柠条锦鸡儿CkGR基因克隆及功能分析

通过RACE技术从柠条锦鸡儿中克隆得到一个新的GR基因,全长2 122 bp,包括5'非翻译区(5'-UTR)57 bp,3'非翻译区(3'-UTR)415 bp,开放阅读框(ORF)1 650 bp,编码550个氨基酸,推测的蛋白质分子量为59.2k Da,理论等电点为8.2,命名为Ck GR。Ck GR与鹰嘴豆Ca GR的同源性较高,为90.1%。利用染色体步移法克隆得到Ck GR起始密码子ATG上游648 bp的启动子序列,Plant CARE软件分析表明,该序列具有启动子的基本元件CAAT-box和TATA-box以及多种与逆境胁迫相关的顺式调控元件。实时荧光定量PCR分析表明,Ck GR在柠条锦鸡儿的根、茎和叶中均有表达,没有组织特异性;Ck GR的表达受低温、高盐和干旱胁迫的诱导,表明Ck GR在柠条锦鸡儿适应低温、高盐和干旱胁迫的过程中发挥作用。     

柠条锦鸡儿CkLEA1基因克隆及表达分析

植物受到逆境胁迫后,大量逆境响应基因会被诱导表达,LEA蛋白编码基因就是与植物抗旱、抗冷等非生物胁迫密切相关的一类基因.从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一条LEA蛋白编码基因并进行了克隆.序列比对与系统进化分析显示该基因属于LEA3基因家族成员,命名为CkLEA1(GenBank登录号是KC309408).克隆得到该基因gDNA长469bp,包含两个外显子和一个内含子;cDNA长357bp,包含300bp的开放阅读框,推导编码99个氨基酸的蛋白质.利用荧光定量PCR技术对CkLEA1基因在各种逆境胁迫条件的表达情况进行初步研究表明,CkLEA1受干旱、ABA、冷、热、盐和碱等处理不同程度地诱导,推测其与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫的机制有关.     

柠条锦鸡儿CkLEA4基因克隆及表达分析

LEA蛋白是一种与植物抗逆相关的胚胎发育晚期丰富蛋白。该研究从已构建的柠条锦鸡儿干旱胁迫抑制削减杂交文库中筛选到1条LEA蛋白编码基因的部分序列,用RACE技术扩增得到该基因cDNA全长并对其进行了克隆。测序表明该基因cDNA长870bp,其中开放阅读框长510bp,编码169个氨基酸,推测蛋白分子量为17.03kD,等电点为9.3,是一种亲水蛋白。序列比对和系统进化分析表明,该基因属于LEA4基因家族成员,命名为CkLEA4。实时荧光定量PCR检测发现,CkLEA4基因在干旱、ABA和NaCl处理下均受到不同程度的诱导,说明CkLEA4基因可能与柠条锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

基于ITS序列和trnL-F序列探讨小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的种间关系

中间锦鸡儿Caragana davazamcii Sancz.的分类处理一直存在争议, 它与小叶锦鸡儿C. microphylla Lam.和柠条锦鸡儿C. korshinskii Kom.的关系尚不清楚。该种被处理为一个独立的种或后两个种的变种。本文利用ITS序列和叶绿体trnL-F序列, 综合形态和地理分布, 探讨了中间锦鸡儿的起源及与另外两个种的种间关系。结果显示, 中间锦鸡儿的trnL-F序列与小叶锦鸡儿完全一致, 而与柠条锦鸡儿有明显差异。中间锦鸡儿的ITS序列高度纯合, 不支持该种可能是杂交起源的假设。相反, 另外两个种的ITS序列均出现多个位点杂合, 克隆后均得到2种不同的序列。中间锦鸡儿的ITS序列与小叶锦鸡儿2种序列中的1种完全一致。该结果表明, 中间锦鸡儿可能作为亲本之一参与了小叶锦鸡儿的杂交起源, 或者基因流是造成这两个种形态相似的主要原因。中间锦鸡儿与柠条锦鸡儿形态上的相似可能是趋同进化的表现。     

丹参肉桂酰辅酶A还原酶基因克隆与生物信息学分析

分析丹参转录组数据库,获得一条新的肉桂酰辅酶A还原酶(cinnamoyl-CoA reductase,CCR)基因,命名为SmCCR-2(GenBank注册号为JF784010)。该基因包含一个长为966 bp的完整开放读码框,编码321个氨基酸残基。生物信息学分析显示,SmCCR-2编码的蛋白具有NWYCY基序,属于NABD_Rossmann超家族,相对分子量为35.80 kD;预测SmCCR-2为中性亲水的稳定蛋白,存在跨膜结构域。实时荧光定量PCR结果表明,SmCCR-2基因在丹参各组织都有表达,茎中表达量最高。其表达受到病原菌的影响,表明SmCCR-2基因可能与植物防御反应有关。     

柠条锦鸡儿F3H基因克隆及功能分析

柠条锦鸡儿为豆科灌木,对各种环境胁迫具有较强的适应能力,类黄酮是天然的抗氧化剂,花青素属类黄酮化合物,逆境胁迫会影响植物体内花青素的合成,而黄烷酮3-羟化酶(F3H)是花青素生物合成所必需的一种关键酶。该研究成功分离克隆了柠条锦鸡儿的F3H基因,命名为CkF3H。CkF3H基因的开放阅读框(ORF)为1095 bp,编码364个氨基酸,推测的蛋白质分子量为41.3 kDa,理论等电点为5.9。生物信息学分析发现,CkF3H基因序列与其它植物F3H有较高的一致性,推测CkF3H蛋白与其它植物F3H蛋白具有相似的功能。利用染色体步移法克隆得到CkF3H起始密码子ATG上游468 bp的启动子序列,PlantCARE软件分析表明,该序列具有启动子的基本元件CAAT-box和TATA-box以及多种与逆境胁迫相关的顺式调控元件。实时荧光定量PCR分析表明,CkF3H在柠条的根、茎和叶中均有表达,没有组织特异性;CkF3H的表达受低温、高盐、干旱和高温胁迫的诱导,并且在低温胁迫下,CkF3H的表达还受到光周期的影响。综上所述,研究结果表明CkF3H基因在柠条锦鸡儿适应低温、高盐、干旱和高温胁迫的过程中发挥作用。     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性Ⅰ.生态学和RAPD证据

植物种群调查结果证实,小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、中间锦鸡儿(C.davazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C. korshinskii Kom.)在内蒙古高原形成地理替代分布.种群分布、分类、形态、生长发育和遗传结构研究结果表明,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是连续的、渐变的,三个种在内蒙古高原自东向西形成一个地理连续渐变群.分析内蒙古高原的气候变迁和小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿及柠条锦鸡儿的地理替代分布状况认为,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是适应环境演化的结果.     

树锦鸡儿、柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿和鹰嘴豆干旱适应能力比较

对1年生豆科作物鹰嘴豆Rupali品种和Almaz品种以及多年生植物树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿叶相对含水量和叶水势对逐渐干旱胁迫的响应进行了分析,比较了两类植物的干旱适应能力。结果表明鹰嘴豆叶相对含水量随叶水势的下降线性下降,树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿叶相对含水量在叶水势分别下降到-2.4MPa、-2.5MPa和-1.5 MPa之前没有下降,之后随水势的下降线性下降。树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿这种叶相对含水量下降的滞后性表明该类植物叶具有较硬而弹性较差的细胞壁,使得植物在干旱胁迫下叶具有良好的保水能力。鹰嘴豆叶具有的最低水势为-4.5MPa,对应的土壤相对含水量为14％,锦鸡儿植物叶具有的最低水势可达-6.7MPa,对应的土壤相对含水量为6％,说明锦鸡儿植物比鹰嘴豆具有更好的干旱适应能力,这种能力可能取决于锦鸡儿植物体内大量渗透调节物质的累积。     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性Ⅱ.光合特性和水分代谢特性

研究了不同地区(117.6°～105.7°E,44.6°～38.8°N)分布的小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla Lam.)、中间锦鸡儿(Caraganadavazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)种群的光合特性和水分代谢特性.结果发现:(1)由东向西小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿净光合速率对光合有效辐射的响应增强;净光合速率达到最大值时所对应的空气湿度依次下降;净光合速率达到最大值时所对应的气温依次增加.光合日进程午前优势逐渐升高,光合速率逐渐升高,光能利用率逐渐升高,蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率显著升高,叶含水量逐渐降低,植株逐渐采取低蒸腾、高光合的节水对策.这些生理变化与它们分布区的光、温、湿条件相适应.这是小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿发生地理替代分布的生物学基础.(2)小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿光合系统对光合有效辐射、空气湿度和气温的适应都表现出连续性,而且这种连续性与环境的梯度变化相一致.不同种、不同地点光合日进程、日净同化积累值、蒸腾日进程、日蒸腾积累值、水分利用效率以及叶含水量日变化也随经度自东向西呈连续变化.光合特性和水分代谢特性表明小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的地理替代分布是连续过渡的,是一个连续地理渐变群.     

沙枣和柠条种子萌发期耐盐性研究

采用室内控制实验的方法,系统研究了沙枣和柠条种子萌发、生长、活力以及生理过程;对萌发、生长及活力指标与盐胁迫进行相关与回归分析,发现了实验室条件下沙枣和柠条种子萌发期的耐盐临界值;对生理指标与盐胁迫,生理指标与相应的萌发及生长指标进行相关性分析,在生理水平对沙枣和柠条种子萌发期对盐胁迫的响应进行了解释。主要结果包括：(1)胚根相对干重含水量与盐胁迫无相关性,初始萌发时间、休眠率以及死亡率与盐胁迫呈显著正相关,其它指标均与盐胁迫呈显著负相关;(2)胚根相对干重含水量与萌发种子初期生长无相关性,休眠率、死亡率与萌发率呈显著负相关,其它指标均与初期生长呈显著正相关;(3)受盐胁迫的抑制程度：萌发速度>萌发启动>萌发率;胚根生长>胚轴生长>萌发率;(4)种子萌发期,沙枣耐盐性强于柠条,两者耐盐临界值均高于0.1 mol·L^-1。     

柠条锦鸡儿小孢子发生和雄配子体发育

利用常规石蜡切片技术对柠条锦鸡儿小孢子发生及雄配子体发育的过程进行了观察,为柠条锦鸡儿生殖生物学提供基础资料。结果表明:(1)柠条锦鸡儿雄蕊花药4室,花药壁完全分化时,由外到内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层,花药壁发育为基本型;表皮细胞1层,发育过程中始终存在;药室内壁在花药成熟时形成带状纤维层加厚;幼小花药壁的中层1～2层细胞,在花药发育成熟时退化消失;绒毡层1层细胞,腺质绒毡层,花药成熟时消失。(2)小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型,产生四面体型和左右对称型小孢子。(3)成熟花粉粒为二细胞型,扫描电镜下观察其成熟花粉粒为圆球形,外壁近光滑。(4)花粉母细胞分裂后形成的四分体小孢子中出现多核仁现象,核仁数在2～6个范围变化,推测这可能和末期Ⅱ核仁融合的不彻底有关。研究发现,柠条锦鸡儿小孢子发生和雄配子发育过程没有发现异常现象。     

柠条锦鸡儿籽油体外抗真菌作用及其机制研究(英文)

参照美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)推荐的《产孢丝状真菌的液基稀释法抗真菌药物敏感性试验方案》(M38-A),测定超临界CO2萃取的柠条锦鸡儿籽油对3种(每种15株)临床常见的皮肤癣菌的最低抑菌浓度(MIC);高效液相色谱法研究柠条锦鸡儿籽油对真菌细胞膜麦角甾醇生物合成的影响以探讨其作用机制。结果表明柠条锦鸡儿籽油对犬小孢子菌、须癣毛癣菌、红色毛癣菌的MIC范围分别为64～512μg/mL、32～512μg/mL、64～1024μg/mL;高效液相色谱法检测显示,与其生长对照菌相比,籽油作用的皮肤癣菌细胞膜上麦角甾醇含量明显降低,且具有剂量依赖性。柠条锦鸡儿籽油主要是通过影响真菌细胞膜上麦角甾醇的合成而发挥抗真菌作用。     

荒漠柠条锦鸡儿AM真菌多样性

为了阐明荒漠柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)根围AM真菌群落组成及其分布特点,2010年7月从河北省与内蒙古交界荒漠带选择多伦湖、黑城子和二羊点3个样地,按0—10、10—20、20—30、30—40、40—50 cm 5个土层采集柠条根围土壤样品,研究了柠条根围AM真菌物种组成、生态分布及与土壤因子的相关性。共分离鉴定出4属24种AM真菌,其中球囊霉属(Glomus)16种,是3个样地共同优势属;无梗囊霉属(Acaulospora)5种,是3个样地共有属;盾巨孢囊霉属(Scutellospora)2种;多孢囊霉属(Diversispora)1种;网状球囊霉(G.reticulatum)是黑城子和多伦湖样地优势种,二羊点亚优势种;黑球囊霉(G.melanosporum)是黑城子和二羊点样地优势种,多伦湖亚优势种;二羊点的AM真菌种类和孢子密度最高;黑城子和多伦湖样地无明显差异。AM真菌孢子密度与土壤碱解N、有机质和速效P含量极显著正相关,其中土壤碱解N影响最大。结果表明,柠条根围AM真菌物种多样性丰富,具有明显空间异质性,并与土壤因子关系密切,这为进一步分离筛选优势AM真菌菌种,充分利用AM真菌资源促进荒漠柠条生长提供了依据。     

考马斯亮蓝G-250染色法测定柠条锦鸡儿种子中可溶性蛋白含量

目的:建立快速、灵敏的蛋白质含量测定方法,对柠条锦鸡儿种子中可溶性蛋白质含量进行测定;方法:运用超声与研磨两种方法提取柠条锦鸡儿种子中的可溶性蛋白,采用考马斯亮蓝G-250染色法对其进行测定;结果:超声提取与研磨提取得到可溶性蛋白含量分别为6.91%、6.87%,RSD分别为0.72%,0.67%;结论:考马斯亮蓝G-...     

Interspecific relationships of Caragana microphylla,C. davazamcii and C. korshinskii (Leguminosae) based on ITS and trnL-F data sets

The taxonomic treatment of Caragana davazamcii Sancz. has been a controversial matter, as its relationship with C. microphylla Lam. and C. korshinskii Kom. is not clear. It was treated as an independent species, or a variety under C. microphylla or C. korshinskii. This study is to examine the interspecific relationship of these three species and the origin of C. davazamcii based on internal transcribed spacer (ITS) and non-coding region of chloroplast trnL-F, combined with morphological data and geographical distribution. The trnL-F sequence of C. davazamcii is identical to that of C. microphylla but differs distinctly from that of C. korshinskii. The high congruence of ITS copies through both direct and cloning sequencing rejects the recent hybridization hypothesis of C. davazamcii between C. microphylla and C. korshinskii. In contrast, two different ITS sequence copies were found respectively in each individual of C. microphylla and C. korshinskii. One of the two ITS sequences in C. microphylla is identical to that of C. davazamcii. This result indicates that C. davazamcii might have taken part in the hybridization of C. microphylla as one parent , or that extensive gene flow might have occurred between these two species, thus resulting in the morphological similarity of them. However, the similarity of some morphological characters of C. davazamcii to those of C. korshinskii might result from the convergent adaptation to their common ecological environment.     

Cloning and Expression Analysis of Two Wheat cDNAs Encoding Cinnamoyl-CoA Reductase

Cinnamoyl-CoA reductase (CCR) is responsible for the first committed reaction in monolignol biosynthesis, which diverts phenylpropanoid-derived metabolites into the biosynthesis of lignin. To gain a better understanding of the lignin biosynthesis in wheat development, two cDNAs encoding CCR were identified from wheat ( Triticum aestivum L. cv. H4564). DNA sequence analyses indicated that the two cDNAs represent two classes of CCR. RT-PCR and Northern blot hybridization demonstrated that one of them, W-cr6, was expressed actively in stem and leaf tissue, the other one, W-cr19, was expressed in root and stem tissue. The results suggested that there are at least two genes encoded for CCR existing in wheat genome.