长白落叶松生殖生物学特性研究──Ⅰ．球花芽分化与早期发育

本文研究了长白落叶松（ＬａｒｉｘｏｌｇｅｎｓｉｓＨｅｎｒｙ）大小孢子叶球的分化及其分布规律．获得如下结果：（１）６月下旬芽鳞形成期终止,７月初进入小孢子叶分化期,７月未至８月上旬小孢子叶分化期结束．８月上旬进入小孢子囊分化期,８月下旬出现造孢细胞,９月中旬形成小孢子母细胞．１０月底小孢子母细胞保持在细线期阶段,小孢子叶球进入冬季休眠期．（２）９月初苞片原基开始形成,９月中旬珠鳞原基形成;１０月上旬出现胚珠原始体,１０月下旬大孢子母细胞形成,１０月底大孢子叶球芽进入冬季休眠．（３）小孢子叶球芽主要分布在树冠的中、下部．数量上远远大于大孢子叶球芽的数量,约为大孢子叶球芽的１９倍。大孢子叶球芽主要集中分布在树冠中部,而且树冠下部多于树冠上部。     

柽柳翻译起始因子(eIF-5A)基因的克隆及原核表达

根据柽柳cDNA文库中获得的eIF-5A基因片段,用RACE技术克隆出其全长cDNA序列.cDNA长度为799 bp,编码159个氨基酸.将该cDNA序列克隆到原核表达载体pET28a中,获得重组质粒pET28a-eIF5A.不同浓度NaCl胁迫下大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(pET28a-eIF5A)比E.coli BL21(pET28a)有明显的抗盐性,前者菌株存活率在1.0 mo1·L-1NaCl盐胁迫下是后者的9.3倍,据此认为E.coliBL21(pET28a-eIF5A)的耐盐性可能与eIF-5A基因的表达相关.该基因的GenBank登录号为AY587771(基因)、AAT01416(蛋白).     

应用SSH技术研究NaHCO3胁迫下柽柳基因的表达

以NaHCO3胁迫紫杆柽柳(Tamarix androssowii)cDNA为试验方(tester),正常生长紫杆柽柳cDNA为驱动方(driver),应用SSH技术研究胁迫下柽柳基因的表达。经Northern杂交检测,共获得36个盐胁迫应答基因。Blastx分析表明,它们编码的蛋白与下列蛋白同源：抗氧化酶CAT和PRDX;海藻糖磷酸酶(trehalose phosphatase),该酶与海藻糖合成相关;多种调控蛋白,例如bZIP转录因子、MADS-box蛋白、富含甘氨酸RNA结合蛋白(glycine-rich RNA-binding proteins)、CCCH型锌指蛋白、F-box蛋白等等;早期光诱导蛋白(early light-induced protein),该蛋白可以保护和／或修复由胁迫引起的植物光合元件(photosynthetic apparatus)损伤;半胱氨酸蛋白酶(cysteine proteinase)和VPE(vacuolar processing enzyme),它们在植物细胞的死亡过程中起作用;以及脂质转移蛋白前体(lipid transfer protein precursor)、聚合泛素(polyubiquitin)、查尔酮合成酶、谷胱甘肽转移酶、NADPIDH、盐诱导S12蛋白、OEE1等蛋白。在获得的36个基因中,3个基因编码的蛋白分别与3个推定(putative)的蛋白即HAK2(K^ transporter)、钙结合蛋白和RNA结合蛋白具有同源性;同时,发现6个盐胁迫应答的新序列。上述结果提示柽柳的抗盐性可能不仅是依赖于盐腺的泌盐作用,而是一个多种抗盐途径和多基因协同作用的复杂体系。     

小黑杨转双价抗虫基因的研究

用根癌农杆菌介导的叶盘法,将蜘蛛杀虫肽与Bt基因C肽序列的融合基因导入小黑杨(Populus simonii×P.nigra),所获得的3株卡那霉素抗性再生植株进行PCR和PCR-Southern杂交检测的结果均为阳性,Southern杂交检测的结果2株为阳性.抗虫试验结果显示,3个转基因株系均具有明显的抗虫效果,能显著抑制舞毒蛾幼虫的生长发育,表现出强烈的抗虫作用.     

基因芯片技术研究柽柳NaHCO3胁迫下基因的表达

运用基因芯片技术研究了NaHCO3胁迫下柽柳(Tamarix androssowii)基因的表达.将Cy5和Cy3两种荧光染料分别标记在NaHCO3处理和对照的柽柳cDNA上,将两种荧光探针混合,与载有柽柳基因的高密度芯片进行杂交并用芯片扫描系统进行扫描,通过Cy5与Cy3信号强度比值的计算研究基因的差异表达.共获得了89个差异表达的基因,其中,27个下调表达,62个上调表达.BlastX分析表明这些基因按功能可以分为光合作用、活性氧清除、渗透调节、信号传导与表达调控、代谢、发育相关、核糖体蛋白、蛋白质的分解与再生、转运类蛋白、水通道蛋白等几大类别.同时,发现了一些与盐胁迫相关的功能未知基因或未有任何功能信息的基因,这些基因可能在柽柳抗盐过程中具有重要作用.揭示了柽柳的抗盐胁迫涉及的几种重要途径,并获得了NaHCO3胁迫前后柽柳基因表达谱.     

木本植物基因组DNA提取及鉴定

采用改良后的CTAB法,对山葡萄、软枣猕猴桃、蒙古栎、核桃楸、西伯利亚红松和偃松基因组DNA进行提取。结果表明,所提基因组DNA分子量与λDNA（48 kb）接近,其紫外吸收比在1.66～1.89之间。第3次和第4次上清提取的DNA质量优于第1次和第2次。从提取产量看,每克鲜重提取DNA量最小为15 μg·g^-1（核桃楸第4次上清）,最高的为272 μg·g^-1（山葡萄第3次上清）。西伯利亚红松和偃松第1次和第2次上清基本未提出DNA,第3次和第4次上清中得到了较高质量的DNA。经酶切鉴定和PCR扩增,所提的基因组DNA可以用于进一步研究。     

一个新的二色补血草金属硫蛋白基因LbMT2的克隆及其表达分析

从二色补血草cDNA文库中分离出一个新的金属硫蛋白基因LbMT2全长cDNA序列。该基因全长518 bp, 其中5′非翻译区(UTR)64 bp, 3′非翻译区205 bp, 开放阅读框(ORF)249 bp, 编码由82个氨基酸组成的蛋白质, 编码蛋白的分子量为8.1 kDa, 理论等电点(pI)为4.72。利用实时定量PCR方法研究了二色补血草在CuSO4、CdCl2、NaCl、低温和PEG胁迫下不同时间该基因的表达模式。结果表明, CuSO4、CdCl2、NaCl和低温处理均能诱导LbMT2基因在二色补血草的根和叶中的表达, 而PEG处理则抑制了LbMT2在根和叶中的表达。构建LbMT2基因的原核表达载体pGEX-LbMT2, 通过IPTG诱导在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21中融合表达, SDS-PAGE 电泳获得35 kDa 的蛋白条带, 大小与预期相符。     

白桦成熟合子胚快速不定芽诱导体系的建立

以白桦成熟合子胚为外植体,建,3-7白桦合子胚快速不定芽诱导体系：合子胚经消毒纵切后,在培养基WPM＋2．0mg·L-16-BA＋0．2mg·L-1NAA中,可直接诱导形成不定芽,诱导率最高为93．3％,不定芽诱导数为8．7个;WPM＋4．0mg·L-1TDZ上也有较好的诱导效果,不定芽诱导率为90．2％,不定芽诱导数为7．6个,这表明WPM＋2．0mg·L-1 6-BA＋0．2mg·L-1 NAA是白桦成熟合子胚不定芽诱导的较优培养基。NAA能有效促进嫩茎生根,其最佳浓度为0．2mg·L-1。     

五针松胚乳ISSR-PCR反应体系的建立

采用改良的CTAB法提取5种五针松胚乳DNA,经检测,该方法提取的DNA纯度和含量较高,单粒种子胚乳DNA得率基本满足大量PCR扩增的需要。建立了稳定的、可重复的五针松ISSR-PCR最佳反应体系及PCR扩增程序,筛选出了扩增条带清晰、多态性丰富的16个ISSR引物,为今后利用五针松种子胚乳开展遗传图谱构建等分子生物学研究提供一个标准化程序。     

西伯利亚蓼钙调蛋白基因的克隆及其在盐胁迫下的表达

已从西伯利亚蓼叶中cDNA文库中获得的钙调蛋白EST序列,采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆了具有完整编码区的钙调蛋白基因的cDNA序列（GenBank登录号GQ988382）,命名为PsCaM。该基因全长615bp,编码区为450bp,编码149个氨基酸,5＇非翻译区为63bp,3＇非翻译区为102bp。同源性分析表明,该蛋白与其他植物钙调蛋白高度保守,氨基酸同源性高达98%。用实时荧光定量PCR研究3%NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼基因表达的结果显示,自然条件下,该基因在叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低;盐胁迫下CaM在西伯利亚蓼的地下茎、茎和叶中均有表达,表达模式不同。