紫花苜蓿F-box蛋白基因MsFTL的克隆及功能分析

FTL(F-box Triple LRR protein)是F-box蛋白家族的成员,具有F-box保守结构域,在植物抵御逆境胁迫过程中起重要作用。本研究参考低温胁迫下紫花苜蓿转录组数据设计引物,通过RT-PCR克隆获得紫花苜蓿MsFTL基因,该基因的全长1422 bp,编码473个氨基酸。该蛋白含有1个F-box结构域及3个LRR重复。系统进化分析表明,MsFTL与蒺藜苜蓿XP_003626345.1 F-box/FBD/LRR-repeat protein亲缘关系最近。两者蛋白序列比对发现共有11个差异位点。在低温、盐、干旱以及外源ABA处理下,MsFTL基因受到诱导,表达量上调。构建植物过表达载体pCBM-MsFTL,通过农杆菌介导法转化烟草。对经过抗性筛选、PCR和Real-time PCR验证的转基因植株进行低温抗性鉴定。在-4℃低温胁迫下,野生型烟草叶片出现了明显的萎蔫失水现象,而转基因烟草萎蔫程度相对较轻。生理检测结果表明,4℃处理24 h之后,转基因烟草的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD活性,CAT活性高于野生型,MDA含量低于野生型。本研究表明,MsFTL基因在提高植物对低温胁迫的抗性方面具有重要的作用。     

小黑麦对石油污染盐碱土壤细菌群落与石油烃降解的影响

为了研究小黑麦对石油污染盐碱土壤中的细菌群落与石油烃降解率的影响,采用高通量测序技术,设置0 g/kg,1 g/kg和5 g/kg三个石油浓度,以未种植小黑麦的土壤作为对照,对6组不同处理的盐碱土壤样品的细菌群落结构及其多样性进行测定,并分析土壤中的石油烃降解率。结果表明:在土壤石油浓度为1 g/kg和5 g/kg时,小黑麦根际土壤中的石油烃降解率相较对照组分别提高了36.67%和33.20%。从6个土壤样品中分别获得21398—27899条测序序列。在石油污染土壤中,小黑麦根际土壤的细菌群落多样性和丰度均大于对照组的土壤。同时,在"门","纲","属"的分类水平上,小黑麦根际土壤细菌群落中的一些根际细菌的相对丰度增加了,主要包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、烷烃降解菌科-未命名菌属(Alcanivoracaceae_norank)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、亚硝化单胞菌-不可培养菌属(Nitrosomonadaceae_unculture)等。有一些相对丰度增加的根际细菌是以石油及石油分解物为碳源的微生物。本研究证明种植小黑麦改变了石油污染盐碱土壤根际土壤细菌群落结构组成和多样性,促进了降解石油微生物群落的构建,显著提高了盐碱土壤石油污染的降解效果。研究结果为石油污染盐碱土壤的植物修复奠定了理论基础。     

小麦改良的可利用资源：黑麦抗病基因

黑麦(Secale cereale)蕴藏着丰富的抗病基因,是改良小麦抗性的重要资源,黑麦抗病基因的导入一直是小麦育种的重要研究课题。本文综述了黑麦抗病基因的染色体定位、分子标记研究和含黑麦抗病基因的小麦种质资源在我国小麦育种中的应用,对应用中存在的问题进行了分析,并对今后的研究方向进行了展望。     

大庆盐碱地九种植物根际土壤微生物群落结构及功能多样性

盐碱土是陆地表面生态脆弱区域。它与荒漠化过程相伴而生,不但造成了资源的破坏、农业生产的巨大损失,而且还对生物圈和生态环境构成威胁。研究盐碱地植物根际土壤微生物群落的多样性,对于盐碱土壤的植被恢复和生态重建具有重要意义。运用PCR-DGGE技术和Biolog微平板法,对大庆盐碱地9种不同植物根际土壤微生物结构和功能的多样性进行了分析。结果表明,不同植物根际土壤微生物组成不同,同一科的植物具有相似的微生物组成。对11个克隆进行了序列测定,发现这一地区植物根际优势微生物菌群为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)。利用Biolog微平板法分析了微生物群落功能多样性。结果表明,不同植物根际土壤细菌群落对底物碳源的代谢特征存在着一定的差异,其中豆科的野大豆根际土壤细菌对底物碳源的代谢能力最强。     

硝基苯污染物的生物降解途径

硝基苯是一种有毒化合物,目前,关于硝基苯污染物的生物降解已进行了大量的研究。综述了生物降解硝基苯的两种主要途径氧化途径和部分还原途径,介绍了两种途径降解硝基苯的具体机制及相关酶和编码基因的特点,并对两种降解途径进行了简要的对比分析,为硝基苯及其它有机污染物生物降解技术的开发应用提供依据。     

植物铁蛋白与氧化胁迫应激

植物铁蛋白是植物体重要的铁调节蛋白。许多研究表明植物铁蛋白与氧化胁迫抗性之间具有较强关联。植物铁蛋白不仅能抵御高铁产生的氧化毒性,在很多氧化胁迫及环境胁迫抗性中也发挥作用。对植物铁蛋白在氧化及逆境胁迫中的应激加以综述,为铁蛋白在生物工程领域的应用提供理论依据。     

谷胱甘肽转移酶在植物抵抗非生物胁迫方面的角色

非生物胁迫因子如高盐、干旱、低温、重金属污染等严重影响植物的生长和繁殖。植物进化出一系列包括各种酶类物质的系统抵抗逆境所带来的氧化伤害。谷胱甘肽转移酶(glutathione S-transferase,GST,EC 2.5.1.18)是由多种功能的蛋白质组成的超家族,在植物遭受高盐、干旱、低温胁迫时,GSTs可清除活性氧,保护植物细胞膜结构和蛋白质活性。对谷胱甘肽转移酶在植物抵御非生物胁迫中的作用进行综述,为今后利用基因工程育种提供理论依据。     

磷酸肌醇磷脂酶C在DREB2表达调控中的作用

环境胁迫对植物的生长不利。转录因子DREB2对干旱、高温、低温等非生物胁迫应答基因的表达具有重要的调控作用。磷酸肌醇磷脂酶C对 DREB2 基因有双向调节机制。深入了解 DREB2 和磷酸肌醇磷脂酶C的研究进展及其在生物工程上的应用,以及磷酸肌醇磷脂酶C对 DREB2 基因的表达调控机理,可以为磷酸肌醇磷脂酶C和 DREB2 基因在提高植物胁迫耐受性中的利用提供基础。     

杀配子染色体特异RAPD 标记及山羊草属与普通小麦间分子多态性的研究

以普通小麦"中国春"、三个"中国春"具杀配子染色体的二体异附加系及作为三个杀配子基因种源的三种山羊草为材料, 用46 个10 nt 随机引物对基因组DNA 进行扩增, 以筛选杀配子染色体特有的RAPD 标记, 并检测普通小麦与三种山羊草之间的RAPD 多态性。结果表明:46 个引物中有35 个扩增出比较稳定的RAPD 产物。其中引物OPF-14 和OPQ-09 分别在普通小麦"中国春"-山羊草附加系间扩增出多态性产物;因而认定OPF-14₁₃₀₀ 与OPQ-09₈₀₀、OPF-14₁₁₆₀ 与OPQ-09₇₇₀、OPF-14₁₂₈₀分别为三个杀配子染色体3C、Gcl 和2C 的特异性RAPD 标记, 可以用于快速跟踪鉴定3C、Gcl、2C 杀配子染色体。对三种山羊草与普通小麦"中国春"进行了基因组DNA多态性分析, 结果表明, 35 个引物在"中国春"中共扩增出162 个产物, 在离果山羊草、拟斯卑尔脱山羊草、柱穗山羊草中分别扩增出140、154 和155 个产物;三种山羊草与"中国春"之间的共有扩增产物分别为69、87、96 个, 占总扩增产物的29.61%、37.70%和43.44%。上述结果, 从分子水平揭示了山羊草属与普通小麦之间存在着较近的亲缘关系。