茶树CsNCED2基因的克隆和表达分析

该研究以铁观音茶树品种叶片为材料,通过RT-PCR技术,克隆了茶树脱落酸(ABA)合成途径关键限速酶——9-顺式环氧类胡萝卜素裂解双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因的全长cDNA序列。该基因cDNA全长1 931bp,包含1 821bp完整开放阅读框,共编码606个氨基酸残基。NCBI同源分析结果表明,与葡萄VvNCED2相似性最高(78%),命名为CsNCED2(NCBI登录号:MF765770)。氨基酸序列分析显示,其具有NCED家族的FLNO2258保守结构域,以及MIAHPKxDP和HDFAITE保守结构域序列;在保守区存在4个Fe2+活性组氨酸结合位点,N-端含有叶绿体转运肽。实时荧光定量PCR分析表明,CsNCED2基因在铁观音叶、茎和花中表达量较高;白茶萎凋和乌龙茶做青均可以诱导CsNCED2基因显著上调表达;除干旱胁迫抑制CsNCED2表达外,ABA和低温胁迫均能够诱导CsNCED2基因显著上调表达。表明CsNCED2基因在茶树ABA合成代谢以及胁迫响应中发挥重要作用。     

叶子花花瓣状苞片和叶片的比较转录组学研究

叶子花(Bougainvillea spectabilis Willd.)的苞片色彩鲜艳,呈花瓣状,在景观园艺和环境美化有着广泛应用。为了进一步了解花瓣状苞片的演化机制,该研究采用RNA-seq技术分别对苞片和叶片进行测序,比较苞片和叶片在基因表达水平的差异。最终获得54.48 M对长度为150bp的双向clean reads,从头拼接出55 782条Unigenes,平均长度为1 003.79bp,N50为1 402bp。共有30 874条Unigenes能被注释到公共数据库,其中有12 631条Unigenes能被注释到基因本体。差异化表达分析确定苞片和叶片差异表达的基因共有456个。该研究分别对不同组织差异表达的基因进行GO富集分析和KEGG富集分析,结果表明,在苞片中高表达的差异化基因有黄酮类合成相关的基因,花色合成关键酶多巴双加氧酶(DODA)以及发现与花瓣发育相关的基因,在叶片中高表达的差异化基因主要是参与光合作用。     

雷公藤鲨烯环氧酶基因克隆与表达分析

以雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f.)发状根为试验材料,采用RT-PCR方法,克隆得到2个雷公藤鲨烯环氧酶编码基因,命名为TwSE1(GenBank登录号MG717395)和TwSE2(GenBank登录号MG717396)。序列分析表明,TwSE1和TwSE2的开放阅读框分别为1 578和1 584bp,分别编码525和527个氨基酸,2条序列相似性为76.18%,但N端序列不保守。实时荧光定量PCR检测雷公藤鲨烯环氧酶在不同组织部位的表达模式,以及雷公藤发状根受茉莉酸甲酯(MeJA)诱导后基因表达的结果表明,TwSE1、TwSE2基因在雷公藤根、茎、嫩叶、老叶、花中均有表达,TwSE1在花中表达丰度最高,在根中表达丰度最低;但TwSE2在花和嫩叶中表达量最高,在老叶中表达量最低,且TwSE2在各组织部位的表达量都低于TwSE1。雷公藤发状根经MeJA诱导后,TwSE1、TwSE2基因表达量均上升,都表现为表达量先上升后下降再上升的趋势,并于诱导后3h达到一个高水平表达,之后下降,在诱导12h后表达量又迅速上升;在相同诱导条件下,TwSE2基因表达水平的提高小于TwSE1基因。     

茶树CsIDI1和CsIDI2基因的克隆及其表达分析

该研究在茶树转录组测序基础上,以铁观音品种茶树为材料,采用RT-PCR技术,克隆了茶树异戊烯基焦磷酸异构酶(IDI)的2个编码基因(CsIDI1和CsIDI2)的cDNA全长序列。CsIDI1的全长为1 378bp,其开放阅读框(ORF)长度894bp,编码297个氨基酸,亚细胞定位预测位于叶绿体上,其氨基酸序列与葡萄IDI的相似性达95%;CsIDI2的全长为1 216bp,其ORF长度为717bp,编码238个氨基酸,亚细胞定位预测位于细胞质上,其氨基酸序列与芝麻IDI相似性达96%。CsIDI1和CsIDI2均含有典型的NUDIX水解酶域。荧光定量PCR结果表明,CsIDI1和CsIDI2基因在茶树地上部不同组织都有表达,但CsIDI2的表达量相对较高;品种间表达量分析显示,它们在父本黄旦品种及杂交后代高香型乌龙茶品种中的表达量显著高于母本铁观音品种,表现出香气上的杂种优势;在乌龙茶做青过程中,随着摇青的进行,CsIDI2的表达被显著诱导,表明CsIDIs在茶叶萜类香气物质形成中发挥重要功能。     

棉花GhVHA A基因的原核表达及其重组大肠杆菌的抗逆性分析

为进一步验证棉花GhVHA-A基因的功能,该研究将棉花GhVHA-A基因构建到原核表达载体pET28a上,利用IPTG诱导其在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,同时对重组大肠杆菌BL21(pET28a-GhVHA-A)进行抗逆性分析。结果表明:(1)半定量RT-PCR分析发现,棉花幼苗液泡膜H+-ATPase基因(GhVHA-A)表达水平受脱水和高盐胁迫诱导。(2)将1 872bp长的编码区序列连接至原核表达载体pET28a上,成功构建了原核表达载体pET28a-GhVHA-A;SDS-PAGE电泳检测结果表明,在70kD左右处有1条特异表达的蛋白质条带,与预期的目的产物大小一致。(3)重组菌BL21(pET28a-GhVHA-A)的抗逆性分析发现,重组菌对PEG6000(20%)和NaCl(0.5mol/L)的抗性明显高于对照菌株BL21(pET28a),表明GhVHA-A基因在大肠杆菌中表达后能够增强菌株的抗性。本研究结果为GhVHA-A基因在植物抗逆基因工程中的应用提供了理论依据。     

茶树CsBAP1基因的克隆与非生物胁迫和激素响应分析

该研究基于茶树转录组数据,从茶树‘龙井43’cDNA中克隆获得茶树CsBAP1基因,对其蛋白质序列特征和基因表达模式以及CsBAP1在茶树不同组织、不同激素处理及不同逆境胁迫下的表达水平进行荧光定量检测。结果显示：（1）克隆得到的茶树CsBAP1基因开放阅读框长度为543 bp,编码180个氨基酸;CsBAP1蛋白为亲水性蛋白,理论相对分子质量为19 398 Da,理论等电点为9.30,含有保守的Ca²⁺依赖性的C2结构域;茶树CsBAP1蛋白二级结构由8.89％的α 螺旋、7.78％的β 转角、35.56％的β 折叠和47.78％的随机卷曲组成;三级结构分析结果显示,CsBAP1包括螺旋和折叠结构,与二级结构吻合。（2）荧光定量分析结果显示, CsBAP1基因在茶树的花、花蕾、幼叶、老叶和成熟叶中均有表达,且在老叶中的表达量最高;外源施用ABA、IAA、MeJA、GA³以及SA均能够抑制茶树CsBAP1基因的表达;在高温（38 ℃）、低温（4 ℃）、干旱（200 g·L^-1 PEG）、高盐（200 mmol·L^-1 NaCl）胁迫下,CsBAP1的表达量均有所上调,且不同时间段的表达存在显著差异。该研究为进一步研究茶树CsBAP1基因的功能奠定了基础。     

七鳃鳗myd88基因的生物学特性及其下游分子的表达模式分析

髓样分化因子88 (Myeloid differentiation factor 88, MYD88)是Toll样受体(Toll-like receptor, TLR)信号通路的关键接头分子, 在先天性免疫和适应性免疫中都起到重要作用。为了揭示七鳃鳗Myd88的生物学功能, 研究首次从七鳃鳗(Lampetra japonica)中克隆了myd88基因, 其ORF为852 bp, 共编码283个氨基酸, 推测的分子量为32.432 kD, 等电点为6.25, 无信号肽。多重序列比对表明七鳃鳗Myd88的氨基酸序列与其他物种同源性较高, 具有高度保守的N端死亡结构域和C端的TIR结构域的Box1、Box2和Box3基序。实时荧光定量PCR分析表明: myd88基因在七鳃鳗各组织中均有低水平转录表达, 鳃中表达量最高, 其次是肌肉、髓和肾。脂多糖(LPS)体内刺激七鳃鳗后, 七鳃鳗myd88在白细胞中表达量升高最显著, 其次是在鳃中的表达量也明显升高, 表明七鳃鳗Myd88参与七鳃鳗的抗菌免疫过程。此外, LPS刺激七鳃鳗还能诱导TLR信号通路Myd88依赖途径的下游信号分子Irak1、Traf6、Ikkβ和Nfkb在各组织中的转录表达。研究结果表明七鳃鳗中可能存在TLR/Myd88信号通路, 为进一步探究该信号通路参与免疫应答的起源与进化奠定了基础。     

摩天岭北坡森林木本植物叶性状在物种和群落水平沿海拔梯度的变化

该研究采用样线和样地相结合的方法,对甘肃省白水江国家级自然保护区摩天岭北坡大垭子梁森林不同海拔(1 600~2 100m)的植物群落进行野外调查、采样分析,并运用线性回归分析、Pearson相关性分析及曲线拟合分析方法,研究木本植物的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳氮磷含量(LCC、LNC、LPC)及其计量比(C/N、C/P、N/P)等叶性状变化特征,以及在物种和群落水平随海拔梯度的变化趋势和相关性。结果表明:(1)摩天岭北坡大垭子梁山地森林为落叶阔叶林带,共有木本植物13科23种,其中乔木6种,灌木17种,且整体上灌木种类较为丰富。此外,有些物种在不同海拔间都有分布,如华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等,反映出不同植物对于异质环境的适应。(2)8个叶功能性状中变异系数最小的是LCC(4.6%),属于弱变异,最大的是SLA(42.1%),其他叶性状都属于中等变异,表明在其他叶性状的协同作用下,使得木本植物的碳获取保持在一定的水平以确保群落的稳定性。(3)叶片功能性状间的关联性普遍存在,是植物适应环境的一种对策.该研究表明SLA-LNC以及LNC-LPC在物种和群落水平上的相关性及其相关程度均一致,而其他叶性状间相关关系则有所不同,这为以后进行大尺度研究时对叶性状的选择提供了一定的依据。(4)叶性状随海拔的变化趋势,除C/N和N/P在物种和群落水平上变化趋势不一致外,其他各个性状随海拔的总体变化趋势基本一致,但显著程度只有LNC一致外其他均不同,反映了木本植物的不同叶片功能性状对海拔造成的不同环境的适应。     

川西獐牙菜SmDL7H基因原核表达及组织表达

该研究根据川西獐牙菜转录组信息获得7-脱氧马钱子酸羟化酶(SmDL7H)基因的全长cDNA序列,对该基因进行同源克隆、生物信息学分析,并构建原核表达载体、转化大肠杆菌、进行原核表达和组织特异性表达分析,以探讨川西獐牙菜裂环烯醚萜合成途径中关键酶7-脱氧马钱子酸羟化酶(SmDL7H)基因的功能,为研究裂环烯醚萜类化合物合成途径奠定基础。结果表明:(1)成功克隆了川西獐牙菜SmDL7 H基因(GenBank登录号为MH243070);SmDL7 H基因开放阅读框为1 554bp,编码517个氨基酸,相对分子质量为59.5kD,等电点9.02;生物信息学预测SmDL7 H基因编码蛋白无信号肽。(2)多序列比对及进化树分析显示,SmDL7 H编码的蛋白与滇龙胆、长春花、金银花等植物的DL7 H基因编码的蛋白具有较高相似性。(3)将SmDL7 H基因连接到pET-28a原核表达载体,转化大肠杆菌Rosetta(DE3),用0.1mol/L IPTG于25℃诱导12h,原核表达分析发现在59.5kD处有目的蛋白出现,表明与之前预测的蛋白大小一致。(4)荧光定量PCR分析显示,SmDL7 H基因在川西獐牙菜叶、茎、花、根、愈伤组织中均有表达,其中在叶片中表达量最高,在根中表达量最低。     

供磷水平对刺梨幼苗生长和养分含量及其相关生理指标的影响

为了探析磷对刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)幼苗生长、养分含量及其相关生理的影响,揭示刺梨适应低磷胁迫的生理机制,该研究采用石英砂和蛭石混合基质培育的方法,分析不同供磷水平对刺梨幼苗生长和根系形态特征、根和叶中的酸性磷酸酶(APase)、硝酸还原酶(NR)和根中的分泌性磷酸酶活性(SAPase)、根中小分子有机酸组分及含量和植株中营养元素含量的影响。结果表明:(1)供磷水平高于或低于45mg·L-1均会抑制刺梨幼苗的生长,明显降低刺梨幼苗生物量和根总长度、总表面积、总体积、平均直径以及总根尖数;在5mg·L-1的低磷水平下,刺梨幼苗的根冠比值、根毛长度和密度最大,随着供磷水平的增加这3个指标明显降低。(2)根和叶片的APase及根的SAPase活性随供磷水平的增大而减弱,根和叶片中NR活性均于45mg·L-1供磷水平时最高,小于或大于45mg·L-1磷水平后NR活性明显减弱;根中的草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乙酸和琥珀酸的含量均随着供磷水平的增大而降低。(3)刺梨幼苗中P、Ca和Mg含量均随着供磷水平的提高而增大,Zn含量随供磷水平的增大而减小;在45mg·L-1供磷水平下刺梨幼苗中的N、P、K、Mn、Cu、B含量最高,降低或提高供磷水平后这些元素的含量都明显降低。研究认为,供磷水平过低或过高对刺梨幼苗的生长和营养元素吸收均有不利影响;根毛长度和密度的增大、叶片和根中APase及根中SAPase的活性增强、根中小分子有机酸含量的增加是刺梨幼苗应对低磷胁迫采取的重要适应策略。