中间锦鸡儿CiABR17基因的克隆及表达分析

该研究采用blastn比对方法,从中间锦鸡儿干旱胁迫抑制消减杂交文库筛选出ABA响应蛋白17基因(ABR17)的EST序列。RACE扩增得到cDNA序列594bp,其中ORF为471bp,编码157个氨基酸,预测蛋白质分子量为16.44kD,等电点为4.93,平均疏水指数为-0.126,是一种亲水蛋白。实时荧光定量PCR检测发现,中间锦鸡儿CiABR17基因在脱水、NaCl和热胁迫下均有不同程度表达,说明CiABR17基因与中间锦鸡儿响应逆境胁迫有关;过表达CiABR17拟南芥株系的鲜重、干重和莲座直径均极显著高于野生型株系。     

中间锦鸡儿CiMYB68基因克隆及表达分析

该研究以中间锦鸡儿(Caragana intermedia)为材料,利用RACE技术克隆了CiMYB68基因的全长序列。对CiMYB68的基因组DNA和cDNA全长分析显示,CiMYB68基因无内含子,开放阅读框为852bp,编码284个氨基酸。预测CiMYB68基因编码的蛋白质等电点为8.95,分子量约为31 459.4Da。序列比对和系统进化分析表明,该蛋白和大豆的GmMYB68一致性最高,达到67%。构建了CiMYB68基因与GFP融合表达质粒,激光共聚焦显微镜观察发现,融合蛋白定位于细胞核。用实时荧光定量PCR技术对在不同胁迫条件下CiMYB68基因的表达检测结果表明,在干旱和低温处理下CiMYB68均受到不同程度的诱导,暗示CiMYB68基因可能与中间锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

中间锦鸡儿DHN1基因克隆及表达分析

脱水素(DHNs, dehydrins)是LEA II亚家族蛋白,在种子发育后期大量积累,并受不同逆境胁迫处理诱导表达。在中间锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中筛选到了一段 DHN1 序列,利用RACE技术克隆获得基因全长序列。序列比对分析表明, CiDHN1 具有开放阅读框891bp,起始密码子为ATG,终止密码子为TAG,编码297个氨基酸,含有5个Y片段和一个K片段,与CiDHN1相似性最高的为山茱萸科主教红端木(Cornus sericea),相似性为39%。系统进化分析显示CiDHN1单独聚为一支,推测该蛋白为新的功能未知蛋白。亚细胞定位结果表明CiDHN1定位在细胞质、质膜和细胞核。荧光定量PCR结果显示 CiDHN1 的表达受冷、脱水和NaCl等非生物胁迫的诱导。 CiDHN1 过量表达拟南芥后,其中表达量最强的株系对200 mmol/L的NaCl处理较为敏感。CiDHN1在中间锦鸡儿抵抗逆境胁迫中的功能有待于进一步研究。     

3种锦鸡儿属植物过氧化物酶基因的克隆及表达分析

采用同源克隆技术分离了3种锦鸡儿属植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、小叶锦鸡儿(C.microphylla)和中间锦鸡儿(C.intermedia)的过氧化物酶(POD)基因(分别命名为CkPOD、CmPOD和CiPOD),并对它们在干旱胁迫条件下的表达特征进行了分析。CkPOD、CiPOD、CmPOD基因的cDNA序列均包含有1 074bp的开放阅读框(ORF),编码的蛋白质由357个氨基酸构成,分子量为38.7kD。系统进化分析结果显示:3种锦鸡儿属植物的POD可以和鹰嘴豆等豆科植物的POD聚为一类,且CkPOD和CmPOD具有较近的亲缘关系,CiPOD与CkPOD和CmPOD的亲缘关系相对较远,这一结果与3种锦鸡儿属植物的进化地位一致,显示POD基因较为保守,可以为锦鸡儿属植物的系统分类提供参考。PEG模拟干旱胁迫能够强烈诱导CkPOD、CiPOD和CmPOD基因的表达,显示POD基因在锦鸡儿属植物抵御干旱胁迫过程中发挥着重要作用。研究结果可为解析锦鸡儿属植物的耐旱机理以及利用锦鸡儿属植物进行荒漠改良和生态修复提供理论和实验依据。     

中间锦鸡儿CibHLH027基因的克隆和功能研究

叶片衰老是植物生长发育的最后阶段,黑暗、干旱和极端温度等会加速叶片衰老过程,严重影响植物的生长发育和作物产量。bHLH(basic helix-loop-helix)属于转录调控因子中的一个大家族,因具有保守性较高的bHLH结构域而得名,广泛存在于真核生物界。在中间锦鸡儿(Caragana intermedia)转录组数据库中得到一条候选bHLH基因全长序列,将其命名为Cib HLH027。正常和黑暗诱导的情况下,CibHLH027-OE株系较WT相比叶片衰老明显,并且黑暗处理后叶绿素含量下降、离子渗透率增大、细胞膜受损严重,说明CibHLH027参与了叶片衰老调控过程。     

内蒙古高原小叶锦鸡儿与中间锦鸡儿遗传多样性的研究

利用ISSR分子标记,选取内蒙古高原自东向西共15个锦鸡儿种群(7个小叶锦鸡儿种群,8个中间锦鸡儿种群)进行遗传多样性分析。结果表明:(1)7个小叶锦鸡儿种群总的多态位点百分数为98.19%,Nei’s基因多样性指数与Shannon信息指数分别为0.289 7、0.444 0;居群间遗传分化系数Gst为0.119 0,表明小叶锦鸡儿种群存在中等程度的遗传分化;居群间基因交流频繁,基因流(Nm)为3.701 0。(2)8个中间锦鸡儿种群多态位点百分数为99.7%,Nei’s基因多样性指数为0.312 8,Shannon信息指数为0.478 4;居群间遗传分化系数(Gst)为0.188 1,表明中间锦鸡儿种群存在较大的遗传分化,基因流(Nm)为2.157 8。(3)中间锦鸡儿遗传多样性及遗传分化均高于小叶锦鸡儿,这是中间锦鸡儿替代小叶锦鸡儿适应不良环境扩展分布的遗传基础。(4)邻接聚类分析结果显示,15个锦鸡儿种群表现为从东到西逐渐聚类,体现了这2个种在分布上的地理渐变性及地理替代性;遗传多样性各指数与气象因子及土壤因子之间的相关性分析表明,平均气温对锦鸡儿种群的遗传分化起着重要的作用。     

中间锦鸡儿转录因子基因 CiNAC1的克隆及功能分析

NAC转录因子家族是植物特有的、最大的转录因子家族之一,在植物应答非生物胁迫和生长发育过程中有重要的功能。该研究通过PCR技术,克隆得到了中间锦鸡儿 CiNAC1基因1 066 bp的cDNA全长序列。生物信息学分析显示, CiNAC1基因的开放阅读框(ORF)为921 bp,编码306个氨基酸,推导的蛋白分子量为34.57 kD,等电点为8.35,是一种亲水性蛋白,N端具有保守的NAM结构域,具有26个磷酸化位点和7个糖基化位点。实时荧光定量PCR检测显示,中间锦鸡儿 CiNAC1基因表达受干旱、高盐、脱水、高pH诱导;亚细胞定位发现CiNAC1定位到细胞核中,这与它作为转录因子的功能是一致的;转CiNAC1基因拟南芥株系侧根数目显著多于野生型,根长也明显比野生型长。研究认为, CiNAC1基因可能与中间锦鸡儿响应逆境胁迫机制有关。     

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.     

大熊猫bHLH基因家族的识别与分析

碱性/螺旋-环-螺旋(basic/Helix-Loop-Helix,bHLH)蛋白质家族是数量最多、最复杂的转录因子家族之一,几乎存在于所有真核生物体内,其功能包括参与神经发育、肌肉形成、造血等重要生物学过程的基因表达调控.目前对一些动物的bHLH蛋白的研究已较为广泛和深入,但作为保护动物的旗舰物种大熊猫的bHLH蛋白的研究却很有限,大熊猫全基因组最近已经公布,这方便了大熊猫bHLH的深入研究.本研究发现大熊猫基因组中共有118个bHLH基因,根据结构域差异和系统发育分析结果,大熊猫的bHLH基因归属于42个亚家族,其中属于A、B、C、D、E、F 6个组的数目分别为:56、26、17、5、6、0,此外还有8个大熊猫的bHLH成员暂时无法将其分为任何一组,列为"orphans"组.有些种类,如COE和MITF亚家族在大熊猫进化过程中可能出现了丢失.     

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。     

毛乌素沙地中间锦鸡儿群体繁育系统的变化

中间锦鸡儿在毛乌素沙地这个介于典型草原和典型荒漠之间的生态过渡带广泛分布 ,是当地灌丛生态系统的一个优势种或建群种[1,2 ] 。我们曾研究表明 ,中间锦鸡儿群体内高度的遗传多样性以及不同景观生态类型群体之间有强大的基因流存在[3 ,4 ] ;特别是同一植株不同种子显示的不同的种子蛋白组成进一步证明该植物的异交性[4 ,5] 。上述群体遗传研究还表明 ,中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿共享 1个基因库 ,与徐朗然等 ① 报道的种间杂交结果一致。ＲＡＰＤ研究发现 ,少数多态ＤＮＡ在群体里的频率与所在地区的水分状况有关 :滩地为零或很低 ,生境越干…     

毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌的多样性及其抗逆性

从内蒙古毛乌素沙地优势物种中问锦鸡儿收集根瘤,分离根瘤菌15株,对其进行同工酶电泳,聚类分析证明中间锦坞儿的遗传多样性对其耐盐性、耐酸碱性、生长温度范围、产酸产碱性、过氧化氢酶活性以及唯一碳源利用能力进行比较研究,结果表明,所有中间锦鸡儿根瘤菌均分泌H^+,都具有过氧化氢酶活性,73.3%的菌株可以在含3％NaCl的YMA培养基上生长,80％的菌株可以抵抗50℃高温,除对乳糖和淀粉利用表现出差异外,中间锦鸡儿根瘤菌对其余碳源没有选择性,证明中间锦鸡儿根瘤菌具有较强的抗逆性,但仍存在菌株间差异,是对毛乌素沙地多种景观生态类型的适应作为一种新的种质资源,中间锦鸡儿根瘤菌可用于恶劣生境固氮。     

中间锦鸡儿CiCHIL克隆及其黄酮代谢功能研究

植物的次生代谢产物能够为植物的果实和花着色、有助于种子的形成、花粉的传播、适应外界逆境及防御害虫的攻击。苯丙烷代谢途径是植物中一个重要的次生代谢途径,苯丙烷代谢通路上有几条主要的分支,分支下游产生了上千种化合物。查耳酮异构酶（chalcone isomerase,CHI）是苯丙烷通路上的一个关键酶,催化查耳酮到黄烷酮的反应,主要作用是帮助底物进行正确的分子内环化反应,生成的黄烷酮类化合物成为苯丙烷代谢途径下游产物的底物。从中间锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中克隆得到一个CHI基因家族成员,序列分析和系统进化分析表明,该基因属于CHIL基因亚家族成员,命名为CiCHIL。实时荧光定量PCR检测发现,该基因受UV-B诱导且过表达CiCHIL具有较强的抵御紫外胁迫的能力。对过表达株系进行RNA和蛋白质水平的检测,对挑选出来的过表达株系进行总黄酮含量检测,发现过表达株系总黄酮含量显著高于野生型。     

Variation of Breeding Systems in Populations of Caragana intermedia (Leguminosae ) in Maowusu Sandy Grassland

Maowusu sandy grassland locating at an ecotone between typical desert and typical grassland contained several landscape ecotypes or elements where Caragana intermedia Kuang et H.C.Fu naturally distributed as a dominant species in shrub ecosystems. Based on a phenomenon of gene segregation of open-pollinated seeds within each plants similar to Mendel's segregation in F2, a study on testing the breeding systems of populations under 4 landscape ecotypes was conducted. Statistical data showed its availability in estimation of breeding system parameters when isozymes were used as genetic markers. Nei's genetic differentiation GST among 4 ecotypes in Maowusu was estimated at 0.07 from lap loci close to a GST =0.076 reported in the authors' laboratory. The results indicated that breeding systems of populations gradually changed from total outbreeding to partial inbreeding when water conditions worsened. Therefore, the former RAPD data, especially the cline of frequencies for a few polymorphic DNAs in different landscapes can be partially explained by gene fixation caused by selfing or inbreeding probably induced by drought. It was difficult to assess breeding system parameters by using one dimensional SDS polyacrylamide gel electrophoresis of seed proteins of C. intermedia simply due to a difficulty of genetic analysis of seed protein subunits.     

青甘锦鸡儿和沧江锦鸡儿(豆科)的分类学订正

根据对乐都锦鸡儿Caragana leduensis Y.Z．Zhao,Y.H．Wu＆L．Q．Zhao和玉树锦鸡儿CtanguticaMaxim．ex Kom．var．yushuensis Y.H．Wu模式标本的观察及对国内标本馆大量标本的研究,将它们分别处理为青甘锦鸡儿C.tangutica Maxim．ex Kom．和沧江锦鸡儿C.kozlowi Kom．的新异名,并对二者的地理分布范围进行了讨论。     

毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌遗传多样性及16S rDNA全序列分析

野生豆科植物中间锦鸡儿是毛乌素沙地的优势种。从蛋白质和DNA水平分析与其共生的根瘤茵的遗传多样性。在蛋白质水平上,24株中间锦鸡儿根瘤菌和9株参比菌株分为2组,A组包含95．8％供试中间锦鸡儿根瘤菌,参比菌株聚为B组,菌株GH72不与其余供试根瘤菌聚类。应用16S　rDNA　PCR—RFLP方法将供试菌株分为22种基因型,中间锦鸡儿根瘤菌组成12种,其余10种由参比菌株构成。表明中间锦鸡儿根瘤菌具高水平遗传多样性。选取代表菌株GH2001进行16S　rDNA全序列测定。与已知相关根瘤菌菌株16S　rDNA进行同源性比较,构建系统发育树状图。GH2001位于Rhizobium分支,与且Agrobacterium radiobacter,Ag.rubi,Rhizobium giardinii,R.mongolense,R.yanglingense,R.galegae和R.huautlense的序列同源性分别达到99％、98．3％、96．3％、95．5％、95．6％、95．27％和95．7％。     

柠条锦鸡儿肉桂酰辅酶A还原酶基因克隆和分析

肉桂酰辅酶A还原酶(cinnamoyl-CoA reductase,CCR)是木质素特异合成途径中的关键酶。根据已报道的植物CCR基因序列设计简并引物,利用RACE技术,首次从柠条锦鸡儿(Caragana korshinkii Kom.)中克隆得到CCR基因全长cDNA序列,命名为CkCCR,GenBank登录号为HQ829859。该序列长1 270bp,具备长度为1 014bp的完整开放阅读框(ORF)。推导该基因编码的蛋白质有434个氨基酸,预测等电点6.69,分子量36.76kDa。序列分析发现,柠条锦鸡儿CCR基因推导的氨基酸序列与其它植物来源的CCR序列高度相似,并且具有植物CCR共有的氨基酸序列"KNWYCYGKA"以及NADPH的结合序列。系统进化分析显示,柠条锦鸡儿CCR与拟南芥CCR2处于同一分支,与同属豆科的银合欢CCR亲缘关系最近。利用荧光定量PCR技术对柠条锦鸡儿一个月龄幼苗基因转录水平进行检测,结果显示CkCCR基因在根、茎、叶中广泛表达,并且干旱处理初期表达量有所下降,处理后期又恢复到未处理时的表达水平。