盐胁迫下烘产碱菌在水稻根表的定殖和异源固氮基因的表达

异源ｎｉｆ－ＬａｎＺ融合基因在粪产碱菌Ａ１５６１中的表达活性随盐浓度增加而升高,然而逐渐降。ｎｉｆＨ－ＬａｅＺ融合基因可以正常表达的盐浓度在０．１％～０．５％之间,盐浓度与０．０５％时活必同Ａ１５６１在盐浓度为０．０６％时趋化能力最强,随着盐浓度的提高逐渐下降,当盐浓度为３．０％时完全人趋化能力。一定的盐浓度（０．５％）对固氮立碱菌的数远大于对照。３种ｎｉｆ－ＬａｃＺ融合基因在根内的表达部位有显著     

固氮粪产碱菌ntrC-lacZ融合基因的构建及其在水稻根部的表达

将粪产碱菌（Alcaligenesfaecalis）A1501ntrC基因和lacZ基因正向克隆于广泛性转移载体pLA2917上,获得多拷贝ntrC质粒pLAC1和含ntrC－lacZ融合基因的重组质粒pLAC2,采用双亲结合方法,将上述两个重组质粒导入A1501中,获得含ntrC－lacZ融合基因的结合子A15C2和ntrC多拷贝结合子A15C1。采用X－gal原位显色技术、显微切片、扫描电镜观察及ntrC部分缺失突变株研究粪产碱菌ntrC在根部的表达及功能,结果表明粪产碱菌A1501在水稻根部有较强的定殖能力,并能侵进入水稻根内定殖。在水稻主侧根伸长区及根内皮层薄壁细胞及侧根分生区ntrC－lacZ融合基因表达活性明显高于别的部位。高铵条件下多拷贝ntrC结合子根表定殖能力大于野生型,而ntrC突变株则低于野生型。表明ntrC基因参与固氮菌根表结合的过程。     

固氮粪产碱菌ntrC-lacZ融合基因的构建及其在水稻根部的表达

将粪产碱菌（Alcaligenesfaecalis）A1501ntrC基因和lacZ基因正向克隆于广泛性转移载体pLA2917上,获得多拷贝ntrC质粒pLAC1和含ntrC－lacZ融合基因的重组质粒pLAC2,采用双亲结合方法,将上述两个重组质粒导入A1501中,获得含ntrC－lacZ融合基因的结合子A15C2和ntrC多拷贝结合子A15C1。采用X－gal原位显色技术、显微切片、扫描电镜观察及ntrC部分缺失突变株研究粪产碱菌ntrC在根部的表达及功能,结果表明粪产碱菌A1501在水稻根部有较强的定殖能力,并能侵进入水稻根内定殖。在水稻主侧根伸长区及根内皮层薄壁细胞及侧根分生区ntrC－lacZ融合基因表达活性明显高于别的部位。高铵条件下多拷贝ntrC结合子根表定殖能力大于野生型,而ntrC突变株则低于野生型。表明ntrC基因参与固氮菌根表结合的过程。     

水稻根表固氮螺菌的鉴定

作者从水稻根表分离获得一批固氮细菌,对其中固氮活性较高的菌株R₃₈(固氮活性为429.02n·mol·C₂H₄/ml·hr.)进行形态特征和生理生化等特征的鉴定,确定R₃₈属于巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense)     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT-PCR和PCR-RACE技术,从菊科植物甘菊(Dendranthema lavandulifolium)中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152.DlBADH1的cDNA全长1821 bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918 bp,编码506个氨基酸的蛋白质.两个基因核苷酸序列的同源性为97%,推导的氨基酸序列的同源性为98%.与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64%以上.在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合.RT-PCR-Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员.     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT—PCR和PCR—RACE技术,从菊科植物甘菊（Dendranthema lavandulifolium）中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶（betaine aldehyde dehydrogenase,BADH）基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152。DlBADH1的cDNA全长1821bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918bp,编码506个氨基酸的蛋白质。两个基因核苷酸序列的同源性为97％,推导的氨基酸序列的同源性为98％。与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64％以上。在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽（VTLELGGKSP）以及与酶功能有关的半胱氨酸残基（C）。在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合。RT—PCR—Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员。     

盐地碱蓬过氧化氢酶基因的克隆及盐胁迫下的表达分析

过氧化氢酶是清除H2O2的重要酶类,从400mmol/LNaCl处理的盐地碱蓬（Suaeda salsa(L.)Pall)地上部分的cDNA文库中克隆了两个编码过氧化氢酶的cDNA(Sscat1和Sscat2)。其中Sscatl(1.7kb)是一个全长cDNA克隆,编码一个492个氨基酸的开放阅读框架。而Sscat2(1.1kb)是一个cDNA片段。据编码Sscatl3′端的287个氨基酸的cDNA序列与Sscat2的cDNA序列进行的BLAST同源性分析表明,Sscat1和Sscat2在核苷酸水平的一致性则为一个单拷贝基因。Northern杂交结果表明在盐胁迫条件下Sscat1和Sscat2的表达存在差异;400mmol/LNaCl处理48h的盐地碱蓬根中的Sscat1和Sscat2mRNA水平比对照显著提高,但是在叶中仅Sscat1受盐诱导表达,不同盐处理时间下的表达分析也证实。在盐地碱蓬叶中仅Sscat1受盐诱导表达。这说明Sscat1和Sscat2在盐地碱蓬中是差异调控的,生理分析表明过氧化氢酶的活性在盐胁迫条件下显著提高。     

外源趋化剂对气单胞菌134的趋化性及其在水稻根际定殖的影响

本研究从镉污染水稻根际土壤中分离、纯化出一株耐镉菌134,并对该菌株的生理生态特征、16S r DNA等进行了系列分析,结果表明该菌株为气单胞菌(Aeromonas sp.),革兰氏阴性,对镉离子的耐受质量浓度为75 mg/L。选取水稻根系的常见分泌物氨基酸和糖类作为外源趋化剂考察气单胞菌134对各组分的趋化性,结果表明,菌株134对组氨酸、丙氨酸、亮氨酸、葡萄糖及果糖均具有较强的正趋化性。类毛细血管定量试验进一步表明,菌株134对不同浓度趋化剂的响应不同,在亮氨酸80μmol/L、组氨酸40μmol/L、丙氨酸60μmol/L、葡萄糖60μmol/L及果糖100μmol/L时,菌株134的趋化性最强。综合考虑滴定分析试验和类毛细血管试验结果,本文设计了水培试验来研究外源添加适宜浓度的组氨酸、亮氨酸、葡萄糖及D-果糖对菌株134在水稻根际定殖的影响。试验结果表明,这4种外源趋化剂均能促进菌株134在水稻根际的定殖,尤其是葡萄糖和D-果糖的处理,其根际定殖细菌数量与对照相比差异极显著(P0.01),分别为对照组的3.48和3.87倍。     

水稻盐胁迫应答基因的克隆、表达及染色体定位

利用差异显示PCR(DD -PCR)技术从水稻中克隆了 2个受盐胁迫诱导和 1个受盐胁迫抑制的cDNA片段 ,分别代表了水稻S 腺苷蛋氨酸脱羧酶 (SAMDC)基因、水稻翻译延伸因子 1A蛋白 (eEF1A)基因家族中的新成员 (称为REF1A)以及一功能未知的新基因 (命名为SRG1 ) .进一步利用RT PCR技术克隆了SAMDC基因的全长cDNA序列 (称为SAMDC1 ) ,该基因序列与其他植物及酵母、人类的SAMDC基因均有一定的同源性 .Northern杂交结果显示SAMDC1和REF1A基因的转录均明显受盐胁迫诱导 ,而SRG1基因的转录在盐胁迫 6h后即受到抑制 .Southern杂交分析表明SAMDC1和SRG1基因在水稻基因组中均以单拷贝存在 ,而REF1A基因则检测到多个拷贝 .利用ZYQ8/JX1 7组合构建的DH群体和RFLP图谱将REF1A ,SAMDC1和SRG1基因分别定位在水稻第 3,第 4和第 6染色体上 .     

向日葵盐胁迫相关基因的cDNA-AFLP差异表达

目的:研究向日葵盐胁迫前后基因表达的变化,分离并鉴定耐盐相关基因。方法:采用c DNA-AFLP技术分析盐胁迫产生的差异表达基因片段。结果:从256对引物组合中筛选到232对有差异表达的引物组合。用其进行选择性扩增,获得差异表达的上调TDFs 845条。经二次PCR扩增及反向Northern blot验证,获得42个阳性TDFs。对其中12个TDFs进行克隆及序列测定,得到10条TDFs核苷酸序列。经Blastx比对及功能分析,10个TDFs均与应答盐胁迫相关,涉及信号转导相关蛋白、胁迫相关功能蛋白、衰老相关蛋白以及与蛋白相互作用有关的蛋白。结论:利用c DNA-AFLP技术鉴定出一批盐胁迫应答基因,为揭示向日葵耐盐分子机制及指导向日葵耐盐分子育种实践奠定基础。     

大麦NF-YC基因鉴定及在盐胁迫下的表达分析

核因子Y (NF-Y)是由NF-YA、NF-YB和NF-YC三个亚基组成的一类真核细胞转录因子,主要参与植物生长发育调控和非生物胁迫信号传递。该研究利用生物信息学方法解析了大麦(Hordeum vulgare) NF-YC基因家族功能。首先,基于大麦基因组数据库鉴定出11个HvNF-YC成员,分布在除第2号染色体以外的其余6条染色体上,内含子0–5个。系统进化分析显示,大麦、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa) NF-YC基因家族成员可分为5个亚家族。基因复制分析显示, 6个HvNF-YC基因存在片段复制,3个HvNF-YC基因存在串联复制。启动子顺式作用元件分析显示,大多数HvNF-YC基因启动子含有与非生物胁迫及激素响应相关的顺式作用元件。对HvNF-YC家族成员在不同组织不同时期的表达模式分析表明,不同成员的时空表达存在明显差异,其中HvNF-YC9和HvNF-YC11可能在籽粒发育初期发挥重要作用。通过分析耐盐型和盐敏感型大麦品种根和叶中HvNF-YC表达量变化,发现HvNF-YC3、HvNF-YC6和HvNF-YC10主要在盐胁...     

高盐低温胁迫下水稻叶细胞ROS清除系统的相关基因表达

采用Affymetrix水稻表达谱芯片,分析高盐和低温胁迫下水稻叶细胞内ROS清除系统的相关基因表达状况,探讨在响应非生物胁迫过程中水稻植株体内抗氧化防卫体系的积极作用。结果表明:(1)水稻叶细胞内ROS清除系统涉及187个基因和/或EST,由抗氧化的非酶类物质如抗坏血酸、谷胱甘肽、生育酚等和抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)等组成。(2)在低温逆境下,籼稻(i-93-11)叶细胞表达上调基因(2倍以上,下同)有5个,下调(0.5倍以下,下同)基因有2个;粳稻(j-NJ-1)叶细胞表达上调基因5个,下调基因6个。(3)在高盐胁迫下,籼稻(i-93-11)叶细胞表达上调基因有31个、下调基因13个;粳稻(j-NJ-1)叶细胞表达上调基因27个,下调基因25个。(4)高盐和低温胁迫下水稻叶细胞ROS清除系统相关基因的表达在籼粳稻间存在较大差异,并根据水稻基因表达谱芯片数据构建了水稻响应高盐和低温胁迫ROS清除网络图。     

肺炎克氏杆菌nifA基因在巴西固氮螺菌固氮基因表达的铵调节中的作用

固氯螺菌(Azospirillum)是一类仅在限铵和微好氧条件下固氮的微生物,它可与许多禾本科作物联合共生⑴,具有较大的应用潜力。铵作为固氮作用的调节信号,在固氮螺菌的实际应用中是首要的限制因素。在固氯螺菌中,铵不但具有与肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)相似的阻遏固氮酶合成的作用,而且还对已合成的固氮酶进行活性调节⑵。研究表明,其固氮酶翻译后活性调节的机制类似于深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)⑶,即在有铵条件下其固氮酶铁蛋白的一个亚基被共价修饰而丧失活性,这一过程是可逆的。由于铵在固氮螺菌中双水平地调节固氮作用,使得在野生菌株中研究其固氮基因表达水平上的调节较为困难。Zhang等⑷利用区域定位诱变技术获得了巴西固氮螺菌Sp7（A．Brasilense Sp7)的draT-突变株,在该突变株中铵不再影响固氮酶的活性,这为其固氮基因表达调节的研究提供了一个良好的材料。本文将组成型表达的肺炎克氏杆菌nifA基围引入该突变株中,通过分析讨论铵对巴西固氮螺菌固氮基固表达的调节作用方式。     

水稻盐胁迫应答cDNA的克隆、表达和染色体定位

从150 mmol/L盐胁迫3 h和没有胁迫的耐盐水稻(Oryza sativa L.)品种特三矮2号叶片中提取mRNA,构建cDNA文库.通过示差筛选,得到3个盐胁迫应答cDNA克隆Ts1、Ts2和Ts3.Northerd分析表明,3 h的盐胁迫可使Ts1、Ts2和Ts3的转录水平明显上升;3～24 h期间,Ts1和Ts2的转录水平继续上升,而Ts3的转录水平则下降.序列分析表明,这3个cDNA克隆与已知功能的基因没有同源性.利用特三矮2号的耐盐亲本ZYQ8和粳稻JX1 7组合构建了DH群体和分子标记连锁图谱,将Ts1、Ts2和Ts3分别定位在第1、3和7染色体上.值得注意的是,Ts1、Ts2和Ts3与用同一群体定位的主效和微效耐盐QTL位于同一或相邻区域.     

沙地云杉LBD基因家族鉴定及盐胁迫响应分析北大核心CSCD

沙地云杉(Picea mongolica)是我国稀有珍贵树种,具有耐旱、耐寒、耐沙埋的优良抗性。LBD(lateral organ boundaries domain)是植物侧生器官中重要的转录因子,在植物生长发育和胁迫应答进程中起关键作用,但目前尚未报道有关沙地云杉中LBD基因家族的研究。本研究参考挪威云杉全基因组数据及沙地云杉转录组数据鉴定沙地云杉LBD基因,进行生物信息学分析并利用qRT-PCR检测LBD基因在不同组织(茎尖、主根、侧根、茎和叶)及盐胁迫胁迫条件下的表达水平。结果表明,在沙地云杉转录组中共鉴定出30个LBD基因(PmLBD1-30),蛋白序列长度在119~309 aa之间,分子量为10.5~33.4 kD,等电点介于5.15~9.26之间,Cell-PLoc亚细胞定位显示均位于细胞核中;所有的LBD蛋白结构域、基因结构高度保守,并由相似的基序组成;根据系统发育树可将其分为5个亚家族(Class I a~e),沙地云杉在各类中的成员依次为4,11,5,1,9个;qRT-PCR试验结果显示,PmLBDs在不同组织中均有表达,如PmLBD2/5/18/19在茎中高表达,ClassⅠb中的PmLBD9/20/23基因在侧根中强烈表达;大多数PmLBDs的表达强烈响应盐胁迫,17个PmLBD基因在盐处理后上调表达,而6个PmLBD基因在盐处理后下调表达,且同一亚族基因表达情况呈现相似趋势。     

盐胁迫下大麦根系木质部压力的自调节现象

用植物木质部压力探针测定的结果表明,水培大麦幼苗根的木质部压力在环境条件恒定不变时始终保持波动,并且在受到轻度的盐胁迫和当盐胁迫解除时表现出高度的自调节现象.这种波动和自调节现象将对植物水势的测定和根的径向反射系数的测定产生很大的影响,并可能与植物的抗盐性有关.小麦根在同样条件下未表现出上述现象.     

异源nifA^C对根癌土壤杆菌nif基因表达的调节作用

用三亲水交配方法分别将载有褐球固氮菌（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒｃｈｒｏｏｃｏｃｃｕｍ）呈组成型表达的ｎｉｆＡＣ的质粒ｐＣＫ５和肺炎克氏杆菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）含有ｎｉｆＡ＾Ｃ和ｎｉｆＡ－ｎｔｒＣ基因的质粒ｐＣＫ３,ｐＳＺ３６和ｐＳＺ２３－ＣＡ导入根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｎｅｆａｃｉｅｎｓ）Ｃ５８／ｐＧＶ３８５０所得转移接合子的生长速率和野生型相似。在１０ｍ     

镉胁迫下水稻OsPT1的表达及功能分析

OsPT1编码的水稻磷酸盐（Pi）转运蛋白在水稻生长发育、非生物胁迫应答等方面发挥重要的调控作用。前期研究表明OsPT1为镉（Cd）响应基因,但其在Cd胁迫下的功能及作用机制仍然未知。阐明OsPT1在Cd胁迫下的作用,并为低Cd水稻品种的选育奠定基础。通过生物信息学方法对该基因的序列特征、结构和功能进行分析和预测,利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）方法检测Cd胁迫下水稻不同组织、不同时间点OsPT1的相对表达量。此外,利用PCR的方法克隆OsPT1的编码序列,构建pGADT7-OsPT1重组质粒载体,并将其转入Δycf1 BY4741酵母菌株（Cd敏感酵母菌株）用以验证OsPT1对酵母Cd耐受性的影响。结果表明,OsPT1编码序列全长为1 584 bp,编码分子量为57.46 kD,由527个氨基酸构成的蛋白。在水稻基因组中该基因上游启动子区含有与光、厌氧、茉莉酸甲酯等环境和激素响应相关的调控元件。系统进化分析表明,水稻OsPT1与高粱SbPT1亲缘关系最近。基因的镉响应表达分析结果表明,与对照相比,经100 μmol/L Cd处理的水稻在1、6和12 h后,地上部分OsPT1的转录水平分别上调1.31、1.34和2.46倍;水稻根部OsPT1在处理1和6 h后分别上调1.28和1.14倍,但在Cd处理12 h后,其表达水平下调至处理前的0.62倍。转基因酵母Cd耐受性结果表明,与对照（0 μmol/L Cd）相比,经25 μmol/L Cd处理后,转OsPT1的酵母对Cd的耐受性有一定的下降。OsPT1可能在水稻应对Cd胁迫过程中发挥一定的作用。     

盐胁迫诱导盐穗木Rev1、Rev3基因的表达分析

根据盐穗木盐胁迫下响应的转录组测序结果,参考盐穗木HcRev1、HcRev3基因的ESTs序列设计荧光定量PCR特异性引物,建立检测盐穗木Revs基因相对表达量的荧光定量PCR方法,分析Rev1和Rev3基因在盐穗木不同浓度盐胁迫处理不同时间的转录水平。结果表明,HcRev1、HcRev3基因具有相似的表达模式,在100 mmol·L^-1 NaCl低盐胁迫下表达稳定,在300、500、700 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,随胁迫浓度增高、胁迫时间延长,表达量升高。其中HcRev1在700 mmol·L^-1 NaCl胁迫14 d后达到峰值,是对照组的4.63倍。HcRev3基因在300 mmol·L^-1 NaCl胁迫14 d时,表达量迅速升高,是对照组的15.55倍,表达差异极显著。研究结果说明HcRev1、HcRev3基因都受盐胁迫诱导表达,提示HcRev1、HcRev3基因虽然表达量存在差异,但在盐胁迫过程中参与了DNA损伤修复。研究有助于阐明Rev1、Rev3基因在DNA损伤修复和植物耐盐性间的调控功能作用。