【目的】乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)是植物特有的一类转录因子,参与植物根系形成、下胚轴伸长、果实成熟、器官衰老等生长发育过程,在调节植物生物和非生物胁迫反应及果实品质过程中发挥着至关重要的作用。克隆苹果乙烯响应因子MdERF72,通过表达分析和转基因功能分析,研究其在抵御非生物胁迫过程中的功能,为探索MdERF72在植物生长发育过程中的功能提供理论依据。【方法】以‘王林’苹果(Malus×domestica Borkh.)愈伤组织为试材,利用RT-PCR技术克隆MdERF72,利用生物信息学方法分析其编码氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等,并利用MEGA5.0构建系统进化树,与拟南芥ERF-B2亚家族进行蛋白序列同源性分析;利用实时荧光定量PCR技术探明其在苹果组织中的表达和果实发育时期的时空表达特征;同时利用实时荧光定量PCR技术检测‘嘎拉’苹果组培苗中MdERF72对ACC、NaCl以及低温的响应;构建基因的过表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化获得稳定遗传的过表达苹果愈伤组织;检测NaCl以及低温处理后,野生型和转基因苹果愈伤组织的鲜重、丙二醛含量、电导率、过氧化氢含量以及超氧阴离子含量的差异。【结果】MdERF72位于苹果第13号染色体上,该基因存在1个ERF家族特有的AP2/ERF结构域。进化树分析结果显示,MdERF72与拟南芥AtERF72序列同源性较高,都属于ERFs家族的B2亚家族。氨基酸理化性质分析表明,MdERF72编码253个氨基酸,预测其蛋白质分子量为27.61 kD,等电点(pI)为5.10。另外,亲疏水预测结果显示MdERF72疏水部分大于亲水部分,表明其属于疏水性蛋白。磷酸化位点分析显示,MdERF72只有苏氨酸磷酸化位点,表明该蛋白可能受到磷酸化作用的调控。MdERF72启动子序列中含有与茉莉酸(JA)、生长素及干旱信号相关的顺式作用元件。MdERF72是乙烯正调控转录因子,在苹果的各组织中均有表达,在果实和茎中表达量相对较高;并且在果实中随着果实的成熟,表达量逐渐升高。苹果组培苗中MdERF72的表达明显受到高盐和低温的诱导。过量表达MdERF72的苹果愈伤组织在高盐和低温胁迫处理下,生长势明显比野生型对照强,电导率,丙二醛、过氧化氢、超氧阴离子的含量都低于野生型,表明MdERF72提高了对盐和低温胁迫的抗性。【结论】MdERF72在响应高盐、低温胁迫过程中发挥着重要的正调控作用,过表达MdERF72可以提高苹果愈伤组织对高盐和低温胁迫的抗性。

本文以日本结缕草(Zoysia japonica)为试验材料，通过喷施乙烯利后低温胁迫，检测日本结缕草叶片叶绿素、相对含水量、电解质渗透率、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量及脯氨酸代谢途径相关基因的表达水平，研究乙烯利对低温胁迫下结缕草生理指标、渗透调节物质及脯氨酸代谢途径相关基因的影响。结果显示，乙烯利可降低日本结缕草低温导致的叶绿素损失，抑制叶片相对含水量的下降幅度和电解质渗透率的上升幅度，提高日本结缕草可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量，同时上调了?1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)基因表达，下调了脯氨酸脱氢酶(ProDH)基因表达，对?1-吡咯琳-5-羧酸还原酶(P5CR)、?1-吡咯琳-5-羧酸脱氢酶(P5CDH)和鸟氨酸-δ-转氨酶(OAT)基因表达无影响。研究发现，乙烯利喷施处理可以缓解日本结缕草低温胁迫损伤。本研究为乙烯利对结缕草耐寒性的作用机制提供了理论基础。

为解析苹果钙调蛋白基因MdCaM在非生物胁迫过程中的功能。以秦冠苹果为材料,克隆了苹果MdCaM基因,并利用MEGA 5.0软件对其编码的蛋白进行了聚类分析,利用qPCR分析了MdCaM在釆后损伤、低氧、高温等胁迫条件下的表达模式。结果表明,不同物种间钙调蛋白具有较高的同源性,MdCaM与拟南芥的钙调蛋白Ca M1基因关系较近;qPCR结果表明,MdCaM在损伤、低氧胁迫(0 O_2或3%O_2)后均呈先升高后恢复正常水平的表达模式,损伤后6 h达到峰值,低氧(0 O_2)处理1 h后达到峰值;高温(20

采用3种浓度乙烯利溶液(0、100、200 mg/L)分别对甘蔗新台糖22号(ROC22)、桂糖17号(GT17)和新台糖10号(ROC10)在下种前进行10 m in浸种处理,测定根系中的蛋白质含量、蛋白酶活性、核酸含量及土壤含水量的变化。结果发现,在水分胁迫条件下,100、200 mg/L乙烯利处理的蔗根均有较高的蛋白质含量和总核酸含量,GT17和ROC10的蔗根有较低的蛋白酶活性;100、200 mg/L乙烯利处理对ROC22和ROC10蔗根的RNA/DNA值有明显的促进效应,其效应以100 mg/L处理大于200 mg/L处理。试验表明乙烯利浸种可提高甘蔗品种的抗旱性。

非生物胁迫是造成全球粮食减产的主要因素之一。研究植物逆境相关蛋白的功能及应答机制，对于提高作物抗逆性具有重要意义。三角状五肽重复（PPR）蛋白属于高等植物中最大的核编码蛋白家族，因其包含高度特异性的PPR基序而得名。依据基序类型及其排列，PPR蛋白可分为P和PLS两类，PLS类蛋白又可以根据其羧基末端的结构域进一步分为PLS、E、E+、DYW等亚类。PPR蛋白广泛分布于陆生植物中，主要定位于叶绿体和线粒体，亦有少数定位于细胞核中。作为序列特异性RNA结合蛋白，PPR蛋白参与植物RNA加工的多个方面，包括RNA编辑、RNA剪接、RNA稳定和RNA翻译。PPR蛋白在植物的整个生命进程中发挥多种重要作用，但对其在植物抗逆性中的作用机制还不清楚。本文在总结已有报道的非生物胁迫相关PPR蛋白定位和功能的基础上，重点综述了PPR蛋白参与调控植物非生物胁迫的作用机制（包括转录后调控和逆行信号），并对其进行讨论。转录后调控与PPR蛋白参与RNA转录后的修饰作用有关，其一般被认为通过结合RNA并调节细胞器RNA代谢来调控逆境相关基因的表达，从而影响植物抗逆性。逆行信号方面，PPR蛋白的损伤导致线粒体或叶绿体功能受损，然后产生各类逆行信号（如ROS），进而调控相关基因表达，抵御逆境。然而，由于质体中的逆行信号会受到许多环境因素的影响，这些因素部分还未明确，导致PPR蛋白在逆行信号中的作用机制仍有很多问题有待阐明。此外，PPR蛋白存在一因多效性，部分蛋白在作用于抗逆性的同时，还会对植物的生长和生殖产生重要影响。最后，本文阐述了利用PPR蛋白作为RNA编辑工具的研究现状，探讨了目前PPR蛋白响应植物非生物胁迫方面尚待解决的问题及研究前景，提出了未来研究仍需关注的重点和难点，为深入研究PPR蛋白的功能和作物非生物胁迫抗性育种提供参考。

【目的】分析小麦LEA基因TaLEA4和TaLEA5及其编码蛋白的特征,比较它们在干旱、高盐、热和冷胁迫过程中的表达模式,探讨这两个LEA基因在小麦抗逆调控过程中的生物学功能,为其在小麦抗逆分子育种中的应用提供理论依据。【方法】利用RT-PCR技术克隆小麦的LEA基因,通过生物信息学方法分析克隆基因及其编码蛋白的结构特性,采用qRT-PCR技术检测克隆基因对ABA及非生物胁迫的响应模式。【结果】克隆了2个包含完整编码框的小麦LEA基因TaLEA4和TaLEA5,分别编码180和163个氨基酸,推断其分子量分别为18.8和16.9kD,理论等电点分别为5.6和7.2。基因组序列分析发现,2个LE...

为初步探讨V-ATPase c亚基VHA-c1基因在植物生长发育及信号转导中的作用,通过农杆菌介导,将设计的ds DNA片段整合到拟南芥基因组上,筛选获得了能够特异沉默VHA-c1基因的转基因株系c1-1,并对其进行Na Cl、ABA和6%葡萄糖胁迫处理。结果表明:在Na Cl处理后,沉默株系c1-1的主根伸长量和种子萌发率都有明显的降低,且在浓度为50,100 mmol/L Na Cl胁迫处理下,转基因株系c1-1的主根伸长量被显著抑制。在特定浓度的ABA和6%葡萄糖处理后,转基因株系c1-1的主根伸长量和种子萌发率也都有一定程度的抑制。然而,在4,8μmol/L ABA处理后,野生株系的主根伸长量被显著抑制,与转基因株系c1-1的主根伸长量被抑制效果相比达到了显著水平。沉默VHA-c1基因后,降低了拟南芥对Na Cl的耐受性,影响了其生长发育,然而对ABA和葡糖糖的抑制作用却表现为很不敏感,这可能是因为H+-ATPase在盐胁迫信号通路和ABA信号通路中起着不同的调控功能。

【目的】了解AP2/EREBP家族基因参与逆境反应分子机理,为水稻抗逆相关基因的克隆及揭示水稻抗逆分子调控机理奠定基础。【方法】采用基因芯片技术分析AP2/EREBP家族基因在水稻幼苗受PEG、低温、高盐、ABA、GA等处理下的表达谱变化,并通过实时定量PCR技术对部分具有明显表达特点基因的胁迫表达谱进行验证。【结果】点制了水稻AP2/EREBP转录因子家族的基因芯片,检测到42个胁迫差异表达的AP2/EREBP基因。实时定量PCR所得结果与基因芯片结果基本吻合,说明芯片结果可靠。两个AP2/EREBP基因对所有胁迫反应相同,其它差异表达的AP2/EREBP基因对不同胁迫反应各不相同。【结论】...

【目的】对陆地棉trihelix转录因子基因在多种胁迫下的应答表达模式进行研究分析,为棉花抗逆相关基因克隆及阐明棉花抗逆分子机制奠定基础。【方法】根据已知24个trihelix转录因子EST序列设计引物,通过RT-PCR和qRT-PCR的方法分析棉花(Gossypium hirsutum L.)GhGT在高盐(200 mmol.L-1NaCl)、干旱、低温(4℃)等非生物胁迫和外源激素ABA(100μmol.L-1)处理下的表达模式。【结果】12个基因响应高盐和干旱胁迫应答,7个基因响应冷胁迫应答,应答ABA处理的基因9个。此外,有3个基因(GhGT2、GhGT18和GhGT23)在4种处理下...

蜡质诱导因子1(wax inducer 1/SHN1, WIN1/SHN1)与植物的抗逆性密切相关。为研究WIN1在耐旱经济灌木扁果枸杞(Lycium barbarum ssp. Bianguo)中的功能及其应用前景，本研究用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术从扁果枸杞中克隆了LbWIN1，构建了LbWIN1融合增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的载体并表达在拟南芥(Arabidopsis thaliana)原生质体中进行亚细胞定位，用实时荧光定量PCR法(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)分析LbWIN1的表达特征。结果表明，LbWIN1基因长1 103 bp，含600 bp的开放阅读框，编码199个氨基酸，含有1个高度保守的AP2结构域。系统进化树分析发现，LbWIN1蛋白与茄科番茄(Solanum lycopersicum) SlWIN1和辣椒(Capsicum chinense) CcWIN1的同源性高达99%。亚细胞定位分析证明LbWIN1蛋白定位于细胞核。LbWIN1基因在叶、茎、根中均表达，其表达量受NaCl、渗透胁迫和外源脱落酸(ABA)诱导，表明LbWIN1参与旱生植物响应盐和干旱等非生物胁迫。

bZIP转录因子广泛存在于植物中，在调节植物生长发育和非生物胁迫应答中起着重要作用。为探究bZIP转录因子在玉米干旱胁迫响应中的功能，在玉米苗期干旱胁迫处理5 d和复水3 d时，利用转录组测序技术对转录因子基因的表达变化进行分析，筛选到一个响应干旱和复水处理的bZIP转录因子(ZmbZIP26),共表达网络分析发现，ZmbZIP26处于网络调节的核心节点位置。ZmbZIP26基因含有558 bp的开放阅读框，编码185个氨基酸，属于亲水性蛋白。蛋白质进化树及保守序列分析发现，ZmbZIP26蛋白与高粱和芒草同源蛋白的同源性较高，而且在同一氨基酸位置上的保守基序相同。启动子顺式作用元件分析表明，ATG上游2 000 bp区域内含有干旱响应元件、激素响应元件和光响应元件等。qRT-PCR分析发现，ZmbZIP26是组成型表达基因，在幼茎、雌穗和根中高表达，且ZmbZIP26基因积极响应干旱、高温、高盐、氮胁迫及恢复正常的过程，可能在植物的抗逆过程中发挥着重要作用。亚细胞定位分析发现，ZmbZIP26属于核蛋白，定位在细胞核上。蛋白质互作预测发现，ZmbZIP26可能与锌指蛋白、丝氨酸蛋白、钙依赖性蛋白、谷胱甘肽转移蛋白等互作构建了一张调控网络，协同调控玉米生长发育和胁迫应答过程。

【目的】通过对巨桉非生物逆境响应相关基因EgrZFP6(Eucgr.A01232)蛋白结构和基因功能的初步研究,探讨该基因在巨桉非生物逆境响应中所发挥的作用,为桉树抗逆育种提供理论基础。【方法】首先利用CDD在线软件分析EgrZFP6编码蛋白序列的结构域,并利用NCBI中的Blast软件搜索与EgrZFP6蛋白序列相似程度较高的其他物种中ZFP蛋白,用Clustalx进行多序列比对,联合分析、比较它们的结构域。然后,构建EgrZFP6∷s GFP融合载体,采用基因枪轰击洋葱表皮方法对EgrZFP6蛋白表达

利用RT-PCR技术从延谷11号谷子中克隆SiPRR73基因，通过系统分析SiPRR73组织表达特异性，对不同光周期处理、不同光温组合处理以及5种非生物胁迫处理的响应特点，揭示光周期、温度对SiPRR73的调控模式及SiPRR73对非生物胁迫的应答模式。结果表明，从延谷11号克隆得到SiPRR73基因2 928 bp的cDNA序列，包含2 283 bp的CDS区，编码760个氨基酸；SiPRR73蛋白与C4家族作物糜子、哈氏黍、高粱、玉米PRR73蛋白具有较近的进化关系。SiPRR73在顶端第2片叶中表达水平最高，在根、茎、穗部表达水平较低。短日照、长日照条件下该基因均表现光照期表达水平高于黑暗期的特点，且整个营养生长期短日照条件下表达水平明显低于长日照，SiPRR73受光诱导表达和光周期调控。温度决定SiPRR73表达峰的数目，光周期决定SiPRR73表达峰出现的时间，光周期和温度共同参与了SiPRR73的表达调控。PEG和低温胁迫总体上诱导SiPRR73表达，NaCl在胁迫早期诱导该基因表达，后期总体表现为抑制状态，Fe胁迫则早期抑制该基因表达，后期总体诱导其表达，SiPRR73对ABA胁迫的响应特点接近NaCl。以上研究表明，谷子SiPRR73表达具有光依赖性，光周期和温度以互作模式调控SiPRR73表达，推测SiPRR73参与了谷子对不同光温环境的适应性调节过程，并且在应对干旱、低温、ABA、NaCl、Fe胁迫过程中发挥了一定作用。

【目的】探明热休克蛋白Hsp70基因在白背飞虱适应非生物〔杀虫剂、高温/低温和紫外线A（UV-A）〕胁迫中的作用，为白背飞虱绿色防控提供参考。【方法】基于白背飞虱的基因组和转录组数据，克隆白背飞虱热休克蛋白Hsp70基因并对其进行鉴定，同时采用RT-qPCR测定其在杀虫剂、高温/低温和UV-A胁迫下的转录水平。【结果】克隆获得一个Hsp70基因，命名为SfHsp70-1，其全长序列为2 322 bp，开放阅读框为2 001 bp，编码666个氨基酸残基，分子量约为72.91 kDa，理论等电点为5.11。SfHsp70-1氨基酸序列中包含3个Hsp70家族蛋白的保守结构域，且在C端具有内质网Hsp70的保守序列“HDEL”。噻虫嗪亚致死浓度表现出显著的剂量效应，LC₁₀胁迫能够诱导SfHsp70-1基因的转录水平显著升高，为对照（丙酮处理）的2.59倍；而LC₂₅胁迫对SfHsp70-1基因的转录水平无显著影响。10 ℃（30 min）、20 ℃（30 min，60 min）和40 ℃（10 min，30 min，60 min）胁迫均能诱导SfHsp70-1基因的转录水平显著提高，依次较对照（25 ℃）显著提高77.24%、62.00%、85.89%、138.96%、75.67%和61.10%。UV-A(300 μW/cm²)胁迫显著抑制SfHsp70-1基因的转录水平，分别较对照（照射0 min）显著降低87.85%、88.74%、91.91%、89.78%、93.04%和91.16%，且随处理时间延长其表达水平呈逐渐降低趋势。【结论】SfHsp70-1基因的过表达有助于白背飞虱对噻虫嗪和高温/低温胁迫的适应。研究结果可为进一步明确Hsp70基因在白背飞虱适应非生物胁迫中的作用奠定基础，并为制订白背飞虱绿色防控措施提供参考。

【目的】分析小麦脱水素基因特征及其在干旱、高盐、低温和高温胁迫过程中的表达模式,探讨脱水素在小麦抗逆过程中的功能,为脱水素基因在小麦抗逆分子育种中的应用提供理论依据。【方法】利用RT-PCR克隆小麦脱水素基因,通过生物信息学分析研究其编码蛋白特征;采用qRT-PCR分析该基因表达特性模式。【结果】克隆了包含完整编码区的小麦脱水素基因TaDHN-1,序列分析显示该基因cDNA长487 bp,编码112个氨基酸,推测编码蛋白分子量约为11.5 kD,等电点为6.6。氨基酸序列分析表明,TaDHN-1在C端具有保守的K片段,属于Kn类脱水素;二级结构预测显示,该脱水素无规则卷曲占整个蛋白的82.1%...