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。     

真菌鞘糖脂的生物学功能及应用研究进展

丝状真菌作为一类重要的微生物，被广泛应用于发酵食品、工业酶和次生代谢物等工业生产中。真菌鞘糖脂主要由鞘氨醇、脂肪酸链和特殊的极性基团组成，根据极性基团的不同，分为中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂两大类。鞘糖脂不仅参与真菌生长、细胞分化、增殖、细胞凋亡、逆境胁迫等重要生理活动，中性鞘糖脂还可作为功能性医药用品、化妆品和保健食品的重要活性组分。本文论述了真菌鞘糖脂的主要种类、结构、生物合成途径和及其参与丝状真菌生长、分化和响应逆境胁迫的生物学功能；探讨了真菌中性鞘糖脂作为抗菌肽的靶点和酸性鞘糖脂在开发抗真菌药物中的应用；同时还综述了中性鞘糖脂作为化妆品的保湿成分或保健食品的功能成分，在改善皮肤屏障功能和预防特应性皮炎中的重要作用的相关研究进展，尤其是来源于曲霉的中性鞘糖脂，可显著增强皮肤屏障功能，并可作为益生元预防肠道损伤；另外还探讨了曲霉尤其是米曲霉作为开发中性鞘糖脂生物资源的优势。     

Abiotic Stress Tolerance： From Gene Discovery in Model Organisms to Crop Improvement

Productive and sustainable agriculture necessitates growing plants in sub-optimal environments with less input of precious resources such as fresh water. For a better understanding and rapid improvement of abiotic stress tolerance, it is important to link physiological and biochemical work to molecular studies in genetically tractable model organisms. With the use of several technologies for the discovery of stress tolerance genes and their appropriate alleles, transgenic approaches to improving stress tolerance in crops remarkably parallels breeding principles with a greatly expanded germplasm base and will succeed eventually.     

食用菌厉眼蕈蚊Lycoriella ingenua在温度逆境下的存活率

以食用菌重要害虫-厉眼蕈蚊属的Lycoriella ingenua为研究对象,研究了不同逆境温度下各虫态存活率的差异。结果表明温度对不同虫态存活率的影响存在显著性差异。成虫和蛹对高温具有一定适应性,卵对高温的适应性最低但具有一定的低温耐受力。在35-40℃高温下,相同暴露时间,各虫态的存活率随温度的升高而降低,但成虫的存活率均高于其它虫态。38℃下全部死亡的暴露时间分别为:成虫48 h,蛹24 h,幼虫12 h,卵2h。在40℃达到全部死亡的暴露时间分别为:成虫24 h、蛹12 h、卵和幼虫0.5 h。低温处理下,各虫态随着暴露时间的延长存活率逐渐降低。5℃低温下,相同暴露时间,成虫存活率均高于其它虫态,但在0℃低温下暴露24 h后全部死亡,显著高于其它虫态;幼虫在低温下取食活动减弱,5℃下暴露24 h后停止取食,相同暴露时间下随着温度的降低存活率下降;蛹对0℃的耐受力高于成虫和幼虫,暴露4 h后可以正常羽化,48 h后全部死亡;卵对短时间的低温具有一定耐受力,但随着暴露时间的延长存活率降低幅度大。     

玉米JAZ家族基因ZmJAZ4的克隆及功能分析

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物特有的一类转录因子,通过抑制茉莉素调控基因的表达,在植物的生长发育及非生物胁迫等方面发挥重要的功能。从玉米B73自交系中克隆到一个新的JAZ家族基因Zm JAZ4,该基因c DNA全长为651bp,编码蛋白含有216个氨基酸,分子量约为23.1 k D,p I为10.78,属于碱性蛋白。Real-time RT-PCR结果表明,Zm JAZ4主要在茎端分生组织、雄穗、发育早期的种子以及胚乳中表达。系统进化分析显示,Zm JAZ4与At JAZ10转录因子相似性较高。亚细胞定位试验表明,Zm JAZ4定位于细胞核内。Zm JAZ4在酵母细胞中不具有转录激活活性。激素及胁迫处理表明,Zm JAZ4在地上部的表达受PEG、Na Cl、SA、GA和ABA诱导,而在地下部的表达受到ABA和GA诱导。结果分析表明,Zm JAZ4可能是一个重要的转录调控因子,参与调控多种激素信号通路及非生物胁迫响应。     

植物microRNA与逆境响应研究进展

MieroRNA(miRNA)是一类在生物体内普遍存在的非编码、长度约16～29 nt的小分子RNA,由内源基因编码,于转录后水平通过介导靶mRNA降解或翻译抑制调控基因表达,是真核细胞基因表达的重要调控因子.随着生物信息学与研究技术的发展,越来越多的植物miRNA得到预测和验证.逆境胁迫下,植物体诱导或下调相关miRNA表达,参与植物逆境生理调节与适应.文章综述了植物miRNA生物合成、与靶基因的作用方式,生物功能以及逆境胁迫响应miRNA,概要介绍了目前常用的miRNA研究方法.     

番茄多胁迫诱导型LeMTshsp启动子的分子克隆及其功能分析

根据Southern杂交结果,选取KpnⅠ与EcoRⅠ双酶切番茄中蔬4号基因组DNA,3kb左右的酶切片段连入pBSⅡKS( )载体,构建成含有线粒体小分子热激蛋白基因(LeMTshsp)上游2kb左右调控区的质粒文库。通过巢式PCR方法从构建的质粒文库中克隆出LeMTshsp基因上游1915bp的调控区(GenBank登录号为AB239774)。该序列含有TATA box及CAAT box等启动子基本元件,还具有6组典型的HSE元件及多个AT-rich区,另外还有许多逆境反应元件如ABRE,C-repeat—DRE,AP-1。凝胶阻滞结果表明,纯化的HsfA2蛋白与LeMTshsp启动子的HSE元件在体外具有结合活性,且与近端5组HSE的结合活性比与远端HSE的结合活性强。构建该启动子与GUS基因的融合载体,利用农杆菌介导的叶圆盘法转化番茄,GUS组织化学染色结果表明LeMTshsp启动子对热激、低温、外源ABA及重金属胁迫都有应答。     

球孢白僵菌Hog1 MAPK同源基因BbHog1的克隆及特征分析

根据几种丝状真菌Hog1 MAPK的保守氨基酸序列设计简并引物,从昆虫病原真菌球孢白僵菌中扩增出MAPK同源基因的部分片段,然后利用YADE法延伸该片段的上、下游邻接序列,获得MAPK编码基因的全长序列,命名为BbHog1。序列分析表明,该基因编码358个氨基酸的多肽,推测分子量为40.99kDa,等电点为5.49。BbHog1含有MAPK保守的蛋白激酶激活域(TGY),序列与粗糙脉孢霉os-2(AF297032)、烟曲霉OSM1(XM_747571)、隐球酵母HOG1(AF243531)和酿酒酵母Hog1(Z73285)等Hog1 MAPK高度同源,相似性分别为94%、89%、83%和80%。系统聚类结果表明,BbHog1与酵母Hog1 MAPK同源。Southern杂交表明,BbHog1在球孢白僵菌基因组中以单拷贝形式存在。Northern分析表明,BbHog1在高渗、亚高温和营养胁迫等条件下的表达明显升高。由此推测,BbHog1基因可能与球孢白僵菌对逆境胁迫的适应性调节密切相关。     

南方菟丝子对加拿大一枝黄花的寄生控制效应

以安全性较高的本土植物南方菟丝子和重要的外来入侵植物加拿大一枝黄花为材料,于温室中采用盆栽试验在湿润和半湿润条件下用南方菟丝子寄生不同生长阶段(幼苗阶段、过渡阶段和成株阶段)的加拿大一枝黄花植株,考察加拿大一枝黄花植株被寄生后的营养生长、光合生理、逆境生理等指标,探索适宜南方菟丝子寄生加拿大一枝黄花的最佳条件阈值。结果显示:(1)寄生处理与对照之间,加拿大一枝黄花株高、基径、生物量、叶绿素含量、光合速率、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸等指标差异均显著;(2)幼苗组、过渡组被寄生加拿大一枝黄花的株高增量、基径增量、生物量、叶绿素含量、净光合速率均显著低于相应对照组,而其可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量均显著高于相应对照组;(3)在半湿润条件下,加拿大一枝黄花的株高、基径增量均小于湿润条件下植株,其净光合速率、叶绿素含量在幼苗组和过渡组均小于湿润条件下植株,而可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量在在幼苗组和过渡组均大于湿润条件下相应指标;(4)幼苗组、过渡组加拿大一枝黄花被寄生后无法正常开花结实,寄生幼苗组加拿大一枝黄花的南方菟丝子亦无法正常开花结实。研究表明,在湿润与半湿润地区,南方菟丝子可以寄生各生长阶段的加拿大一枝黄花,并对株高1.2 m以下的植株产生较强的寄生胁迫;寄生的最佳时间段为每年的4月到8月。     

玉米液泡膜焦磷酸酶基因ZmVPP1的克隆及逆境下的表达分析

采用同源克隆的方法在玉米中得到一个与拟南芥耐盐基因AVP1类似的基因.BLAST分析表明,该基因编码蛋白属于质子泵焦磷酸酶家族(H_PPase superfamily)中的Ⅰ型VPP,将其命名为ZmVPP1.ZmVPP1包舍一个2301bp的开放阅读框,编码766个氨基酸残基.蛋白比对结果表明,该蛋白在不同植物中相当保守.实时荧光定量PCR检测发现,ZmVPP1基因在成熟叶片中高丰度表达,在生殖器官中表达量较少.脱水、高盐、低温等逆境胁迫条件和ABA处理下的表达分析表明,ZmVPP1基因受逆境的诱导表达,属于不依赖于ABA的途径.由此推断,ZmVPP1可能参与玉米对Na+的隔离,从而起到耐盐的作用.