核桃JrNPR1基因的克隆与抗病响应潜力

病程相关基因非表达子NPR1（Nonexpressor of pathogenesis-related gene 1）基因,在植物抗病过程中起核心调控作用。核桃（Juglans regia）是我国乡村振兴的重要经济油料树种,其生长和产量严重受病虫害制约。为探索核桃抗病生理机制,筛选抗病基因,以‘香玲’核桃为试材,克隆获得JrNPR1基因,对其基本生物信息和病害响应进行分析,预测JrNPR1响应病害的功能。结果显示：JrNPR1基因开放读码框（ORF）长1 782 bp,包含593个氨基酸,理论等电点为6.40;与杨梅（Morella rubra）、蓖麻（Ricinus communis）等同源蛋白进行多序列比对,发现均有NPR1-like-C保守结构域,且JrNPR1与杨梅和欧洲栓皮栎（Quercus suber）等的同源蛋白具有较近的进化关系。其上游1 233 bp启动子中含有多种与植物抗病相关的顺式作用元件,如,WRKY71OS。在胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）、矩圆黑盘孢菌（Melanconium oblongum）、黄单胞菌（Xanthomonas campestris）等病原处理下,JrNPR1被显著诱导,且其表达在水杨酸（Salicylic acid,SA）存在下高出单一病原处理的1.31~178.89倍。表明JrNPR1基因可能是抵抗核桃炭疽病、枝枯病、细菌性黑斑病的重要基因,且涉及SA信号通路。     

过表达ThVHAc1对拟南芥V-ATPase各亚基表达的影响

V-ATPase是多亚基复合蛋白,其c亚基负责V-ATPase的组装及质子通道的形成。本研究拟分析盐胁迫下过表达ThVHAc1基因拟南芥V-ATPase各亚基的表达,探讨过表达外源c亚基对拟南芥V-ATPase全酶响应盐胁迫表达模式的影响。实时荧光定量PCR结果显示,盐胁迫下,过表达外源ThVHAc1拟南芥V-ATPase 28个亚基的表达发生了明显改变,且拟南芥5个c亚基的表达均不同程度的被抑制。表明外源ThVHAc1基因能影响拟南芥V-ATPase各亚基的表达以调节V-ATPase全酶的活性,但各亚基的表达模式与V-ATPase活性非简单对应关系,各亚基互相协调决定V-ATPase活性。     

构树转录因子BpbZIP1的鉴定及镉胁迫响应分析

重金属污染不仅影响土壤有效面积,限制植被分布,也会对食物链和人体健康造成危害,其中镉（Cd）污染尤为突出。选择重金属耐受性强的植物应用于尾矿区的土壤修复亟待进行。构树（Broussonetia papyrifera）是重金属污染土壤的先锋树种,为探明构树响应重金属胁迫的分子机制,本研究从构树中克隆获得1个碱性亮氨酸拉链（basic leucine zipper,bZIP）转录因子（命名为BpbZIP1）,对其基本生物信息、Cd胁迫响应及转化酵母的功能进行分析,预测BpbZIP1响应Cd的功能。结果显示,BpbZIP1基因开放阅读框长1 713 bp,编码的蛋白含570个氨基酸,分子量为62 902.38 Da,等电点为4.62。与拟南芥（Arabidopsis thaliana）AtbZIP1具有较近的进化关系。在150 μmol·L^-1 CdCl₂处理下,BpbZIP1基因能被不同程度的诱导表达,在3 h时BpbZIP1在根中的表达为对照的17.4倍。将BpbZIP1转入酵母能显著提高转基因酵母的抗Cd能力,当浓度高于0.6%时,转基因酵母的生长活力是对照的1.54~1.71倍。以上结果表明BpbZIP1基因能积极响应Cd胁迫,其表达可改善Cd胁迫耐受力,是构树Cd胁迫响应的重要基因。     

漆树TvMYB1基因的鉴定及干旱响应潜力分析

该研究筛选漆树MYB转录因子家族成员,经同源比对、开放读码框(ORF)、序列基本特征等分析,选取其中的TvMYB1进行基本生物学信息及逆境表达分析。以一年生漆树(Toxicodendron vernicifluum)盆栽苗为材料,采用RT-PCR技术克隆漆树TvMYB1基因的cDNA,以漆树茎和根部的cDNA为模板对漆树TvMYB1基因进行克隆,采用实时荧光定量(qRT-PCR)分析经PEG6000胁迫后其在根部、茎、叶片中随处理时间的表达变化。结果表明:(1)生物信息学分析显示,TvMYB1基因ORF长900 bp,编码蛋白含299个氨基酸,分子质量为32.45 kD,理论等电点为9.51,其蛋白结构含有1个MYB不完全重复子结构域,属于1R-MYB类,亚细胞定位在细胞核内。(2)进化树分析显示,TvMYB1基因编码蛋白与阿月浑子(Pistacia vera)、可可豆(Theobroma cacao)、柑橘(Citrus sinensis)的MYB蛋白具有较近的亲缘关系。(3)qRT-PCR分析结果显示,经PEG6000处理后,TvMYB1在漆树不同组织中均可被诱导表达,在叶片中的表达量最高,而在根和茎中表达量相对较低。随处理时间延长,TvMYB1在根部和茎中的表达有递增的趋势,在叶片中则相反。研究认为,TvMYB1受渗透胁迫诱导,在漆树干旱响应中具有一定作用,是漆树逆境适应机制研究的重要候选基因。     

核桃JrsHSP17.3基因克隆及温度胁迫响应模式分析

通过分析核桃（Juglans regia）转录组,鉴定获得核桃热激蛋白家族sHSP17.3基因的全长cDNA序列,命名为JrsHSP17.3。JrsHSP17.3基因开放读码框474 bp,编码产物含157个氨基酸,分子量为17.64 kD,理论等电点为5.35。为了研究该基因表达的组织特异性及温度响应模式,采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法,对高温和低温胁迫下JrsHSP17.3基因在根、茎、叶中的转录水平进行分析。结果显示,JrsHSP17.3基因在不同组织中均有表达;经高温（36 ℃～52 ℃）和低温（16 ℃～6 ℃）处理后,JrsHSP17.3基因均可被显著诱导,其中12 ℃胁迫1 h表达最高,为对照（非处理情况）的142.02倍。研究表明核桃JrsHSP17.3基因能够响应冷热温度胁迫,为进一步研究JrsHSP17.3基因的抗寒耐高温特性奠定基础。     

核桃WD40转录因子JrATG18a基因的克隆及逆境响应

WD40转录因子在植物逆境响应中具有重要作用。本研究克隆获得核桃的一条WD40家族的自噬相关蛋白(Autophagy-related protein)18a基因(JrATG18a),通过生物信息学和基因表达技术,分析不同非生物及植物激素处理下JrATG18a基因的表达规律,预测JrATG18a的基本生物功能。结果显示,JrATG18a的开放阅读框(ORF)为1371 bp,编码蛋白含456个氨基酸,分子量为50.746 k D,理论等电点为5.97。与草莓、苹果、碧桃等具有较近的进化关系。其启动子含有热激响应(HSE)、低温胁迫(LTR)、水杨酸(SA)响应等相关元件。表达分析发现JrATG18a基因在热、寒、旱、SA、茉莉酸甲酯(Me JA)、脱落酸(ABA)处理下能被不同程度的诱导,且体现出根和叶的表达差异。这些结果表明,JrATG18a基因能响应逆境参与核桃适应不良环境,可作为核桃抗逆分子育种的重要候选基因。     

核桃JrGRAS2基因响应热胁迫的表达及功能分析

GRAS转录因子在植物响应逆境中起重要作用。为更好的了解核桃（Juglans regia）在逆境胁迫下的适应机制,本研究从‘香玲’核桃转录组中克隆获得一条GRAS基因（命名为JrGRAS2）,对其在不同高温胁迫下的表达进行分析,并将该基因插入酵母表达载体pYES2中构建重组载体pYES2-JrGRAS2,将pYES2-JrGRAS2转入酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）INVSCI,同时以转化pYES2的重组酵母作为阴性对照,在酵母表达系统中研究该基因的抗热胁迫功能。结果显示,该基因开放读码框（ORF）全长1296bp,拟推导的蛋白分子量为47405.83Da,含有氨基酸数为431,理论等电点为5.66。在热胁迫下,JrGRAS2基因被显著诱导,特别是在36℃胁迫0.5h的茎内,其表达相对于对照被上调了335.5倍。对两种酵母进行热胁迫,发现转JrGRAS2基因酵母表现出较对照更高的生存活性。表明JrGRAS2基因具有响应热胁迫的能力,且能提高酵母的抗性,JrGRAS2基因可作为核桃逆境应答的重要候选基因。     

“工业微生物”课程思政元素引入及评价

把立德树人作为中心,把思政工作贯穿全程是新时期高等教育的重要使命。课程思政元素引入是当前高校教育实现"立德树人"根本任务的重要观念与方法。通过问卷调查方式,从学生层面了解到高校教育课程思政建设的重要性及需求必要性。在课程实施思政建设过程中,以经典案例为依托,结合课程实际知识点,融入思政元素,并通过改革教学方式方法,实现课程思政功能。案例与课程应具有较强相关性,且必须典型。思政元素应多元、有效、智趣,且亲和性突出。因此,高校专业课程应有效融合不同教学方法,引入恰当有趣的思政元素,高效实现课程思政功能,达到课程育人的目的。     

刚毛柽柳ThDREB基因在酵母中的表达及抗逆能力分析

DREB蛋白能特异地与DRE（dehydration responsive element）顺式作用元件结合,从而调控下游多个与逆境相关基因的表达,在植物对多种逆境胁迫的应答反应中起重要调节作用。为了研究刚毛柽柳ThDREB基因是否具有抗逆功能,将ThDREB基因插入到酵母表达载体pYES2中构建成重组载体,转入酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中获得重组型酵母。分别比较转ThDREB基因酵母和转空载体对照酵母在山梨醇、H₂O₂、CdCl₂、NaCl、Na₂CO₃、MgCl₂、-20℃胁迫处理之后的存活能力。结果显示,ThDREB基因能有效提高转基因酵母的抗干旱、盐、碱、氧化、重金属及低温胁迫的能力,表明ThDREB基因可能参与了柽柳多种抗逆调控过程。