脱落酸应答基因的表达调控及其与逆境胁迫的关系

本文对生长调节物质脱落酸应答基因的类型、结构和功能特征、表达调控的分子机理,以及近年来的热点问题：ABA在逆境胁迫反应中的作用机制,ABA应答基因与逆境胁迫的关系等作了较全面的综述。     

脱落酸应答基因的表达调控及其与逆境胁迫的关系

本文对生长调节物质脱落酸应答基因的类型、结构和功能特征、表达调控的分子机理,以及近年来的热点问题：ＡＢＡ在逆境胁迫反应中的作用机制,ＡＢＡ应答基因与逆境胁迫的关系等作了较全面的综述。     

逆境胁迫诱导基因的结构,功能与表达调控

对有关逆境响应基因的最新进展作了一简要的综述,在逆境条件下,脱落酸（ＡＢＡ）浓度增加,诱导许多新的基因表达及蛋白质合成,已克隆到几百种逆境响应基因,其中大多数可受外源ＡＢＡ的诱导,对这些基因及蛋白质的功能已有所了解,认为它们可能与的抗逆能力有关,目前认为有多条信号传递途径参与胁迫信号的转导。     

玉米根微粒体ABA结合蛋白的性质及逆境胁迫的影响

以玉米根微粒体为材料进行的微量放射配体结合（ＭＲＬＢ）实验表明玉米根微粒体膜上存在着ＡＢＡ结合位点,ＡＢＡ与ＡＢＡ结合蛋白（ＡＢＡ－ＢＰ）结合的最适ｐＨ为６．５,结合反应对温度（０℃和２５℃）不太敏感,ＡＢＡ与ＡＢＡ－ＢＰ的结合反应是一个动态平衡过程,５ｍｉｎ即可达最大结合（Ｂｍａｘ）的５０％,３０ｍｉｎ达到最大结合,１ｈ内基本保持不变。胰蛋白酶处理表明此结合位点为蛋白质,冻融实验则表明此蛋白与ＡＢＡ的结合不仅要求其自身具有特定构象而且需要有一定的膜脂环境,ＤＴＴ处理实验结果显示ＡＢＡ－ＢＰ中可能存在着二硫键。逆境处理可以提高玉米根微粒体膜对ＡＢＡ的结合活性,盐胁迫、渗透胁迫、干旱胁迫和热冲激处理分别使结合活性上升３４．９％、１７．８％、２３．１％和１３．３％。     

逆境胁迫诱导基因的结构、功能与表达调控

对有关逆境响应基因的最新进展作了一简要的综述.在逆境条件下,脱落酸(ABA)浓度增加,诱导许多新的基因表达及蛋白质合成.已克隆到几百种逆境响应基因,其中大多数可受外源ABA的诱导.对这些基因及蛋白质的功能已有所了解,认为它们可能与植物的抗逆能力有关.目前认为有多条信号传递途径参与胁迫信号的转导.     

脱落酸 (ABA)诱导基因表达的调控元件

本文详细介绍了脱落酸（ABA）诱导基因表达的各种调控元件及各调控元件间的相互作用和关系。综述了近年来对ABA诱导基因表达的调控元件的研究进展。     

植物PP2C蛋白磷酸酶ABA信号转导及逆境胁迫调控机制研究进展

蛋白磷酸酶(protein phosphatase,PP)是蛋白质可逆磷酸化调节机制中的关键酶,而PP2C磷酸酶是一类丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,是高等植物中最大的蛋白磷酸酶家族,包含76个家族成员,广泛存在于生物体中。迄今为止,在植物体内已经发现了4种PP2C蛋白磷酸酶。蛋白激酶和蛋白磷酸酶协同催化蛋白质可逆磷酸化,在植物体内信号转导和生理代谢中起着重要的调节作用,蛋白质的磷酸化几乎存在于所有的信号转导途径中。大量研究表明,PP2Cs参与多条信号转导途径,包括PP2C参与ABA调控,对干旱、低温、高盐等逆境胁迫的响应,参与植物创伤和种子休眠或萌发等信号途径,其调控机制不同,但酶催化活性都依赖于Mg2+或Mn2+的浓度。植物PP2C蛋白的C端催化结构域高度保守,而N端功能各异。文中还综述了高等植物PP2C的分类、结构、ABA受体与PP2Cs蛋白互作、PP2C基因参与ABA信号途径以及其他逆境信号转导途径的研究进展。     

逆境胁迫下ABA与钙信号转导途径之间的相互调控机制

Ca2+信号是植物应答各种逆境胁迫响应的一个重要组分,它在植物抗病、抗虫及适应非生物胁迫反应中起着重要的作用.Caz+信号作为第二信使在激素信号转导尤其是ABA信号转导过程中发挥着重要作用.研究表明,当植物受到如干旱、低温、盐害等环境胁迫时,细胞迅速积累ABA,胞内钙离子浓度瞬间升高,然后钙离子浓度呈现忽高忽低的震荡现象.在植物细胞中发现Caz+/CDPK、Caz+/CaM和Caz+/CBL三类钙信号系统,它们与逆境胁迫信号转导密切相关.本文通过综述植物在逆境条件下,ABA与钙信号的产生、转导及产生适应性和抗性等方面,介绍了ABA与钙信号之间的相互调节机制.     

干旱胁迫与ABA 的信号转导

植物经历干旱胁迫时,ABA被普遍认为是一种干旱信号而传递干旱信息。在干旱信号ABA的转导过程中,从ABA的被感知到保卫细胞发生变化引起气孔关闭以及ABA诱导的基因表达都经历了复杂的变化。本文对ABA的信号转导过程进行了综述。     

玉米脱氢抗坏血酸还原酶基因的克隆和特性研究

通过电子克隆方法得到玉米脱氢抗坏血酸还原酶基因,命名为ZmDHAR1。结果显示,ZmDHAR1基因全长723bp,开放阅读框642bp,编码214个氨基酸。ZmDHAR1基因与高粱、水稻及小麦等植物的脱氢抗坏血酸还原酶基因高度相似,其中与高粱的DHAR基因相似性为85%,与水稻的DHAR1基因相似性为83%。基因表达分析显示,ZmDHAR1基因在根以外的其他部位都可以检测到表达,而且ZmDHAR1基因可以在4℃低温、100μmol/L ABA、100mmol/L PEG、250mmol/L NaCl和机械损伤等多种逆境胁迫下均可应答表达。研究表明,ZmDHAR1基因可能在玉米抗逆境胁迫反应中发挥重要的作用。     

Differential Gene Expression in Symbiodinium microadriaticum Clade B Following Stress

Coral bleaching is caused by the loss of symbiont zooxanthellae and/or decrease in their pigments. Since the algal symbionts provide the energy basis for corals and whole reefs, their loss or impairment of function leads to widespread mortality. This phenomenon has been documented numerous times in recent years, and has extensively damaged coral reefs all over the world. Temperature has been found to be the major cause of bleaching, and rising sea temperatures have increased the frequency of these catastrophic episodes. To characterize the response of zooxanthellae to temperature stress at the molecular level, we used the mRNA differential display technique to monitor changes in the abundance of specific mRNA species in the cell under different temperature conditions. Axenically grown zooxanthellae were exposed to a range of temperatures (21.7, 17, 26°C) before extraction of their mRNA. Of numerous differentially expressed sequences, seven mRNA species were amplified by the polymerase chain reaction (PCR) and sequenced. One of those sequences was positively identified as encoding a multifunction cell surface aminopeptidase, dipeptidyl peptidase IV, which is active in cell matrix adhesion. Our work illustrates the power of the differential display technique as a useful tool to study the response of zooxanthellae to stressors.     

二色补血草LbDREB基因在酵母中的抗逆性分析

利用酵母表达系统研究了二色补血草的DREB基因（LbDREB）对不同胁迫的抗性。将LbDREB构建到酵母表达载体pYES2中,转化到酿酒酵母INVSc1菌株中,并以转空pYES2质粒的酵母INVSc1（pYES2）作为对照,通过比较两种酵母在不同胁迫下的存活率来研究LbDREB基因对NaCl、KH_2PO_4、Na_2CO_3、NaHCO_3、低温、干旱、CuSO_4和CdCl_2胁迫的抗性。结果表明,LbDREB转化的酵母在各种胁迫下的存活率均明显高于转空pYES2的对照酵母,说明LbDREB基因除了具有传统认为的抗旱、耐盐、抗寒的作用外,还具有抗KH_2PO_4、Na_2CO_3、NaHCO_3、CuSO_4和CdCl_2等胁迫的能力。     

LEA蛋白与植物抗逆性

植物受到逆境胁迫后,LEA蛋白大量表达,可以减轻逆境引起的伤害。本文对LEA蛋白的种类、特性和功能,LEA蛋白基因结构及其表达调控,以及LEA基因表达和LEA蛋白积累与植物抗逆性的关系等方面的研究进展作了简要综述。     

过量表达棉花GaSus3基因增强拟南芥的耐盐性

构建了植物过量表达载体p35S：：GaSus3,通过花序浸染法成功获得转GaSus3基因拟南芥植株。利用NaCl模拟盐胁迫处理,证实转基因拟南芥与野生型相比耐盐性明显增强。在盐胁迫下,转基因拟南芥受到的影响较小,而野生型则受盐害影响严重：转基因拟南芥具有更好的萌发率和主根长度,以保证植株正常生长;盐胁迫下转基因拟南芥能保持较多的绿色叶片,而野生型则过早黄化死亡。研究还发现,转基因拟南芥的过氧化氢酶活性在胁迫前后都高于野生型,这说明转GaSus3基因能够提高拟南芥抗氧化胁迫的能力。研究结果为进一步探讨GaSus3基因在棉花耐盐方面的功能奠定了基础。     

基因芯片技术研究柽柳NaHCO3胁迫下基因的表达

运用基因芯片技术研究了NaHCO3胁迫下柽柳(Tamarix androssowii)基因的表达.将Cy5和Cy3两种荧光染料分别标记在NaHCO3处理和对照的柽柳cDNA上,将两种荧光探针混合,与载有柽柳基因的高密度芯片进行杂交并用芯片扫描系统进行扫描,通过Cy5与Cy3信号强度比值的计算研究基因的差异表达.共获得了89个差异表达的基因,其中,27个下调表达,62个上调表达.BlastX分析表明这些基因按功能可以分为光合作用、活性氧清除、渗透调节、信号传导与表达调控、代谢、发育相关、核糖体蛋白、蛋白质的分解与再生、转运类蛋白、水通道蛋白等几大类别.同时,发现了一些与盐胁迫相关的功能未知基因或未有任何功能信息的基因,这些基因可能在柽柳抗盐过程中具有重要作用.揭示了柽柳的抗盐胁迫涉及的几种重要途径,并获得了NaHCO3胁迫前后柽柳基因表达谱.     

蝴蝶兰PhTSJT1基因的克隆及在低温胁迫下的表达分析

本研究从蝴蝶兰叶片中克隆了茎部特异基因Ph TSJT1的全长序列(GenBank登录号为MF797883),并分析了其在不同组织及低温胁迫下的表达特性。结果表明,Ph TSJT1基因全长994 bp,编码239个氨基酸,属于Class-Ⅱ谷氨酰胺酰胺基转移酶超家族成员;同源性分析表明,该蛋白与多种植物的茎部特异蛋白和铝诱导蛋白有较高的同源性,进化上与小兰屿蝴蝶兰的茎部特异蛋白亲缘关系最近;该基因在营养器官中表达水平较高,在花器官中表达水平较低;13℃/8℃(昼/夜)的低温胁迫抑制PhTSJT1基因的转录表达,并随着低温胁迫时间的延长,Ph TSJT1基因的表达水平逐渐降低,在温度恢复正常时其表达水平升高;4℃冷胁迫低温条件下,PhTSJT1基因在处理1 h时,表达水平升高,处理8 h时表达水平最高,16 h后表达水平逐渐降低。由此推测,PhTSJT1参与4℃冷胁迫的分子调控。本研究不但有助于理解热带亚热带植物的耐冷机制,也为蝴蝶兰新品种的遗传改良提供帮助。     

小麦幼苗期水分胁迫所诱导基因表达谱的初步分析

利用抑制差减杂交(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)和高密度点阵膜技术研究小麦2叶幼苗期水分胁迫诱导表达基因。通过筛选具有1530个克隆的SSH文库,获得181个阳性克隆。序列同源性比较和功能查询结果发现,83．2％的水分胁迫诱导表达基因分别与不同逆境胁迫条件下表达的基因具有较高的同源性,这些基因在生物体内的功能都是直接或间接对细胞遭受逆境胁迫起保护作用。其中17个EST未找到同源性较高的匹配序列,已经在GenBank注册。用反向Northern、RT-PCR和Northern进一步检验所获得的功能已知EST,初步建立了小麦幼苗期水分胁迫诱导的基因表达谱。     

逆境胁迫下作物基因表达更替的研究进展

本文综述了高等植物在厌氧、热激,盐分胁迫,养分胁迫,紫外辐射等各种逆境条件下,基因表达更替的一系列过程,提出基因表达变化对作物适应逆境条件的意义,并对今后的研究作了展望。     

mRNA结构及其稳定性的关系

mRNA结构与mRNA稳定性关系密切,mRNA稳定性与基因表达调控之间也有着紧密的联系。现从mRNA结构中所含的5'端帽结构、3'端poly(A)尾、5'非翻译区、3'非翻译区、编码区、富AU元件等方面综述了mRNA结构与mRNA稳定性之间的关系,为深入了解基因表达调控的分子机制提供理论基础。