则明显高于对照植株;过表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显高于对照植株,而抑制表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显低于对照株系;NBT、DAB染色结果与H_2O_2含量测定结果一致,显示OE植株的着色明显比对照植株浅,而抑制表达株系着色明显比对照植株深,Evans blue染色结果和MDA含量测定结果一致。【结论】BpHSFA4基因能对非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)和激素(ABA、GA_3和JA)处理做出应答,特别是盐胁迫条件下,应答强烈,该基因可能参与白桦耐盐胁迫应答。在盐胁迫条件下,瞬时过表达BpHSFA4基因株系能通过提高SOD和POD等保护酶的活性从而增强活性氧清除能力、降低膜脂氧化程度,减少细胞受损或细胞死亡,进而提高白桦的耐盐能力。本研究初步证实BpHSFA4基因是一个耐盐胁迫应答候选基因。

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

水稻Os VDAC3是编码一个可能12次跨膜的线粒体基因,芯片数据显示该基因在水稻根和花器官中表达最强,并受干旱、盐及多种激素显著诱导.以T1代Os VDAC3超表达转基因植株为材料,实时荧光定量PCR技术检测植株中基因Os VDAC3的表达水平,筛选超表达家系进行盐胁迫和甘露醇胁迫试验,结果显示超表达Os VDAC3能显著增强水稻的抗逆性,表明Os VDAC3是水稻逆境胁迫中的正调控因子.

[目的]12-氧-植物二烯酸还原酶(12-oxo-phytodienoic acid reductase,OPR)是茉莉酸生物合成途径的关键酶,催化12-氧-植物二烯(OPDA)还原反应生成茉莉酸化合物,广泛参与植物生长过程中的防御系统。本文旨在克隆和研究不结球白菜Bc OPR3基因,研究其对信号分子和非生物胁迫应答的影响。[方法]对不结球白菜OPR3基因进行克隆、生物信息分析、亚细胞定位,并对其在霜霉病菌、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、机械伤害、低温和热激胁迫下的表达水平进行了分析。

开展多点造林试验是对参试种源进行稳定性分析及生长特性评价的重要步骤。本文以１８个白桦种源为材料，分别在帽儿山、草河口、金河３个试验点营建种源试验林，对１７年生白桦树高、胸径及材积等性状进行多地点联合分析，结果表明：树高、胸径及材积性状在各地点间和各种源间以及种源与地点的交互作用上差异均达到极显著水平（Ｐ＜０．０１）。对各试验点参试种源保存率分析发现，１８个白桦种源在各试验点平均保存率在４．７６％～７６．５５％之间，其中东方红、凉水、长白和乌伊岭等种源平均保存率较好，西北地区种源如六盘山、西宁和天水等保存率较低。采用ＡＭＭＩ模型对参试种源的树高性状进行稳定性评价，结果显示：凉水、小北湖、辉南、东．．．

【目的】通过克隆白桦BpTCP2基因,分析其序列特征,并检测该基因在不同组织部位、激素处理及非生物胁迫下的基因表达特性,为揭示BpTCP2在植物生长发育及逆境应答中的作用提供理论依据。【方法】通过PCR技术克隆BpTCP2基因的全长,并对得到的cDNA序列进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR技术分析该基因的组织表达特性,以及在外源植物激素(ABA、IAA、BR、JA、SA)处理和非生物胁迫(CdCl_2、NaCl、NaHCO_3、PEG)下的响应模式。【结果】成功克隆了BpTCP2基因的cDNA序列;生物信息学分析发现BpTCP2含有高度保守的bHLH结构域,属于PCF亚类。qRT-PCR结果显示,BpTCP2基因在木质部、幼嫩的叶片和茎节中表达量较高;在CdCl_2、NaCl、NaHCO_3处理下,该基因持续上调表达;且5种外源激素均能诱导该基因表达。【结论】BpTCP2基因参与白桦木质部的形成,影响叶片及初期茎节的发育,并能在各激素、重金属、盐、碱的诱导下表达。

[目的 ]鉴定白桦AMT基因家族成员，分析AMT基因的表达模式。[方法 ]本研究利用生物信息学方法鉴定了该家族成员并通过实时荧光定量技术分析其基因表达模式。[结果 ]从白桦基因组中鉴定了9个AMT家族成员，并将其分为AMT1和AMT2两个亚家族，分别命名为BpAMT1.1～1.4和BpAMT2.1～2.5;BpAMTs氨基酸残基数为384～522个，等电点为4.61～8.16，均定位于质膜与细胞器膜上；BpAMT基因不均匀的分布在5条染色体上，且成员间存在串联重复现象。BpAMT基因的表达具有组织部位特异性，呈现叶>根>茎趋势；同时发现，硝酸钾、氯化铵、茉莉酸甲酯、赤霉素、脱落酸、氯化镉、干旱、4℃和日变化等均可以影响BpAMT基因表达，且不同处理下家族成员的响应程度存在差异。[结论 ]从白桦中鉴定9个BpAMT基因，聚类为两个亚家族，在调节氮素吸收转运、响应激素信号及非生物胁迫中发挥不同的作用，该研究结果为深入解析BpAMT基因在白桦生长发育和抵抗逆境中的功能奠定基础。

为了解MADS-box蛋白中AGL6亚家族基因ZAG3在玉米花发育中的功能,对ZAG3基因进行序列分析显示,该基因开放阅读框为768 bp,编码255个氨基酸的MADS-box蛋白。亚细胞定位预测显示,ZAG3定位于细胞核中。启动子预测分析表明,ZAG3基因启动子区具有启动子的核心组件、分生组织表达的组件和脱落酸、赤霉素等植物激素应答组件,但没有与茉莉酸相关的应答组件。此外,实时荧光定量PCR表达分析显示,喷施茉莉酸甲酯可以使ZAG3基因在玉米雄穗中的表达明显提高,暗示了该基因与JA介导的雄穗性别决定过程是有关系的。

【目的】探讨热激蛋白（HSP）在花楸树响应高温胁迫过程中的作用，以期为花楸树引种低海拔地区提供理论基础。【方法】以2～4年生花楸树实生苗为研究对象，进行了花楸树SpHSP70-3基因的克隆、系统进化分析、组织特异性表达模式以及响应高温胁迫的表达机制研究，并利用农杆菌介导法转化拟南芥，对SpHSP70-3基因在高温胁迫下的响应进行了异源验证。【结果】SpHSP70-3基因开放阅读框全长为2 088 bp，编码695个氨基酸；SpHSP70-3蛋白与蔷薇科梨属的白梨PbHSP70同源性最高。内源性表达分析显示：SpHSP70-3基因在叶片中表达量最高，在花蕾、初花、盛花时表达量偏低；42℃处理花楸树后，发现前6 h SpHSP70-3基因表达量没有显著变化，12 h时表达量增至对照组的12倍，24 h时表达倍数最高，为对照组的19倍。对3个转SpHSP70-3基因拟南芥纯合株系（OE1、OE2、OE3）和野生型拟南芥（WT）进行45℃高温处理后，OE1、OE2、OE3中的丙二醛（MDA）含量均高于WT，且过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）活性结果均低于WT。此外，SpHSP70-3在转基因株系中的表达量随着处理时间的增加而上升，并且其抑制了正调节因子AtHSP70、AtHSP18.2、AtHsfA1D和AtHsfA1A的表达，同时诱导了负调节因子AtHsfB2B的上调表达。【结论】SpHSP70-3在花楸树响应高温胁迫过程中起负调控作用，初步推测SpHSP70-3是花楸树引种低海拔地区响应高温响胁迫机制中的负调控因子。

白桦为雌雄同株的单性花树种,在木本植物花发育研究中有着重要作用。本文旨在初步确定白桦雌花发育过程中的关键时期大孢子发生(前期)和配子体发育(中期)过程中基因表达及调控的差异,同时挖掘与雌花发育相关的基因。首先,运用细胞学方法确定试材雌花的发育时期。其次,采用抑制消减杂交(SSH)技术,分别以白桦前期和中期雌花序的c DNA作为tester和driver,建立正、反向抑制消减杂交c DNA文库:BHHQ和BHHZ。共获得1 406个高质量的EST序列,其中787个与数据库中的已知核酸或蛋白序列有较高同源性,47个可能与花发育相关。GO分析结果表明,这些基因34.96%参与生物合成,16.45%参...

［目的］研究白桦中ＳＰＬ转录因子的基因序列特征及其在不同时期不同组织中的表达规律。［方法］依据白桦４５个转录组测序结果，共获得１２条全长ＳＰＬ基因，依次命名为白桦ＢＰＳＰＬ１－ＢＰＳＰＬ１２，对其中１１条ＢＰＳＰＬ进行了生物信息学及基因表达特征分析。［结果］生物信息学分析发现，１１条ＢＰＳＰＬ均含有１个高度保守的ＳＢＰ结构域，且基因长度差异较大，含有２ １０个不等数目的外显子，系统进化分析发现１１条白桦ＳＰＬ分属于六大类ＳＰＬ蛋白；ｑＲＴ－ＰＣＲ分析结果显示，白桦ＢＰＳＰＬ基因在不同时期的叶、顶芽、茎、雄花序中表达变化显著，多数ＳＰＬ基因在顶芽中７月５日和８月２０日至９月２０日时期表达较高，除．．．