检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2017年第7期53卷 1-9页

作者：唐绯绯赵玉琳王培龙冯德明宋怡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

【目的】脯氨酸在植物对盐和干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗逆性。吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶,本研究拟从抗旱耐盐植物刚毛柽柳中克隆获得1个ThP5CR基因,研究该基... 详细信息

【目的】脯氨酸在植物对盐和干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗逆性。吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶,本研究拟从抗旱耐盐植物刚毛柽柳中克隆获得1个ThP5CR基因,研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。【方法】以"Pyrroline 5 Carboxylate Reductase"作为关键词,对实验室前期构建的刚毛柽柳转录组序列进行比对查找获得ThP5CR基因c DNA序列,并通过RT-PCR和测序验证克隆获得的ThP5CR基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用Real time RT-PCR分析不同逆境处理下ThP5CR基因在刚毛柽柳根和叶中的表达情况。为了进一步分析ThP5CR基因的抗逆功能,构建了植物过表达载体pROKⅡ-ThP5CR,并进行刚毛柽柳瞬时转化,同时以pROKⅡ瞬时侵染刚毛柽柳作为对照。分析比较Na Cl和甘露醇胁迫后2种瞬时转化刚毛柽柳的脯氨酸、MDA、H2O2含量和二氨基联苯胺(DAB)、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)及伊文思蓝(Evans blue)染色情况,以综合评定ThP5CR基因的抗逆功能。【结果】ThP5CR基因编码273个氨基酸,编码蛋白分子量为28.29 k Da,理论等电点为9.22。含有典型的NADP结构域和P5CR二聚体结构域。2种胁迫(Na Cl和PEG6000)和3种激素(ABA、GA3和JA)处理后,刚毛柽柳ThP5CR基因的表达都发生了不同程度的改变,且每种处理后至少有1个时间点发生了明显改变。此外,Na Cl胁迫、PEG6000胁迫和ABA激素处理对ThP5CR基因的表达产生的影响更为显著。对2种瞬时表达刚毛柽柳植株中ThP5CR基因的表达分析显示成功获得瞬时过表达转基因株系(标记为OX)。进一步的生理指标和生理染色结果显示,非胁迫条件下,过表达植株脯氨酸含量高于对照植株(标记为Con);150 mmol·L-1Na Cl和200 mmol·L-1甘露醇胁迫后,2种转基因株系脯氨酸含量差异则更显著;NBT、DAB染色和H2O2含量测定结果显示,OX植株的O-·2和H2O2含量明显低于对照;而Evans blue染色结果和MDA含量测定表明,与对照相比,过表达ThP5CR植株着色更浅、MDA含量更低。【结论】ThP5CR基因能对Na Cl、PEG胁迫和ABA等激素处理做出应答,可能参与了刚毛柽柳抗旱耐盐胁迫应答。在150 mmol·L-1Na Cl和200 mmol·L-1甘露醇胁迫下瞬时过表达ThP5CR植株可通过增加脯氨酸含量增强细胞内清除活性氧能力,使O-·2和H2O2的积累减少,从而减少细胞受损或细胞死亡,增强植物的抗逆性。本研究初步证实ThP5CR基因是一个逆境胁迫应答候选基因。

关键词：吡咯啉-5-羧酸还原酶刚毛柽柳基因表达耐盐抗旱

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全基因组分析杨树WOX基因家族在茎部发育中的作用

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植物研究 2019年第4期39卷 568-577页

作者：王爽张洋任梦轩刘莹莹魏志刚林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学

WUSCHEL-related homeobox(WOX)家族是植物特有的转录因子家族,参与分生组织细胞分裂分化、初生和次生物质代谢及植物激素信号转导等多个发育过程,目前尚未有从全基因组分析该基因家族参与杨树茎部发育的相关研究。本项研究旨在对杨树WO... 详细信息

WUSCHEL-related homeobox(WOX)家族是植物特有的转录因子家族,参与分生组织细胞分裂分化、初生和次生物质代谢及植物激素信号转导等多个发育过程,目前尚未有从全基因组分析该基因家族参与杨树茎部发育的相关研究。本项研究旨在对杨树WOX基因家族进行鉴定,在杨树基因中发现18个WOX候选基因,将这些候选基因分为三组,同一分组的大多数WOX家族成员具有相似的基因结构和保守的基序。根据不同发育阶段茎部转录组数据,系统分析了WOX家族成员在茎部不同发育阶段的特异表达情况,并采用qRT-PCR对上述结果进行了验证。结果表明,杨树WOX基因家族在茎部不同发育阶段表现出不同的表达模式,为毛果杨WOX家族的功能研究与利用奠定基础。

关键词：毛果杨 WOX基因转录因子表达模式

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84K杨4CL3/4CL5基因克隆及生物信息学分析

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植物研究 2019年第4期39卷 547-556页

作者：孙晓莎王遂赵曦阳曲冠证林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学

木质素是木材的重要组成成分,主要起机械支持、水分运输及防御病虫害等作用。4CL酶是控制木质素合成途径中的关键酶之一。利用PCR技术从84K杨幼叶cDNA中克隆得到Pag4CL3/4CL5基因,GenBank登录号分别为MK183033(Pag4CL3)及MK183034(Pag4C... 详细信息

木质素是木材的重要组成成分,主要起机械支持、水分运输及防御病虫害等作用。4CL酶是控制木质素合成途径中的关键酶之一。利用PCR技术从84K杨幼叶cDNA中克隆得到Pag4CL3/4CL5基因,GenBank登录号分别为MK183033(Pag4CL3)及MK183034(Pag4CL5)。利用生物信息学软件,对这两个基因的功能和特征进行分析。结果发现84K杨中4CL3/4CL5蛋白与毛果杨中4CL3/4CL5蛋白相似度高达97%;此外,均含有SSGTTGLPKGV和GEICIRG两个保守基序;亚细胞定位预测显示Pag4CL3/4CL5蛋白主要定位在内质网中,推测可能是一种膜蛋白;蛋白的亲水性预测Pag4CL3/4CL5均为亲水性蛋白。通过qRT-PCR分析Pag4CL3/4CL5在不同组织部位中的表达差异,结果发现Pag4CL3在叶及茎中表达量较高,在根和顶芽中表达量较低;Pag4CL5在叶及根中表达量较高,在茎和顶芽中表达量较低,两个同源基因表达具有组织部位的差异性。Pag4CL3和Pag4CL5可能在叶中共同行使功能,Pag4CL5主要在根中行使功能,Pag4CL3主要在茎中行使功能。

关键词： 84K杨 4CL基因克隆生物信息学分析

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长白落叶松过氧化氢酶LoCAT1基因克隆及表达分析

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植物研究 2019年第4期39卷 539-546页

作者：白晓明董实伟杨宇宁宋跃张含国李淑娟林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学

为了解长白落叶松过氧化氢酶(CAT)基因的相关信息,探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性,本研究根据长白落叶松转录组数据库中获得的CAT1基因全长序列设计引物,克隆得到长白落叶松CAT1基因,命名为LoCAT1。该基... 详细信息

为了解长白落叶松过氧化氢酶(CAT)基因的相关信息,探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性,本研究根据长白落叶松转录组数据库中获得的CAT1基因全长序列设计引物,克隆得到长白落叶松CAT1基因,命名为LoCAT1。该基因完整的开放阅读框(ORF)长度为954bp,共编码317个氨基酸。系统进化树分析结果显示,LoCAT1基因与北美云杉、银杏等CAT基因亲缘关系较近。利用实时定量RT-PCR技术分析了LoCAT1基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达模式。结果表明:LoCAT1基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达,其中在茎部表达量最低,在叶中相对表达量最高。在非生物胁迫下,LoCAT1基因在长白落叶松根、茎、叶中的表达均发生了变化,但表达模式不同。在NaCl处理后,根和茎中LoCAT1基因均表现为下调表达,在12h时表达量最低,而叶中LoCAT1基因表达在24h明显受抑制,随后被上调表达,胁迫96h时表达量最高。PEG6000处理后,根和茎中LoCAT1基因的表达在胁迫早期被明显抑制,随后被上调表达。而叶中LoCAT1基因的表达在所有时间点均表现为上调表达。本研究推测长白落叶松LoCAT1基因可能参与了植物响应逆境胁迫的应答。

关键词：长白落叶松 LoCAT1 克隆生物信息学分析表达分析

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盐胁迫下三倍体小黑杨杂种无性系叶片蛋白质差异表达分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2020年第2期44卷 59-66页

作者：张恒刘晓婷陈嵩周雪燕司冬晶李莹赵曦阳林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学

【目的】探究三倍体小黑杨生长迅速原因。通过蛋白质差异表达分析,深入研究三倍体小黑杨生长发育机理,为其优质高产育种提供参考。【方法】以三倍体小黑杨杂种无性系为材料,分别用75 mmol/L NaCl溶液胁迫处理0、4、8、12和16 d,利用蛋... 详细信息

【目的】探究三倍体小黑杨生长迅速原因。通过蛋白质差异表达分析,深入研究三倍体小黑杨生长发育机理,为其优质高产育种提供参考。【方法】以三倍体小黑杨杂种无性系为材料,分别用75 mmol/L NaCl溶液胁迫处理0、4、8、12和16 d,利用蛋白质双向电泳和MALDI-TOF/TOF质谱技术,探讨其不同处理条件下叶片差异表达蛋白。【结果】共检测到4 000多个蛋白点,包含96个差异蛋白点,其中盐胁迫4、8、12、16 d与对照相比,分别鉴定出5、21、36、34个差异蛋白点,对60个蛋白点进行质谱鉴定,这些蛋白按功能可分为8类:其中光合作用占25%、能量代谢占20%、氧化还原作用占12%、抗性蛋白占8%、生物合成和代谢占7%、运输蛋白占3%、信号转导占2%和未知蛋白占23%。【结论】三倍体小黑杨杂种无性系受到盐胁迫后,多种蛋白质共同参与应答,其中主要是光合作用和能量代谢相关蛋白,本研究可以为盐胁迫下林木蛋白质组学研究提供基础。

关键词：三倍体小黑杨盐胁迫差异蛋白蛋白质双向电泳 MALDI-TOF/TOF质谱

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赤霉素对盆栽白桦无性系早期生长及结实的影响

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南京林业大学学报(自然科学版) 2019年第5期43卷 16-22页

作者：王楚顾宸瑞姜静刘桂丰林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学)

【目的】种子园种子产量低以及丰歉年周期性结实问题一直是白桦等林木良种生产的瓶颈。开展赤霉素处理对白桦生长及结实影响的研究,筛选最佳激素处理方案进而提高其生长量及结实量,对于白桦良种生产及推广具有重要意义。【方法】以1个... 详细信息

【目的】种子园种子产量低以及丰歉年周期性结实问题一直是白桦等林木良种生产的瓶颈。开展赤霉素处理对白桦生长及结实影响的研究,筛选最佳激素处理方案进而提高其生长量及结实量,对于白桦良种生产及推广具有重要意义。【方法】以1个白桦无性系为研究对象,分别用质量浓度0、0.2、0.4、0.6 g/L的GA3和GA4+7处理,连续试验3 a,第2年调查其高生长节律,第4年调查各处理下的树高、胸径及结实量。【结果】树高、胸径及结实量等性状的方差分析显示,不同浓度的GA3和GA4+7处理下,树高及结实量性状的差异均达到极显著水平（P<0.01）。GA3和GA4+7均能促进白桦生长及结实量,其中GA4+7的效果更好,综合生长及结实性状确定处理的最佳质量浓度为0.4 g/L,该处理下高生长较对照提高了13.69%,单株果序数、单株果序鲜质量、单株种子干质量较对照分别提高了203.6%、186.8%、187.2%。白桦无性系在各浓度赤霉素处理下树高生长符合"S"形曲线模型,各处理下拟合的Logistic方程系数均高于0.99。根据白桦树高生长模型参数可知,赤霉素促进白桦生长量的增加主要是延长了速生期的生长时间所致。【结论】GA4+7和GA3均促进白桦生长及结实,GA4+7较GA3效果好;确定0.4 g/L的GA4+7是促进白桦结实的最适激素处理。

关键词：赤霉素白桦早期生长结实树高

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白桦BpZFP4基因启动子克隆和逆境响应元件功能分析

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植物研究 2019年第6期39卷 917-926页

作者：秦琳琳张曦姜骋李莉林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学

前期研究发现白桦锌指蛋白BpZFP4基因响应多种非生物逆境胁迫。为了深入研究其调控机制,本研究利用染色体步移技术克隆了该基因上游1360 bp的启动子区域,序列分析结果表明该区域含有多个逆境响应顺式作用元件、激素响应元件、光响应以... 详细信息

前期研究发现白桦锌指蛋白BpZFP4基因响应多种非生物逆境胁迫。为了深入研究其调控机制,本研究利用染色体步移技术克隆了该基因上游1360 bp的启动子区域,序列分析结果表明该区域含有多个逆境响应顺式作用元件、激素响应元件、光响应以及病原菌和损伤响应元件等。在此基础上,构建了BpZFP4启动子5′-端一系列缺失片段融合GUS报告基因的表达载体。通过对系列缺失突变体在正常条件以及渗透胁迫、盐胁迫和脱落酸(ABA)处理条件下的GUS基因表达分析,鉴定得到BpZFP4启动子对干旱、盐和ABA应答响应的主要调节区域及可能的顺式作用元件。本研究结果为进一步探究BpZFP4基因应答非生物胁迫和信号分子刺激的调控机理提供了重要的理论依据。

关键词：白桦 BpZFP4启动子顺式作用元件功能分析非生物胁迫

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基于CRISPR/Cas9的毛果杨bHLH106转录因子的功能研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第6期45卷 15-23页

作者：孙佳彤国艳娇李爽周晨光姜立泉李伟林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学)

【目的】采用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制毛果杨(Populus trichocarpa)bHLH106(Basic Helix-Loop-Helix 106)基因的突变体,分析植株的表型特征,初步揭示PtrbHLH106基因在毛果杨木材形成过程中的功能。【方法】基于前期对毛果杨野生型(... 详细信息

【目的】采用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制毛果杨(Populus trichocarpa)bHLH106(Basic Helix-Loop-Helix 106)基因的突变体,分析植株的表型特征,初步揭示PtrbHLH106基因在毛果杨木材形成过程中的功能。【方法】基于前期对毛果杨野生型(WT)茎干的不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部细胞)RNA-seq数据,克隆得到一个在形成层及木质部较高表达的bHLH基因PtrbHLH106。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制毛果杨PtrbHLH106的功能缺失突变体。对生长60、90、120 d的毛果杨ptrbhlh106突变体和WT植株进行表型观察;对生长120 d的植株各茎节进行石蜡切片,利用甲苯胺蓝染色观察并进行细胞统计分析。【结果】获得毛果杨ptrbhlh106突变体;与WT相比,突变体植株的株高、地径无明显差异;在整个测量的生长周期中,第8茎节长度有缩短的趋势,茎节数量有增加的趋势;形成层细胞层数有增加的趋势但差异不显著,导管细胞孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。【结论】ptrbhlh106突变体与WT植株在导管孔径和纤维细胞数量上存在差异,初步证明PtrbHLH106基因参与了调控毛果杨次生木质部的发育。

关键词：毛果杨次生木质部发育 CRISPR/Cas9基因编辑 PtrbHLH106转录因子

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基于CRISPR/Cas9的毛果杨PtrHBI1基因功能解析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第6期45卷 31-39页

作者：王竹雯国艳娇李爽周晨光姜立泉李伟林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学)

【目的】利用CRISPR/Cas9系统创制毛果杨PtrHBI1功能缺失突变体,初步解析该转录因子在木材形成过程中的功能,为利用基因工程手段培育制浆造纸优良性状的林木新品种提供新思路。【方法】以毛果杨(Populus trichocarpa)为研究材料,根据激... 详细信息

【目的】利用CRISPR/Cas9系统创制毛果杨PtrHBI1功能缺失突变体,初步解析该转录因子在木材形成过程中的功能,为利用基因工程手段培育制浆造纸优良性状的林木新品种提供新思路。【方法】以毛果杨(Populus trichocarpa)为研究材料,根据激光显微切割技术捕获的野生型毛果杨不同细胞类型(形成层、木质部和韧皮部)RNA-seq数据,筛选得到1个bHLH家族转录因子PtrHBI1,利用毛果杨木质部原生质体系统对该基因进行亚细胞定位分析,采用原位杂交技术分析PtrHBI1组织特异性表达,采用CRISPR/Cas9技术创制毛果杨ptrhbi1突变体。对ptrhbi1突变体进行生长表型分析,利用石蜡切片对茎段横切面的各细胞类型进行形态分析,利用Klason酸水解法检测突变体木质素含量,使用高效液相色谱测定突变体纤维素和半纤维素含量。【结果】亚细胞定位显示PtrHBI1基因定位于细胞核,原位杂交结果表明PtrHBI1主要在形成层和木质部表达。通过CRISPR/Cas9创制的毛果杨ptrhbi1突变体株高显著增加,茎节数和地径在一定时期显著大于野生型。此外,突变体的导管孔径显著增大,纤维细胞数量显著减少。导管细胞的数量和形成层细胞层数与野生型无差异。木材组分分析表明,与野生型植株相比,ptrhbi1植株的纤维素含量增加,木质素总量无显著变化,紫丁香基木质素与愈创木基木质素之质量比(S/G)显著降低。【结论】PtrHBI1参与调控毛果杨的生长及次生木质部发育,可能在木材形成过程起着较为重要的调控作用。

关键词：毛果杨木材形成调控 CRISPR/Cas9 PtrHBI1转录因子

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白桦BpGRAS1基因的克隆及耐盐功能分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第5期45卷 38-46页

作者：张群及晓宇贺子航王智博田增智王超林木遗传育种国家重点实验室(东北林业大学)

【目的】GRAS转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在植物响应盐、干旱等非生物胁迫中发挥重要的调控作用。从白桦(Betula platyphylla)中克隆GRAS转录因子基因,研究其耐盐功能,为研究木本植物GRAS转录因子的抗逆机制奠定理论基础。... 详细信息

【目的】GRAS转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在植物响应盐、干旱等非生物胁迫中发挥重要的调控作用。从白桦(Betula platyphylla)中克隆GRAS转录因子基因,研究其耐盐功能,为研究木本植物GRAS转录因子的抗逆机制奠定理论基础。【方法】在白桦转录组数据库中获得一个GRAS转录因子基因,命名为BpGRAS1(GenBank登录号:MN117546.1)。利用生物信息学进行多序列比对、构建进化树。分别构建植物过表达(pROKⅡ-BpGRAS1)及抑制表达(pFGC5941-BpGRAS1)载体。利用农杆菌介导高效瞬时遗传转化体系获得BpGRAS1基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE)及对照(WT)白桦植株。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析盐胁迫下OE、IE及WT植株中BpGRAS1基因的表达情况,鉴定转基因植株中BpGRAS1的表达效率是否响应盐胁迫。在盐胁迫下比较了BpGRAS1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株的电解质渗透率、失水率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。【结果】BpGRAS1基因的开放阅读框为1 425 bp,编码474个氨基酸。BpGRAS1具有GRAS家族的序列特征,在C端的氨基酸序列相似度较高,与AtSHR亲缘关系较近。盐胁迫处理下,BpGRAS1的表达量升高,过表达植株中表达量高于对照,抑制表达植株中表达量低于对照,说明BpGRAS1受盐胁迫诱导,成功获得过表达及抑制表达植株。过表达BpGRAS1基因能降低白桦在盐胁迫下的电解质渗透率、失水率及MDA的积累,并显著增强了POD和SOD酶的活性,从而提高转基因植株的耐盐性。【结论】BpGRAS1基因响应盐胁迫,过表达BpGRAS1基因降低了盐胁迫下植株细胞受损程度,通过增强POD和SOD活性提高白桦的耐盐能力。

关键词：白桦 GRAS转录因子耐盐性基因功能生理途径

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