高山离子芥CBF/DREB1转录因子基因的分离与表达

以冷胁迫和脱水处理的高山离子芥幼叶为材料,采用RT-PCR技术获得1条新的C重复/脱水应答元件结合因子(CBF/DREB1)基因(CbCBF,登录号AY994127).该基因含651 bp的开放阅读框(ORF),编码216个氨基酸的蛋白质,预测该蛋白具有一个AP2 DAN结合域,一个核定位信号和碳端酸性激活域.多序列比对结果表明,CbCBF蛋白与拟南芥及其他植物CBF具有较高的相似性.Northern杂交结果显示,CbCBF基因不能被冷处理诱导表达,但可被脱水和ABA处理快速诱导;同时发现CbCBF基因也能被紫外辐射和机械刺激诱导表达.表明高山离子芥CbCBF基因可能参与应答多种非生物胁迫过程.     

青蒿素合成cDNA和新EST的克隆及其低温诱导表达的定量分析

为了开展基于青蒿发育特异及环境诱导转录物组学的新基因分离与鉴定,本研究采集经低温处理的盛花期青蒿（Artemisia annuzl）叶片提取总RNA,并进行全长cDNA表达序列标签（expressed sequence tags,EST）克隆,经测序和同源性检索后提交GenBank．在已注册的75个序列中,共有4个全长cDNA与青蒿已知基因高度同源,其余71个EST在青蒿基因中无测序记录,但其中有34个序列与其他植物基因同源,包括24个已知蛋白编码序列和10个未知蛋白编码序列,另外37个序列在任何植物基因中均无测序记录,为首次克隆的植物新基因．为了研究青蒿基因对极端环境胁迫的响应模式,采用半定量PCR（semi．quantitative PCR,SQ－PCR）对冷处理前后青蒿试管苗中青蒿素合成基因ADS,CYP71AVl和CPR的表达水平进行了测定．结果显示,ADS和CYP71AV1基因受冷胁迫强烈诱导,但CPR基因未受明显影响．同时还发现这种冷胁迫诱导作用可被Ca^2＋通道抑制剂氯化镧（LaCl3）或Ca^2＋螯合剂EGTA所阻遏,表明Ca^2＋ -CaM信号转导通路可能参与冷胁迫诱导ADS和CYP71AV1基因的表达．对冷胁迫青蒿试管苗的实时荧光定量PCR（real—time fluorescent quantitative PCR,RFQ—PCR）测定结果表明,CaM基因的表达水平上调2．5倍,从而印证了上述CaM介导信号转导与冷胁迫诱导基因表达之间相关的推论．利用RFQ－PCR对7个新分离青蒿EST进行了功能注释,结果显示,D／LTSRP,UBE,AR／DAP和POD1基因的冷胁迫诱导表达水平分别上调约8．0,5．0,2．3和1．5倍,而CHI和RGP基因的表达无明显上调或下调．本研究首次在转录水平上对青蒿素合成基因及青蒿新EST的冷胁迫诱导表达模式进行了初步探讨,有助于深入了解青蒿素合成与累积的内在规律及其协同调节机制,为促进青蒿的遗传性状改良及代谢工程指导的育种工作打下基础．     

用mRNA差异显示法分离冷胁迫香蕉幼苗叶片内水杨酸诱导表达的基因

用mRNA差异显示法对7℃低温胁迫3 d后的香蕉幼苗叶片进行研究,回收了18条在低温下水杨酸(salicylic acid,SA)诱导的差异带;反向Northern杂交证明,SA在低温胁迫下能诱导7条差异带高表达.对其中最显著表达的两条差异带(G和A)进行克隆和测序,结果显示,G片段序列与大豆在冷胁迫环境下两个高表达基因片段的部分序列有92%同源性;A片段未发现其同源性基因片段.     

水稻冷胁迫诱导的甲基化差异片段CIDM7的分离和分析

文章采用基于AFLP的甲基化敏感扩增多态性的方法对5℃冷处理48小时的水稻9311叶片DNA胞嘧啶甲基化模式进行了初步研究,发现冷处理48小时后9311基因组中一些CCGG位点发生了重新甲基化或去甲基化,并获得一些与水稻cDNA高度同源的甲基化差异片段,其中CIDM7 (cold-inducing differential methylation)片段在冷胁迫后去甲基化。Northern杂交证明CIDM7在冷胁迫后增强表达。通过在日本晴全长cDNA数据库中的同源搜索获得其全长cDNA序列,该cDNA序列全长1422 bp,编码425个氨基酸,经氨基酸序列分析为一个具有F-box结构的假定蛋白。CIDM7为单拷贝,定位于日本晴10号染色体12.56 ~12.57 Mb。     

菜豆病程相关蛋白基因在重金属胁迫下的表达分析

为探讨植物抗重金属的分子机理 ,差别筛选了 Hg Cl2 胁迫的菜豆 ( Phaseolus vulgaris L.)叶片 c DNA库 ,分离出一个重金属胁迫响应基因 Pv SR4克隆 .c DNA和氨基酸序列分析表明 Pv SR4编码一种细胞内病程相关蛋白 ,该蛋白具有 RNase活性 .Northern blot分析表明 Pv SR4基因在正常生长条件下的叶片中不表达 ,重金属 ( Hg、Cd、As、Zn和 Cu等 )和水杨酸能强烈地诱导其基因的表达 ,受伤也能促进该基因的转录 ,而热胁迫几乎没有调节作用 .推测 Pv SR4蛋白在诱导植物的抗逆性和抵抗重金属胁迫方面有重要作用     

冷胁迫下王百合GPAT基因保守区克隆及表达分析

以王百合为试验材料,通过同源克隆和巢式PCR方法从4℃低温诱导的王百合试管苗中分离得到了王百合GPAT基因的保守区序列,采用DNAman软件和BLASTN对该序列进行分析并分别从蛋白和基因角度分析了GPAT基因在4℃冷诱导情况下的表达情况.结果显示:(1)该保守区长744 bp,推测其编码247个氨基酸,氨基酸序列存在1个高度保守的区域(WIAPSGGRDRP),经过Blast比对分析发现,该保守区序列为LPLAT基因超级家族酶类的催化活性区,此家族多为催化酰基辅酶A(acylCoAs)或者酰基载体蛋白(acylACPs)中的酰基与受体蛋白结合的酰基转移酶类.(2)冷诱导促进GPAT基因的表达,随冷诱导时间延长,基因表达量不断增大,诱导4 h有大量表达,16 h表达量达到最高,16 h之后表达量随着冷诱导时间的延长逐渐下降,72 h时的表达量与0 h处理时基本一致.研究表明,GPAT在百合抵抗冷胁迫的过程中具有重要的作用.     

草甘膦诱导表达的大豆与棉花EST序列的分离

利用差异显示PCR方法分离了63个草甘膦诱导后在大豆和棉花中差异表达的片段,测序分析结果表明属于33个草甘膦诱导的大豆和棉花EST序列。通过在GenBank中进一步比时研究发现:约85％的EST序列与水杨酸、冷、创伤、氧化等非生物胁迫诱导后表达库中的EST序列有高达95％以上的同源性,由此可推测这些基因参与了植物对非生物胁迫的反应过程。草甘膦诱导后高表达EST、序列的获得将有利于进一步分离相关非生物胁迫诱导表达基因及启动子,研究其转录调控的机理,有望建立草甘膦诱导系统。从而解决组成型表达造成外源基因在植物体所有发育阶段和所有组织部位表达,造成植物体能量浪费。     

茶树CsTMFs的克隆与表达分析

基于茶树全基因组数据,筛选鉴定茶树（Camellia sinensis(L.)O. Ktze.）TATA元件调控因子（TATA element modulatory factor,TMF）CsTMFs家族成员。克隆茶树叶片中CsTMFs编码区序列（coding sequence,CDS）全长。使用生物信息学方法对CsTMFs的保守结构域、基因结构、理化性质、蛋白质二级结构和系统发育关系进行分析。基于转录组数据进行组织特异性表达的分析,利用实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time fluorescent quantitative PCR,qPCR）方法检测冷胁迫和干旱胁迫下CsTMFs在茶树叶片中的表达情况。结果表明,CsTMFs家族有2个CsTMF基因,序列CDS区长度分别为2 934和2 904 bp,均具有TMF-DNA-bd和TMF-TATA-bd完整保守结构域。CsTMF1和CsTMF2具有组织表达特异性,CsTMF1在花与茎中表达较高,CsTMF2在成熟叶与茎中表达较高。CsTMF1受冷胁迫诱导,CsTMF2受冷胁迫和干旱胁迫抑制。     

木薯MeNCED3基因克隆、结构变异及其表达分析

旨在揭示木薯MeNCED3基因在干旱等非生物胁迫应答中的作用。用RT-PCR的方法从木薯叶片中克隆MeNCED3基因,用MEGA软件构建进化树;用Dna SP软件分析基因结构变异,用荧光定量PCR技术分析MeNCED3在不同非生物胁迫下的表达特性。结果显示,从木薯中克隆了一个NCED基因MeNCED3,该基因具有1 803 bp的开放阅读框,编码600个氨基酸,含有NCED家族保守结构域。进化树分析表明,MeNCED3与杨树和杞柳中同源基因的亲缘关系较近,序列相似性分别达到83.9%和82.5%。基因结构变异发现,木薯野生种和栽培种之间共有8个错义突变,其中5个可能与MeNCED3的表达量有关。实时荧光定量PCR分析表明,MeNCED3在根中的表达量要远远高于叶片和茎。而且,MeNCED3的表达能被PEG、ABA和NaCl处理显著诱导。因此,MeNCED3在转录水平对木薯渗透胁迫、盐胁迫起调控作用,可作为候选基因进一步研究其在木薯抗旱中的功能。     

柠条锦鸡儿CkLEA1基因克隆及表达分析

植物受到逆境胁迫后,大量逆境响应基因会被诱导表达,LEA蛋白编码基因就是与植物抗旱、抗冷等非生物胁迫密切相关的一类基因.从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一条LEA蛋白编码基因并进行了克隆.序列比对与系统进化分析显示该基因属于LEA3基因家族成员,命名为CkLEA1(GenBank登录号是KC309408).克隆得到该基因gDNA长469bp,包含两个外显子和一个内含子;cDNA长357bp,包含300bp的开放阅读框,推导编码99个氨基酸的蛋白质.利用荧光定量PCR技术对CkLEA1基因在各种逆境胁迫条件的表达情况进行初步研究表明,CkLEA1受干旱、ABA、冷、热、盐和碱等处理不同程度地诱导,推测其与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫的机制有关.     

A developmentally regulated membrane protein gene in Dictyostelium discoideum is also induced by heat shock and cold shock.

We have analyzed the expression of the Dictyostelium gene P8A7 which had been isolated as a cDNA clone from an early developmentally regulated gene. The single genomic copy generated two mRNAs which were subject to different control mechanisms: while one mRNA (P8A7S) was regulated like the cell-type-nonspecific late genes, the other one (P8A7L) was induced during development, when cells were allowed to attach to a substrate, and when cells were subjected to stress, such as heat shock and cadmium. Interestingly the same induction was also observed with cold shock. RNA processing was inhibited by heat and cold shock, leading to nuclear accumulation of a precursor. The translated region of the cDNA was common to both mRNAs and encoded an unusually hydrophobic peptide with the characteristics of a membrane protein.     

A cold-regulated nucleic acid-binding protein of winter wheat shares a domain with bacterial cold shock proteins

The molecular mechanisms of cold acclimation are still largely unknown; however, it has been established that overwintering plants such as winter wheat increases freeze tolerance during cold treatments. In prokaryotes, cold shock proteins are induced by temperature downshifts and have been proposed to function as RNA chaperones. A wheat cDNA encoding a putative nucleic acid-binding protein, WCSP1, was isolated and found to be homologous to the predominant CspA of Escherichia coli. The putative WCSP1 protein contains a three-domain structure consisting of an N-terminal cold shock domain with two internal conserved consensus RNA binding domains and an internal glycine-rich region, which is interspersed with three C-terminal CX(2)CX(4)HX(4)C (CCHC) zinc fingers. Each domain has been described independently within several nucleotide-binding proteins. Northern and Western blot analyses showed that WCSP1 mRNA and protein levels steadily increased during cold acclimation, respectively. WCSP1 induction was cold-specific because neither abscisic acid treatment, drought, salinity, nor heat stress induced WCSP1 expression. Nucleotide binding assays determined that WCSP1 binds ssDNA, dsDNA, and RNA homopolymers. The capacity to bind dsDNA was nearly eliminated in a mutant protein lacking C-terminal zinc fingers. Structural and expression similarities to E. coli CspA suggest that WCSP1 may be involved in gene regulation during cold acclimation.