活性氧在植物非生物胁迫响应中功能的研究进展

活性氧(ROS)是植物在响应非生物胁迫过程中不可或缺的组成部分。适量的ROS可通过参与信号转导途径调节植物响应多种胁迫,而过量的ROS致使植物处于氧化应激状态。植物中每个亚细胞室都含有一套独立的ROS产生和清除途径,各自的ROS稳态水平及氧化还原状态也在不断发生变化,表现出各自独特的ROS特征。本文综述了近年来有关ROS在植物非生物胁迫响应过程中功能的研究进展及其在介导快速系统信号转导中的作用,为深入研究ROS在植物非生物胁迫响应中的功能提供参考。     

甘薯MADS-box转录因子IbMADS11-Like的克隆及胁迫响应分析

MADS-box蛋白在植物生长发育及抗逆等过程中均发挥重要功能。本实验室根据甘薯近缘野生种I.trifida基因组序列,在甘薯栽培种徐薯22（Ipomoea batatas（L.） Xu22）中克隆到一个STMADS11亚家族MADS-box基因,命名为IbMADS11-Like。实时定量RT-PCR分析表明,IbMADS11-Like基因在甘薯根中大量表达,并且随着块根的形成和膨大表达量逐渐降低,表明该基因可能参与了甘薯块根的发育过程。胁迫处理分析表明,IbMADS11-Like基因的表达受干旱、盐和高温的诱导,而低温则抑制其表达。此外,IbMADS11-Like基因对ABA、IAA、ZT、BR、ACC、JA及GA等激素的处理也有不同程度的响应,暗示IbMADS11-Like基因可能参与了甘薯生长发育及胁迫的调控过程。这些结果为进一步分析IbMADS11-Like基因在甘薯块根发育和胁迫响应中的功能奠定了基础。     

番茄SlMYBL基因的克隆、生物信息学及表达特性分析

MYB转录因子构成了植物体内最大的转录因子家族之一,参与植物生长发育和代谢,是一种重要的转录因子。根据NCBI数据库登录的番茄序列,通过RT-PCR方法从野生型番茄AC++中克隆得到全长为1 630 bp基因片段,生物信息学分析表明,该基因ORF为1 245 bp,编码414个氨基酸,该编码蛋白有保守的DNA结合域:MYB-like、C-末端和多个磷酸化位点,主要定位于线粒体基质和细胞质中,根据其结构域该基因命名为SlMYBL。二级结构预测显示SlMYBL蛋白含有26.33%的α螺旋,65.46%的无规则卷曲和6.28%的延伸链及1.93%的β折叠。表达模式分析表明,SlMYBL在成熟叶、茎及萼片中表达量较高。荧光定量PCR分析表明SlMYBL基因表达量受外源激素IAA、ABA等的诱导。非生物胁迫结果表明,在高温、低温、伤害和盐处理中该基因表达也受到不同程度的诱导。该实验结果为进一步研究SlMYBL基因在番茄生长发育过程中的功能奠定了基础。     

甘薯盐胁迫响应基因IbMYB3的表达特征及生物信息学分析

MYB转录因子具有多种生物学功能,在植物响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。该文从盐胁迫后的甘薯(Ipomoea batatas)水培苗转录组数据(RNA-seq)中筛选出2个受盐胁迫显著上调表达的MYB基因,分别命名为IbMYB3和IbMYB4。多种非生物胁迫和植物生长物质处理下的基因表达分析显示,IbMYB3受逆境诱导显著上调表达,暗示其可能参与甘薯非生物胁迫响应。生物信息学分析表明,IbMYB3开放阅读框长度为1059 bp,编码353个氨基酸残基,蛋白分子量为39.41 kDa,理论等电点(PI)为5.26,为酸性带负电的亲水性蛋白。亚细胞定位结果表明,IbMYB3蛋白定位于细胞核,具有较强的转录激活活性。上述结果表明,IbMYB3转录因子可能在甘薯非生物胁迫响应过程中发挥重要调控作用,研究结果为进一步探明IbMYB3基因的功能奠定了基础。     

番茄DEAD-box RNA解旋酶基因SlDEAH1的克隆及表达分析

DEAD-box RNA解旋酶是一种特殊的RNA分子伴侣,参与了RNA代谢,包括前体RNA剪接、核糖体合成、RNA降解以及基因表达,并对植物的发育和抗性等也具有重要作用。根据已报道的拟南芥DEAD-box蛋白,通过同源比对,在NCBI据库中筛选得到一个DEAD-box RNA解旋酶同源蛋白,命名为SlDEAH1,并根据其基因序列设计特异引物,应用RT-PCR方法从野生型番茄(Solanum lycopersicum)AC++中克隆得到了该基因的全长编码区序列。利用生物学网站、软件及实时荧光定量PCR方法,对其进行生物信息学、表达模式、胁迫及激素处理分析。结果表明:SlDEAH1包括2 073 bp的开放阅读框,编码690个氨基酸残基,其编码蛋白有9个保守结构基序,其所涉及到的ATP结合、ATP水解及RNA结合等功能对于解旋酶活性是至关重要的;表达模式分析表明SlDEAH1基因可能在野生型番茄萼片、叶片发育及果实成熟方面起到重要作用;高温、低温、脱水、伤害、盐胁迫不同程度的诱导了SlDEAH1的表达,但在根中该基因的表达受盐胁迫抑制;ABA、ACC、IAA、GA3、MeJA和ZT均不同程度诱导了SlDEAH1的表达,其中ABA诱导效应最为明显。这些结果为进一步研究SlDEAH1在番茄发育和胁迫响应中的功能奠定了基础。     

植物叶色白化研究进展

植物叶色白化是一类明显和常见的叶绿素缺失突变,在植物光合作用机理、激素生理、核一质基因组相互作用、遗传育种等理论研究和实际应用方面均具有无可替代的价值。主要综述了近年来国内外有关白化突变体与叶绿素合成的关系、影响白化的内外因素、相关基因的克隆以及克服白化的途径等方面的研究进展,旨在为深入研究植物叶色白化突变提供参考。