科研产出
陆地棉胆色素原脱氨酶基因的克隆及表达分析
《农业生物技术学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：叶色突变体是研究高等植物叶绿素代谢、叶绿体发育、光合作用和激素生理等一系列生理代谢过程的理想材料,也是遗传和育种研究中的重要材料.胆色素原脱氨酶(porphobilinogen deaminase,PBGD)是植物叶绿素生物合成的关键酶.本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum)'鲁棉418'的花斑叶突变体为材料,克隆了4个GhPBGDs,分别命名为GhPBGD1A(GenBank No.MN849924)、GhPBGD1D(GenBank No.MN849925)、GhPBGD2A(GenBank No.MN849926)和GhPBGD2D(GenBank No.MN849927).测序结果表明,正常叶片与花斑叶片中的4个基因序列相同;4个基因均含有5个外显子和4个内含子,预测结果均定位于叶绿体;进化分析表明,GhPBGD蛋白与拟南芥(Arabidopsis thaliana)和油菜(Brassica napus)的PBGD同源蛋白亲缘关系较近.另外,4个基因启动子顺式作用元件中含有光响应元件、厌氧环境及多种激素相关的应答元件.qRT-PCR结果表明,4个GhPBGD基因在正常棉株的叶、花、铃和苞叶中均有表达,其中在叶片中的表达量最高;与正常叶相比,花斑叶中GhPBGD基因的表达量都显著降低.以上结果表明,GhPBGD基因家族可能参与调控叶色突变.本研究可为深入探讨叶色缺失突变体的分子机理提供参考依据.
关键词： 棉花 胆色素原脱氨酶(PBGD) 基因克隆 表达分析
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陆地棉NAC转录因子基因GhSNAC1的克隆及其抗旱耐盐分析
《农业生物技术学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：NAC (NAM/ATAF/CUC)家族是植物中特有的一类转录因子,其功能涉及植物生长发育调控、激素信号转导、逆境胁迫响应等重要生理过程。本研究利用反转录PCR (reverse transcription PCR, RT-PCR)技术从陆地棉(Gossypium hirsutum)中克隆了1个逆境胁迫响应(stress-responsive) NAC类转录因子基因,命名为GhSNAC1 (GenBank No. KU759894)。该基因长度为1 104 bp,预测编码蛋白含有299个氨基酸,分子量为33.9 kD,等电点为6.18。蛋白序列分析表明,GhSNAC1具有典型的NAC转录因子特征,N端含有保守的NAC结构域。进化分析表明,GhSNAC1与拟南芥(Arabidopsis thaliana) ATAF1 (Arabidopsis transcription activation factor 1)高度相似。qRT-PCR结果显示,GhSNAC1受到干旱、高盐、低温和黄萎病菌(Verticillium dahliae)胁迫诱导,提示该基因可能参与生物和非生物胁迫响应。在烟草(Nicotiana tabacum)中过表达GhSNAC1,分析干旱或盐胁迫条件下转基因和野生型烟草株系种子的萌发率和幼苗生长差异,实验结果显示,在100 mmol/L NaCl或200 mmol/L甘露醇胁迫下,野生型烟草的种子萌发受到明显抑制,萌发率低于50%,而转基因株系显著优于野生型,其种子萌发率均在80%以上;野生型烟草幼苗弱小,而转基因株系长势强,其单株鲜重和根长分别是野生型的2倍和1.5倍以上。上述结果表明,过表达GhSNAC1可显著提高转基因烟草的抗旱耐盐能力。本研究为深入探究GhSNAC1抗旱耐盐的分子机制提供了基础资料。
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多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构及其动态
《棉花学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】了解多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构和动态。【方法】利用高通量测序技术对多年棉花连作土中陆地棉品种TM-1(Gossypium hirsutum L.)不同发育时期的根际细菌16S r DNA进行扩增、测序并分析。【结果】多年棉花连作土中,棉花根际细菌的主导菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。受棉花根系影响相对丰度变化较大的菌门为4个主导菌门以及厚壁菌门(Firmicutes),其中酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门的相对丰度受到棉花根系的促进,而厚壁菌门、变形菌门的相对丰度受到抑制。不同发育时期棉花根际细菌α-多样性没有显著差异,但是根际细菌群落结构间存在显著差异,且在棉花花期与蕾期的差异显著高于蕾期与苗期的差异。多年棉花连作土壤中的根际细菌群落α-多样性显著高于非根际土壤,根际与非根际土壤中细菌β-多样性在棉花花期最大。【结论】确定了多年棉花连作土中棉花根际细菌的群落结构及其动态,发现棉花在花期对根际细菌群落结构的影响较大。
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棉花转录因子GhSNAC3启动子的克隆与表达分析
《华北农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为研究棉花NAC转录因子基因GhSNAC3启动子的结构和功能,以鲁棉研32号基因组为模板,用PCR扩增的方法得到棉花基因GhSNAC3的启动子序列,利用分析网站PlantCARE、PLACER和BDGP对启动子上存在的顺式作用元件进行了预测与分析,在此基础上利用该启动子及GhSNAC3基因构建植物表达载体,并通过烟草遗传转化进一步研究启动子的转录活性。结果表明GhSNAC3启动子除含有CAAT-box等基本顺式作用元件外,还含有茉莉酸、赤霉素和脱落酸响应元件以及大量光顺式作用元件和逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件。采用不同胁迫处理转基因烟草并进行表达分析,结果显示GhSNAC3在盐胁迫下植株根部有高水平的表达,而在茎和叶中表达量极低,表明GhSNAC3在逆境胁迫应答过程中可能具有重要功能,其启动子是一个盐诱导型启动子,具有组织特异性。研究结果为棉花NAC信号通路研究和耐盐基因工程改良提供了理论依据。
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棉花茎端发育长链非编码RNA的鉴定及功能预测
《棉花学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：长链非编码RNA(Long non-codingRNA,lncRNA)是一类长度在200 nt以上的非编码RNA。它不具备蛋白质编码功能,但在生物体中以RNA分子的形式参与众多生物过程。利用实验室前期获得的陆地棉茎尖转录组数据,鉴定了8044条lncRNA,其中3691条分布于At亚组,2852条分布于Dt亚组;通过基因组共定位、碱基互补配对等生物信息学方法对其中2227条lncRNA进行功能注释,其中1875条位于编码基因上下游,可能通过与编码基因的顺式作用元件或3’UTR区结合,在转录或者转录后水平调控基因表达;317条反义lncRNA与正义链的mRNA存在互作,通过碱基互补配对调控基因沉默、转录及mRNA的稳定性;20条lncRNA预测为microRNA的前体;5条lncRNA注释到4个lncRNA家族。功能注释表明,这些lncRNA主要参与转录调节、代谢、激素应答和信号转导等生物过程。本研究为充分利用高通量测序数据研究棉花lncRNA提供了新思路。
关键词： 棉花 茎尖转录组 长链非编码RNA 鉴定 功能预测
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亚洲棉全基因组中NAC类转录因子基因的鉴定与分析
《石河子大学学报(自然科学版) 》 2015
摘要：为了开发棉花NAC基因资源,本文利用生物信息学方法在亚洲棉基因组中预测了138个NAC基因,根据其在染色体上的位置关系命名为Ga NAC001-Ga NAC138,所有Ga NAC基因分布于亚洲棉13条染色体上。根据Ga NAC蛋白的序列相似性及系统进化分析,将亚洲棉Ga NAC蛋白分为11个亚家族,每个亚家族的Ga NAC蛋白数目为4-25个。基因结构分析发现,大部分(63.7%)Ga NAC基因含有2个内含子。比较亚洲棉与陆地棉、雷蒙德氏棉NAC蛋白的同源性,发现亚洲棉与雷蒙德氏棉NAC蛋白的匹配程度高于陆地棉,平均序列一致性分别为93.9%和81.2%,一些NAC基因(58/138)在棉属的进化过程中高度保守,一些(37/138)则变异程度较大,可能是生物体为了适应环境的变化产生了新的功能。本研究结果为亚洲棉及陆地棉NAC转录因子基因的后续深入研究提供了重要参考。
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棉花转录因子基因(GhMYB11)的克隆与表达分析
《农业生物技术学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：MYB基因家族在植物应对外界生物和非生物胁迫的过程中有重要的调控作用。本研究利用二倍体雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)基因组数据库,从陆地棉(G.hirsutum)品种鲁棉研32号中克隆到一个新的MYB转录因子Gh MYB11(Gen Bank登录号:HQ234875.1),c DNA全长1 001 bp,开放阅读框828bp。通过与模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和主要作物小麦(Triticum aestivum L.)、玉米(Zea mays L.)、水稻(Oryza sativa L.)MYB蛋白的氨基酸序列比对发现,Gh MYB11蛋白与拟南芥中脱落酸(abscisic acid,ABA)合成和信号传导的重要基因At MYB13/14编码的蛋白高度相似(E值分别为7e-83和1e-90),含两个高度保守的MYB结构域R2R3及一个转录激活结构域。实时定量PCR分析发现,Gh MYB11基因在黄萎病菌(Verticillium dahliae)侵染、干旱、盐和氧化胁迫处理后的棉花幼苗叶片中表达显著上调。Gh MYB11基因可能在棉花生物和非生物胁迫反应中起重要调控作用,是陆地棉品种抗逆性遗传改良的重要候选基因。本研究为利用基因工程手段提高棉花抗逆性提供了基础材料
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简化整枝对抗虫棉主要经济性状的影响
《安徽农业科学 》 2015
摘要：[目的]探讨简化整枝对棉花生育状况和主要经济性状的影响,从而为棉花简化栽培技术体系的建立和运用提供理论基础。[方法]以精细整枝为对照,在山东气候条件下研究简化整枝对棉花生育状况、产量构成以及纤维品质的影响。[结果]在4.5万株/hm2密度下,不整枝能促使棉田封行期提前,而简化整枝和精细整枝的棉花生育状况基本一致;简化整枝与精细整枝的棉花产量和纤维品质均无差异,而不整枝易造成郁闭、烂铃,继而降低产量和纤维品质。[结论]简化整枝是一种有效的方法,有利于棉田机械化管理和采收。
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棉花GhSRO04/GhSRO08基因的克隆及表达分析
《分子植物育种 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：SRO转录因子在植物响应盐、旱和病菌等生物和非生物胁迫中具有重要的调节作用。本研究从抗枯萎病耐黄萎病的棉花品种鲁研棉32号中克隆获得2个基因:命名为GhSRO04和GhSRO08(Gen Bank登录号为KR534896和KR534895)。结果显示:GhSRO04包含一个最大开放阅读框1830 bp(ORF),推测编码609个氨基酸;GhSRO08包含一个最大开放阅读框1 842 bp(ORF),推测编码编码613个氨基酸。比对分析表明GhSRO04和GhSRO08基因均含有RCD1-SRO-TAF4结构域(RST)。系统进化树分析表明,GhSRO04和GhSRO08编码产物与拟南芥RCD1和SRO1亲缘关系最近,属于同一进化分支。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析基因表达显示,GhSRO04和GhSRO08基因均受黄萎病菌侵染、干旱和高盐诱导表达,表明GhSRO04和GhSRO08在棉花应对盐、旱和病菌胁迫中可能起着重要的调节作用,对棉花种质的抗逆性遗传改良具有潜在利用价值。本研究首次从棉花中分离鉴定出SRO类转录因子,并进行了初步功能分析,为棉花遗传改良储备了基因资源。
关键词： 棉花 GhSRO04/GhSRO08 SRO 基因表达 抗逆
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一个新的陆地棉抗逆锌指蛋白基因GhCHP的克隆与分析
《分子植物育种 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：锌指蛋白是一类重要的转录因子,在植物应对外界生物和非生物胁迫的过程中起着极为重要的调节作用。基于二倍体雷蒙德氏棉基因组数据库,本研究从抗枯萎病、耐黄萎病的转基因抗虫棉品种鲁棉研32号中克隆到棉花锌指蛋白类基因Gh CHP。序列分析表明,Gh CHP基因的开放阅读框长度为720 bp,编码239个氨基酸,预测的蛋白质等电点为9.12。通过与其它植物锌指蛋白的序列进行聚类和比对分析,发现Gh CHP与拟南芥的AT2g16050和小麦的Ta CHP极为相近,其中两个保守的C1结构域呈典型的锌指结构。实时荧光定量PCR检测表明,Gh CHP在经过不同胁迫处理的棉花根和叶中的表达模式存在差异。PEG、Na Cl、H2O2、低温和黄萎病菌侵染处理均对Gh CHP的表达产生较大影响,表明Gh CHP可能在棉花生物和非生物胁迫响应中起重要的调控作用,是棉花品种抗逆性分子改良的重要候选基因。
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