灰绿藜液泡膜焦磷酸酶基因的克隆及表达分析

采用同源克隆的方法,获得盐生植物灰绿藜的液泡膜焦磷酸酶基因(VP1)全长cDNA,命名为CgVP1。生物信息学预测分析表明,CgVP1基因包含一个2 292bp的开放阅读框,编码763个氨基酸。CgVP1不仅具有与植物液泡膜焦磷酸酶共有的氨基酸序列DVGADLVGKVE,而且CgVP1与其它植物的VP1相似性达86%。跨膜结构域预测显示,CgVP1氨基酸序列含有12个跨膜螺旋区,可能定位于细胞膜系统上。RT-PCR检测表明,200mmol/L NaCl条件下萌发生长的灰绿藜,再进行800mmol/L NaCl胁迫处理24h后,CgVP1基因表达显著增强。不同浓度KCl、CaCl2、MgCl2分别处理24h,KCl和MgCl2浓度增高,CgVP1基因表达下降,CaCl2则不影响CgVP1基因表达。研究结果表明,灰绿藜CgVP1基因表达对不同种类盐胁迫响应不同,NaCl胁迫可以上调CgVP1基因表达。该研究结果有助于阐明盐胁迫对盐生植物灰绿藜CgVP1基因表达的调控作用。     

水稻H3.2型组蛋白基因RH3.2A的克隆与盐胁迫下的表达分析

组蛋白H3与其他类型的组蛋白分子H2A,H2B,H4共同构成了真核生物核小体的八聚体核心。研究发现组蛋白H3的多种翻译修饰,如甲基化、乙酰化、磷酸化等在调控基因转录过程种发挥了重要的作用。本研究从盐胁迫处理的水稻幼苗组织中分离了一个新的水稻组蛋白H3基因RH3．2A,编码具有136个氨基酸残基的多肽,与多种植物的组蛋白H3蛋白具有高度的氨基酸一致性。多序列比较发现,除了基因结构差异之外,还有3个位置的氨基酸残基（32、88、91）在H3．1与H3．2型组蛋白H3中存在差异。研究了RH3．2A基因在高盐和ABA胁迫下的表达,结果发现在水稻根部RH3．2A基因受高盐的强烈诱导,而在叶片RH3．2A基因的表达则不受高盐诱导,此外RH3．2A基因也受外源ABA的诱导,结合启动子分析的结果,我们认为RH3．2A基因可能参与了依赖于ABA的高盐胁迫应答反应。文章讨论了植物组蛋白H3基因在高盐胁迫应答反应中可能的作用。     

中间锦鸡儿WRKY75基因对拟南芥耐受盐和ABA能力的影响

该研究从旱生灌木中间锦鸡儿中克隆得到1个CiWRKY75基因。序列分析显示,CiWRKY75开放阅读框长570bp,编码189个氨基酸,含有1个WRKYGQK基序和1个C2H2型锌指结构,属于第二类WRKY转录因子。亚细胞定位显示,CiWRKY75定位于细胞核。实时荧光定量PCR检测表明,CiWRKY75基因的表达受盐胁迫和ABA诱导。在拟南芥中过量表达CiWRKY75后,与野生型拟南芥相比,转基因株系种子的萌发率在盐胁迫下降低,并且对盐胁迫的耐受能力明显减弱;ABA处理下,2个转基因株系的种子萌发率(10.3%、9.6%)较野生型(25.9%)明显降低。研究表明,CiWRKY75是中间锦鸡儿对盐和ABA响应的重要调控因子。     

盐桦BhNHX的克隆及其与CaM在胁迫下的协同表达

以盐桦组培苗为材料,通过RACE技术克隆了液泡膜Na /H 反向运输体基因BhNHX,采用DNAman软件和BLASTN对cDNA序列进行分析并与其他植物的NHX基因进行同源性比较,最后对BhNHX和钙调蛋白基因(CaM)在各种胁迫条件下的协同表达进行半定量的RT-PCR分析.结果显示:(1)获得了BhNHX的全长cDNA序列,包含1 623 bp的开放阅读框架,编码一个540个氨基酸的多肽,有11个推测跨膜区,与已报道的液泡膜Na /H 反向运输载体蛋白跨膜区数目一致;(2)BhNHX的核酸序列与其他植物NHX具有较高同源性,与葡萄NHX序列一致性达到76%;(3)BhNHX和钙调蛋白基因CaM可同时被盐、低温、干旱所诱导;但ABA只能较明显诱导BhNHX的表达,而对CaM的诱导表达不明显.研究表明,在盐桦受到盐、低温及干旱胁迫时BhNHX和CaM可能协同表达,而在ABA诱导时两者可能具有不同的表达调控模式.     

H2O2和ABA对干旱高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs表达的影响

以玉米脱落酸(ABA)缺失突变体vp5及其野生型Vp5的叶片为材料,分别采用ABA、碘化钾(H2O2清除剂)、钨酸钠(ABA抑制剂)预先处理,对干旱+高温复合胁迫下玉米叶片小热休克蛋白(sHSPs)基因表达进行研究,以确定H2O2和ABA对干旱+高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs基因表达的影响。结果显示:(1)与对照和干旱相比,高温、干旱+高温复合胁迫显著诱导了sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.4、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26等6种sHSPs的表达。(2)H2O2清除剂KI和ABA抑制剂钨酸钠预处理,仅略微抑制高温、干旱+高温复合胁迫诱导的6种sHSPs表达。(3)与未用100μmol/L ABA预处理的vp5相比,100μmol/L ABA预处理仅略微提高了高温、干旱+高温复合胁迫诱导的6种sHSPs的表达水平。研究表明,在干旱+高温复合胁迫条件下H2O2和ABA参与了干旱+高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs表达,但并无显著影响,暗示了H2O2和ABA不是干旱+高温复合胁迫诱导sHSPs表达的重要调控因子。     

盐穗木HcPEAMT基因的克隆及表达分析

依据盐穗木编码PEAMT的EST序列设计引物,通过快速扩增cDNA末端技术,获得盐穗木磷酸乙醇胺甲基转移酶(phosphoethanolamine N-methyltransferase,PEAMT)全长cDNA,命名为HcPEAMT。序列分析表明HcPEAMT基因开放阅读框为1 482bp,编码494个氨基酸,推测分子量为56.3kD,理论等电点为5.51。保守结构域分析表明,HcPEAMT含有2个独立的S-腺苷甲硫氨酸依赖性甲基转移酶的保守结构域,每个结构域含有4个基序。系统进化树分析确认HcPEAMT与盐生植物盐角草的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析表明,盐胁迫3h时,盐穗木同化枝和根中HcPEAMT基因的表达迅速上调并达到最大值,分别为对照的4.3倍和6.7倍。脱落酸(ABA)胁迫3h时,同化枝中HcPEAMT的表达量达到最高,而根中HcPEAMT的表达在12h才达到最高,表达量分别为对照的2.6和2.5倍。研究结果表明,HcPEAMT基因表达受盐胁迫的强烈诱导,也受ABA胁迫的诱导。该研究结果有助于阐明HcPEAMT基因表达与植物抗逆性的相关性。     

冰菜盐胁迫下的转录组分析

为了解冰菜(Mesembryanthemum crystallinum)叶片抗盐相关基因组学,利用Illumina Hi-seq TM2500高通量测序技术研究冰菜叶片在400 mmol L~(–1) NaCl胁迫下转录组基因的差异表达。结果表明,从400 mmol L~(–1) NaCl胁迫和对照的冰菜叶片中共获得13.01 Gb Clean data,Q30碱基均大于90.08%。共获得123个差异表达基因(DEGs),包括73个上调基因,50个下调基因,其中功能注释的基因有96个。根据Unigene库序列进行GO、COG和KEGG注释,筛选出8个与抗盐性相关差异表达基因,植物激素代谢相关基因,脱落酸8'-羟基化酶、吲哚-3-乙酰酸酰胺合成酶和茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白基因均下调表达,生长素响应蛋白、细胞分裂素合酶基因则上调表达,糖代谢相关基因棉子糖合成酶基因上调表达,质膜H+-ATPase基因上调表达,脱水蛋白基因下调表达。这为冰菜耐盐基因组学和分子生物学的研究奠定基础。     

小麦一个新BBI型蛋白酶抑制剂基因TaUES的克隆及初步分析

根据小麦基因表达芯片结果,以山融3号小麦叶片为试验材料,克隆获得在盐胁迫处理24 h时表达显著提高的基因TaUES(up-regulated expression under saline-stress in wheat,ID:KC408382)。序列分析显示,TaUES编码一个富含半胱氨酸的97个氨基酸的多肽,该多肽含有1个BowB结构域和10个保守的半胱氨酸残基;与小麦或其他物种BBI型蛋白酶抑制剂氨基酸序列具有较高的同源性。推测TaUES是小麦中一种新的BBI型蛋白酶抑制剂基因。基因表达分析表明,TaUES基因参与盐和干旱胁迫应答。异源过表达转基因功能初步分析表明,过表达TaUES转基因烟草后代株系耐盐性提高。     

花生AhRab7基因的克隆及其原核表达研究

为了研究花生小G蛋白AhRab7基因在大肠杆菌中的表达模式及与高盐胁迫的关联性,采用 RT-PCR技术从花生（Arachis hypogaea L .）品种花育20中克隆了AhRab7(7-1、7-2)的cDNA全长序列,通过核苷酸序列和氨基酸序列分析结果表明AhRab7的cDNA全长分别为872 bp、816 bp,分别含一个621 bp、618 bp大小的开放阅读框（ORF）,拟编码氨基酸数分别为206 aa、205 aa。将携带完整的ORF序列连入表达载体 pET-28a(+)中,经IPTG诱导后进行耐盐性测定,结果表明两种全长重组酶（分别含pET-Rab 7-1 和pET-Rab 7-2的重组质粒）均具有正常酶活性,明显缓解了高盐环境(5.5%～10% NaCl溶液)对大肠杆菌的生长胁迫,而对照组（含空载体pET-28a）未能检测出相同的酶活性,结果表明该基因表达可以缓解高盐胁迫影响。目的基因经IPTG诱导后高效表达,SDS-PAGE电泳检测到目标蛋白的大小为23KDa,与预测结果一致。这为后期探讨花生对盐胁迫及其他非生物胁迫的研究奠定了一定的基础。     

‘云香’水仙NtWRKYY2基因的克隆及功能分析

以‘云香’水仙为材料,采用PCR技术分离中国水仙WRKY转录因子家族成员NtWRKYY2(GenBank登录号为KX056496),其开放阅读框(ORF)长度为867bp,编码289个氨基酸。氨基酸序列比对及系统进化树分析显示,NtWRKYY2编码蛋白含1个WRKY结构域和C2H2锌指结构(Csx4Cx23HxH),属于第Ⅱd类WRKY转录因子。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析显示,NtWRKYY2在‘云香’水仙应对盐胁迫中显著上调表达。利用InFusion克隆技术成功构建过表达载体pMDC140-NtWRKYY2,并采用农杆菌介导叶盘法转化烟草,获得11株卡那霉素抗性植株,转化子进一步PCR检测结果显示,其中有8株目的基因已成功导入烟草基因组中,转化率为72%。盐胁迫处理和叶绿素荧光参数分析显示,盐胁迫处理后NtWRKYY2过表达的转基因烟草萎蔫和黄化程度小于野生型植株,Fv/Fm值下降幅度小于野生型植株。研究表明,NtWRKYY2过表达的转基因烟草具有抵抗盐胁迫的能力。该研究为水仙抗盐转基因育种提供备选目的基因。     

葡萄病程相关蛋白1基因的克隆和表达分析

以葡萄品种‘左优红’组培苗叶片为材料,利用同源克隆法获得其病程相关蛋白1基因VvPR1的cDNA全长序列。扩增片段大小为486bp,编码161个氨基酸,分子量17.5kDa,等电点PI=8.69,含有6个保守半胱氨酸,4个allergenV5/Tpx-1related保守结构域。VvPR1与多种植物PR1高度同源。实时定量PCR检测结果表明VvPR1在葡萄叶片中相对表达量最高;霜霉病菌、低温、盐和干旱胁迫均可显著诱导其表达;水杨酸、脱落酸、茉莉酸、一氧化氮、过氧化氢和硫化氢等亦可诱导其大量表达,据此推测,VvPR1参与了多种生物胁迫和非生物胁迫过程。     

二苯乙烯苷对H202诱导血管内皮细胞ICAM-1及VCAM-1表达的影响

目的：通过研究二苯乙烯苷（TSG）对H20：诱导的人脐静脉内皮细胞ICAM-1、VCAM-1表达的影响,探明二苯乙烯苷抗氧化保护内皮细胞的作用机制。方法：体外培养人脐静脉内皮细胞,实验分为空白对照组、H20：组、辛伐他汀组、TSG组,运用逆转录聚合酶链式反应和酶联免疫吸附试验分别检测ICAM-1及VCAM-1mRNA与其蛋白的表达。结果：200μmol·L。的H202作用内皮细胞24h后。ICAM．1和VCAM-1的mRNA和蛋白表达水平均明显上调,与空白对照组比较,差异有显著性（P〈0．01）。而在200μmol·L。的H202作用前用1μmol·L^-1二苯乙烯苷预处理体外培养人脐静脉内皮细胞4h,结果显示二苯乙烯苷能抑制H2O2诱导的内皮细胞ICAM-1、VCAM-1的mRNA和VCAM-1的蛋白水平表达,与H2O2组比较差异有显著性（P〈0．01）;而ICAM-1的蛋白表达水平与H202组比较差异有统计学意义（P〈0．05）;辛伐他汀组ICAM-1和VCAM-1的mRNA及其蛋白水平表达降低,与H20：组比较差异均有显著性（P〈0．01）。实验结果表明二苯乙烯苷可抑制H2O2诱导的内皮细胞粘附分子ICAM-1、VCAM-1表达。结论：二苯乙烯苷可通过降低细胞粘附分子ICAM-1和VCAM-1的表达保护氧化应激引起的人脐静脉内皮细胞损伤。     

耐盐杂草稻3个锌指蛋白基因家族的实时定量分析

利用在300余份来源于辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、江苏等地的杂草稻材料中筛选出耐高盐杂草稻材料WR03-12。通过RT-PCR的方法得到盐胁迫下WR03-12与盐敏感栽培稻‘越光’幼苗的cDNA第一链,对3个锌指蛋白基因家族的6个基因表达情况进行了荧光实时定量分析。结果表明,2个C2C2型锌指蛋白基因SRZ1与SRZ2受到高盐胁迫的负向诱导,WR03-12受负向诱导程度要小于‘越光’;2个TFIIIA型锌指蛋白基因ZFP18与ZFP245受到盐胁迫的正向诱导,WR03-12受诱导程度也小于‘越光’;具有A20锌指结构的基因AACZ1基因在越光中不受盐诱导,而在WR03-12中受短时间诱导后,第7天已经恢复到胁迫前水平。具有AN1锌指结构的基因AACZ2在‘越光’与WR03-12中均不受盐胁迫诱导,且表达水平没有显著差别。杂草稻WR03-12与‘越光’对于盐胁迫的应答机制可能在转录调控方面存在差别。     

蛋白激酶组在玉米叶片ABA和H202诱导抗氧化防护中的作用

蛋白磷酸化在植物细胞脱落酸（ABA）介导的信号转导中起重要作用。然而,很多参与ABA信号途径的蛋白元件仍不清楚。使用改进的体外激酶试验方法的研究结果表明,在玉米叶片中,ABA和H2O2能够快速活化蛋白激酶总活性和ca^2＋依赖型蛋白激酶总活性;ABA诱导的蛋白激酶总活性增加可以被活性氧的抑制剂和清除剂抑制,蛋白激酶抑制剂不仅可以降低ABA和H2O2诱导的激酶活性增加,而且也可以弱化它们对抗氧化防护酶活性的诱导作用;ABA和H2O2引发的蛋白磷酸化作用显著居先于它们诱导的抗氧化防护作用。使用凝胶激酶试验方法进行研究发现,一组分子量分别为66kDa,52kDa,49kDa和35kDa的蛋白激酶可能介导了ABA和H2O2诱导的抗氧化防护反应,并且66kDa和49kDa的蛋白激酶可能在ROS的下游起作用,而52kDa和35kDa的蛋白激酶可能在ABA和ROS的下游起作用。     

红杉醇对高糖诱导的人脐静脉内皮细胞NOX4、eNOS表达的影响

目的：观察红杉醇（Scq）对高糖诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）损伤的保护作用及机制。方法：原代培养HUVECs,红杉醇（0．1,1,10μmol/L）预处理1h后,30mmol/L葡萄糖诱导内皮细胞损伤。5-溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU）掺入法检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞周期,2’7’-二乙酰二氯荧光素（DCFH-DA）免疫荧光法检测细胞内活性氧簇（R0s）水平,比色法检测细胞-氧化氮（NO）、丙二醛（MDA）及过氧化氢（H202）水平,real-timePCR和Westernblot检测细胞内皮型一氧化氮合酶（eNos）及NADPH氧化酶4（NOX4）mRNA和蛋白表达。结果：Seq预处理1h后能明显减轻高糖诱导的血管内皮细胞损伤,促进细胞增殖,降低胞内NOX4的表达及ROS、MDA及H202水平,上调eNOS的表达及NO水平。结论：Seq对高糖诱导的内皮细胞损伤具有一定的保护作用,其机制可能与其抗氧化、上调eNOS的表达有关。     

适当浓度的过氧化氢诱导人支气管上皮细胞发生钙振荡

包括过氧化氢（Hzoz）在内的活性氧通过引起细胞内钙的变化而造成细胞损伤。然而,不同浓度的H202可以导致细胞内不同的钙变化,并激活不同的信号通路。细胞内钙振荡是其中的一种钙信号变化形式,钙振荡可以调控转录因子NF—KB的活性。该研究探讨可以诱导支气管上皮细胞内钙振苏发生的H2o2浓度。体外培养人支气管上皮细胞,采取钙离子荧光探针Fura_2标记细胞。并使用离子成像系统,观测不同浓度的H：0：（0～1000μmol／L）作用下细胞内钙浓度的变化。结果发现,低于50μmol／L的H202仅仅引起“钙火花”;50～500μmol／L的H202导致细胞内钙振荡的发生;而1000μmol／L的H202引起细胞内持续的高钙;同时也证实150μmol／L的H202诱发明显的钙振荡,而钙振荡随后引起了NF—KB活性的升高。该研究提示,适当浓度的H：0：可以诱发支气管上皮细胞内钙振荡的发生,推测可能是活性氧导致慢性气道炎症损伤的一个机制。     

Overexpression of the wheat salt tolerance-related gene TaSC enhances salt tolerance in Arabidopsis

A novel gene named TaSC was cloned from salt-tolerant wheat. Northern blot showed that the expression of TaSC in salt-tolerant wheat was up-regulated after salt stress. Real-time quantitative PCR analyses showed that TaSC expression was induced by salt and ABA in wheat. Localization analysis showed that TaSC proteins were localized to the plasma membrane in transgenic Arabidopsis thaliana. The overexpression of TaSC in Col-0 and atsc (SALK_072220) Arabidopsis strains resulted in increased salt tolerance of the transgenic plants. TaSC overexpression in Col-0 and atsc signi?cantly up-regulated the expression of AtFRY1, AtSAD1, and AtCDPK2. AtCDPK2 overexpression in atsc rescued the salt-sensitive phenotype of atsc. The TaSC gene may improve plant salt tolerance by acting via the CDPK pathway.     

AhCYCB1基因的克隆和在ABA抑制花生侧根发生过程中的表达

根据水稻、拟南芥和玉米等植株的CYCB基因序列设计引物,以花生根系成熟区总RNA逆转录得到的cDNA为模板,用PCR扩增克隆花生CYCB1基因片段,命名为AhCYCB1（GenBank登录号为GQ868755）。该基因编码的蛋白具有CYCB1蛋白序列的特征区,与拟南芥的AtCYCB1蛋白聚类关系最近。半定量RT-PCR分析表明,ABA处理后,侧根起始部位的AhCY-CB1基因表达水平降低,ABA合成抑制剂萘普生（naproxen）处理使AhCYCB1基因表达水平明显上调。推测ABA抑制侧根发生与其降低侧根发生部位由G2期进入M期的细胞数目有关。     

抑制番茄叶绿体DnaJ蛋白基因的表达降低转基因番茄的抗高温能力

DnaJ蛋白是广泛存在于植物细胞内的一种分子伴侣。在胁迫条件下它能够保护细胞内蛋白质等结构的稳定性。本研究克隆到一个番茄叶绿体DnaJ蛋白基（LeCDJI）。半定量PcR分析表明LeCDJ1,的表达受NaCl、高温、PEGTLABA的诱导。利用反义抑制的方法获得了LeCDJl抑制表达的转基因番茄。高温条件下,转基因株系较野生型表现出较严重的光系统II（PsII）光抑制,较低的D1蛋白含量,较高的超氧阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）含量,及较低的抗坏血酸过氧化物酶（APX）和超氧化物歧化酶（SOD）活性。这些结果表明,抑制LeCDJ1的表达降低了转基因番茄的抗高温能力。