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植物研究 2017年第2期37卷 194-199页

作者：于颖刘佳欣周美琪赵磊飞王超东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

荧光蛋白在生物学研究中具有广泛的应用和重要的作用,其中红色荧光蛋白mCherry因其颜色和良好的特性,对于植物基因研究具有重要的使用价值,本研究将mCherry基因构建到pBI121植物表达载体系统中,构建了pBI121MCS-mCherry载体。利用基因... 详细信息

荧光蛋白在生物学研究中具有广泛的应用和重要的作用,其中红色荧光蛋白mCherry因其颜色和良好的特性,对于植物基因研究具有重要的使用价值,本研究将mCherry基因构建到pBI121植物表达载体系统中,构建了pBI121MCS-mCherry载体。利用基因枪转化法转入洋葱表皮进行表达验证,显微镜观察结果显示整个洋葱细胞具有红色荧光,证明该载体能够在植物细胞中表达红色荧光蛋白。利用双酶切连接法将转录因子BpMYB4基因构建到该载体上,得到融合表达载体pBI121MCS-mCherry-BpMYB4,在洋葱表皮中表达,结果显示细胞核具有红色荧光,证明该载体能够准确表达融合蛋白,进行亚细胞定位。同时融合基因时不再需要中间载体,构建简便,引入的KpnⅠ酶切位点,增加了可选择性。因此该载体可用于植物基因表达定位及转基因植株筛选研究中,为今后的白桦基因组学研究提供了材料。

关键词： mCherry 红色荧光蛋白植物表达载体构建细胞定位

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刚毛柽柳ThγGCS基因克隆及表达分析

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分子植物育种 2017年第1期15卷 113-120页

作者：张勇张力杨佩民毛昱力王超东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γGCS)是植物细胞内谷胱甘肽(GSH)生物合成的限速酶,在植物许多的生理过程中具有重要作用。从刚毛柽柳转录组数据库中分析并获得1条刚毛柽柳γGCS基因全长c DNA序列,命名为ThγGCS。该基因全长2 121 bp,开放阅... 详细信息

γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γGCS)是植物细胞内谷胱甘肽(GSH)生物合成的限速酶,在植物许多的生理过程中具有重要作用。从刚毛柽柳转录组数据库中分析并获得1条刚毛柽柳γGCS基因全长c DNA序列,命名为ThγGCS。该基因全长2 121 bp,开放阅读框为1 536 bp,编码511个氨基酸。生物信息学分析结果表明,ThγGCS推导的氨基酸序列分别与苜蓿、大豆以及橡胶树等具有很高的同源性;进化分析结果表明ThγGCS属双子叶植物γGCS亚类,同橡胶树,芥菜等γGCS分为一组,与单子叶植物的亲缘关系较远。该蛋白质无跨膜结构域,但具有1个保守的GCS2结构域,并被定位于叶绿体中,说明ThγGCS蛋白质较稳定,并属于谷氨酰半胱氨酸连接酶家族。为了研究该基因在不同非生物胁迫下的应答情况,利用实时定量RT-PCR技术,分析ThγGCS在NaCl和PEG胁迫处理后不同时间、不同组织中基因的表达。结果表明,ThγGCS受NaCl、PEG诱导上调表达,推测其可能在刚毛柽柳抗旱耐盐过程中发挥重要作用。

关键词： γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶刚毛柽柳胁迫响应基因表达

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小黑杨HD-Zip转录因子家族生物信息学及应答盐胁迫分析

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植物研究 2017年第5期37卷 715-721页

作者：张雪梅姚文静赵凯姜廷波周博如东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

HD-Zip转录因子基因是植物中特有的一类蛋白家族,在植物生长发育和逆境应答胁迫过程中发挥重要作用。HD-Zip转录因子基因是由高度保守的同源异型结构域(HD)和亮氨酸拉链域(LZ)结构域构成的特殊结构模型。杨树HD-Zip转录因子家族共有63... 详细信息

HD-Zip转录因子基因是植物中特有的一类蛋白家族,在植物生长发育和逆境应答胁迫过程中发挥重要作用。HD-Zip转录因子基因是由高度保守的同源异型结构域(HD)和亮氨酸拉链域(LZ)结构域构成的特殊结构模型。杨树HD-Zip转录因子家族共有63个基因,可被分为HD-ZipⅠ、HD-ZipⅡ、HD-ZipⅢ和HD-ZipⅣ四个亚家族。本文利用RNA-Seq分析了盐胁迫条件下HD-Zip基因家族在小黑杨根、茎、叶等不同组织的基因表达差异,从转录组水平揭示其应答胁迫环境的分子机制,结果表明,盐胁迫下在叶中有25个HD-Zip基因下调表达,21个基因上调表达;茎中有42个基因下调表达,11个基因上调表达;根中有26个基因下调表达,24个基因上调表达。另外,本文根据拟南芥HD-Zip转录因子家族基因的已知功能,预测了杨树HD-Zip转录因子同源基因的功能,并利用生物信息学方法分析了杨树HD-Zip转录因子蛋白序列的保守结构域、氨基酸组成和理化性质等,为进一步研究杨树HD-Zip转录因子基因功能提供参考。

关键词： HD-Zip转录因子非生物胁迫生长发育小黑杨生物信息学

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红松不同杂交组合种实形态与营养成分变异研究

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植物研究 2017年第5期37卷 700-708页

作者：莫迟张海啸张磊侯丹张含国东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

为了解红松杂交子代种实性状变异规律,选育优良杂交组合,本文对44个不同杂交组合的红松种子的12个性状进行变异分析、相关分析、方差分析和主成分选择。结果表明:红松种实形态性状中种长变异系数最低,为10.65%,种子重变异系数最大,为36.... 详细信息

为了解红松杂交子代种实性状变异规律,选育优良杂交组合,本文对44个不同杂交组合的红松种子的12个性状进行变异分析、相关分析、方差分析和主成分选择。结果表明:红松种实形态性状中种长变异系数最低,为10.65%,种子重变异系数最大,为36.35%。主要营养成分中油脂变异系数最低,为8.07%,多糖变异系数最高,为30.89%。相关分析表明种仁重、百粒重与种长呈正相关关系,通过选择种长较大的家系来提高种仁重与百粒重指标。44个不同杂交组合红松种实的形态性状与营养性状间均存在显著差异。通过主成分分析,选出3个综合性状优良的杂交组合,出仁率、种子重、百粒重、种仁重、油脂含量的现实增益分别达到7.52%、27.89%、13.14%、9.85%、10.08%,其中011×153出仁率、种子重、种仁重杂种优势最大,分别达到34.59%、95.75%和43.23%,156×161的百粒重与油脂含量杂交优势最大,为24.58%和24.87%。对具有相同亲本的杂交组合各性状进行杂种优势分析发现,以011为母本的杂交组合杂种优势较大,以174为父本的杂交组合杂种优势较大。红松不同杂交组合种实形态性状与营养成分存在丰富变异可供选择利用,为红松坚果林选育提供了理论与物质基础。

关键词：红松杂交组合形态性状营养成分变异分析

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刚毛柽柳ThPP2C基因的克隆和表达分析

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植物研究 2017年第3期37卷 395-401页

作者：王培龙刘中原张腾倩唐绯绯曲冠证高彩球东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

蛋白磷酸酶2C(PP2C)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,在体内以单体形式存在,由它催化的可逆磷酸化反应是细胞信号转导的重要组成部分,这一过程几乎参与所有的生理和病理过程。本研究从柽柳中克隆获得一条PP2C基因,命名为ThPP2C。该基因... 详细信息

蛋白磷酸酶2C(PP2C)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,在体内以单体形式存在,由它催化的可逆磷酸化反应是细胞信号转导的重要组成部分,这一过程几乎参与所有的生理和病理过程。本研究从柽柳中克隆获得一条PP2C基因,命名为ThPP2C。该基因开放读码框(ORF)长849 bp,编码282氨基酸,推测蛋白质分子量为30.54 kDa,理论等电点为7.13。qRT-PCR结果显示,0.4 mol·L^(-1)NaCl、20%(w/v)PEG6000、150μmol·L^(-1)ABA和100μmol·L^(-1)JA胁迫处理后,ThPP2C基因在刚毛柽柳根和叶中的表达均发生了明显改变,但时空表达模式不完全相同。NaCl、ABA和JA处理后ThPP2C基因在叶中都表现为下调表达。而根中,NaCl和JA胁迫后主要表现为上调表达。ABA处理早期表达下调,随后表达量逐渐增加。与其他3种胁迫不同的是,PEG6000处理后ThPP2C基因在根中明显下调,而在叶中胁迫早期表现不明显,48 h后被高度诱导。表明ThPP2C基因可能参与了刚毛柽柳高盐、干旱以及激素处理的适应过程,但其功能还有待进一步验证。

关键词：蛋白磷酸酶2C(PP2C) 刚毛柽柳盐胁迫 ABA

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杨树MYB转录因子家族基因应答盐胁迫表达特性分析

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植物研究 2017年第3期37卷 424-431页

作者：李晰妍赵凯张雪梅周博如东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

MYB转录因子家族是植物中数量最多的转录因子家族之一,在植物次生代谢调节、信号转导和抗逆等生物过程起重要作用。根据MYB转录因子结构域组成差异可分4个亚家族:即1R-MYB(MYB-relaed)、R2R3-MYB、3R-MYB和4R-MYB。其中,R2R3-MYB亚家族... 详细信息

MYB转录因子家族是植物中数量最多的转录因子家族之一,在植物次生代谢调节、信号转导和抗逆等生物过程起重要作用。根据MYB转录因子结构域组成差异可分4个亚家族:即1R-MYB(MYB-relaed)、R2R3-MYB、3R-MYB和4R-MYB。其中,R2R3-MYB亚家族数量最多,可进一步分为22个亚组;利用生物信息学分析杨树MYB转录因子蛋白序列的保守结构域、系统发生、基因组定位、氨基酸组成和理化性质等;参照拟南芥MYB转录因子功能,预测杨树MYB转录因子功能;基于84K杨转录组测序和RT-qPCR分析,从301个杨树MYB转录因子基因中筛选出69个应答盐胁迫基因(P≤0.05)。其中,上调表达基因32个,下调表达基因37个。该研究可为进一步研究杨树MYB家族基因功能提供参考依据。

关键词：杨树 MYB转录因子生物信息学 RT-qPCR

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响应面优化长白落叶松体胚形成早期培养条件的研究

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植物研究 2017年第4期37卷 613-620页

作者：宋跃李淑娟白晓明张含国东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

以长白落叶松胚性愈伤组织为材料,通过Box-Behnken Design设计试验,建立以体胚发生量为响应值的响应面模型,优化长白落叶松体胚形成早期的培养条件。结果表明:相对离子浓度(P=0.007)、肌醇浓度(P=0.000)、培养周期(P=0.000)、肌醇浓度... 详细信息

以长白落叶松胚性愈伤组织为材料,通过Box-Behnken Design设计试验,建立以体胚发生量为响应值的响应面模型,优化长白落叶松体胚形成早期的培养条件。结果表明:相对离子浓度(P=0.007)、肌醇浓度(P=0.000)、培养周期(P=0.000)、肌醇浓度与培养周期的交互作用(P=0.007)对长白落叶松体细胞胚胎发生量的影响极为显著。长白落叶松体胚形成早期的最适培养条件为:相对离子浓度26.767 7%BM、肌醇浓度10.454 5g·L^(-1)、培养周期12.656 6 d,预测体细胞胚胎的发生量为337.04个·g^(-1)。为便于实际操作,验证试验将培养条件调整为:离子浓度25%BM、肌醇浓度10 g·L^(-1)、培养周期13 d,体胚平均发生量为336.46个·g^(-1),与预测值336.29个·g^(-1)基本一致,体胚萌发率与生根率分别达100%和83.33±5.78%,与前期试验相比,长白落叶松体胚发生的数量和质量均有显著提高。

关键词：落叶松属长白落叶松响应面优化体胚发生胚胎形成早期

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水曲柳TCP4转录因子克隆及胁迫和激素下的表达分析

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北京林业大学学报 2017年第6期39卷 22-31页

作者：刘春浩梁楠松于磊赵兴堂刘颖孙爽王紫晴詹亚光东北林业大学生命科学学院东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

TCP转录因子家族是植物特异的一类调控生长发育和逆境胁迫的重要转录因子。本文揭示了水曲柳FmTCP4在非生物胁迫及激素信号诱导调控的表达特征,为该基因在水曲柳中调控生长发育以及逆境胁迫响应功能的研究奠定基础。通过前期研究克隆获... 详细信息

TCP转录因子家族是植物特异的一类调控生长发育和逆境胁迫的重要转录因子。本文揭示了水曲柳FmTCP4在非生物胁迫及激素信号诱导调控的表达特征,为该基因在水曲柳中调控生长发育以及逆境胁迫响应功能的研究奠定基础。通过前期研究克隆获得了水曲柳TCP4基因序列,并命名为FmTCP4,应用生物信息学软件对水曲柳FmTCP4基因的分子结构特征进行了分析,利用4℃低温、盐(Na Cl)以及干旱(PEG6000)进行非生物胁迫处理,利用脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)进行激素信号诱导,分析FmTCP4基因的表达特征。生物信息学分析表明该基因全长1 251 bp,具有完整的开放阅读框,编码416个氨基酸。FmTCP4具有螺旋-环-螺旋结构,为亲水性的不稳定蛋白,不存在信号肽,具有跨膜能力,亚细胞定位预测存在于细胞核中,并在细胞质到细胞核的调控中起作用。同源序列比对结果表明,FmTCP4与芝麻、烟草等物种的同源蛋白序列相比具有很高的同源性。非生物胁迫处理后,FmTCP4的表达量随处理时间而改变,但其变化趋势不同,表明FmTCP4明显响应了这3种非生物胁迫。激素信号诱导结果表明,外源植物激素调控了FmTCP4基因的表达,基因表达量相对于对照组具有显著性差异。非生物胁迫和激素信号诱导下的基因表达分析表明,FmTCP4响应了寒冷、盐、干旱等非生物胁迫以及激素信号,说明其参与了植物的生长发育和逆境胁迫的平衡。

关键词：水曲柳 TCP转录因子基因克隆生物信息分析

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红松成熟胚愈伤组织诱导外植体选择及培养条件优化

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南京林业大学学报(自然科学版) 2017年第3期41卷 43-50页

作者：高芳沈海龙刘春苹王祎张鹏杨玲东北林业大学林学院林木遗传育种国家重点实验室

【目的】通过培养条件的优化和适宜外植体类型的筛选,解决红松成熟胚愈伤组织诱导中存在的愈伤组织诱导率低、生长状态差、褐化率较高等问题,为建立红松成熟胚体胚发生体系奠定基础。【方法】用5种培养基类型、3种蔗糖浓度和9种植物生... 详细信息

【目的】通过培养条件的优化和适宜外植体类型的筛选,解决红松成熟胚愈伤组织诱导中存在的愈伤组织诱导率低、生长状态差、褐化率较高等问题,为建立红松成熟胚体胚发生体系奠定基础。【方法】用5种培养基类型、3种蔗糖浓度和9种植物生长调节剂组合,选择8种来源于成熟种子不同部位的外植体,对愈伤组织诱导的培养条件和适宜外植体类型进行优化和筛选。【结果】(1)在5种培养基中,DCR培养基上愈伤组织诱导率高于其他培养基、生长状态好于其他培养基;(2)添加在DCR中的3种蔗糖浓度中,35 g/L时的愈伤组织诱导率最高(92.01%)、褐化率最低(17.01%);(3)DCR添加35 g/L蔗糖情况下,9种植物生长调节剂组合中NAA 2.0 mg/L+6-BA 1.5 mg/L组合的愈伤组织诱导率最高、褐化率最低、生长状态最佳;(4)在选出的优化培养条件下,8种来源外植体中,从裸胚上切离的下胚轴的愈伤组织诱导率高、褐化率低,且增殖能力强,具备胚性愈伤组织的形态解剖特征。【结论】红松成熟胚愈伤组织诱导的优化培养条件为DCR+蔗糖35 g/L+NAA 2.0 mg/L+6-BA 1.5mg/L,适宜外植体裸胚上切离的下胚轴。

关键词：红松愈伤组织成熟胚外植体激素组合培养条件

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刚毛柽柳ThZFP3基因的耐盐功能研究

刚毛柽柳ThZFP3基因的耐盐功能研究

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中国植物学会第十六次全国会员代表大会暨八十五周年学术年会

作者：张悦王超东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室黑龙江哈尔滨 150040

锌指蛋白(ZFP,Zinc Finger Proteins)是植物一大类重要的转录调控因子,参与一些重要的调控过程,如：形态建成、花粉发育、胁迫反应、胚发育等.本研究从抗旱耐盐的木本植物刚毛柽柳转录组数据中鉴定了一条盐胁迫响应的锌指蛋白基因,命名... 详细信息

锌指蛋白(ZFP,Zinc Finger Proteins)是植物一大类重要的转录调控因子,参与一些重要的调控过程,如：形态建成、花粉发育、胁迫反应、胚发育等.本研究从抗旱耐盐的木本植物刚毛柽柳转录组数据中鉴定了一条盐胁迫响应的锌指蛋白基因,命名为***3 基因全长1215bp,编码404 个氨基酸,编码蛋白质的相对分子质量100.31kDa,理论等电点(PI)为5.0.

关键词：锌指蛋白刚毛柽柳 ThZFP3 基因表达

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