小麦成熟胚脱分化过程CDPKs基因的差异表达分析

用Affymetrix小麦基因芯片检测小麦成熟胚脱分化过程中CDPKs基因的表达变化的结果表明,在检测到的16个CDPKs基因中,有15个基因在小麦成熟胚脱分化过程中发生了有意义变化,其中上调表达基因有12个,上调2-7．5倍,下调表达基因有2个,下调3娟．1倍,在不同时点既有上调又有下调的1个。根据已知CDPKs生物功能扣它们表达变化趋势以及这些变化趋势与脱分化过程中的吻合程度分析结果,推测CPK2A、CPK2B．CPK6和Os12g0169800基因参与了小麦成熟胚脱分化过程的启动和愈伤组织的形成。     

小麦遗传转化受体系统建立的研究

选用‘小偃22’和‘宁春16’小麦品种的成熟胚和幼胚进行培养,研究不同种类的胚和培养因子对愈伤组织诱导和分化的影响。结果表明,幼胚和成熟胚的愈伤组织诱导率无明显差异,但较高浓度的2,4-D有利于成熟胚的诱导,而幼胚培养时2,4-D浓度的影响效果因品种而异;两种外植体分化率的高低与KT/IAA的配比均有密切关系,但高浓度的激素水平不利于成熟胚的分化;诱导培养基中低浓度的2,4-D有利于所诱导的愈伤组织的分化。同时,在诱导培养基中添加低浓度的KT能显著提高两品种成熟胚愈伤组织的分化率;各种培养基处理与品种间都存在显著的互作效应,‘小偃22’成熟胚培养的最佳培养基组合为MSD 3.0 mg/L 2,4-D和MSD 0.5 mg/LIAA 1.0 mg/L KT,幼胚培养为MSD 4.0 mg/L 2,4-D和MSD 0.5 mg/L IAA 1.0 mg/L KT;‘宁春16’成熟胚培养为MSD 4.0 mg/L 2,4-D和MSD 1.0 mg/L IAA 1.0 mg/L KT,幼胚培养时为MSD 1.0 mg/L 2,4-D和MSD 2.0 mg/L IAA 2.0 mg/L KT。     

小麦转录因子TaWRKY74-c和TaWRKY74-d基因的克隆及基于生物信息学的功能分析

WRKY基因是近年来研究较为广泛的植物转录因子,目前许多物种中都克隆出WRKY基因。近年来,小麦中也有WRKY基因被克隆,但是由于对WRKY基因生物信息学分析不足,导致研究带有一定的盲目性。本试验以小麦品种扬麦158叶片为材料,分离了2个WRKY基因,分别编码344个和371个氨基酸,与GenBank数据库中的TaWRKY74基因高度同源,命名为TaWRKY74-c和TaWRKY74-d。蛋白质保守结构域分析表明,2个基因都含有1个WRKY保守结构域,属于Ⅲ类WRKY转录因子家族。定量PCR分析表明TaWRKY74-c和TaWRKY74-d在小麦的叶片、花和茎中均表达,且在茎中的表达量最多,在花中的表达量最少。采用Genevestigator转录组分析工具,对基因在331种环境条件(如逆境、病害、激素等刺激)、10个发育时期(如苗期、孕穗期等)和21种组织器官(如根、花、叶等)中的表达进行了分析,结果表明,该基因在小麦不同发育时期和组织器官中都有表达,且在植物遭受低温、病原体侵染等环境因子处理下,表达量发生显著改变,预示可能参与到这些生物学过程中。采用RT-PCR的方法对上述分析结果进行验证,结果表明生物学实验与生物信息学预测的结果一致。本研究将大量小麦转录组的数据应用到WRKY基因功能分析上,深化了对小麦WRKY基因家族成员功能的认识,为今后对该基因的表达分析和功能研究提供了重要线索和方向。     

基于转录特征的水稻WRKY转录因子功能注释

转录水平的变化是转录因子功能发挥的重要体现形式,高通量测序技术的发展和应用揭示了丰富的转录数据,对转录数据的深度分析有助于基因的注释和功能研究。本文以水稻WRKY转录因子家族为对象,在总结WRKY基因功能的基础上,对生物和非生物胁迫、发育、营养和激素处理等不同生物学过程中的转录数据进行了系统的整理和挖掘,获得了不同反应中转录变化的特定WRKY基因清单,丰富了水稻WRKY转录因子家族成员的注释信息,以期这些信息为后续的功能研究提供有价值的参考。     

胁迫诱导植物体细胞胚发生中相关基因及蛋白的研究进展

植物体细胞胚发生是一个复杂的发育过程,体细胞胚发生已成为研究植物胚胎发育过程中生理、生化、分子生物学等方面分子机理的模式系统。胁迫被认为是对体细胞胚的诱导有重要作用的因素。植物生长调节物质如2,4-D、ABA等目前认为是与胚性能力获得有关的胁迫物质。在蛋白和转录水平上对基因表达的分析中已鉴定出一些与体细胞胚发生相关的基因和蛋白。该文主要对近年来国内外有关胁迫诱导体细胞胚发生的相关基因及蛋白的研究进展进行综述。     

沙冬青响应非生物胁迫的转录因子基因鉴定与分析

以沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Maxim.ex Kom.)Cheng f.]幼苗为实验材料,对其转录组进行测序,筛选出质量体积分数18%聚乙二醇6000模拟干旱胁迫下差异表达的转录因子基因;在此基础上,对干旱胁迫下差异表达bHLH转录因子的系统进化关系以及干旱胁迫和100 mmol·L~(-1)NaCl胁迫下差异表达bHLH基因的表达模式进行分析。结果表明:沙冬青中存在49个转录因子基因家族,共包含1 575个转录因子基因。干旱胁迫下沙冬青地上部有44个转录因子基因表达量的差异倍数大于等于2倍,其中33个转录因子基因上调表达,11个转录因子基因下调表达;地下部有57个转录因子基因表达量的差异倍数大于等于2倍,其中50个转录因子基因上调表达,7个转录因子基因下调表达。沙冬青响应干旱胁迫的差异表达转录因子基因主要分布于AP2-EREBP、MYB、WRKY、NAC和bHLH基因家族。沙冬青地上部和地下部表达量上(下)调2~5、5(含5)~10(含10)及10倍以上的差异表达转录因子基因数分别为28、7和9个,以及11、27和19个。聚类分析结果显示:沙冬青6个差异表达bHLH基因编码的氨基酸序列与拟南芥[Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.]bHLH基因编码的氨基酸序列有不同程度的相似性。干旱胁迫和NaCl胁迫下,沙冬青6个差异表达bHLH基因的表达受到不同程度的诱导。本结果为研究非生物胁迫过程中沙冬青调控机制提供了大量的转录因子基因资源。     

拟南芥WRKY8转录因子相关基因VQ10和VQ11受多种非生物逆境胁迫诱导表达

拟南芥WRKY8转录因子能与VQ蛋白家族成员VQ9相互作用共同调控植物的耐盐反应。本研究中进一步发现,WRKY8能与多个VQ蛋白在酵母细胞中相互作用,其中VQ5、VQ10、VQ11、VQ16、VQ20、VQ23及VQ32等与WRKY8之间有较强的相互作用,而VQ13、VQ14、VQ17、VQ21、VQ25及VQ31等与WRKY8之间的相互作用相对较弱。基因表达分析表明,WRKY8相关的VQ10、VQ11及VQ23基因受ABA诱导明显,其中VQ23基因受ABA诱导最高达241倍,表明它们可能参与调控植物体内的ABA信号传导途径。此外,VQ10、VQ11及VQ23基因的表达还受高盐、高渗透压、低温或高温胁迫的诱导。亚细胞定位实验表明,VQ10蛋白特异性的定位于细胞核,而VQ11蛋白定位于细胞核和细胞质。研究结果表明,WRKY8转录因子相关的VQ10、VQ11及VQ23蛋白可能参与调控植物多种非生物逆境反应。     

WRKY转录因子功能研究进展

植物各种诱导型基因的表达主要受特定的转录因子在转录水平上的调控.转录因子结构和功能的研究近年来成为植物分子生物学、细胞分子生物学和分子遗传学研究领域的重要内容.WRKY转录因子在拟南芥中有74个成员,水稻中有100多个成员,在生物胁迫及非生物胁迫方面发挥着非常重要的作用.该文就近年来国内外关于WRKY转录因子家族的结构与起源进化和在植物损伤、衰老、发育及代谢等过程中参与的调控功能,以及在植物防御反应中对防御相关基因表达的调控及参与的植物激素类信号途径等方面的研究进展进行了综述,为全面解析WRKY转录因子家族的结构与功能提供了新的视点.     

2.4-D、6-BA对人参体细胞胚胎发生过程的影响研究

本实验以人参芽胞、二年生人参根、实生苗的茎、叶为外植体研究了体细胞胚的发生条件,并对其发生过程中可溶性蛋白、相关酶活性及内源激素的变化等进行了研究。结果表明,诱导愈伤组织的培养基为MS+2,4-D 4.0mg/L + BA 0.2mg/L;在MS+2,4-D 1.0mg/L + KT 0.2 mg/L培养基上继代培养,可获得胚性愈伤组织;在无2,4-D的培养基上可诱导出胚状体。将胚状体转入无任何激素的MS培养基上继续培养,之后转入1/2MS培养基上获得再生植株。组织细胞学观察表明人参胚状体的起源方式为单细胞起源。在体细胞胚胎发生过程中,多糖和淀粉含量在早期胚时较低,可溶性蛋白含量、POD及PPO活性在早期胚时最高;IAA在早期胚时期含量最高,在成熟胚时期ABA含量最高,而ABA/IAA比值在成熟胚时较高,利于体细胞胚的发育成熟。cDNA-AFLP 分析表明胚状体发育不同时期的人参培养物基因表达不同,从而导致了分化和发育。培养物HPLC分析表明胚胎发生试管苗总皂苷含量比子叶胚时期高4倍多。单体皂苷差异较大。     

枸杞体细胞胚发生中Ca2+和ATPase的超微结构定位研究

研究2,4-D诱导枸杞体细胞胚发生中的作用及其与Ca~(2+)含量和ATPase活性时空分布动态之间的关系,以探讨2,4-D诱导植物体细胞胚发生的作用机理。采用超微细胞化学定位的方法,跟踪分析了体细胞胚发生与发育的不同时期,Ca~(2+)和ATPase活性的时空分布动态。结果表明:2,4-D是诱导离体培养的枸杞体细胞进入胚胎状态的关键激素。在含有2,4-D和不含2,4-D的培养条件下,分别诱导枸杞体细胞脱分化后,再转入除去2,4-D的MS培养基上,进行分化培养,结果前者可分化形成体细胞胚,因而称为胚性愈伤组织。后者在相同条件却不能分化形成胚,故称为非胚性愈伤组织。在2,4-D诱导枸杞的胚性愈伤组织中,胚性细胞分化早期的细胞间隙和细胞壁上均有Ca~(2+)沉淀。随着胚性细胞的分化、分裂和多细胞原胚形成,这时Ca~(2+)在细胞内的分布主要集中在细胞膜和液泡膜上;球形胚期在细胞核中Ca~(2+)呈弥散性分布。在此过程中,ATPase活性时空分布与Ca~(2+)的定位变化具有高度一致性,仅仅稍滞后于Ca~(2+)出现的时间。而在胚性细胞分化早期,ATPase活性同样位于质膜上,随后在液泡和细胞核都可见ATPase活性分布。而在非胚性愈伤组织中,则未见Ca~(2+)和ATPase活性呈时空动态分布,而且随着非胚性细胞的液泡化,无论是Ca~(2+)含量,还是ATPase活性都呈逐渐降低的趋势。表明Ca~(2+)和ATPase活性变化与2,4-D诱导的胚性细胞分化和发育密切相关。并由此推测,Ca~(2+)和ATPase的时空分布对胚性细胞分化中的信息传递和调控相关基因表达起着关键性作用。     

2,4-D浓度对花生体细胞胚发生的影响

选用丰花2号、鲁花11和农大818三个花生品种的胚小叶为外植体,在MSB培养基中分别添加不同浓度的2,4-D(1、5、10、15、20ms／L)作为诱导培养基,以MSB为继代培养基,研究2,4-D浓度对花生体细胞胚胎发生的影响。结果表明：2,4-D浓度对花生胚小叶脱分化及再分化有显著影响,低浓度的2,4-D对外植体脱分化有利,而较高浓度对再分化有利,诱导体细胞胚的最适2,4-D浓度为15mg／L。不同品种的体细胞胚诱导频率存在差异,丰花2号和农大818比鲁花11的体细胞胚诱导频率高;且丰花2号的成苗能力较强,在MSB培养基上即可成苗,鲁花11及农大818成苗能力较差。     

枸杞体细胞胚发生中Ca^2＋和ATPase的超微结构定位研究

研究2,4-D诱导枸杞体细胞胚发生中的作用及其与Ca^2 含量和ATPase活性时空分布动态之间的关系,以探讨2,4-D诱导植物体细胞胚发生的作用机理。采用超微细胞化学定位的方法,跟踪分析了体细胞胚发生与发育的不同时期,Ca^2 和ATPase活性的时空分布动态。结果表明：2,4-D是诱导离体培养的枸杞体细胞进入胚胎状态的关键激素。在含有2,4-D和不含2,4-D的培养条件下,分别诱导枸杞体细胞脱分化后,再转入除去2,4-D的MS培养基上,进行分化培养,结果前者可分化形成体细胞胚,因而称为胚性愈伤组织。后者在相同条件却不能分化形成胚,故称为非胚性愈伤组织。在2,4-D诱导枸杞的胚性愈伤组织中,胚性细胞分化早期的细胞间隙和细胞壁上均有Ca^2 沉淀。随着胚性细胞的分化、分裂和多细胞原胚形成,这时Ca^2 在细胞内的分布主要集中在细胞膜和液泡膜上;球形胚期在细胞核中Ca^2 呈弥散性分布。在此过程中,ATPase活性时空分布与Ca^2 的定位变化具有高度一致性,仅仅稍滞后于Ca^2 出现的时间。而在胚性细胞分化早期,ATPase活性同样位于质膜上,随后在液泡和细胞核都可见ATPase活性分布。而在非胚性愈伤组织中,则未见Ca^2 和ATPase活性呈时空动态分布,而且随着非胚性细胞的液泡化,无论是Ca^2 含量,还是ATPase活性都呈逐渐降低的趋势。表明Ca^2 和ATPase活性变化与2,4-D诱导的胚性细胞分化和发育密切相关。并由此推测,Ca^2 和ATPase的时空分布对胚性细胞分化中的信息传递和调控相关基因表达起着关键性作用。     

植物WRKY转录因子家族基因抗病相关功能的研究进展

植物基因组中,数目众多的转录因子参与植物的生长发育、物质代谢、响应生物和/或非生物胁迫等多种生物进程.WRKY基因家族是植物重要的转录因子家族,在抗病信号转导途径中起重要调控作用,因而成为分子植物病理研究领域中的热点.本文综述了WRKY转录因子基因在植物抗病反应中的作用和调节机制的最新研究进展,以期为深入研究WRKY基因家族在植物抗病反应中的作用,阐明植物抗病信号转导途径提供帮助.     

乙烯生成受抑后烟草叶片的脱分化（简报）

2,4—D对烟草叶片外植体脱分化和乙烯产生的诱导作用需要其连续存在,一旦外植体被移到不含2,4—D的培养基上后,脱分化过程即减缓;产生乙烯的能力也降低。AVG显著抑制由 2,4-D诱导的乙烯产生和脱分化。STS对脱分化过程也有抑制作用,且抑制程度随浓度而递增。表明2,4-D诱导的脱分化过程可能与乙烯有关。     

参与草菇子实体分化的VvHox1基因的鉴定及表达分析（英文）

通过草菇基因组注释,得到一含有同源框(homeobox)保守结构域的转录因子VvHox1,根据其在草菇不同生长发育阶段的基因表达量变化,推测其可能与草菇的子实体分化相关。利用转录组数据分析该基因结构,发现VvHox1由2 856个碱基组成,包含4个外显子和3个内含子。荧光定量PCR和数字基因表达谱结果显示VvHox1在草菇的异核菌丝体、原基期和蛋形期的表达量不断升高,并且在蛋形期表达量达到最高,但是,在伸长期的表达量却显著下降。因此,我们推测转录因子VvHox1可能调控子实体发育过程中的相关基因,从而影响草菇子实体的形态发生。     

小麦成熟胚愈伤组织诱导及分化研究

以2个小麦品种成熟胚为外植体进行离体培养,研究了不同预处理、不同2,4-D浓度及与KT组合、不同蔗糖浓度等因素对愈伤组织诱导及分化的影响。结果表明:4℃低温预处理可提高愈伤组织的出愈率及再生苗率,2个材料的出愈率及再生苗率均达到90%和30%以上;在不同预处理条件下,2,4-D浓度对出愈率及再生苗率的影响与基因型有关,2,4-D浓度为1~2 mg/L更有利于愈伤组织诱导及分化;附加KT能缓解高浓度2,4-D对再生苗率的抑制作用,而对于在1、2 mg/L 2,4-D的培养基中附加KT则不表现这种作用;蔗糖浓度则在30 g/L条件下更有利于愈伤组织诱导。因此通过4℃低温预处理,在MS基本培养基中附加1~2mg/L 2,4-D及30 g/L蔗糖亦可促进小麦成熟胚愈伤组织的诱导和分化。     

调控植物种子发育的转录因子研究进展

植物种子是裸子植物和被子植物所特有的繁殖器官,也是人类赖以生存粮食的最主要来源。植物种子发育的过程包括形态发育和种子成熟,由一个复杂的转录因子网络管控,转录因子调控和监管整个发育过程。转录因子包含DNA结合区、寡聚化位点区、核定位信号区和转录调控区4个功能结构域,通过结构域与顺式元件相互作用调控基因的表达。研究表明,WOX家族调控胚芽发育,HAP3家族调控胚胎形态发生和细胞分化,MADS-box家族调控胚座和胚珠的发育,NAC家族调控胚珠珠被生长发育,b HLH家族调控种皮细胞的大小和形态,MYB家族是种皮发育的正调节因子。HAP家族成员LEC1和B3超家族的AFL亚家族成员LEC2、FUSCA3、ABI3一起互相作用形成一个调控网络,共同调控种子的成熟发育。Zinc finger超家族的Dof家族调控种子的胚乳发育、贮藏蛋白的合成及脂肪含量的变化,bZIP家族调控种子贮藏基因表达,AP2/EREBP家族调控种子体积与重量、蛋白与油类积累,WRKY家族、IKU、MINI3、SHB1基因和KLU基因调控种子体积大小。综述了植物种子发育过程中转录因子的结构和种类,分析了其作用顺序和功能,解析了种子发育的分子调控机制,展望了其研究方向和前景,以期为种子品质改良奠定理论基础和提供新的思路。     

芥菜型油菜转录因子BjWRKY33基因克隆和表达分析

植物WRKY基因家族是最大的转录因子家族之一,在非生物胁迫反应中起重要的调控作用。该研究利用RT-PCR技术分离获得芥菜型油菜WRKY转录因子基因(WRKY33)的完整开放读码框(ORF)序列,对其进行了生物信息学分析,并通过荧光定量PCR研究了其表达特性。分离到的芥菜型油菜WRKY转录因子命名为BjWRKY33,其ORF序列长度为1 470 bp,编码489个氨基酸组成的蛋白质,预测其分子量和等电点分别为54.036 kDa和8.56,未发现信号肽和跨膜结构,二级结构中无规则卷曲、α-螺旋、延伸直链和β-转角各占76.89%、10.43%、10.22%、2.45%。进化树分析表明, BjWRKY33蛋白质与甘蓝型油菜、白菜、甘蓝等十字花科植物亲缘关系较近。荧光定量PCR分析发现, BjWRKY33基因在不同组织皆有表达,其中在茎和蕾中表达量最低,激素(ABA)、低温(4°C)以及盐(NaCl)均能诱导叶片中BjWRKY33基因表达水平的升高。这些研究结果表明,BjWRKY33基因在维持植物正常生长发育和非生物逆境胁迫中可能发挥重要作用。     

L-阿拉伯糖对尿酸的调节作用

转录因子是一类在生物生命活动过程中起到调控作用的重要因子,参与了各种信号转导和调控过程,可以直接或间接结合在顺式作用元件上,实现调控目标基因转录效率的抑制或增强,从而使植物在应对逆境胁迫下做出反应。 WRKY转录因子在大多数植物体内都有分布,是一类进化非常保守的转录因子家族,参与植物生长发育以及响应逆境胁迫的生理过程。众多研究表明,WRKY转录因子在植物中能够应答各种生物胁迫,如细菌、病毒和真菌等;多种非生物胁迫,包括高温、冷害、高光和高盐等;以及在各种植物激素,包括茉莉酸( JA)、水杨酸( SA)、脱落酸( ABA)和赤霉素( GA)等,在其信号传递途径中都起着重要作用。 WRKY转录因子家族蛋白至少含有一段60个氨基酸左右的高度保守序列,被称为WRKY结构域,其中WRKYGQK多肽序列是最为保守的,因此而得名。该转录因子的WRKY结构域能与目标基因启动子中的顺式作用元件W￣box( TTGAC序列)特异结合,从而调节目标基因的表达,其调控基因表达主要受病原菌、虫咬、机械损伤、外界胁迫压力和信号分子的诱导。该文介绍了植物WRKY转录因子在植物应对冷害、干旱、高盐等非生物胁迫与病菌、虫害等生物胁迫反应中的重要调控功能,并总结了WRKY转录因子在调控这些逆境胁迫反应过程中的主要生理机制。