植物蛋白负调控因子

介绍植物蛋白负调控因子的调控机制,它们在激素调节、生长发育尤其是花器官形成、抗病性和耐逆性中的作用,以及在激素信号、光敏色素信号、抗病信号、耐逆信号转导途径中的定位和作用的分子机制研究进展。     

水稻WRKY转录调控因子研究进展

WRKY转录调控因子是植物中最大的转录调控因子家族之一,包含1或2个大约由60个氨基酸残基组成的高度保守的WRKY结构域。WRKY结构域的N端有严格保守的WRKYGQK氨基酸序列,其C端有锌指结构模型Cys(2)-His(2)或Cys(2)-His Cys。WRKY转录调控因子与靶基因启动子区域的DNA序列(T)TGAC(C/T)(W盒)特异性结合,调节目的基因的表达,在调控植物生长发育、物质代谢、抗病耐逆及氧化衰老过程中起重要作用。我们就有关水稻WRKY转录调控因子的结构分类及其生物学功能的研究进展做简要综述。     

下一代测序技术在干细胞转录调控研究中的应用

基因转录调控及其机制分析是后基因组时代生物学研究的重点之一。随着高通量测序技术的发展,人们可以从不同层面研究基因的转录调控行为,从转录组、转录因子结合,到染色质局部结构和整体空间构象,可系统分析转录调控的分子机制。干细胞分化过程的转录调控分析对研究再生医学和理解细胞癌变机制等具有重要意义。本文综述了下一代测序技术在干细胞转录调控研究中的应用,包括：(1)基于基因芯片或RNA测序的转录组分析;(2)基于染色体免疫共沉淀(chromatin immunoprecipitation, ChIP)测序的表观基因组和转录因子结合信息的分析;(3)基于DNase 酶切测序(DNase-Seq)的染色质开放性分析;(4)基于高通量染色质构象捕获(high-throughput chromosome conformation capture, Hi-C)技术的染色体远程相互作用分析。从基因表达谱、转录因子结合和基因组三维结构等层面展开介绍,重点关注了一些多能性转录因子(Oct4、Sox2和Nanog等)在维持干细胞干性和分化中的调控作用,以期为干细胞转录调控的研究提供借鉴和参考。     

可变剪切在植物成花转换中的作用

精确调控成花转换,确保植物在适宜环境下开花,对于植物的成功繁殖和物种繁衍至关重要。开花由多种分子机制在转录、转录后和蛋白质水平进行调控。可变剪切(AS)是一种普遍的转录后水平调控过程,可从单个基因产生多个转录本,从而丰富转录组和蛋白质组的多样性。大量研究表明,可变剪切在成花转换过程中发挥重要作用。根据发育和环境条件, AS能够影响mRNA的稳定性和/或蛋白亚型的功能,从而调控开花相关基因的功能转录本和/或功能蛋白水平。揭示成花相关pre-mRNA的AS作用将进一步增进人们对开花相关基因功能以及整个成花转换调控网络的认识。该文归纳了涉及成花转换的AS研究进展,并针对各个调控途径进行总结,以期为进一步研究植物AS和成花转换调控机制提供参考。     

竞争性内源RNA在转录后水平调控基因表达

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)假说提出了一种RNA在转录后水平调控基因表达的机制,即信使RNA(message RNA,m RNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)、假基因(pseudogene)转录物及环状RNA(circular RNA,circ RNA)通过竞争结合相同的微小RNA(micro RNA,mi RNA)来影响靶基因RNA的稳定性或翻译活性,实现转录后水平的基因表达调节。这一全新的基因表达调控机制目前已在肌肉的分化、胚胎干细胞的分化、中脑的发育及癌症的转移等多个研究领域被发现,并且被证实参与多个生物学过程的调控。ce RNA这种以mi RNA为媒介实现RNA与RNA相互调控的机制,使得编码基因和非编码基因在全转录组范围内形成了一个庞大而精细的调控网络,增加了基因调控网络的复杂性。文章就ce RNA的分子类型、ce RNA机制所涉及的生物学功能、影响ce RNA机制的重要因素及ce RNA调控网络预测这几个方面进行综述。     

转录因子FboR调控耻垢分枝杆菌抗氧化生长的机制研究

结核病的致病菌结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)在宿主内面临着多种氧化胁迫环境因子的压力,因而进化形成了一系列自己的抗氧化生长机制。转录因子作为细菌快速响应外界环境的重要因子,通过调控其靶基因的表达来帮助细菌适应环境胁迫如抗氧化等。然而,目前分枝杆菌(Mycobacterium)中有关转录因子调控细菌抗氧化生长的分子机制还不是十分清楚。本研究以耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)作为模式菌株,发现了转录因子FboR调控分枝杆菌的抗氧化能力并检测了相关重组菌株的抗氧化生长情况,证实了FboR负调控细菌的抗氧化能力。随后通过转录组测序分析、凝胶阻滞实验(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)、实时定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)和β-半乳糖苷酶活性检测鉴定了影响细菌抗氧化生长的相关靶基因,成功解析了具体的调控通路与分子机制。     

藤黄微球菌V017基因组测序及对辐照的转录组响应

[背景]耐辐射微生物是一类重要的极端微生物资源,在研究其耐受机制以及环境保护等方面具有重大的意义.[目的]从基因组和转录组角度解析耐辐射藤黄微球菌(Micrococcus luteus) V017的抗性遗传背景以及对辐照的转录组响应.[方法]利用PacBio平台对菌株V017进行基因组测序,通过比较基因组分析菌株V01...     

植物冷驯化相关基因研究进展

摘要 冷驯化是与提高植物抗冷性有关的生物化学及生理学过程, 主要包括寒驯化(cool acclimation)和冻驯化(freezing acdimation)。在冷驯化过程中, 植物体内许多基因在转录水平上的表达受到影响, 已经克隆了大量的相关基因,它们组成复杂的分子调控网络。目前研究表明不依赖ABA的低温信号转导途径是植物冷驯化机制的重要组成部分, 其中CBF/DREB1是该调控过程的关键转录因子, 与植物通过冷驯化而提高冰冻耐受能力密切相关。进一步利用转基因技术, 可有效地改善作物的耐冷性状。     

Identification of a major QTL allele from wild soybean (Glycine soja Sieb. & Zucc.) for increasing alkaline salt tolerance in soybean

Salt-affected soils are generally classified into two main categories, sodic (alkaline) and saline. Our previous studies showed that the wild soybean accession JWS156-1 (Glycine soja) from the Kinki area of Japan was tolerant to NaCl salt, and the quantitative trait locus (QTL) for NaCl salt tolerance was located on soybean linkage group N (chromosome 3). Further investigation revealed that the wild soybean accession JWS156-1 also had a higher tolerance to alkaline salt stress. In the present study, an F₆ recombinant inbred line mapping population (n = 112) and an F₂ population (n = 149) derived from crosses between a cultivated soybean cultivar Jackson and JWS156-1 were used to identify QTL for alkaline salt tolerance in soybean. Evaluation of soybean alkaline salt tolerance was carried out based on salt tolerance rating (STR) and leaf chlorophyll content (SPAD value) after treatment with 180 mM NaHCO₃ for about 3 weeks under greenhouse conditions. In both populations, a significant QTL for alkaline salt tolerance was detected on the molecular linkage group D2 (chromosome 17), which accounted for 50.2 and 13.0% of the total variation for STR in the F₆ and the F₂ populations, respectively. The wild soybean contributed to the tolerance allele in the progenies. Our results suggest that QTL for alkaline salt tolerance is different from the QTL for NaCl salt tolerance found previously in this wild soybean genotype. The DNA markers closely associated with the QTLs might be useful for marker-assisted selection to pyramid tolerance genes in soybean for both alkaline and saline stresses.     

栽培大豆和野生大豆耐盐性及离子效应的比较

以国际上常用的耐盐大豆（Glycine max L.)品种Lee68为对照,在发芽期和苗期两个阶段,利用发芽指数、指害指数和耐盐系数等指标对一年生具盐腺野生大豆（Glycine soja L.)和部分栽培大豆（Glycine max L.)及某些野生大豆品系或品种的耐盐性进行了比较,讨论了耐盐指标的可行性。从离子效应方面比较了Na^ 和Cl^-对大豆发芽率的影响,并对具盐腺野生大豆的耐盐机理进行了初步分析。结果表明,大豆品种的耐盐性在发芽期和苗期无一致相关性。轻度等渗胁迫下,Na^ 对种子发芽率的抑制作用大于Cl^-,而重度等渗胁迫下则相反。通过减少由根系吸收的Na^ 、Cl^-向叶片的运输,维持叶片中较高含量的K^ ,减轻盐离子毒害,可能是具盐腺野生大事耐盐的主要生理机制之一。     

滨海盐渍土野大豆根瘤菌分离筛选及其在大豆中的应用

【目的】了解盐渍土野大豆根瘤菌的多样性，筛选具有耐盐促生作用的菌株，为栽培大豆耐盐菌剂的开发提供菌种资源。【方法】采用传统培养方法从滨海盐渍土野大豆中分离根瘤菌，评价菌株的促生特性，并验证其对野大豆和栽培大豆的促生效果。【结果】从野大豆根和根瘤样品中分离出87株根瘤菌，主要为中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。测定了24株代表性菌株的促生特性，发现有16株根瘤菌具有产吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力，6株能够产生1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-amino-cyclopropane-1- carboxylic, ACC)脱氨酶，16株具有溶磷活性，6株能够产生铁载体。根据以上促生特性，选择了11株优良根瘤菌进行野大豆促生和结瘤能力评价，发现美洲中华根瘤菌(Sinorhizobium americanus) DL3的性能优于其他菌株。最后，通过盆栽试验检测了菌株DL3对野大豆和栽培大豆耐盐能力的影响，发现菌株DL3在盐胁迫下能促进野大豆和大豆的生长，同时，降低了叶片脯氨酸水平，缓解了植物的盐胁迫程度。【结论】菌株DL3在提高植物耐盐性方面具有一定的作用，对实现大豆的盐碱地种植具有重要的理论意义和实践价值。     

野生大豆耐盐性研究进展

野生大豆对于拓宽大豆种质遗传基础和丰富大豆种质基因库具有重要意义.该文从野生大豆的资源概况及优良性状、耐盐机理和利用野生大豆提高栽培大豆耐盐性等三个方面,对近年来国内外有关野生大豆耐盐性的解剖结构、生理基础、分子生物学基础等方面的研究进展进行了系统综述,并提出野生大豆通过茎叶表皮上的"腺体"及对Na+和Cl-的排斥性,实现对盐渍环境的颉颃作用.较强的抗氧化能力、大豆异黄酮代谢和耐盐基因也是其适应盐渍环境的重要原因.今后应对野生大豆耐盐机理的遗传学基础进行深入研究,并通过种群保护以保障野生大豆的发掘鉴定和创新利用.     

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。     

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.     

低温弱光胁迫对野生大豆和大豆栽培种光系统功能的影响

以野生大豆和栽培大豆为材料,通过同时测定大豆叶片的叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820nm光的吸收曲线,以及测定超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性,分析了低温弱光胁迫及常温弱光恢复下这2种大豆光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSI）功能的变化。结果表明,低温弱光胁迫对这2种大豆的PSI和PSⅡ的功能都造成伤害;在低温弱光胁迫下,维持较高的SOD和APX活性和维持PSI和PSⅡ的协调性是野生大豆比栽培大豆耐低温的一个重要原因。     

江苏野生大豆的耐盐性和离子在体内的分布及选择性运输

以相对发芽率和出苗率为指标比较了3个野生大豆(Glycine soja)种群的耐盐性,测定了NaCl胁迫下2个耐盐性不同的野生大豆种群(江苏野生大豆,JWS,耐盐;N23232,盐敏感)植株根、茎和叶片中Na^+、K^+和Cl^-含量的变化。结果表明,JWS的耐盐性最强,盐胁迫抑制野生大豆幼苗生长,使其干物质积累量减少,根冠比上升,对耐盐性弱的N23232抑制作用大于耐盐性强的JWS,不同器官离子含量测定结果表明,盐胁迫下野生大豆茎部Na^+含量最高,耐盐的JWS根系具有积累Na^+和Cl^-的能力,叶片Na^+、Cl含量较低,而盐敏感种群N23232根系中：Na^+、Cl^-含量低于耐盐种群JWS,叶片中Na^+、Cl^-含量则高于JWS,JWS根系对K^+、Na^+吸收的选择性(selectivity ratio,SK,Na)和N23232没有明显差异;但叶片和茎运输的SK,Na明显高于N23232,使地上部K^+／Na^+较高,因此认为野生大豆根系对Na^+、Cl^-的积累及K^+向地上部运输的选择性高是其耐盐性强的主要原因。     

野生大豆资源对大豆疫病抗病性和耐病性鉴定

大豆疫病是大豆重要病害之一,在世界范围内导致严重经济损失。防治大豆疫病最有效方法是利用抗病或耐病品种。筛选抗性资源是发掘抗性基因和抗病育种的基础。本研究鉴定了野生大豆资源对大豆疫病的抗病性和耐病性,以期发掘优异抗源。苗期用子叶贴菌块方法鉴定104份野生大豆资源对两个不同毒力的大豆疫霉分离物PSJS2(毒力型:1a,1b,1c,1d,1k,2,3a,3b,3c,4,5,6,7,8)和PS41-1(毒力型:1a,1d,2,3b,3c,4,5,6,7,8)抗性,结果表明33份资源抗PS41-1,35份资源抗PSJS2,其中18份抗两个分离物。在抗病性鉴定基础性上,用菌层接种方法对选择的82份资源进行耐病性鉴定,发现7份高耐病性资源。这些结果表明,野生大豆中可能含有新的大豆疫病抗病和(或)耐病资源,这些抗病或耐病资源可以用于未来大豆抗病育种,以丰富大豆对大豆疫病的抗性遗传基础。