枸杞花药发育基因LbMS2的克隆及表达分析

MS2(Male sterily2)类基因编码脂肪酰基还原酶,参与了花药绒毡层中脂类代谢过程。该研究以宁夏枸杞(‘宁杞1号’)为试验材料,采用RACE方法从枸杞花药cDNA中获得枸杞LbMS2基因。结果显示,LbMS2基因开放阅读框为1 782bp,编码593个氨基酸,等电点为8.98;生物信息学分析显示,LbMS2蛋白定位于叶绿体;LbMS2蛋白序列与茄科植物矮牵牛、茸毛烟草、马铃薯、番茄以及甜辣椒中的MS2蛋白表现出较高的序列相似性;实时荧光定量PCR结果显示,LbMS2基因具有器官表达特异性,只在枸杞花器官中表达,并且在枸杞花药发育的四分体时期以及单核花粉时期表达量最高。研究表明,LbMS2基因是枸杞花器官发育过程中的重要基因。     

枸杞LbSPL6基因的克隆及表达分析

从实验室前期对枸杞(Lycium barbarum L.)花发育过程转录组测序结果推测,枸杞Squamosa启动子结合蛋白(Squamosa promoter binding protein-like,SPL)转录因子可能在枸杞花发育过程中发挥重要功能。该研究以宁夏特色植物资源枸杞为材料,采用RACE方法克隆LbSPL6基因,通过生物信息学及基因表达分析对该基因进行初步研究。结果表明:(1)成功克隆获得LbSPL6基因,其开放阅读框全长1524 bp,编码507个氨基酸,分子量为55.34 kD;序列分析表明LbSPL6蛋白中包含3个保守基序,且氨基酸序列与茄科植物同源蛋白的氨基酸序列高度相似。(2)qRT-PCR分析证实,LbSPL6基因在枸杞花器官中表达,并且在花药发育的四分体时期及单核花粉时期表达量较高;亚细胞定位实验证明,LbSPL6蛋白定位于细胞核中。该研究结果为进一步研究枸杞LbSPL6转录因子在花发育过程中的功能和作用机制奠定了基础。     

枸杞Lb14-3-3b基因的表达分析及转烟草研究

在宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)品种宁杞1号花药发育差异蛋白质组学研究的基础上,克隆了一个花药发育相关基因Lb14-3-3b,证实该基因在花器官中优势表达。本试验进一步利用荧光定量PCR技术分析枸杞Lb14-3-3b基因在花药发育过程中不同时期的表达特征,并通过构建植物过表达载体Lb14-3-3b-pCambia1305. 1-35s,经根瘤农杆菌介导法转化模式植物烟草,探究该基因在植物生长发育中的功能。结果表明,在枸杞花药发育的各个时期,Lb14-3-3b都有表达,在花药二核花粉时期表达量最高。与野生型烟草相比,转Lb14-3-3b基因烟草生长发育迟缓,植株矮小,花器官畸变,花瓣缺少致使花型趋于四角化,雄蕊及花丝数目缺少且发育异常。推测枸杞Lb14-3-3b基因在烟草生长发育及花器官发育中起调控作用,研究结果为进一步探讨该基因在枸杞生长发育中的调控作用提供参考依据。     

枸杞Lb_SPL12基因的克隆及表达分析

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物发育过程中特有的转录因子,SPL基因家族由多个成员组成.本研究通过RACE方法克隆到枸杞Lb SPL12转录因子的全长cPNA.研究结果表明,该cDNA基因的开放阅读框包含1 353 bp个碱基,编码450个氨基酸.Lb_SPL12蛋白的二级结构中含有无规则卷曲、α螺旋、延长链和β转角.氨基酸序列分析发现,不同物种的SPL12蛋白在氨基酸序列以及基序种类上具有较高的相似性.实时荧光定量PCR分析显示,Lb_SPL12基因在枸杞的花器官中表达,且在花药发育的小孢子发育时期表达量最高.亚细胞定位结果进一步证实了Lb_SPL12蛋白定位在细胞核中.初步推测,枸杞Lb SPL12转录因子可能在枸杞花器官发育过程中发挥了重要作用.本研究为进一步揭示枸杞Lb_SPL12的作用机制提供了分子基础.     

棉花洞A雄性不育系花药发育的mRNA差别显示

应用cDNA-AFLP(Amplified fragment length polymorphism）技术,分析了棉花洞A雄性不育和可育材料在花药发育过程中花粉发育相关基因表达的差异。结果表明：在花药发育的相同时期,不育和可育花粉cDNA-AFLP的谱带在单核期的差异大于减数分裂期。在花粉发育过程中,花粉发育相关基因的表达具有时空特异性。共回收了64条差异cDNA片段,随机选择3个片段标记为探针,RNA斑点杂交分析表明,GHA27具有花器官组织特异性,仅在花器官中表达;GHA28、GHA47则具有花药组织特异性且仅在可育花药中表达。序列相关性比较表明：GHA27与植物ADP-ribosylation factor(ARF）基因有较高的相似性,而GHA28、GHA47与已知序列的相似性很低。     

甜荞FaesAP2基因的克隆与表达分析

本研究采用同源克隆和RACE技术,从甜荞（Fagopyrum esculentum Moench.）品种'西农9976'中分离出调控花器官发育的FaesAP2基因,该基因序列全长1668 bp,包含1个长为1374 bp的完整开放阅读框,共编码457个氨基酸。序列比对以及系统发育分析结果发现,FaesAP2蛋白拥有2个高度保守的AP2（APETALA2）结构域,在第1个AP2结构域前端有1段由10个氨基酸残基组成的高度保守的核定位信号区;系统发育分析显示其与拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.） Heynh.） AP2转录因子的亲缘关系较近。基因表达模式分析表明,该基因在甜荞pin型和thrum型花的雄蕊和雌蕊中有明显的表达,但在幼叶和花被片中不表达,且其表达量在2种类型花不同发育时期呈现明显的变化,均在花药迅速膨大期达到最高值,因此推测该基因在甜荞花发育过程中可能参与了花器官发育的调控。     

枸杞胼胝质酶基因克隆及在雄性不育材料中的表达分析

以雄性不育枸杞‘宁杞5号’和正常可育枸杞‘宁杞1号’为材料,提取不同发育时期枸杞花蕾RNA,反转录合成cDNA,利用胼胝质酶的β-1,3-葡聚糖酶属性进行同源克隆和半定量RT-PCR分析.结果表明:(1)所克隆的胼胝质酶基因(LG1)属于植物糖基水解酶第17家族基因,编码344个氨基酸,有5个氨基酸保守区在4种植物的花药β-1,3-葡聚糖酶基因中都存在.(2)LG1在正常可育枸杞花药中高量表达,在雄性不育枸杞花药中表达沉默,但基因序列并没有发生突变.(3)经苯胺蓝染色观察,雄性不育枸杞花药四分体分解受阻与LG1基因表达沉默同步.研究结果提示,LG1基因是受不育基因调控的下游基因,参与了枸杞花粉的败育过程,LG1基因沉默是雄性不育枸杞花粉败育的一个重要原因.     

枸杞Lb14-3-3c基因克隆及转化马铃薯的研究

在开花植物中,14-3-3蛋白对植物生长发育具有重要的调控作用。本试验利用逆转录PCR(RT-PCR)技术,从宁夏枸杞宁杞1号花药中克隆了一个14-3-3蛋白家族基因Lb14-3-3c。利用荧光定量PCR技术分析Lb14-3-3c基因在花药发育不同时期的表达特征,构建Lb14-3-3c基因的植物过表达载体pCambia1305.1-35s-Lb14-3-3c(+)及植物抑制表达载体pCambia1305.1-35s-Lb14-3-3c(-),继而经农杆菌介导法将过表达载体转化马铃薯紫花白幼茎,获得了阳性转基因马铃薯植株。结果表明,Lb14-3-3c基因编码的蛋白与番茄处于进化树同一分枝上,亲缘关系最近。荧光定量PCR分析表明,该基因在枸杞各器官都有表达,在雄蕊中的表达量最高。在花药发育的各个时期均表达,且在小孢子母细胞时期表达量最高。成功将外源基因Lb14-3-3c载入含强启动子CaMV35s的植物表达载体中,并将该基因的植物过表达载体转化马铃薯,通过表型观察与PCR阳性鉴定得到5株转基因植株,发现转基因植株长势优于野生型植株,苗期野生型与转基因型淀粉含量相差不大,结薯期和成熟期转基因型马铃薯的叶片淀粉含量均高于野生型,且差异显著。本研究为进一步探讨Lb14-3-3c基因对枸杞花药发育过程中淀粉供能的调控提供了参考依据,并且为阐明Lb14-3-3c基因在植物发育过程中的功能及枸杞的分子遗传改良提供了研究基础。     

风信子HoMADS2基因的克隆及表达分析

利用同源克隆策略,从风信子中分离出一个MADS box基因,命名为HoMADS2。序列比较分析表明,HoMADS2与B类MADS box蛋白具有较高的同源性。分子进化树分析显示,HoMADS2与PI家族类聚在一起。同时,在HoMADS2的Kbox和C末端区域均具有PI家族的特征序列。以上序列分析结果表明,HOMADS2可能是尸,的一个同源基因。RNA分子杂交结果显示,HoMADS2在四轮花器官中均表达,其表达模式不同于双子叶植物中尸,同源基因。利用风信子离体花器官再生系统研究表明,HoMADS2在再生花芽中的表达不同于HoMADS1和HAG1,该基因在再生花芽发育过程中组成型表达,不受外源细胞分裂素和生长素的影响。     

烟草二脂酰甘油酰基转移酶基因(NtDGAT2)的克隆与功能分析

二脂酰甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase,DGAT2)是植物储存油脂生物合成过程中的关键酶,对种子储存油脂累积具有重要的生理作用。本文采用电子克隆与实验相结合的方法,从烟草种子cDNA中克隆到DGAT2基因的开放阅读框序列,命名为NtDGAT2(GenBank登录号JX843807),其序列长999bp,编码332个氨基酸。多序列比对和进化分析表明该基因编码蛋白与其他植物DGAT2具有较高相似性和典型的DGAT2结构域。利用Real-time PCR定量表达分析显示Nt-DGAT2在烟草种子、花、茎、叶和根里面都有表达,且在发育中的种子和花的发育过程大量表达。酵母互补实验证实该基因编码蛋白具有DGAT酶活性。     

植物水孔蛋白的功能

水孔蛋白是由多基因编码的介导水分快速跨膜转运的膜内在蛋白。植物水孔蛋白分为4类,具有多功能性,包括介导水分的快速跨膜转运,参与气孔运动,参与叶肉内CO_2的运输,调节植物对中性分子(甘油、NH_3、尿素)和营养元素(硼、硅)的吸收,参与植物体内的氧化应激及信号的跨膜转导等。     

植物细胞中蓝光诱导ROS生成的识别和亚细胞定位检测

以2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酯(dichlorofluorescein diacetate,H2DCF-DA)为荧光探针孵育拟南芥叶表皮条,利用荧光光谱和激光共聚焦扫描显微技术,对高辐照蓝光诱导下叶肉细胞活性氧(reactive oxygen spe-cies,ROS)的生成,进行了分子识别和亚细胞定位检测。结果表明:植物细胞在蓝光诱导下,可以产生大量的ROS。过氧化氢酶清除实验表明:高辐照蓝光诱导产生的ROS,主要成分是H2O2,并且主要定位在叶绿体和细胞膜上。     

淡水小球藻清除Cu2+、Cd2+、Zn2+污染能力的研究

用接种密度(n/mL-1)为498 ×104的淡水小球藻对含Cu2+、Cd2+、Zn2+的水体分别处理,观察了藻细胞对上述3种离子的清除能力,并用金鱼存活检测了结果.结果表明(1)淡水小球藻对不同密度的Cu2+、Cd2+、Zn2+都有清除能力,Cu2+的密度在0.094～0.484 mol/L时,清除率为61%～84.5%;Cd2+的密度在0.053～0.32mol/L时,清除率为45.90%～78.20%;Zn2+的密度在0.077～0.466 mol/L时,清除率为61.80%～84.80%.(2)淡水小球藻Cu2+、Cd2+和Zn2+良好工作浓度分别为0.094～0.484 mol/L、0.053～0.32 mol/L和0.077～0.466mol/L.其中,Zn2+的清除能达到国家污染物排放的二级标准.     

4种重金属离子对多刺裸腹溞的联合毒性效应

在研究了铜、铅、镉和锌4种单一因子对多刺裸腹溞（Moina macrocopa）急性毒性作用基础上,采用Marking 相加指数法研究了联合毒性效应.实验结果表明：4种重金属离子的毒性大小依次为Cd2＋＞Cu2＋＞Pb2＋＞Zn2＋,对多刺裸腹溞48h的LC50分别为0.0076mg/L,0.0306mg/L,0.0532mg/L,0.3568mg/L;Pb2＋-Cu2＋-Cd2＋、Pb2＋-Zn2＋-Cd2＋3种离子和Cu2＋-Pb2＋-cd2＋-Zn2＋4种离子共存时的毒性效应表现为拮抗作用;Cu2＋-Zn2＋-Cd2＋和Pb2＋-cu2＋-Zn2＋共存时的联合毒性较为复杂,三者浓度比1：1：1时表现为协同作用,而毒性比1∶1：1时在24h内表现为协同作用,至48h时为拮抗作用.     

Core RNAi machinery and gene knockdown in the emerald ash borer (Agrilus planipennis)

The RNA interference (RNAi) technology has been widely used in insect functional genomics research and provides an alternative approach for insect pest management. To understand whether the emerald ash borer (Agrilus planipennis), an invasive and destructive coleopteran insect pest of ash tree (Fraxinus spp.), possesses a strong RNAi machinery that is capable of degrading target mRNA as a response to exogenous double-stranded RNA (dsRNA) induction, we identified three RNAi pathway core component genes, Dicer-2, Argonaute-2 and R2D2, from the A. planipennis genome sequence. Characterization of these core components revealed that they contain conserved domains essential for the proteins to function in the RNAi pathway. Phylogenetic analyses showed that they are closely related to homologs derived from other coleopteran species. We also delivered the dsRNA fragment of AplaScrB-2, a β-fructofuranosidase-encoding gene horizontally acquired by A. planipennis as we reported previously, into A. planipennis adults through microinjection. Quantitative real-time PCR analysis on the dsRNA-treated beetles demonstrated a significantly decreased gene expression level of AplaScrB-2 appearing on day 2 and lasting until at least day 6. This study is the first record of RNAi applied in A. planipennis.     

外源一氧化氮供体硝普钠对红树植物桐花树气孔运动的调控效应

探索一种用材简单、操作方便、真实性强的观察红树植物桐花树叶片气孔的制片技术,并利用该技术研究不同浓度、不同处理时间的一氧化氮（NO）供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对桐花树气孔开闭的影响,探讨了NO调控的气孔运动与外源Ca^2＋的关系以及NO与H202在调节气孔运动过程中的关系。结果表明：在搅碎法、指甲油印迹法、牛皮胶印迹法三种观察气孔方法中,牛皮胶印迹法是观察气孔开度变化的最佳方法。NO能够诱导桐花树气孔快速关闭,且表现出明显的时间效应与浓度效应。NO导致的气孔关闭与Ca^2＋的参与有密切关系,NO与H,q存在明显的协同效应,可以促进气孔关闭。     

烟草叶片发育过程中光合功能衰退与H2O2积累的关系

以烟草（Nicotiana tabacum L．cv NC89）为材料,研究了叶片发育过程中H2O2积累与叶绿体光合功能衰退、抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA—GSH）循环的关联。结果表明,光合功能衰退过程中,各光合参数均表现为先缓慢后快速的下降趋势,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性下降较电子传递活性下降迅速,H2O2含量与叶绿素含量、光合速率、RuBPCase活性、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著负相关。H2O2的定位染色也证实光合功能衰退与H2O2积累密切相关。APX和GR在光合功能可逆衰退阶段维持较高水平,不可逆衰退阶段下降稍快。烟草叶片光合功能衰退快于AsA—GSH循环运转的下调。     

CYP2J2*7SNP与心血管疾病相关性的研究现状

花生四烯酸的CYP450环氧化物酶(主要是CYP2C和2J亚家族)代谢物EETs具有心血管保护作用,包括血管扩张、抗炎、抗血栓、抗细胞凋亡、促进缺血组织平滑肌细胞生长及血管生成等作用。而基因多态性会导致酶活性的下降或酶合成量的减少,使得相应代谢物合成量减少,并可能与疾病的发生息息相关。因此科研工作者从基因出发,寻找疾病的易感基因,以期从分子水平治疗疾病。CYP450环氧化物酶基因突变的位点很多,仅就其花生四烯酸代谢产物之一EETs在心血管中的作用和CYP2 J2中一个普遍存在且具有功能意义的突变点G-50T(即CYP2 J2*7)单核苷酸多态性与心血管疾病关系的研究现状作一综述。     

脱落调节物质对植物器官脱落的调控

器官脱落是植物生命过程中重要的生理现象.植物体内的许多激素和非激素类物质(扩展蛋白、H_2O_2、细胞壁水解酶等)都参与脱落过程的调控,而且是相互协同配合,共同发挥作用.本文综述了生长素、乙烯、脱落酸、赤霉素和茉莉酸等植物激素,以及非激素类物质扩展蛋白、H_2O_2和两种主要的细胞壁水解酶(纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶)在植物器官脱落过程中的调控作用,并对它们在植物器官脱落调控中的相互作用进行分析,以期为相关研究提供信息.     

维生素C保护Aβ1-40Cu(Ⅱ)复合物引起的神经元氧化损伤

老年斑中存在大量β 淀粉样蛋白（β-amyloid, Aβ）是老年痴呆症（Alzheimer′s disease, AD）的重要病理特征.大量数据表明,Aβ上具有与过渡态金属离子共价结合的位点,二者能结合成为寡聚复合物. Aβ_1-40Cu（Ⅱ）复合物通过Cu²⁺的还原催化O₂产生H₂O₂但反应机制不清.本文尝试以天然抗氧化剂维生素C（VC）来对抗Aβ_1-40及Aβ_1-40Cu（Ⅱ）复合物产生的H₂O₂对原代培养的神经细胞的毒性.结果表明,VC能够起到显著的保护作用,其有效浓度为1mmol/L.本文用胞外乳酸脱氢酶泄漏量和H₂O₂生成量的数据证实了细胞存活率（MTT实验）的实验结果.这些结果表明,Aβ_1-40Cu（Ⅱ）复合物能够释放更多的H₂O₂,引发细胞膜破裂并最终引起细胞死亡.加入VC后,神经元受到的损伤较轻,提示VC在保护细胞免受氧化损伤方面发挥了重要作用.