长春花Crlea基因的克隆及原核表达初步分析

晚期胚胎丰富（Late Embryogenesis Abundant, LEA）蛋白是植物在干旱胁迫下响应并被描述为具有潜在的抗旱功能的一类重要的抗旱蛋白。通过建立干旱胁迫下长春花（Catharanthus roseus）的cDNA文库并进行测序筛选分析,首次分离得到Crlea（Crlea for Catharanthus roseus late embryogenesis abundant）全长基因。该基因具有492 bp的开放读码框,编码163个氨基酸,其中偏性氨基酸含量占总蛋白的55.9%。同源性分析表明该假定蛋白与胡萝卜（Daucus carota）LEA DC3 的同源性达69%。亲水性分析表明具有极强的亲水性。为进一步验证CrLEA蛋白的功能,构建了Crlea基因的原核表达载体并在大肠杆菌中对其表达进行了分析。结果表明,原核载体成功的表达了CrLEA蛋白,亲水性实验及热稳定性实验表明CrLEA蛋白具有极强的亲水性和热稳定性。     

干旱胁迫下白沙蒿LEA基因的表达及序列分析

[目的]确定白沙蒿在干旱胁迫下起调节作用的LEA蛋白家族及其生物信息学特征。[方法]对在正常生长、中度胁迫和重度胁迫下的白沙蒿进行转录组测序,获得其LEA表达的差异性,对其中显著上调表达的基因进行序列分析。[结果]与多数报道的物种不同,白沙蒿在干旱胁迫时起调控作用的是第5家族LEA5蛋白。白沙蒿LEA的开放阅读框(ORF)全长264 bp,编码87个氨基酸。LEA5蛋白的分子量为9 406.74 Da,等电点为9.75,其序列与黄花蒿同源性最高(64%)。LEA蛋白为亲水性蛋白,定位于线粒体(73.9%),二级结构以无规则卷曲(59.77%)和α-螺旋(37.93%)为主,无信号肽和跨膜结构。[结论]白沙蒿在干旱胁迫下,LEA5参与了抗旱的调控,该基因的生物信息学特征分析为深入了解白沙蒿及蒿属其它固沙植物的抗旱机制提供一定的理论基础。     

应用实时荧光定量PCR技术分析玉米水分胁迫诱导基因的表达模式

应用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)技术,研究了玉米中10个水分胁迫诱导基因的相对表达量及表达模式。结果表明,在花丝中,除基因Mads和Grp外,其他8个基因均随干旱胁迫程度加重,相对表达强度增加;在幼穗中,除基因Mads外,其他9个基因均随干旱胁迫程度加重,相对表达强度增加。应用实时荧光定量PCR和宏阵列技术的研究表明,在水分胁迫条件下,基因Arf3、Mads、Trx和F15相对表达量较高,可能在玉米应答水分胁迫过程起更重要的作用。     

外源NO对NaCl胁迫下长春花幼苗生物量和叶绿素荧光的影响

在温室条件下采用盆栽法,研究了50mmol·L-1NaCl胁迫下5个不同浓度外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)对长春花(Catharanthus roseus)幼苗生物量、叶绿素含量和叶绿素荧光的影响。结果表明:(1)鲜重和干重均在S2(50mmol·L-1NaCl+0.1mmol·L-1SNP)处理下达到最高,分别较对照S0(50mmol·L-1NaCl)显著增加18.8%和13.9%。叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素与生物量相似,均在S2处理下含量最高,但它们均与S0无显著差异,叶绿素a/b变化较为复杂。(2)0.1mmol·L-1SNP缓解盐胁迫对PSⅡ反应中心的破坏效果最好,显著提高50mmol·L-1NaCl胁迫下长春花幼苗叶片的可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、实际光化学效率(φPSⅡ)和光化学荧光猝灭系数(qP),降低了初始荧光(Fo)、非光化学荧光猝灭系数(qN)。综上所述,0.1mmol·L-1SNP能够通过降低盐胁迫对叶绿素的降解和对PSⅡ反应中心的破坏,促进幼苗生长,提高对50mmol·...     

Actin,干旱胁迫条件下相对可靠的内部参照基因

很多关于干旱胁迫机制的研究涉及目标基因的差异表达,实时定量PCR技术在探测目标mRNA的变化方面是最为敏感的。为了避免偏差,目标基因的表达常常需要参照一个或多个内标基因进行定量,内标基因一般是在不同的处理条件下表达相对稳定的管家基因,目前使用最多的是actin基因家族,但在不同处理条件下许多actin同源基因表达的相对稳定性并没有经过确认。很多研究表明：使用不合适的管家基因定量目标基因的表达,将对实验结果造成严重偏差,为了阐明该问题和选择最合适的参照基因,检测了在干旱胁迫条件下8个actin种内同源基因的表达稳定性,通过geNorm软件对其稳定性进行分析,发现在所选择的管家基因当中ACT（X16280）1的表达最稳定,而选择不稳定的actin基因作为内标,会严重影响对目标基因相对表达量的估计。因此,在研究干旱胁迫下目标基因的表达水平时,为了实验结果的准确性和可靠性,建议采用ACT（X16280）1或ACT（X16280）2作为内标。     

自然干旱胁迫下长春花叶片和根部的激素和可溶性糖代谢变化

植物在离开生长环境较短时间内（1~6 h）会导致缓慢的表面水分散失,引起自然的干旱胁迫。本文以耐旱植物长春花（Catharanthus roseus）为材料,研究其在离土干旱胁迫中的脱落酸（ABA）及可溶性糖含量变化。结果表明,长春花根部ABA含量在正常条件下低于叶片中的含量,干旱胁迫促进了ABA在根部的积累,6 h时增加至最高值。蔗糖酸性转化酶活性可能受到ABA的诱导在胁迫6 h时最高,比对照高出30%左右。长春花叶片中总可溶性糖含量在对照条件下非常稳定,但在干旱胁迫过程中,其随着时间的延长呈现线性增加的趋势（r²=0.964）,蔗糖和已糖含量在胁迫过程中也呈增加的趋势,可能发挥着渗透调控节功能。     

陆地棉干旱胁迫相关基因GhTrx的克隆及表达

采用RACE和RT-PCR技术,克隆了陆地棉干旱胁迫硫氧还蛋白基因,利用荧光定量PCR技术分析该基因在不同组织和不同时期的表达情况.结果表明,陆地棉硫氧还蛋白基因(GhTrx)的cDNA全长1 340 bp,其中ORF 864 bp,推测编码288个氨基酸.该基因编码蛋白与杨树、蓖麻、拟南芥的相似性分别为70%、72%和76%,系统发育树分析显示,GhTrx与蓖麻中该蛋白的亲缘关系最近.RT-PCR分析显示,GhTrx基因表达受干旱胁迫诱导,在干旱诱导下,该基因在抗旱材料中H177中上调表达,在根中的表达量明显高于叶.研究表明,GhTrx基因在干旱胁迫时根部进行大量表达,对抵御外界的干旱威胁起到关键作用,可能对提高陆地棉抗旱性方面具有一定的作用.     

荧光定量PCR数据处理方法的探讨

real time RT-PCR通过直接检测指数扩增期的PCR产物来确定基因的初始模板量,是定量基因表达最灵敏的方法,其准确性取决于扩增效率以及数据的处理方法。目前最常用的两种分析荧光定量PCR实验数据的方法是绝对定量和相对定量。绝对定量方法是通过标准曲线计算起始模板的拷贝数;相对定量方法则是比较处理过的样品和未处理过的样品目的基因之间的表达差异。而相对定量又有双标准曲线法,2^-△△α法以及动力学法。该文介绍了这些方法的推导、假设及其应用。     

实时荧光定量PCR检测RSV胁迫下抗病、感病水稻中与脱落酸相关基因的差异表达

采用实时荧光定量PCR方法测定了水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)胁迫下抗性不同品种水稻中与脱落酸相关基因的mRNA转录水平变化.结果表明:感病品种武育梗3号中WGPI、OsGASA2、Polcalcin、OsCBIA、Myb和OsCIPK15基因表达水平均上调,上调比率分别为4.96、5.17、2.01、5.17、12.04和7.84.而抗病品系KT 95-418中,OsGASA2和OsCIPK15基因表达水平下调,下调比率分别为1/5.40和1/2.08;Polcalcin和Myb基因表达水平上调,上调比率分别为4.20和3.86;WGPI和OsCBIA表达量变化不明显.这些结果表明,RSV胁迫能诱导脱落酸相关基因表达量的变化,并且在抗病、感病水稻品种中的表达特征不同,从而提示植物激素脱落酸可能调控了RSV胁迫条件下相关基因的表达.     

不同荧光定量PCR分析方法检测大鼠脑缺血再灌注损伤中Caspase-3基因的表达研究

目的:应用实时荧光PCR检测大鼠脑缺血/再灌注损伤组织中的Caspase-3基因表达变化,并比较了相对定量与绝对定量分析方法的技术优劣.方法:相对定量实验中,以β-actin基因作为内参,采用Delta-delta Ct法计算目的基因表达变化.而在绝对定量实验中,构建了含Caspase-3基因的重组质粒,以该重组质粒作...     

Effects of PEG-induced drought stress on regulation of indole alkaloid biosynthesis in Catharanthus roseus

Catharanthus roseus (C. roseus) plants were used to investigate the terpenoid indole alkaloids (TIAs) accumulation under the condition of PEG-induced drought stress. Multivariate analysis showed that 35% PEG6000 could induce more obvious and stable accumulation on proline (PRO) content and the relative water content (RWC). The results indicated that there were gradual increase and then decrease (p?<?.05) in the contents of vindoline (VIN) and catharanthine (CAT) under 35% PEG6000 stress, but the content of vinblastine (VBL) increased gradually. In addition, the expression levels of tryptophan decarboxylase (TDC), strictosidine synthase (STR) and deacetylvindoline-4-O-acetyltransferase (DAT) were upregulated in plants under 35% PEG6000 stress. Further correlation analysis indicated that CAT accumulation was significantly correlated with TDC gene expression, and VBL accumulation was significantly correlated with peroxidase (p?<?.05). Our results suggest that the cultivation of C. roseus in drought stress would serve as effective treatment for accumulating TIAs.     

一氧化氮参与盐胁迫下长春花酚类代谢的调控研究

为研究外源一氧化氮(NO)调控盐胁迫下长春花中酚类化合物的响应,采用液相色谱—质谱联用(LCMS)技术靶向分析梯度浓度硝普纳(SNP)处理对盐胁迫下长春花幼苗根、茎、花、叶4个部位中酚类化合物组分及含量水平的变化。结果共鉴定出L-苯丙氨酸和18种酚类物质,C6C1类5种、C6C3类5种、C6C3C6类8种,其中原儿茶酸、绿原酸、槲皮素在长春花根、茎、花、叶4个部位中均存在;不同浓度SNP处理后长春花不同部位酚类化合物响应积累明显不同,其中C6C1和C6C3小分子酚酸类化合物主要积累在根和茎中,C3C6C3类主要富集在花和叶中;L-苯丙氨酸在茎、叶中相对含量较高,盐胁迫下茎中含量显著升高,且随外源NO浓度增大呈下降趋势。外源NO影响盐胁迫下植物器官中酚类化合物的积累和变化,其中根和茎响应敏感,从种类和相对含量的角度,茎和叶更适合检测酚类化合物。     

长春花(Catharanthus roseus)中吲哚类生物碱含量的比较

建立了反相高效液相法测定长春花中吲哚类生物碱文多灵、长春质碱和阿玛碱含量的方法,色谱柱为HiQ sil C18色谱柱（250 mm×4.6 mm,5 μm）;流动相为1%二乙胺水溶液(磷酸调pH=7.2)—甲醇—乙腈/2:1:1(V/V);流速为1 mL·min^-1;检测波长为215 nm;柱温为40℃。并采用此方法对长春花根、茎、叶、花和种子以及不同产地的长春花中的这3种生物碱进行了检测,结果表明文多灵和长春质碱主要存在于在根、茎、叶、花中,阿玛碱主要存在于种子中;并且随着地理位置的北移,长春花中的文多灵和长春质碱的含量逐渐降低,温室中人为控制长春花中的栽培条件能提高二者的含量。     

Role of Burkholderia cepacia CS8 in Cd-stress alleviation and phytoremediation by Catharanthus roseus

The current study was performed to assess the effect of Burkholderia cepacia CS8 on the phytoremediation of cadmium (Cd) by Catharanthus roseus grown in Cd-contaminated soil. The plants cultivated in Cd amended soil showed reduced growth, dry mass, gas-exchange capacity, and chlorophyll contents. Furthermore, the plants exhibited elevated levels of malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide (H₂O₂) under Cd stress. The bacterized plants showed higher shoot length, root length; fresh and dry weight. The improved stress tolerance in inoculated plants was attributed to the reduced quantity of MDA and H₂O₂, enhanced synthesis of protein, proline, phenols, flavonoids, and improved activity of antioxidant enzymes including peroxidase, superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, and catalase. Similarly, the 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase activity, phosphate solubilization, auxin, and siderophore production capability of B. cepacia CS8 improved growth and stress alleviation in treated plants. The bacterial inoculation enhanced the amount of water extractable Cd from soil. Furthermore, the inoculated plants showed higher bioconcentration factor and translocation factor. The current study exhibits that B. cepacia CS8 improves stress alleviation and phytoextraction potential of C. roseus plants growing under Cd stress.