SOS基因家族与植物耐盐性

介绍了模式植物--以南芥SOS(Salt overly sensitve)基因家族(SOS1、SOS2、SOS3、SOS4和SOS5)的发现及其遗传学和分子生物学的研究新进展.     

转基因耐盐植物研究进展

干旱、盐渍是造成农作物产量降低的一个重要因素,从近年来国内外学者开展的抗盐性相关基因克隆及转耐盐性基因植物研究方面进行简单的综述,并对其应用前景进行展望。     

植物耐盐相关基因克隆的研究进展

随着植物分子生物学快速发展,植物耐盐性研究已深入到耐盐相关基因的克隆、基因的结构分析以及基因表达特性等领域.目前,耐盐相关基因的克隆工作进行的如火如荼,有很多植物的耐盐基因已经被克隆,这些已克隆的耐盐相关基因涉及盐胁迫信号传导、基因表达的调控因子、渗透调节物质、胚胎发育晚期丰富蛋白LEA(Late-embryogensiS-abundant)等,本文就盐胁迫涉及的信号传导基因、基因表达调控因子等的克隆研究进展作一简要概述.     

酵母耐盐机制的研究进展

酵母是一种真核模式生物同时也是一种耐盐微生物,其基因表达和信号传导系统的调节机制及离子运输机制与高等真核生物类似。酵母耐盐机制的研究有助于阐明真核生物的耐盐机制。本文综述了酵母在盐胁迫下的信号传导途径和分子应答机制,以及在酵母耐盐机制研究中主要的研究方法。 Abstract:Yeast is a model eukoryotic organism and salt-tolerant microorganism.The regulative mechanism of gene expression and signal transduction and ion transport of yeast is similar to that of higher eukoryotic organism.The research on salt-tolerant mechanism of yeast will be helpful to the illustrate the salt-tolerant mechanism of higher eukoryotic organism.This review summarized the signal transduction pathway and molercular responses of yeast under salt stress and the major research methods in the research on the salt-tolerant mechenism in yeast.     

拟南芥SUPERMAN基因表观突变的研究进展

本文综述了拟南芥SUPERMAN基因表观突变体clark kent（clk）的表型、基因型、DNA甲基化及表观突变机制等方面的研究进展。主要研究结果有：clk是SUPERMAN(SUP)的等位基因,能遗传但不稳定,其对称位点（CpG和CPXPG）和非对称位点的胞嘧啶高度甲基化,伴随着SUP转录水平的下降;CpG和CPXPG胞嘧啶甲基转移酶分别是METHYLTRANSFERASE1（MET1）和受KRYPTONITE基因调控的CHROMOMETHYLASE3 (CMT3)。 Abstract:The SUPERMAN gene in Arabidopsis has its epigenetic mutants (the clark kent alleles,clk). The phenotype of clk and its genotype and methylated patterns and the epi-mutation mechanisms of SUPERMAN were summarized in the review. Heritable but unstable sup epi-alleles are associated with nearly identical patterns of excess cytosine methylation within the SUP gene and a decreased level of SUP RNA. The methylation of cytosine at CpG and CPXPG is controlled by METHYLTRANSFERASE1（MET1）and CHROMOMETHYLASE3 (CMT3) which is regulated by KRYPTONITE gene,respectively.     

激活标签法及其在植物基因工程上的应用

激活标签法是新近发展起来的一种用于基因分离和鉴定的方法。它通过诱变使特定内源基因发生过量表达,而产生显性功能获得型突变,从而对基因进行鉴定和分析。因为具有独特的性质已使其成为发现新基因和进行基因功能分析的有效工具。本文综述了激活标签法的原理、研究现状和在植物基因工程上的应用。 Abstract:Activation tagging is a new method for isolation and functional identification.It can generate dominant gain-of-function mutants by overexpression of a particular endogenous gene.Due to this special characteristics of activation tagging,this method has been a powerful tool for new gene discovery and gene functional analysis.This paper reviewed the principle and study conditions of activation tagging,as well as its use in plant genetic engineering.     

耐盐转基因植物研究进展

高盐是限制作物生长、发育和产量的最严重的非生物胁迫之一。长期以来,改善作物的耐盐性一直是一个伟大的目标。然而,由于耐盐反应是一个极为复杂的过程,过去,通过传统的育种和遗传工程取得的成功有限。近十年来,由于分子生物学的发展,发现了一些与耐盐相关的新基因,对于这些基因的表达方式及其在耐盐反应中的作用已逐步得到了解,这为转基因工程提供了新的材料。通过控制耐盐相关基因在植物体内的表达,已获得了一些提高耐盐性的转基因植物,展示了诱人的前景,但该领域研究仍然存在许多困难和问题,文章重点讨论耐盐转基因植物的进展。     

植物防御系统中抗病相关基因的研究进展

本文论述了植物防御系统中抗病相关基因（resistance gene,R基因）的研究进展。列表总结了迄今已克隆的R基因,并将其归为四种不同的类型。综述了不同基因表达产物-R蛋白在细胞中的定位及其相应的功能。此外,还对R基因编码区的多态性、R基因在染色体上排列方式以及R基因的进化与起源等问题进行了讨论。 Abstract:This review comments on recent advances in research of disease resistance genes(R Genes) in defence system of plants.The R genes cloned up to date are summarized and classified roughly into four classes listed in the Table 1.The location and the founction of the R proteins,i.e.,the expressed products of different R genes in the cells are reviewed.In addition,the polymophism of coding region of R genes,the different fashions of R gene arrangement on the chromosomes,and the evolution and origin of R genes are discussed.     

定位克隆分离植物基因的研究进展

定位克隆是分离基因的有效方法。本文对定位克隆的原理和方法进行了简要介绍,概括了定位克隆的分离植物基因上的研究进展,分析了其局限性和解决方法,并对定位克隆的应用前景做出展望。     

过量表达大叶补血草LgNHX1基因对拟南芥耐盐性的影响

利用植物表达载体pCAMBIA1301和农杆菌GV3101将LgNHX1(全长1 656 bp)基因在拟南芥中过量表达.在含30 mg/L潮霉素的培养基上筛选获得LgNHX1的纯合转化子,并对其进行了分子鉴定和耐盐性分析.结果显示,经PCR和RT-PCR鉴定,野生型植株(对照)没有出现扩增条带,而转基因株系有相应的扩增条带,表明LgNHX1的确已经整合到拟南芥的基因组中,并已正常转录.在不同盐浓度处理下,转基因株系生长情况好于野生型对照;转基因植株地上部分和根的干重、鲜重相对高于野生型对照,但差异没有达到显著水平;当盐浓度达到150-200 mmol/L时,两个特基因株系的Na+含量显著高于野生型,K+含量极显著高于野生型.以上结果表明,过量表达LgNHX1基因可能增强了拟南芥将Na+区隔化至液泡的能力,提高了转基因拟南芥的耐盐能力.     

植物耐盐性研究进展

土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的严重问题,耕地的减少和淡水资源的不足将迫使人类开发和利用大面积的盐碱地、海岸带和滩涂地带,植物耐盐的机理和耐盐植物的培育研究将成为研究的热点。本文就植物的耐盐性、植物中各种渗透调节剂及植物耐盐相关基因等方面近十年的研究进展作一概要的评价 。     

过量表达棉花CBF2基因提高转基因拟南芥抗旱耐盐能力

CBF/DREB是一类植物中特有的转录因子,在植物抵抗逆境胁迫过程中发挥重要功能。本研究从陆地棉(Gossypium hirsutum L.)Coker 312中克隆获得1个棉花CBF/DREB基因,命名为Gh CBF2,该基因编码一个由216个氨基酸组成的CBF蛋白。序列分析结果显示,Gh CBF2与其他植物的CBF蛋白类似,含有AP2转录因子典型的保守结构域。干旱或高盐胁迫处理明显增加了Gh CBF2基因的表达量。亚细胞定位分析结果发现Gh CBF2定位在细胞核中。将Gh CBF2基因构建到由35S启动子调控的植物表达载体p MD上并转化拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),结果表明,在干旱和盐胁迫条件下,过量表达Gh CBF2基因拟南芥的成活率显著高于野生型,并且游离脯氨酸和可溶性糖含量也高于野生型,说明转Gh CBF2基因提高了拟南芥的耐盐抗旱能力。采用实时荧光定量PCR方法分析胁迫相关标记基因COR15A、RD29A和ERD6的表达情况,结果显示转基因株系中的表达量显著高于野生型,说明Gh CBF2参与调控拟南芥干旱和盐胁迫相关基因的表达。     

拟南芥AtUNE12基因的耐盐功能初探

bHLH转录因子家族成员在植物生长发育、生理代谢及非生物胁迫响应过程中起重要作用。本研究选取拟南芥抗逆相关bHLH转录因子家族中AtUNE12基因为研究对象,对其进行耐盐功能初探。首先构建AtUNE12基因的植物过表达载体（pROKⅡ-AtUNE12）,通过农杆菌介导的浸花法转化拟南芥,利用qRT-PCR技术检测获得T₃代AtUNE12过表达转基因植株。在盐胁迫下,分析过表达AtUNE12与野生型拟南芥长势、根长及鲜重;比较过表达AtUNE12与野生型植株的电解质渗透率、失水率、MDA含量、POD与SOD活性及H₂O₂含量,鉴定AtUNE12基因是否具有耐盐能力。结果表明：过表达AtUNE12基因降低了拟南芥植株的失水率、电解质渗透率及MDA含量,保护细胞膜结构的完整性;增强了POD与SOD活性,降低了拟南芥植株内的H₂O₂含量,进而增强拟南芥植株的ROS清除能力,从而提高拟南芥的耐盐能力。     

拟南芥转录因子CBF的冷调控机制研究进展

拟南芥中CBF(C-repeat binding factor)转录因子在抗寒性方面起重要作用,低温可诱导CBF转录因子的表达。CBF转录因子能够特异结合启动子中含有CRT/DRE(C-repeat/dehydration responsive element)的顺式元件,激活COR等基因的表达,从而增强植株抗寒能力,对调控逆境诱导基因的表达具有非常重要的作用。对CBF转录因子的结构特点、功能、表达调控以及与CBF相关的其它低温调节途径进行了综述,为提高植物综合抗逆性的研究提供参考。     

拟南芥ASK基因研究进展拟南芥ASK基因研究进展拟南芥ASK基因研究进展拟南芥ASK基因研究进展拟南芥ASK基因研究进展

泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system, UPS）是广泛存在于真核生物中的一种重要的蛋白降解系统。拟南芥ASK （Arabidopsis SKP1-LIKE）基因编码拟南芥E3连接酶SCF复合物的一个亚蛋白, 在拟南芥SCF复合物中起到连接器的作用。近年来, 人们对ASK基因及其同源基因进行了很多表达规律、基因功能方面的研究。本文从ASK基因表达方式、对生理发育过程的调节、与F-box相互作用及ASK基因的进化方式4个方面对这些进展进行总结。已有的研究结果表明, ASK基因在拟南芥中广泛地表达并表现出各自不同的表达水平和表达方式, 它们在很多发育和生理过程中起到重要作用。     

An Autophosphorylation Site of the Protein Kinase SOS2 Is Important for Salt Tolerance in Arabidopsis

The protein kinase SOS2 （Salt Overly Sensitive 2） is essential for salt-stress signaling and tolerance in Arabidopsis. SOS2 is known to be activated by calcium-SOS3 and by phosphorylation at its activation loop. SOS2 is autophosphorylated in vitro, but the autophosphorylation site and its role in salt tolerance are not known. In this study, we identified an autophosphorylation site in SOS2 and analyzed its role in the responses of Arabidopsis to salt stress. Mass spectrometry analysis showed that Ser 228 of SOS2 is autophosphorylated. When this site was mutated to Ala, the autophosphorylation rate of SOS2 decreased. The substrate phosphorylation by the mutated SOS2 was also less than that by the wild-type SOS2. In contrast, changing Ser228 to Asp to mimic the autophosphorylation enhanced substrate phosphorylation by SOS2. Complementation tests in a sos2 mutant showed that the S228A but not the $228D mutation partially disrupted the function of SOS2 in salt tolerance. We also show that activation loop phosphorylation at Thr168 and autophosphorylation at Ser228 cannot substitute for each other, suggesting that both are required for salt tolerance. Our results indicate that Ser 228 of SOS2 is autophosphorylated and that this autophosphorylation is important for SOS2 function under salt stress.     

大豆耐盐机理及相关基因分子标记

大豆耐盐涉及多种生理代谢途径.耐盐大豆能够通过Cl-排除、控制Na 的吸收和转运、合成渗透调节物质、改变细胞膜膜脂组分及相关酶类的活性等多种形式来适应盐胁迫;野生大豆群体具有盐腺,从形态结构上适应盐逆境;大豆-根瘤菌共生体在盐胁迫下通过互作来提高整体的耐盐性.分子生物学技术应用于大豆耐盐研究,已获得了一些与耐盐相关基因连锁的分子标记.广泛搜集筛选大豆栽培种和野生种资源,利用分子生物学技术和基因工程提高大豆耐盐性,将成为未来大豆耐盐研究的主要内容.     

拟南芥叶边缘锯齿状突变体的分离与鉴定

叶的极性建立直接决定叶的平展性发育,极性改变导致叶形态异常,影响植物体的各种正常生理活动。利用反向遗传学方法,从拟南芥基因激活标签突变体库中分离到一个叶片边缘锯齿状表型的突变体（命名为pCB1294）,该突变体同时表现出叶表皮腺毛形态发育异常。通过TailPCR方法成功定位突变基因为At5g41663,该基因编码miR319b基因。Real time PCR显示,pCB1294突变体植株中miR319b基因的表达量是野生型（col）植株的11倍多。所得结果为进一步研究miRNA调控叶极性的分子机制和进一步分析miR319b与叶形态发生的关系奠定了基础。     

过量表达柳树两个SVP1s基因提高拟南芥抗盐胁迫能力

在拟南芥、水稻等草本植物中,人们对位于液泡膜上质子泵焦磷酸酶（VPase）进行了较为深入的研究,其通过水解焦磷酸释放的能量将H+从细胞质泵入液泡中,从而驱动Na+、K+等的运输,避免了细胞质中因过量的Na+、K+造成的伤害,保护了细胞的正常功能．但是木本植物如柳树中的VP1基因（SVP1)的功能尚未见报道．本研究检测了两个SVP1s同源基因在柳树L0911不同的组织（器官）中以及昼夜条件（以叶片为代表组织）下的表达模式,同时,分析了过量表达SVP1s拟南芥T3转基因株系的耐盐特性. 结果表明：SVP1.1在韧皮部中表达最高,而SVP1.2在韧皮部和新生枝条是其在根部的4～5倍;叶片中两个SVP1s在白天稳定表达,18∶00后逐渐下降,在黑暗条件下,随着暗处理时间的延长SVP1.2增幅较大;在盐胁迫条件下,SVP1s转基因拟南芥T3株系种子萌发率,叶片中与活性氧清除相关的酶,如SOD、POD和CAT等活性的诱导强度高于野生型对照;SVP1.1转基因株系叶片膜质氧化程度（MDA）低于野生型和35S:SVP1.2株系. 通过本研究显示,在拟南芥中过量表达柳树SVP1.1s提高了拟南芥的耐盐能力,揭示了木本植物中VP1基因同样具备保护细胞,使细胞耐受高盐胁迫的功能,同时也为选育优良耐盐树木品种提供了理论依据．