棉花纤维发育相关基因GhPRP10的克隆及其功能分析

利用电子序列拼接结合RT-PCR技术,从12DPA(开花后天数)棉纤维中克隆到1个编码富含脯氨酸蛋白(PRPs)基因,命名为GhPRP10(登录号KP036633)。GhPRP10基因开放阅读框为684bp,编码228个氨基酸,其中脯氨酸(Pro)含量为34.6%。序列分析发现GhPRP10蛋白具有N端信号肽和富含脯氨酸区域,属于第一类PRPs。实时荧光定量PCR(RT-PCR)结果显示,GhPRP10在棉纤维组织中优势表达,在纤维发育过程中的表达量呈现先升高后降低的趋势,在18DPA纤维中表达量最高。利用Gateway技术构建植物过量表达载体,转入烟草BY-2悬浮细胞,表型观察和细胞长度测量结果显示,转GhPRP10基因细胞比野生型细胞显著增长。根据该基因的组织表达特征和转基因细胞表型分析,推测GhPRP10基因在纤维伸长和次生壁合成过程中发挥作用。     

棉花GhMYB113基因的克隆与表达分析

该研究利用序列拼接并结合RT-PCR技术,从棉花叶片中克隆了1个MYB基因的cDNA序列,命名为GhMYB113。序列分析表明,该基因开放阅读框为738bp,编码246个氨基酸,含有2个MYB结构域,属R2R3-MYB类型转录因子。该基因的基因组序列长1 927bp,由3个外显子和2个内含子构成。氨基酸序列比对发现该蛋白与其他物种的MYB蛋白有较高的一致性。系统进化分析显示,棉花GhMYB113与现代杂交月季亲缘关系最近。qPCR分析发现,该基因在棉花根中优势表达,在干旱、高盐及低温胁迫后表达量均发生变化,推测GhMYB113可能在植物响应干旱、高盐及低温等非生物胁迫过程中起作用。     

拟南芥AtPUB18的亚细胞定位和酶活性及AtPUB18的表达

通过RT-PCR技术从拟南芥中克隆到AtPUB18全长ORF。利用VectorNTI和MEGA 5.0对蛋白序列进行生物信息学分析结果显示,AtPUB18和AtPUB19蛋白序列相似性为74.9%,一致性为63.5%;构建AtPUB18启动子(1 974bp)融合GUS报告基因载体并转化拟南芥,组织化学染色分析显示,低温和干旱诱导后转基因植株中AtPUB18表达水平显著提高;构建AtPUB18与绿色荧光蛋白基因(GFP)融合的瞬时表达载体并转化原生质体,激光共聚焦显微镜观察发现,AtPUB18-GFP融合蛋白分布在细胞核和细胞质中;构建AtPUB18与麦芽糖结合蛋白基因(MBP)融合表达载体并转化大肠杆菌表达融合蛋白,纯化后的蛋白进行泛素连接酶活性检测结果显示,在小麦泛素激活酶E1和人泛素结合酶E2存在时,AtPUB18具有泛素连接酶活性。研究表明,AtPUB18是一个有功能的泛素连接酶,定位在细胞膜和细胞质中,可能参与拟南芥对非生物胁迫的响应。     

盐胁迫对拟南芥AtPUB18基因的诱导表达及其启动子分析

用300mmol/L NaCl处理拟南芥幼苗,分别于处理后0、1、2、4、8、16、24、48h通过Northern Blot检测其AtPUB18基因的表达量。结果显示:拟南芥AtPUB18基因的表达量受高盐胁迫的诱导而升高,于处理后4h表达量达到最高,处理后16h表达量最低。采用PCR技术克隆AtPUB18的启动子,序列为1 974bp;序列分析发现启动子内含有大量与非生物胁迫相关的顺式作用元件,如HSE、LTR、MBS及ABRE;将启动子克隆到表达载体pCambia1300-221-GUS中,驱动报告基因GUS表达。组织化学染色结果表明,未经过高盐处理的幼苗中GUS基因表达水平很低;300mmol/L NaCl处理后GUS基因表达量显著升高。研究表明,AtPUB18的表达受高盐胁迫诱导,且AtPUB18基因的启动子是一个盐胁迫诱导型启动子。     

水稻NACA基因家族的鉴定及NACA2功能研究

该研究从水稻中鉴定了5个编码NACA蛋白的基因,并对其理化性质、结构、定位及表达进行分析,并针对NACA2的亚细胞定位及其在抗旱过程中的生物学功能进行了初步研究。结果表明：(1) 5个水稻NACA蛋白的氨基酸序列中含有多个保守的基序,NACA1-NACA4均含有NAC结构域和UBA结构域,但NACA5序列较短且不含UBA结构域;不同植物NACA蛋白的氨基酸序列进化关系与物种之间的进化关系高度统一。(2)组织表达模式分析发现,NACA1、NACA2和NACA3在不同水稻组织中具有较高的表达水平,尤其是在生殖器官中,但NACA4和NACA5在不同组织中的表达水平均很低;NACA基因的表达受到甘露醇、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、氯化钠(NaCl)、水杨酸(SA)及低温胁迫的诱导,其中NACA2和NACA5的表达变化最明显。(3)亚细胞定位表明,NACA2蛋白定位于细胞核和细胞质中。(4)与野生型相比,过表达NACA2拟南芥株系的萎蔫程度较轻,颜色较绿,显著降低了叶片的失水速率,且复水速度明显更快,并显著增强了对干旱和渗透胁迫的抗性。研究表明,NACA2正调控植物对干旱胁迫的抗性,为进一...     

水稻胁迫相关基因OsPM1启动子的克隆与分析

依据NCBI数据库OsPM1的序列信息,采用PCR技术扩增获取OsPM1的2 100bp的启动子序列。利用PLACE预测启动子的顺式作用元件分析表明,启动子内含有大量与胁迫相关的顺式作用元件,主要有ABA响应相关元件、脱水响应元件、低温响应元件、热激响应元件和转录因子结合元件。构建OsPM1的启动子和GUS基因融合表达载体,转入拟南芥。组织化学染色分析结果显示,非生物胁迫处理前,幼苗中GUS基因表达水平很低;干旱、低温、高盐等胁迫处理后,GUS基因表达量显著升高。研究表明,OsPM1的启动子能够显著提高在干旱、高盐和低温处理后下游基因的表达水平。     

内蒙古西部雅布赖盆地中侏罗世晚期植物群

首次报道产于内蒙古自治区西部阿拉善右旗雅布赖盆地红柳沟剖面中侏罗统新河组的 7属 1 2种植物化石 ,主要由真蕨纲和苏铁纲组成。真蕨纲有Gleichenites,Coniopteris和Cladophlebis等 ,苏铁纲有丰富的Otoza mites和Nilssonia ,Nilssoniopteris等。地质时代为中侏罗世中晚期 ,大致为巴通期到卡洛维期。     

棉花微管结合蛋白基因GhCLASP1的克隆与表达分析

CLASP蛋白(CLASPs)是一种能够特异地与微管结合,参与调节微管结构与功能的微管结合蛋白(MAPs),在植物细胞形成、细胞伸长等方面起着关键作用。该研究利用电子克隆结合RT-PCR技术从陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中克隆获得1个CLASP基因,命名为GhCLASP1(NCBI登录号为KP742966)。序列分析显示,GhCLASP1属于CLASP基因家族,开放阅读框长度为4 188bp,编码含1 395个氨基酸残基的蛋白;GhCLASP1蛋白含有1个HEAT重复结构域和2个CLASP-N端结构域。进化分析表明,GhCLASP1与可可树(Theobroma cacao)CLASP蛋白的亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,GhCLASP1在棉花的根、茎、叶、花及纤维发育的不同时期均有表达,且GhCLASP1基因表达量最大值出现在纤维发育次生壁加厚期(开花后27d),推测GhCLASP1基因可能对棉花纤维次生壁的形成起着重要的作用。利用本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达系统对GhCLASP1基因编码的蛋白进行亚细胞定位结果显示,GhCLASP1蛋白定位在细胞膜上。上述结果为进一步研究CLASP基因在棉花中的功能奠定了基础。     

利用废纸制造植物模型

在植物教学中,有时因季节关系,不能适时找到新鲜的实物来观察,就必须用标本或模型来代替。笔者曾制作了洋葱、马铃薯、番茄、茄子等一些模型,这些模型是利用废纸做的,比用蜡制要节省得多,制作方法如下:(一)材料:废纸(用易于透水的湘纸为最好,其它不易透水的不要)、浆糊水(很稀的浆糊)、棉纸、颜料、小刀、面盆、     

陆地棉PIP亚家族基因的克隆及表达特征分析

该研究以陆地棉苯基香豆满苄基醚还原酶(phenylcoumaran benzylic ether reductase,PCBER)氨基酸序列为探针,利用Blastp从陆地棉基因组数据库中发现了6个同源性较高的基因。根据6个基因序列设计引物,利用RT-PCR技术从陆地棉纤维细胞中克隆出了这6个基因的全长cDNA序列,分别命名为GhPCBER1、GhPCBER2、GhPCBER3、GhIFR、GhPLR1和GhPLR2。多重序列比对和进化树分析发现,6个蛋白均含有PIP类型蛋白的所有保守性基序和活性残基,属于PIP亚家族。实时荧光定量PCR结果显示,除GhPLR1之外其他5个PIP亚家族基因均在纤维细胞中优势或特异表达;在纤维发育过程中,GhPCBER1、GhPCBER2、GhPCBER3和GhIFR的表达均表现为先上升后下降,GhPCBER1和GhPCBER2在花后21d表达量达到最高,GhPCBER3和GhIFR在花后18d达到最高,GhPLR1和GhPLR2在纤维中的表达量呈持续上升趋势。根据基因的表达特征,推测PIP亚家族可能在棉纤维的发育过程中发挥着重要作用。