日光紫外线B辐射对甜荞苯丙烷代谢的影响

对甜荞(Fagopyrum esculentum Moench)苯丙烷次生代谢受紫外线B辐射的响应进行了研究.结果表明:不仅卢丁、槲皮素等黄酮类化合物含量在紫外线B辐射下显著升高,而且叶片苯丙烷单环酚类化合物,如阿魏酸含量等也大幅度升高,两类化合物的应激提高对甜荞的UV-B胁迫提供了重要的保护作用.     

胡杨PeNAC121基因启动子的分离鉴定和胁迫应答模式分析

为了探究NAC转录因子家族成员在胡杨（Populus euphratica）逆境胁迫中的响应和调控机制,利用PCR技术从胡杨中克隆了PeNAC121基因的启动子序列,并采用生物信息学工具对该启动子的结构特征进行了分析,最后利用该启动子驱动GUS报告基因在三倍体毛白杨（Populus tomentosa）中表达,并对获得的转基因植株采用不同胁迫处理后进行了GUS染色和酶活性定量分析。结果表明,克隆获得的PeNAC121基因的启动子长度为1 997 bp（起始密码子ATG上游）,启动序列中除了含有大量的光响应元件,还含有多个与非生物逆境胁迫和激素响应相关的元件,如低温响应元件LTR、干旱响应元件MBS、防卫和胁迫响应元件TC-rich repeats、脱落酸（ABA）响应元件、以及赤霉素（GA）响应元件等。基因的组织表达模式检测结果显示,PeNAC121基因主要在茎中表达,在根和叶中的表达较少。GUS组织化学染色和酶活性检测结果表明,胡杨PeNAC121启动子显著受到NaCl、甘露醇、ABA和4 ℃低温的诱导表达。由上述结果推测PeNAC121基因与胡杨的逆境胁迫应答密切相关,表明该基因的启动子是一个能够应答多种逆境胁迫的诱导型启动子。本研究为阐明PeNAC121基因在胡杨逆境响应和调控中的作用机制提供理论参考。     

利用分析Unigene在转录组中表达模式的方法拼接盐角草铵转运基因

RNA-seq技术能够全面快速地获得物种在某一状态下的转录本序列信息,但测序并组装后的大量Unigene往往不包含完整ORF(Open reading frame)。转录组库具有一定的冗余性,存在着属于同一个转录本的Unigene,这些Unigene因为无重叠区不能拼接而存在转录组库中。基于这种情况,为了拼接铵转运蛋白家族Unigene,首先挑选注释为AMT(Ammonium transporter)且ORF不完整的所有Unigene(5条),通过分析Unigene在4个转录组的表达模式,其中2条Unigene(Uni4和Uni5)具有相同的表达模式,推测可能来自同一转录本。然后通过NCBI blastx将这2条Unigene与参考物种的AMT蛋白质比对,确定其在转录本的位置及序列相互间没有交叠(如果两条编码序列相互交叠则不能组成同一个转录本)。结果发现Uni4和Uni5分别位于参考转录本5′端和3′端位置,因此假定它们属于同一个转录本,中间空缺约120 bp未知序列。通过试验验证,分别在Uni4和Uni5上设计单正向引物和单反向引物,PCR扩增得到约800 bp片段,将其测序并与两条Unigene比对,证实Uni4和Uni5属于同一转录本且获得了缺失的未知序列。最终拼接得到1 667 bp序列,包含1 482 bp完整ORF,编码494个氨基酸,通过系统进化分析将其归类为amt1亚家族,命名为Seamt1。生物信息学手段预测Se AMT1蛋白与已知的其他物种AMT性质相似。本研究采用转录组Unigene表达模式聚类的方法挖掘潜在的同一转录本Unigene,并且通过另外两组Unigene检验了该方法的可行性。这一便捷方法有助于转录组中Unigene的延伸和拼接,有助于完整ORF的获得及后期基因功能研究。     

紫外线B辐射与植物体内酚类次生代谢的关系

概述了植物酚类次生代谢产物对紫外线B(UV—B)增强引起的辐射伤害的防御作用,酚类次生代谢与其它防护机制的相互关系。     

番茄SlWRKY31基因启动子的克隆与逆境应答模式分析

该研究以野生型番茄（Solanum lycopersicum）为材料,采用PCR技术克隆得到了番茄 SlWRKY31 基因起始密码子 ATG 上游启动子序列,并利用该启动子驱动 GUS基因在野生型番茄中表达,对获得的转基因番茄采用不同胁迫处理后进行GUS 染色和定量分析。结果表明：（1）序列分析显示,该启动子全长1 849 bp,含有多个与非生物胁迫和激素响应相关的顺式作用元件,主要包括热胁迫响应元件 HSE、干旱诱导响应元件 MBS、防卫和胁迫响应元件 TC rich repeats、创伤诱导响应元件 WUN motif、脱落酸（ABA）响应元件 ABRE 和水杨酸（SA）响应元件 TCA element。（2）实时荧光定量 PCR 结果显示,SlWRKY31 基因呈组成型表达模式,且在叶和果实中表达量较高,茎中较低;在NaCl、甘露醇、SA、ABA 和42 ℃ 高温的胁迫处理下,其表达量显著升高。（3）构建 SlWRKY31 启动子和 GUS 基因融合的植物表达载体,并通过农杆菌介导法将其转化野生型番茄,对获得的转基因番茄进行 GUS 组织化学染色分析结果显示,SlWRKY31 基因在番茄的各个组织（根、茎、叶、花、果实和种子）中均有表达,表明 SlWRKY31 启动子是组成型表达启动子。（4）对转基因番茄在不同胁迫处理后的 GUS 染色和定量分析显示,SlWRKY31 启动子显著受到NaCl、甘露醇、SA、ABA 和42 ℃ 高温的诱导表达,说明该启动子是一个可以响应多种逆境胁迫的诱导型启动子。     

超富集植物重金属吸收转运机制的研究进展

简要概述了近年来重金属超富集植物在重金属吸收、转运和耐毒机制的一些进展．以及抗生物胁迫的可能机制。     

Physiological responses of two poplar species to high boron stress

 近年来国外学者发现杨树(Populus spp.)对硼表现出很强的富集能力和极强的耐受能力, 但其耐硼胁迫的生理机制和种间差异仍不清楚。该研究通过两年的硼梯度控制试验, 探讨了硼胁迫对欧洲黑杨杂交种俄罗斯杨(Populus russkii)和银白杨变种新疆杨(P. bolleca)的生长和生理指标的影响。结果表明, 新疆杨的耐高硼能力高于俄罗斯杨, 其高硼伤害阈值(EC10)为35 mg·kg^–1, 俄罗斯杨为19 mg·kg^–1。两种杨树的过氧化氢酶(CAT)和愈创木酚过氧化物酶(Gu-POD)活性随硼浓度升高而升高, 超过EC10后显著下降。尽管两种杨树的叶绿素含量和光化学效率在硼胁迫下降低, 但抗硼胁迫能力较强的新疆杨仍然保持了较高的叶绿素a/b值和热耗散能力(非光化学淬灭升高), 因此有效地保护了该树种的光合能力。两种杨树的可溶性糖含量随硼胁迫加重而适应性升高, 以维持其抗渗透能力, 但其叶片可溶性蛋白含量仅在中低强度的硼胁迫条件下有所升高。该研究明确了两个富集硼的杨树种对高硼胁迫的生理响应及其种间差异。     

盐胁迫下盐角草 Na ＋／H ＋转运基因表达分析

Na＋/H＋逆向转运蛋白具有调节细胞内离子浓度及维持pH值稳定的作用,是植物抵御盐胁迫的重要因子。从盐角草RNA-Seq数据中筛选Na＋/H＋逆向转运蛋白序列,利用生物信息学手段,拼接得到5条Na＋/H＋逆向转运蛋白完整cDNA序列,通过与NCBI已有序列比对分析,将其命名为SeNHX1、SeNHX3、SeNHX4、SeNHX5和SeN-haD。考察盐角草Na＋/H＋逆向转运蛋白在两种盐分变化情况下的表达变化：1）从无盐处理转移到200 mM NaCl处理;2）从200 mM NaCl培养基转移到无盐培养基。结果表明：SeNHX4的表达量非常低,在地下部几乎检测不到;SeNhaD在地上部的表达量是地下部的2倍左右,说明NhaD主要在盐角草地上部发挥作用;SeNHX1、SeNHX3和SeNHX5的表达量明显高于其他两个基因,对盐角草的耐盐机制起到更大的作用,并且SeNHX1和SeNHX5受盐分诱导表达,表达量与盐浓度呈正相关,可能在盐角草耐盐调控网络中发挥重要作用。综上,NHX基因家族和NhaD的表达量受到基质中盐分的调控作用,其表达在盐分处理或者盐分去除1～3d后发生变化。研究结果有助于阐明盐角草NHX基因家族和NhaD对盐分的响应特点。     

茉莉酸和乙烯信号途径参与了油菜菌核病防卫反应

茉莉酸(JA)和乙烯(ET)介导的信号防卫反应在植物抗病性方面具有重要作用。用核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)分别接种甘蓝型油菜(Brassica napus)抗病品种中双9号和感病品种84039,通过荧光定量RT-PCR方法探测JA和ET的关键合成基因及其信号途径标志基因的相对表达水平。结果显示,S.sclerotiorum在这两个品种中都能够诱导这些基因的表达,并且这些基因的相对表达水平在中双9号中显著高于84039;甲基茉莉酸(MeJA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)的药理学实验结果显示JA和ET信号反应能够相互促进,并且JA和ET信号反应本身存在自我放大的功能。这些结果表明茉莉酸和乙烯信号转导途径参与了甘蓝型油菜菌核病防卫反应。