【目的】TCP家族基因是植物特有的一类转录因子，广泛参与了植物的各类生命进程，起到至关重要的调控作用。白桦BpTCP10基因是属于TCP家族的一个重要基因，探究BpTCP10基因在白桦生长发育及非生物胁迫过程中的作用，能为揭示该基因的功能、培育白桦耐盐良种提供理论依据。【方法】以白桦为试材，在克隆BpTCP10基因的基础上，对其进行生物信息学分析和启动子元件分析，研究该基因的时空表达特性，同时使用CRES-T技术构建植物抑制表达载体，通过农杆菌介导法获得抑制表达转基因白桦株系，对转基因株系进行形态学分析，采取小叶盘法，在进行NaCl胁迫后，测定胁迫处理各时间点转基因株系的超氧化物歧化酶及过氧化氢含量，并进行DAB及NBT染色，分析其耐盐性。【结果】白桦BpTCP10基因含有高度保守的b HLH结构域，属于TCP家族基因中的PCF亚类，与拟南芥AtTCP11基因有一定的亲缘关系，而且BpTCP10基因的启动子上有多个胁迫响应元件。qRT-PCR结果显示，BpTCP10基因在叶片、茎节、顶芽、雄花序及雌花序中均有不同程度的表达；并且该基因参与Na Cl等非生物胁迫及ABA和JA的应答。成功获得6个抑制表达白桦株系；对转基因株系进行NaCl处理后，DAB和NBT染色及超氧化物歧化酶和过氧化氢含量测定结果均表明，转基因株系表现为盐敏感。【结论】白桦BpTCP10基因可能参与白桦茎节的发育及非生物胁迫响应过程。

【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】GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族,已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析,为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究。【方法】从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得了1条GRAS转录因子基因,将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR(qRTPCR)技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织中BpPAT1的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析BpPAT1的抗逆功能,构建其植物过表达载体(pROKII-BpPAT1)与抑制表达载体(pFGC5941-BpPAT1),利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系,获得BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别对BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,鉴定BpPAT1是否能调控白桦的耐盐能力。【结果】多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征,且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明:在盐胁迫6 h后,BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升(P <0.05),同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量。【结论】白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫,过表达BpPAT1显著增加了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量,进而提高了ROS清除能力,有效增强了白桦的耐盐能力。

【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。

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

[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。

以过表达和抑制表达2–Cys Prx基因烟草(龙江911)为材料,测定和分析其生长特性和光化学活性。结果表明:过表达2–Cys Prx基因烟草的株高、根长、生物量显著高于非转基因烟草和抑制表达2–Cys Prx基因烟草;抑制表达2–Cys Prx基因烟草的PSⅡ反应中心电子传递速率(ETR)显著低于过表达2–Cys Prx基因烟草,过表达2–Cys Prx基因烟草的荧光曲线与Fm所围成的面积(Area)、2 ms时有活性反应中心的开放程度(Ψo)、吸收光能用于QA–以后电子传递的量子产额(φEo)、单位反应中心吸收光能用于电子传递的能量(ETo/RC)高于非转基因烟草,非光化学猝灭的最大量子产...

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．．．

本文利用Ｓｉｔｅ Ｆｉｎｄｉｎｇ－ＰＣＲ方法克隆了白桦ＢＰｇｔ１４基因起始密码子Ａｔｇ上游２ １６９ ＢＰ序列，并通过ＰＬＡＣｅ启动子预测工具对其进行元件分析。结果表明，该启动子片段含有启动子核心元件及多种逆境及激素响应元件，同时具有植物苯丙烷及木质素生物合成的ＭＹＢ类转录因子的重要结合基序。研究选取了其中含有启动子核心元件的１ １５６ ＢＰ片段构建了ＰＢＰｇｔ１４∷ｇＵＳ植物表达载体，利用农杆菌侵染的方法将ＰＢＰｇｔ１４∷ｇＵＳ报告基因瞬时转化烟草植株，鉴定该启动子在烟草中的表达活性及对非生物胁迫和激素的响应模式。对转基因烟草植株进行ｇＵＳ染色，结果表明该启动子具有启动活性，且在茎段处活性较．．．

［目的］探究白桦生物钟基因运行机制及在生长发育、胁迫应答中的作用。［方法］运用生物信息学方法对白桦ＢｐＬＨＹ、ＢｐＴＯＣ１、ＢｐＧＩ节律基因进行分析，预测其编码蛋白的结构功能。利用ＲＴ－ｐＣＲ方法检测白桦ＢｐＬＨＹ、ＢｐＴＯＣ１、ＢｐＧＩ基因昼夜表达模式，在非生物胁迫重金属Ｃｄ、低温（４℃）、与盐（Ｎａ ＣＬ）及信号诱导Ｓａ（水杨酸）、ＳＮｐ（硝普钠）下的表达情况。［结果］白桦ＢｐＬＨＹ、ＢｐＴＯＣ１、ＢｐＧＩ节律基因编码的均为疏水性非分泌型，具有跨膜能力的ｍＩｘｅｄ蛋白。白桦ＢｐＴＯＣ１、ＢｐＬＨＹ基因表达量均呈现白天低夜晚高的昼夜变化模式，而ＢｐＧＩ表达量则表现出白天高夜晚低的模式。在重金．．．

【目的】SPL是植物特有的转录因子，参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程，在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件，以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式，可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考，也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。【方法】以本实验室组培白桦的总DNA为模板，经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列，用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建了BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥，探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。【结果】PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列，对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外，还包括2种特异组织表达元件（根、花粉），10种激素响应元件（生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸），4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明，BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中，BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达，但是表达部位不同。随着叶片的生长，首先在叶片的顶端表达，随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片，并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫，受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大，说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。【结论】BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。

【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。

为揭示２－Ｃｙｓ Ｐｅｒｏｘｉｒｅｄｏｘｉｎｓ（２－Ｃｙｓ Ｐｒｘ）基因在烟草龙江９１１抗逆中的功能，以过表达２－Ｃｙｓ Ｐｒｘ基因烟草、抑制表达２－Ｃｙｓ Ｐｒｘ基因烟草和非转基因烟草幼苗为试材，研究了不同ＰＨ值的模拟酸雨对其生长指标、叶片生理生化特性和叶片光合生理的影响。结果表明：与对照相比，ＰＨ值４．０的模拟酸雨对３种基因型烟草的株高、叶面积、比叶重无明显影响，ＰＨ值２．５的模拟酸雨处理下，与对照相比，过表达２－Ｃｙｓ Ｐｒｘ基因烟草幼苗的株高无明显变化，抑制表达２－Ｃｙｓ Ｐｒｘ基因烟草和非转基因烟草幼苗的株高显著降低；随着模拟酸雨ＰＨ值降低，３种基因型烟草叶片的硝酸还原酶（ｎｒ）活性．．．

Squamosa promoter binding protein like genes(SPLs)对植物开花具有重要的调控作用。基于转录组序列并利用RACE技术从光皮桦中分离获得BlSPL1基因,其cDNA序列全长1 825 bp,包含开放阅读框长1 170 bp,编码389个氨基酸,与桃PpSPL1(EMJ10405)的同源性最高(67%),属于陆地植物SPLs基因家族的group VII分支。表达分析显示BlSPL1在光皮桦芽、雌花、雄花、幼苗中均有表达,在雄花和幼苗中表达量较低,但在芽发育成雌花过程中明显上调,推测其可能对早期的雌花形成起调控作用。同时,从57个不同的光皮桦无性系中克隆...