烟草乙烯转录因子ERF基因NtTOE3的克隆、载体构建及表达分析

ERF（Ethylene-responsive factor）是一类具有AP2特征结构域的乙烯应答转录因子,在响应植物的逆境胁迫应答中起关键作用。为明确ERF家族成员TOE3在烟草中的生物学功能和调控机制,同源克隆普通烟草K326中NtTOE3基因cDNA全长,利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）表征基因表达模式,结合生物信息学分析,对基因功能和调控机制进行初步预测。结果表明,该基因全长1 356 bp,编码451个氨基酸残基,预测分子量为49.84 ku。生物信息学分析表明,该蛋白是一个亲水蛋白,可能定位在细胞核,且与美花烟草（Nicotiana sylvestris）NsTOE3有96%的同源性,故命名为NtTOE3。组织表达分析发现,该基因在烟草根、茎、叶、花中均有表达,其中茎中表达量最高。逆境胁迫试验表明,该基因能快速响应低钾、高盐、干旱、H₂O₂、ABA和4℃等逆境处理。表明NtTOE3转录因子在烟草非生物胁迫中起着重要调节作用。     

马铃薯WRKY2基因的克隆和非生物逆境下的表达模式

马铃薯WRKY2基因的功能尚未见有报道,WRKY蛋白是近年来发现的一类重要转录因子家族,它们在植物应对生物胁迫、非生物胁迫和生长发育过程中起到关键的调控作用。该研究采用电子克隆法获得马铃薯WRKY2基因,该基因的编码区长度1 065 bp,编码355氨基酸,序列分析表明,该蛋白属于WRKY家族第二组成员,锌指结构为C-X5-C-X23H-X-H。构建系统发育树结果表明它与番茄WRKY7亲缘关系较近,氨基酸序列相似性达96%,与烟草中WRKY蛋白的相似性为86%,利用原核表达法在大肠杆菌中获得该蛋白。通过凝胶阻滞实验证明,该蛋白在体外能结合W-box元件,而且这种结合能被冷探针所竞争,同时也表明St WRKY2不能结合含有突变W-box DNA片段,证明St WRKY2与W-box结合具有特异性。通过实时荧光定量PCR技术分析该基因在根、茎和叶中的表达量,结果表明该基因主要在根中表达,其次是叶和茎。为进一步研究该基因可能参与的生理功能,对马铃薯组培苗进行10μmol/L低磷、10μmol/L低钾、200 mmol/L Na Cl、400 mmol/L PEG溶液和4℃低温处理,处理时间6 h,实时荧光定量PCR的结果表明该基因在低磷处理后表达量明显下降,在200 mmol/L Na Cl和400 mmol/L PEG处理6 h后表达量明显升高,但在10μmol/L低钾和4℃低温处理后表达量与对照相比无明显变化。说明St WRKY2能响应低磷、Na Cl和PEG这三种非生物逆境胁迫。研究结果可为进一步深入研究马铃薯WRKY2基因的功能奠定基础。     

中国东北落叶松属植物rbcL 基因的序列分析及系统演化

长白落叶松的分类位置及与兴安落叶松的种间关系, 长期以来未有定论。本研究从大兴安岭、小兴安岭及张广才岭等6 个地点采集实验材料, 对其叶绿体DNA 的rbcL 基因进行PCR-RFLP 分析并测序。结果显示它们的rbcL 基因序列均没有差异, 表明东北地区落叶松属植物有共同起源。在系统演化上, 长白落叶松来自兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.), 应作为兴安落叶松的变种即L.gmelinii Rupr.var.olgensis Ostenfeld et S.Larsen     

植物低磷胁迫适应机制的研究进展

磷对植物生长发育起到至关重要作用。但是土壤中存在大量植物不可利用的磷。根际周围非常低的有效磷含量是限制植物生长的因素。植物在遭受低磷胁迫时,其根形态、磷酸酶、有机酸、磷转运体等方面会产生一些适应机制。论述了这些机制最新研究进展．并对这一问题的研究方向进行展望。     

烟草NtCBL1基因的克隆、表达载体构建及表达分析

CBL是一类Ca²⁺感受蛋白,在植物适应或抵制逆境胁迫的过程中发挥重要的作用。从烟草品种K326中克隆到了一个CBL1的同源基因,该序列包含了一个642 bp的开放阅读框,编码一个由213个氨基酸残基组成的蛋白,预测分子量为24.5 kDa,等电点为5.03。同源性分析结果显示,该基因与林烟草CBL1、甜辣椒CBL1等具有较高的同源性,故命名为NtCBL1。生物信息学分析表明,NtCBL1具有CBL家族保守的EF-hand钙结合结构域。组织表达分析发现该基因在成熟期的根、茎、叶、花中均有表达,在根中的表达量最高。逆境胁迫实验表明,该基因表达受低钾、高盐、干旱、ABA和低温诱导调控,参与烟草生物与非生物逆境胁迫的响应。并成功构建了NtCBL1-pBI121过表达载体。研究结果为解析NtCBL1在响应逆境胁迫的功能奠定一定理论基础。     

马铃薯StKUP12的表达及参与钾营养的功能研究

旨在初步探究StKUP12的钾转运功能,为该基因在钾营养方面的进一步研究奠定基础。通过同源克隆得到StKUP12,对该基因进行生物信息学分析、表达分析以及钾营养缺陷型酵母互补试验。结果显示,StKUP12全长2 547 bp,编码848 个氨基酸,蛋白分子量93.9 kD,理论等电点6.59,预测含有K^+转运结构域和磷酸化位点。StKUP12蛋白与潘那利番茄(Solanum pennellii)同源性较高,达98.00%;与巴西橡胶树(Heava brasilliersis)同源性较低,为77.74%。表达分析显示,该基因在根、茎、叶、顶芽和芽眼中均有表达,同时受低钾、高盐、ABA和PEG胁迫的调控。酵母互补试验表明该转运体具有吸收外界K^+的功能。实验结果表明StKUP12属于钾离子转运体,具有高亲和性的钾离子吸收功能。     

干旱对中国林蛙体长生长的影响

运用椎骨年轮返算体长方法,分析了干旱年,正常年天津蓟县中国林蛙第1至第3年龄体长增长量。结果表明,干旱年体长生长减缓,t-检验差异显著或差异极显著。证实了代偿性生长在两栖类上存在。做不同年份体长分布频率图比较之间差异,干旱年秋季出现大量体长极小的性成熟个体♂♂＜41mm,♀♀≤40mm,干旱年中国林蛙种群优势年龄组比正常年的推迟一年。     

龙牙木天然种群遗传多样性及遗传分化

采用水平切片淀粉凝胶电泳测定东北地区分布的4 个龙牙木种群的遗传结构。统计分析了10 个酶系统的11 个位点, 结果表明:龙牙木种群内存在着丰富的遗传变异, 多态位点百分率72.73%, 等位基因平均数为1.72, 期望杂合度为0.5617, 遗传一致度和遗传距离为0.9865和0.0133。这个结果与前文对其形态特征和薄层色谱特征分析所得结果基本一致, 充分说明区域龙牙木属于同一种物种的两个变种。