科研产出
高粱深根基因SbDRO1的克隆及功能验证
《山东农业科学 》 2024
摘要：干旱严重影响作物的生长和产量，根系的结构及分布情况是植物响应干旱胁迫的关键因素。高粱作为一种耐旱性较强的作物，挖掘其抗旱相关基因对于作物抗旱改良具有重要的作用。本研究在高粱中克隆得到深根基因SbDRO1,对其进行生物信息学分析，并在拟南芥中进行功能验证。结果表明，SbDRO1基因CDS全长759 bp,编码252个氨基酸；在拟南芥中过表达SbDRO1能够显著提高拟南芥在干旱条件下的存活率，且转基因拟南芥的根系相对野生型明显发达。进一步研究发现，涉及生长素合成、极性运输以及抗逆相关基因的表达量在转基因拟南芥中显著提高，这或许是SbDRO1基因提高转基因拟南芥抗旱性的主要分子机理。本研究结果可为农作物抗旱改良提供潜在的基因资源。
关键词： 高粱 SbDRO1 基因克隆 生物信息学 抗旱 拟南芥
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XRN4/EIN5调控拟南芥对盐胁迫和ABA的耐受性
《山东农业科学 》 2024
摘要：XRN4/EIN5是植物的5′-3′核酸外切酶,主要参与细胞质中RNA的降解,同时也是乙烯信号通路的核心基因,在植物的生长发育和乙烯信号转导中起着重要作用.为探究该基因在植物抗逆性方面的作用,以XRN4/EIN5 T-DNA插入突变体ein5-6为材料,设计不同浓度NaCl(0、50、100、150、200 mmol/L)和ABA(0、0.10、0.25、0.50、1.00、1.50μmol/L)处理,基于拟南芥种子发芽率、子叶绿化率、叶片数、叶片面积进行统计分析,结果发现,当盐浓度低于50 mmol/L时,ein5-6的种子发芽率、子叶绿化率、叶片数和叶片面积比野生型Col-0高;当盐浓度达到100 mmol/L时,ein5-6的种子发芽率和子叶绿化率在发育前期比Col-0高,60 h和96 h之后比Col-0低,而二者的叶片数和叶片面积没有差异;当盐浓度达到150 mmol/L及以上时,ein5-6的种子发芽率、子叶绿化率、叶片数和叶片面积比Col-0低.另外,ein5-6对ABA与盐胁迫响应的趋势一致,ABA浓度较低时ein5-6的子叶绿化率高于Col-0,但随着处理时间的延长和ABA浓度的增加,其子叶绿化率越来越低,最终明显低于Col-0.表明与野生型相比,ein5-6对盐胁迫和ABA处理更敏感,推测XRN4/EIN5参与了盐胁迫和ABA响应的调节.
关键词： XRN4/EIN5 盐胁迫 ABA 拟南芥 耐受性
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拟南芥光敏色素B氨基酸位点突变对其结构与功能的影响
《植物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：生物体为适应外界不断变化的光环境,进化出不同的光受体,其中光敏色素是一类经典的植物感受红光和远红光的受体蛋白,其通过暗适应的Pr状态和光激活的Pfr状态之间的光转换来检测红光和远红光。植物光敏色素具有1个保守的N端感光区域和1个C端调节区域,其中N端部分包括NTE、PAS、GAF和PHY亚结构域, C端部分包括2个PAS结构域和1个组氨酸激酶相关结构域(HKRD)。为深入了解光敏色素的结构及功能,已获得许多光敏色素功能缺失或氨基酸位点突变体,并对其进行功能研究,发现N端结构域在光敏色素的光谱特性、光信号感知和光信号转导等方面均具有重要作用;而C端结构域是光敏色素的二聚化与核定位所必需。该文综述了拟南芥(Arabidopsis thaliana)中光敏色素B (phyB)各亚结构域中氨基酸位点突变对其功能的影响,以期深入理解phyB的结构及功能,为未来通过基因编辑手段进行作物农艺性状的遗传改良奠定基础。
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AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能分析
《浙江农林大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]茉莉酰氨基酸结合物合成酶(jasmonoyl amino acid conjugate synthase,JAR1)可以催化茉莉酸(jasmonic acid,JA)形成茉莉酸的活性形式茉莉酸异亮氨基酸复合体(jasmonic acid-isoleucine,JA-Ile),从而激活JA信号途径.JA信号途径在介导植物盐胁迫的响应中发挥重要作用,因此,探究AtJAR1在植物耐盐性中的功能对于研究JA信号途径影响植物耐盐性的机制具有重要作用.[方法]运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,创建了2个不同的拟南芥Arabidopsis thaliana AtJAR1基因突变体,并对这2个突变体进行地上部生物量的统计分析和JA信号标记基因的表达分析,以确定AtJAR1基因功能缺失.之后,观察分析不同浓度氯化钠和脱落酸(ABA)处理对jar1突变体的种子萌发和幼苗建成的影响,明确AtJAR1基因对拟南芥耐盐性的影响.最后,通过比较分析盐处理前后野生型和突变体的钾离子(K+)和钠离子(Na+)质量摩尔浓度,以及高亲和力K+转运蛋白基因AtHAK5的表达变化情况,初步探究AtJAR1基因在拟南芥耐盐性中的功能.[结果]JA信号标记基因AtVSP1和AtVSP2的表达量大幅下调,表明AtJAR1基因功能丧失.与点突变产生的jar1-1突变体不同的是,这2个突变体表现为前3周生长加快,之后逐渐减缓并出现叶片萎蔫的表型.同时,AtJAR1突变可以缓解盐胁迫和ABA对种子萌发和根系生长产生的抑制作用.此外,盐胁迫下AtJAR1突变可以促进AtHAK5的表达和根系对K+的吸收转运.[结论]JA信号途径可能通过与ABA交互作用影响AtHAK5的表达量,以调节植物根系对K+的吸收转运,进而改变细胞内K+/Na+平衡,最终影响植物耐盐性.
关键词： 拟南芥 CRISPR/Cas9 茉莉酰氨基酸结合物合成酶 耐盐性 K+/Na+平衡
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过表达ApGSMT2和ApDMT2基因的拟南芥和玉米耐盐性分析
《山东农业科学 》 2019
摘要：玉米是对土壤盐渍化中度敏感的作物,易受盐碱危害.甘氨酸甜菜碱作为一种主要的渗透保护物质,能够提高植物对多种非生物胁迫(如盐碱、干旱、低温等)的抗性.本工作前期从嗜盐隐杆藻中克隆得到两个参与甘氨酸甜菜碱合成的甲基转移酶基因ApGSMT2和ApDMT2,利用农杆菌介导法,将两个基因分别在拟南芥和玉米中共同过表达,获得转基因阳性株,收获T1代转基因种子,经自交后得到T2代种子.以拟南芥T2代种子为试材,设置0、50、100、150、200 mmol/L NaCl处理,进行种子萌发试验,结果显示,不同盐浓度处理下,转基因拟南芥种子的萌发率显著高于未转基因对照植株,说明过表达ApGSMT2和ApDMT2基因对于提高拟南芥的耐盐性具有显著效果.进一步对T2代转基因玉米株系幼苗的耐盐性进行试验,结果表明,180 mmol/L NaCl处理后,未转基因对照植株萎蔫,而转基因株系长势良好,其株高、根长、叶片相对含水量和鲜重显著高于对照,说明过表达ApGSMT2和ApDMT2基因显著提高了玉米对盐胁迫的耐受性,为利用基因工程技术创制玉米耐盐种质提供了理论依据.
关键词： 玉米 拟南芥 ApGSMT2 ApDMT2 甘氨酸甜菜碱 耐盐性
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大豆GmbZIP33基因启动子的克隆及瞬时表达分析
《大豆科学 》 2019
摘要：启动子作为基因调控的重要元件,决定着下游基因表达的时空和强度特性.为研究大豆GmbZIP33基因启动子功能,在前期克隆获得GmbZIP33基因(Glyma.03G219300.1)序列的基础上,通过N-PCR(nested PCR)技术克隆了GmbZIP33 CDS上游启动子区序列(2 316 bp).利用PlantCARE在线分析软件进行顺式作用元件的预测,发现该序列上除含有TATA-box和CAAT-box等核心调控元件外,同时包括与抗逆、光响应、激素响应、蔗糖应答元件和多个与组织特异性表达相关的元件.为研究GmbZIP33启动子的表达调控特性,构建了该启动子调控报告基因GUS表达的载体,并利用农杆菌介导的花序浸染法将其转入拟南芥中,发现该启动子驱动下的GUS基因在不同组织(莲座叶、花、荚果和根)的维管束中均特异性表达;对转基因拟南芥进行实时荧光定量PCR检测发现,GUS基因在花中表达量最高,荚果中次之,表明GmbZIP33基因可能受到多种因素和蔗糖的调节并参与花荚发育的调控.
关键词： 大豆 拟南芥 GUS 维管组织特异性启动子
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玉米ZmGS5基因的克隆及其对转基因拟南芥种子发育的影响
《浙江农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：植物种子发育与产量密切相关,研究发现玉米ZmGS5基因与其籽粒发育呈显著性正相关。本研究利用同源克隆技术克隆玉米ZmGS5基因,该基因编码区全长1 491 bp,编码含496个氨基酸的丝氨酸羧肽酶。通过构建ZmGS5过表达载体,采用花序浸染法遗传转化拟南芥,观察转基因拟南芥植株表型及种子变化,初步解析ZmGS5在调控种子发育过程中的功能。结果表明,转基因拟南芥植株莲座叶直径增加,叶片增大,生物量、每株角果数和种子千粒重及种子大小均显著增加。该研究结果初步揭示了玉米ZmGS5基因在调控作物生长发育和产量中发挥重要作用。
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棉花Bax inhibitor-1影响内质网胁迫介导的细胞死亡的研究
《山东农业科学 》 2018
摘要：Bax inhibitor-1(BI-1)是调控内质网胁迫(endoplasmic reticulum stress,ER stress)介导的细胞死亡的关键因子,在植物耐逆中具有重要作用。目前,棉花BI-1(GhBI-1)的耐逆功能及其调控细胞死亡的相关报道较少。在本研究中,采用ER stress专一性诱导毒素——衣霉素(tunicamycin,TM)对棉花幼苗进行胁迫处理,实时定量PCR结果表明,GhBI-1的TM诱导表达具有组织特异性,根GhBI-1对TM的响应更加强烈。通过TM抗性试验及细胞死亡的分析发现,GhBI-1的表达提高了拟南芥的TM抗性,减缓了ER stress介导的细胞死亡。此外,未折叠蛋白反应信号通路中的bZip60转录因子基因的表达受GhBI-1的调控。
关键词： Bax inhibitor-1 内质网胁迫 细胞死亡 棉花 拟南芥 衣霉素
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拟南芥SHORT-ROOT基因稀有密码子分析及其在原核细胞中的表达和纯化
《生物技术通讯 》 2016
摘要：目的:在大肠杆菌中重组表达拟南芥SHORT-ROOT(SHR)蛋白并纯化。方法:将SHR基因编码区克隆至p GEX-4T-2表达载体,构建重组质粒p GEX-4T-2-SHR并转化大肠杆菌Rosetta(DE3),表达产物经谷胱甘肽亲和层析凝胶4B分离纯化,SDS-PAGE分析和Western印迹鉴定。结果:SHR融合蛋白在大肠杆菌Rosetta(DE3)中获得表达,亲和纯化后,SDS-PAGE显示相对分子质量为预期的86×103,且经Western印迹确证。结论:获得了拟南芥SHR融合蛋白,为进一步研究其生物学功能奠定了基础。
关键词： 拟南芥 SHORT-ROOT蛋白 稀有密码子 原核表达 纯化
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拟南芥转化体筛选中Basta喷洒时期和浓度试验
《山东农业科学 》 2013
摘要：为了更加方便有效地利用Basta来筛选带草铵磷(PPT)抗性Bar基因的转基因拟南芥,对不同时期喷洒不同浓度Basta的效果进行了研究.结果表明:拟南芥转化体刚长出2片真叶时对Basta比较敏感,此时开始喷施效果比较好;PPT含量为13.5%的情况下,稀释2 000~4 000倍喷施效果好,此时既可有效筛选出阳性苗,又不会抑制阳性苗的生长;第一次喷施后6天左右移栽阳性苗较好,此时可以明显区分出阳性苗,且移栽后缓苗快、长势好.
关键词： 拟南芥 喷洒 筛选 Basta 草铵膦(草丁膦,PPT)
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