长白落叶松过氧化氢酶LoCAT1基因克隆及表达分析

为了解长白落叶松过氧化氢酶(CAT)基因的相关信息,探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性,本研究根据长白落叶松转录组数据库中获得的CAT1基因全长序列设计引物,克隆得到长白落叶松CAT1基因,命名为LoCAT1。该基因完整的开放阅读框(ORF)长度为954bp,共编码317个氨基酸。系统进化树分析结果显示,LoCAT1基因与北美云杉、银杏等CAT基因亲缘关系较近。利用实时定量RT-PCR技术分析了LoCAT1基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达模式。结果表明:LoCAT1基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达,其中在茎部表达量最低,在叶中相对表达量最高。在非生物胁迫下,LoCAT1基因在长白落叶松根、茎、叶中的表达均发生了变化,但表达模式不同。在NaCl处理后,根和茎中LoCAT1基因均表现为下调表达,在12h时表达量最低,而叶中LoCAT1基因表达在24h明显受抑制,随后被上调表达,胁迫96h时表达量最高。PEG6000处理后,根和茎中LoCAT1基因的表达在胁迫早期被明显抑制,随后被上调表达。而叶中LoCAT1基因的表达在所有时间点均表现为上调表达。本研究推测长白落叶松LoCAT1基因可能参与了植物响应逆境胁迫的应答。     

菘蓝MYB34基因的克隆及其表达分析

该研究以菘蓝新鲜嫩叶为材料,采用RT-PCR方法,克隆了菘蓝IiMYB34基因(GenBank登录号为MF373610),并对其进行生物信息学和表达模式分析。结果表明:(1)IiMYB34基因组DNA全长为1 854bp,包含3个外显子和2个内含子;ORF全长为951bp,编码316个氨基酸;IiMYB34蛋白二级结构中无规则卷曲和α-螺旋所占比例最多,延伸链较少,与其三级结构的预测结果相一致;IiMYB34基因序列还存在2个保守的MYB DNA-binding结构域,属于典型的R2R3-MYB蛋白;IiMYB34氨基酸序列与欧洲油菜、甘蓝等植物的亲缘关系较近。(2)qRT-PCR分析显示,IiMYB34基因呈组织特异性表达,并在叶中表达量最高;茉莉酸甲酯、水杨酸及葡萄糖均显著诱导该基因的表达,而低温(4℃)和机械伤害处理对其表达具有一定的抑制效应。该研究结果为进一步揭示IiMYB34基因的功能奠定了基础。     

丹参转录因子SmMYB7的克隆及表达模式分析

分析丹参转录组数据库(SRX021907),得到一条R2R3-MYB基因,blast比对发现该基因为丹参Sm MYB7(KF059361.1)。分别从g DNA和c DNA水平克隆该基因全长,测序结果表明该基因与公布序列一致,分析发现该基因无内含子序列,包含一个长为954 bp的开放读码框(ORF),编码317个氨基酸残基。多重序列比对和系统进化树分析显示Sm MYB7蛋白与拟南芥At MYB73同属R2R3-MYB第22个亚家族。已有丹参基因信息结合BD walking获得1 974 bp的启动子序列,分析结果表明多种顺式作用元件存在于该基因的启动子区。实时荧光定量PCR分析显示,该基因的表达为组成型,在丹参根、茎、叶、花中都表达;随着花的发育,该基因的表达量逐渐增加;此外,Sm MYB7在盐胁迫、水杨酸、茉莉酸甲酯和脱落酸处理下表达均上调,推测该基因参与调控植物防御和花的发育。     

长白蝮蛇类凝血酶基因的克隆及分析

从长白蝮蛇（Agkistrodon halys Ussurin)毒腺中抽提总RNA,采用RT－PCR扩增其类凝血酶基因,经全序列测定,获得2个类凝血酶基因,ussurin和ussurase,它们全长分别为708和699个核苷酸,即分别编码236和233个氨基酸;根据同源性,推测它们的活性中心分别为His^43,Asp^88和Ser^182与His^40,Asp^85和Ser^179;二硫键分别为Cys^7-Cys^141,Cys^28-Cys^44,Cys^76-Cys^234,Cys^120-Cys^188,Cys^152-Cys^167和Cys^178-Cys^203;与Cys^7-Cys^138,Cys^25-Cys^41,Cys^73-Cys^231,Cys^117-Cys^185,Cys^149-Cys^164和Cys^175-Cys^200。该蛇毒类凝血酶cDNA序列及推导的氨基酸序列为首次报道。     

长白蝮蛇类凝血酶基因的克隆及分析

从长白蝮蛇（Agkistrodon halys Ussuriensis)毒腺中抽提总RNA,采用RT－PCR扩增其类凝血酶基因,经全序列测定,类凝血酶基因Ussurin全长为708个核苷酸,即编码236个氨基酸;根据同源性,推测它的活性中心为His^43,Asp^88和Ser^182;二硫键为Cys^7-Cys^141,Cys^28-Cys^44,Cys^76-Cys^234,Cys^120-Cys^188,Cys^152-Cys^167和Cys^178-Cys^203。该蛇毒类凝血酶cDNA序列及推导的氨基酸序列均为首次报道。     

番茄低温响应转录因子SlNAC41克隆及表达分析

NAC转录因子在调控植物生长发育、生物及非生物逆境应答中发挥着重要作用。前期,我们通过对番茄幼苗在低温胁迫下的基因表达谱进行分析,发现Unigene SGN-U212711受低温诱导表达强烈。本研究从番茄中克隆了该基因,命名为Sl NAC41,其开放阅读框（ORF）1 173 bp,编码390个氨基酸,蛋白N端具有典型的NAM结构域,属于NAC转录因子家族成员。预测Sl NAC41蛋白分子量为43.5 k Da,等电点为5.2。实时荧光定量PCR分析表明,Sl NAC41在番茄各组织均有表达,在花中的表达量最高,在红熟果中的表达量最低。低温、干旱、高盐、甲基紫精（MV）、脱落酸（ABA）及乙烯利（ETH）处理均能诱导该基因的表达,其中,以低温和干旱诱导表达最为强烈。利用PLACE和Plant CARE对启动子序列进行预测分析发现,Sl NAC41启动子区含有大量响应光、病原菌侵染、激素、低温、脱水及盐胁迫的顺式作用元件。这些结果表明,Sl NAC41可能在番茄生物及非生物胁迫应答中发挥重要调控作用。     

割手密干旱响应NAC转录因子的克隆及表达分析

NAC转录因子参与植物对生物和非生物胁迫响应过程。本研究以甘蔗野生种割手密为材料,克隆得到3个SsNACs基因,命名SsNAC2、SsNAC3、SsNAC4。生物信息学分析表明,其编码序列CDS全长931 bp、486 bp、781 bp,编码309个、162个、259个氨基酸。亚细胞定位预测3个SsNACs基因位于细胞核,上游启动子含有与逆境胁迫应激相关的ABRE、LTR、MBS、MYB、STRE顺式作用元件。系统进化分析表明SsNAC2与高粱SbNAC68亲缘关系最近,属于OsNAC3亚家族,SsNAC3与南荻MlNAC1亲缘关系最近,属于ATAF亚家族,SsNAC4与高粱SbNAC82同属NAC2亚家族。组织特异性表达分析结果 SsNAC2、SsNAC3基因在割手密茎叶生长期表达量较高。基因表达谱分析表明,不同胁迫下3个SsNACs基因的相对表达水平不同,推测SsNAC2、SsNAC3和SsNAC4基因可能参与调控割手密应对干旱、低温、盐分、病原真菌等非生物和生物胁迫,同时又能够被ABA和MeJA诱导表达,以上研究为进一步分析NAC转录因子在割手密响应逆境胁迫中的功能奠定理论基础...     

水曲柳2个PLT转录因子基因的克隆及表达分析

为初步探究水曲柳根发育中PLT转录因子的基因功能及遗传调控机理,以水曲柳转录组数据为基础,参考拟南芥AtPLT2和AtPLT3基因序列,通过PCR技术从水曲柳中克隆了两个PLT转录因子基因,通过同源比对将它们命名为FmPLT2和FmPLT3,分别编码532和497个氨基酸残基。生物信息学分析表明,其相对分子质量分别为59和55kDa,等电点分别为5.98和5.79,均为亲水性不稳定蛋白,均含有2个AP2保守结构域。系统进化分析结果显示,其与同属木犀科的油橄榄OePLT2和OeOLT3转录因子的同源性最高,亲缘关系最近。亚细胞定位预测显示,FmPLT2和FmPLT3蛋白都主要集中于细胞核中。通过qRT-PCR技术分析FmPLT2和FmPLT3在不同组织部位及生根期间的表达情况,结果表明:FmPLT2和FmPLT3具有相似的组织特异性表达,在根中表达含量均最高,在叶中的表达含量均最低;FmPLT2在生根期间的表达量变化极为显著,21天时的表达量是0天时的32倍,但FmPLT3的表达量变化并不显著,表明FmPLT2不仅在根发育中起重要作用,还可能参与细胞增殖和生长等多个发育途径。     

文冠果XsSCL6基因的克隆及表达分析

GRAS家族HAM亚家族（Scarecrow-like 6,SCL6）是一类植物特有的转录因子,在植物生长发育中具有关键作用。文冠果（Xanthoceras sorbifolium Bunge）是我国特有的重要林木能源植物,雄花的雌蕊败育是造成产量低的主要原因。为解析XsSCL6基因在文冠果（Xanthoceras sorbifolium Bunge）雌蕊发育中的调控作用,采用RT-PCR方法克隆文冠果4个XsSCL6同源基因,并对关键XsSCL6a蛋白进行亚细胞定位;对XsSCL6基因进行生物信息学分析,利用qRT-PCR分析XsSCL6基因在文冠果雌蕊败育过程中的表达模式。结果表明：（1）获得文冠果XsSCL6a、XsSCL6b、XsSCL6c和XsSCL6d基因ORF全长,分别编码751、669、717和717个氨基酸,均属于亲水不稳定蛋白。（2）文冠果XsSCL6蛋白主要由无规则卷曲和α-螺旋构成,定位于细胞核。（3）XsSCL6a、XsSCL6c和XsSCL6d均包含GRAS保守结构域, 文冠果XsSCL6蛋白和克莱门柚及甜橙的亲缘关系最近。（4）文冠果XsSCL6基因启动子中包含多种激素响应元件、植物发育相关元件。（5）qRT-PCR结果显示XsSCL6基因各个时期在雄花中的表达量显著高于雌花,表达量的趋势和转录组FPKM值一致。（6）xso-miR171和XsSCL6基因均存在裂解方式的靶向关系,TPM值和FPKM值为负相关关系。XsSCL6基因可能受到xso-miR171调控,共同参与文冠果雌蕊发育过程,对文冠果花发育具有重要作用。本研究为今后研究进一步文冠果中XsSCL6基因的功能和雌蕊败育机制提供了参考,为采用分子育种方法提高种子产量提供了理论依据。     

银杏bHLH91转录因子基因的克隆及表达分析

bHLH转录因子在植物的生长发育、胁迫应答和次生代谢中具有重要的调控作用。该研究通过PCR技术从银杏(Ginkgo biloba)叶中分离得到了一个bHLH基因的cDNA序列,并将其命名为GbbHLH91。序列分析结果显示扩增的GbbHLH91基因cDNA序列长度为1 425 bp,开放阅读框是1 065 bp,编码354个氨基酸,分子量为40.1 kDa,等电点为8.20。系统进化分析结果显示,从用于进化树构建的bHLH蛋白质聚类情况来看,银杏GbbHLH91蛋白与裸子植物油松(Pinus tabuliformis)bHLH蛋白亲缘关系最近,且与被子植物无油樟(Amborella trichopoda)bHLH蛋白相似性达到60%,表明该基因在进化过程中相对比较保守。实时荧光定量PCR分析发现银杏bHLH91基因在银杏的各个组织中均有表达,其中在银杏叶中表达量最高,在根和茎中基因的表达量次之,在银杏雌花和果中表达量较少,在雄花中的表达水平最低;GbbHLH91基因在不同发育时期的银杏叶片中,表达量也存在一定的差异,其中在4月中旬该基因的表达水平达到最高,而后随着叶片的生长发育,该基因的表达水平呈现下降趋势。该研究结果为进一步验证GbbHLH91基因的功能奠定了前期基础。     

长白落叶松种群地理变异研究

根据17年生长白落叶松种源试验资料,从生态遗传学的观点出发,采用典型相关分析等方法,揭示了长白落叶松地理变异规律可以认为,以海拔垂直梯度为主、纬向渐变为辅的连续型变异;低海拔、低等效纬度的小北湖种源是长白落叶松优良基因资源中心,生长较快、生长期较长;水热因子的综合选择作用是长白落叶松地理变异的重要因素,其中温度是主导因子;在地理种群的遗传分化中,生长性状的分化最为明显,可以作为种源区区划的主要性状;从长白落叶松分布的低等效纬度地区向高等效纬度地区调种(一般不超过2个等效纬度),可望获得较大的遗传增益.     

不同地点51个长白落叶松无性系苗期生长变异和遗传稳定性分析

长白落叶松是我国东北林区非常重要的速生用材树种之一。以不同地点51个长白落叶松无性系为材料,对其2年生苗高和地径进行调查分析,探讨其苗期生长变异和遗传稳定性。结果表明:长白落叶松无性系苗高和地径在地点间、无性系间、地点×无性系间差异均达到极显著水平(P<0.01);不同地点苗高和地径的表型变异系数处于23.89%~36.82%,除四平试验点的地径重复力为0.172外,不同地点苗高和地径的重复力均处于0.573~0.891;遗传稳定性分析结果表明,无性系LO 13等28个无性系的遗传稳定性较高;相关分析结果表明苗高与地径呈极显著正相关关系;利用多性状综合评价法,以20%的入选率对无性系进行选择,不同地点均选出10个综合表现较好的无性系,其中无性系LO 10和LO 26在不同地点均被入选优良无性系,且其遗传稳定性较强,可将其初选为优良无性系。     

长白落叶松群体4CL基因单核苷酸多态性分析

以黑龙江省林口县青山林场21年生长白落叶松（Larix olgensis Henry）异地保存种为材料,利用SNP标记方法和DNAMAN软件分析白刀山种源子代林的单核甘酸多态性情况。从分子水平证明长白落叶松具有丰富的遗传多样性,用4CL-A引物检测到178个SNP多态位点。共测序240条EST序列,测序成功193条,测序成功率为80.42%。本研究178个SNP变异中,有126个属于转换类型,占总变异的70.79%;有52个属于颠换类型,占总变异的29.21%,变异类型符合,转换∶颠换=7∶3。在转换类型中,A/G和C/T转换分别占37.08%和33.71%;颠换类型中G/C、A/C、A/T、和G/T分别在占7.87%、8.99%、7.87%和4.99%。但每个家系内的转换和颠换的比例相差较大,没有规律。转换和颠换的比例最大的是554号家系,其比值为7∶1,最小的家系是855号家系,其比值为3∶4。     

长白落叶松成片枯死原因的研究

对长白落叶松成片枯死的原因进行了多学科综合研究．结果表明,长白落叶松的成片枯死与病虫害没有直接关系,由于林地高位沼泽的形成,导致根部缺氧呼吸受阻,是落叶松大片枯死的直接诱因．     

不同种源长白落叶松(Larix olgensis)生长的比较研究

通过对柴河林业局头道林场一块8年生的落叶松人工林优势种群的当年生的生长节律与生物量的研究发现:优势林分的当年生枝及顶枝的生长较常规林分高峰期多、高峰期持续时间长和生长量大的优点和不同;生物量的分配的研究结果也说明优势林分的树干生物量积累的比重较常规林分高,证明了该罕见优势林分速生原因的内质性,是一个难得的优良种源。     

长白落叶松无性系抗寒性比较研究

以58个长白落叶松无性系1年生枝条为材料,对其进行低温胁迫处理,探讨不同无性系抗寒差异,结果表明：不同温度和时间的处理条件下,4个落叶松无性系电导率不同,随着低温胁迫时间的延长和温度的降低,不同无性系电导率呈上升趋势。在相同温度及时间处理条件下（-40℃、12 h）,58个长白落叶松无性系相对电导率差异达极显著水平（P<0.01）。以-40℃、12 h处理下各无性系电导率与对照的差值为指标,利用聚类法进行分析,初步筛选出9个抗寒性较强的无性系（L5、L16、L21、L23、L27、L40、L73、L78和L90）,这些无性系可作为抗寒优良无性系进行考察,本研究为落叶松抗寒良种选育提供基础。     

烟草乙烯转录因子ERF基因NtTOE3的克隆、载体构建及表达分析

ERF（Ethylene-responsive factor）是一类具有AP2特征结构域的乙烯应答转录因子,在响应植物的逆境胁迫应答中起关键作用。为明确ERF家族成员TOE3在烟草中的生物学功能和调控机制,同源克隆普通烟草K326中NtTOE3基因cDNA全长,利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）表征基因表达模式,结合生物信息学分析,对基因功能和调控机制进行初步预测。结果表明,该基因全长1 356 bp,编码451个氨基酸残基,预测分子量为49.84 ku。生物信息学分析表明,该蛋白是一个亲水蛋白,可能定位在细胞核,且与美花烟草（Nicotiana sylvestris）NsTOE3有96%的同源性,故命名为NtTOE3。组织表达分析发现,该基因在烟草根、茎、叶、花中均有表达,其中茎中表达量最高。逆境胁迫试验表明,该基因能快速响应低钾、高盐、干旱、H₂O₂、ABA和4℃等逆境处理。表明NtTOE3转录因子在烟草非生物胁迫中起着重要调节作用。