紫花苜蓿NAC类转录因子基因MsNAC2的克隆及其功能分析     

申玉华  徐振军  唐立红  杨晓坡  黄文婕  武小斌  张文波 《中国农业科学》2015,48(15):2925-2938

【目的】NAC转录因子是植物特有的一类转录因子,N端含有一段高度保守、约150个氨基酸组成的NAC结构域,而C端为高度变异的转录调控区。NAC转录因子不仅参与植物生长发育的调控,而且在植物抗逆反应中具有重要的调控作用。作者从紫花苜蓿中克隆了一个NAC类转录因子基因MsNAC2,期望通过分析其DNA和氨基酸序列特征,阐明其在紫花苜蓿中响应非生物胁迫的表达模式,通过在烟草中过量表达鉴定其生物学功能,为进一步了解MsNAC2在紫花苜蓿中的耐逆调控机理提供试验基础,并为通过转基因技术改善紫花苜蓿抗逆力和提高其品质奠定研究基础。【方法】应用RT-PCR和RACE技术获得紫花苜蓿MsNAC2全长序列,并进行生物信息学分析。应用real-time PCR技术分析该基因在非生物胁迫下的时空表达特征。构建MsNAC2-GFP融合表达载体,进行基因表达的亚细胞定位分析。同时构建pBI121-MsNAC2植物超表达载体,通过农杆菌介导法转化烟草叶盘,比较逆境胁迫条件下野生型烟草和转基因株系的表型和生理指标,鉴定超表达MsNAC2对烟草耐逆能力的调控效应。【结果】MsNAC2全长1 358 bp,开放阅读框长度为1 023 bp,编码340个氨基酸,编码蛋白质分子量为39.4 kD,其N端含有典型的NAC保守结构域,C端高度变异。进化树聚类分析表明,该基因与脐橙CsNAC亲缘关系较近,属于NAC蛋白的ATAF亚家族。洋葱亚细胞定位分析表明MsNAC2定位于细胞核。转录水平表达分析表明MsNAC2受250 mmol·L^-1 NaCl、20% PEG6000、0.1 mmol·L^-1 ABA和4℃胁迫诱导而显著升高,并且MsNAC2在根中的表达量要明显高于在叶中的表达量。抗性试验结果显示,在NaCl、PEG和4℃冷害胁迫下,转基因烟草苗高、根长、鲜重和干重等生长指标均高于野生型。生理指标检测结果表明,在250 mmol·L^-1 NaCl、20% PEG6000和4℃处理24 h后,转基因烟草叶片丙二醛含量明显低于野生型烟草,分别为野生型的82.6%、73.2%和77.8%。脯氨酸含量高于野生型烟草,分别达1.52倍、1.72倍和2.24倍,且SOD和POD的活性均高于野生型烟草,分别为野生型的1.101倍、1.105倍、1.33倍和1.12倍、1.08倍及1.19倍。【结论】从紫花苜蓿中克隆了一个新的NAC转录因子基因MsNAC2,该基因能够对盐、冷害和干旱胁迫产生响应,与野生型烟草相比,过量表达MsNAC₂烟草具有较强的耐盐、抗旱和抵御寒冷的能力,说明该基因可能参与调控非生物逆境胁迫的生理响应。  相似文献   

马铃薯SGT3基因表达及其启动子功能分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

崔同霞  白江平  魏桂民  赵旭  王蒂  张金文 《草业学报》2014,23(2):196-206

鼠李糖转移酶(rhamnosyltransferase SGT3)是植物糖苷生物碱合成的关键酶,它主要调控α-茄碱和α-查茄碱从其β形式的转化。本文研究马铃薯栽培种SGT3基因的表达特点及其启动子的功能。实时定量PCR结果发现在红光照射24 h后,SGT3的表达量是黑暗处理的26.8倍,说明红光显著诱导了SGT3的表达;为进一步分析该基因的光调控机理,本项研究克隆到SGT3上游长度为2449 bp的启动子序列,通过分析发现该启动子的转录起始位点位于翻译起始位点上游-152 bp,同时确定了该启动子核心序列及上游增强子、抑制子序列,受病原菌、损伤、干旱、ABA 激素及一系列光调控的顺式元件。构建不同长度(349,572,979,1312和1870 bp)的该启动子驱动报告基因GUS的植物表达载体并转化烟草。结果证明,不同长度的SGT3启动子都可以启动GUS表达,但没有CMV 35S启动的GUS表达量高;其中在P572和P979的表达强度较高,这可能与该片段含有启动子的正调控元件(GATA BOX,5′UTRPY-RICH STRETCH)有关,GUS表达强度在P1312和P1870中明显减弱,预测到该区段存在抑制基因表达的负调控元件(WRKY710S);SGT3启动子的组织特异性实验表明GUS染色主要集中在烟草叶片的叶脉部分,茎中的表皮、韧皮部及木质部,但髓部几乎不表达,根中主要分布在根冠、分生区以及维管束组织中。上述结果为将来研究SGT3在糖苷生物碱合成过程中的调节功能提供了依据。  相似文献   

棉花DELLA蛋白GhGAI4b基因的克隆及功能初步分析     

彭丽军  温玮  李艳  吕西洋  黄先忠  郑银英 《新疆农业科学》2012,49(3):405-413

[目的]DELLA蛋白已在不同的物种中被广泛鉴定,并且功能区高度保守,是GA信号通路中的负调控因子,在棉花纤维细胞起始和发育中起重要的作用.研究棉花中DELLA基因的功能.[方法]从棉花中克隆DELLA蛋白的同源基因GhGAI4b,构建35S:GhGAI4b植物过量表达载体,通过农杆菌侵染花序的方法转入野生型拟南芥中,观察转基因植株的表型.[结果]序列分析表明GhGAI4b全长开放阅读框1 617 bp,编码538个氨基酸,具有DELLA蛋白的典型结构域.采用Clustal X将GhGAI4b的氨基酸序列与其他已知的DELLA蛋白氨基酸序列进行相似性比对,发现GhGAI4b氨基酸序列与陆地棉、拟南芥的相似性较高,达到47;以上.转基因株系表现出叶片颜色深绿,叶片缩小且肥厚,叶片细长呈锯齿状;有些株系会出现多重莲座叶,雄蕊发育不全,晚花,株高变矮等赤霉素不敏感突变体的表型.[结论]过表达GhGAI4b能够抑制拟南芥莲座叶的生长和发育,影响转基因拟南芥花器官的发育,严重时引起转基因拟南芥的不育.  相似文献   

马铃薯联合收获机械原理方案设计     

徐永杰 《农业科技与信息》2011,(5):55-57

通过理论分析和目前马铃薯收获机械存在的问题,运用功能分析的方法,提出了一种小型牵引式马铃薯联合收获机械的原理结构方案,该机能够一次完成清选、分级装袋,结构小、使用方便。  相似文献   

水稻蛋白磷酸酶ABI2基因启动子的克隆和功能分析     

牟少亮  李秀娟  官德义  赖燕  何水林 《热带作物学报》2011,32(12):2293-2297

分离了水稻PP2C家族中的一个成员OsABI2的启动子,测序鉴定后构建其GUS融合表达载体,通过农杆菌介导的方法获得水稻转基因植株。GUS蛋白组织化学染色结果表明,OsABI2启动子驱动的GUS基因在水稻根茎叶中都有表达,在根中表达量最高,叶中表达量最低,而且根部分生组织区明显高于根部其他组织。另外在萌发的芽中也有明显表达。OsABI2启动子在T1代转基因植株的诱导表达的GUS蛋白活性分析结果表明,在机械损伤、稻瘟病、干旱逆境和ABA、MeJA和SA处理条件下,OsABI2启动子驱动的GUS活性都出现了明显上调。上述研究结果说明,OsABI2很可能参与了发育,生物和非生物逆境胁迫的调控。  相似文献   

雷竹PvJ3基因克隆及功能分析     

陈晓沛  施泉  郭小勤  曹友志  徐英武 《浙江农林大学学报》2018,35(2):298-305

拟南芥Arabidopsis thaliana中J3基因参与花期的调节,调控开花时间。为了探究竹类植物中J3基因的功能,根据植物中J同源基因的高度保守性,采用同源克隆技术从雷竹Phyllostachys vilascens中克隆出1个J3基因,命名为PvJ3。该基因的开放阅读框（ORF）区长为1 260 bp,编码419个氨基酸。通过同源比对和系统进化树分析,可知雷竹PvJ3蛋白和其他物种中J3同源蛋白的氨基酸序列同源性很高。通过实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）,发现PvJ3基因在同一竹鞭的笋、花芽、花,开花与不开花雷竹的茎秆、成叶、幼叶中都有表达,且开花雷竹茎秆中表达量最高,表明PvJ3基因在雷竹各组织部位都有表达。亚细胞定位分析结果显示,PvJ3蛋白定位在细胞质和细胞核。通过转化拟南芥对其功能进行了初步分析,表型统计结果显示,PvJ3转基因拟南芥与野生型相比,开花时间明显提早,而且出现多主茎现象,表明PvJ3可以促使植物提前开花并且参与植物茎秆的发育。  相似文献   

鸭源鸡杆菌外膜蛋白W基因克隆及结构与功能分析     

《中国兽医学报》2017,(1):47-53

参考GenBank中鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatis,G.anatis)UMN179的外膜蛋白W(outer membrane protein W,OmpW)基因序列设计1对引物,对鸭源鸡杆菌PDS-RZ-1-SLG株的OmpW基因进行克隆、测序,并通过生物信息学软件对该蛋白结构与功能进行分析及预测。结果显示:OmpW基因大小为705bp,编码234个氨基酸;与鸭源鸡杆菌UMN179株、F149株及12656/12株的OmpW氨基酸同源性分别为88.9%、78.7%和79.6%;OmpW相对分子质量为25 300,等电点为7.88,是能够稳定存在的蛋白,N端有1个疏水性的α螺旋信号肽,C端有1个疏水性的β折叠区域,并且在外膜表面存在1个保守性的B细胞线性表位。本试验成功克隆了鸭源鸡杆菌PDS-RZ-1-SLG株的OmpW基因,并对其结构与功能进行初步分析和预测,为进一步研究其生物学功能及其应用奠定基础。  相似文献   

玉米淀粉合成酶SSⅡa启动子的克隆及功能分析     

陈展宇  王阔  王晓梅  刘相国  崔喜艳 《华南农业大学学报》2017,38(1):15-22

【目的】克隆玉米Zea mays淀粉合成酶SSⅡa启动子,并分析其功能,为进一步研究和应用SSⅡa启动子奠定基础。【方法】通过NCBI上公布的玉米基因组序列,在网站Maize GDB上BLAST查找到SSⅡa 5'侧翼序列,利用PCR方法从玉米B73中克隆SSⅡa启动子;通过Plant Care在线分析启动子顺式作用元件,用特异性引物分别克隆出长度为1 407、867、633、483和365 bp的片段,与植物表达载体p CAMBIA3301连接,构建5种5'缺失体的植物表达载体,命名为P1、P2、P3、P4和P5。用农杆菌介导法转化拟南芥Arabidopsis thaliana,获得转基因拟南芥。【结果】以玉米B73基因组DNA为模板,用特异性引物SSⅡa F/SSⅡaR进行扩增,得到2 526 bp序列;除草剂筛选的阳性拟南芥植株PCR验证均检测出gus基因;GUS组织化学分析表明,5种类型启动子构建的表达载体在成熟期叶片、果荚中均显蓝色;gus基因定量分析表明,成熟期5种转基因拟南芥叶片中,gus基因表达量P1最高,其他基本一致;种子中gus基因表达量P1和P2相近,且高于P3、P4和P5。【结论】成功克隆玉米SSⅡa启动子;构建的5种SSⅡa启动子缺失体表达载体在转基因拟南芥中均具有活性,长度为1 407 bp(P1)和867 bp(P2)的启动子具有胚乳特异性。  相似文献   

现代性视阈中农民主体性研究的几个“前问题”     

黄琳  武正雄 《中国农学通报》2010,26(6):367-371

以现代性视阈研究农民主体性问题是当前不可回避的课题。它以研究对象、研究意义、研究的历史与现状以及现代性与农民主体性的内在关联为前提。对象的选取应结合国情,突出重点;农民主体热既有一定时代背景也有它自身的原因,当前对其研究无疑具有重大的理论意义和实践意义;以现代性视阈透视农民主体性延续了从农民问题研究到农民主体性研究百年历史,将为当前农民研究开辟新领域、新路径;主体性与现代性同源,农民主体性的确立是现代性实现的重要标志,农民主体性的长期性意味着现代性实现的艰巨性。  相似文献   

甘蓝EST资源的SSR信息分析   总被引：4，自引：0，他引：4  

李建斌  王神云  王红  万雁玲  丁万霞 《中国农业大学学报》2010,15(6):34-41

为了开发甘蓝EST-SSR功能性标记,从NCBI公共数据库检索到63201条甘蓝ESTs,通过前处理和聚类去冗余后得到全长为14828.60 kb的无冗余ESTs 23306条.在这些序列中搜索出3085个SSRs,分布于2616条ESTs中,出现频率是13.24%,与甘蓝开花过程中相关的EST-SSRs出现的频率为6.97%.这些EST-SSRs的平均长度为23.11 bp,平均分布频率是1/4.81 kb.在1～6核苷酸重复的基元中,二核苷酸重复和三核苷酸重复是主要类型,二者出现的频率基本相近,占总SSR的79.09%.AG/CT和AAG/CTT是二、三核苷酸中的优势重复类型,分别占二、三核苷酸重复的79%和34%,对这些含SSR的ESTs进行BLASTx同源性比较分析,发现2616条EST-SSRs中1981条在数据库中可以找到同源物,占EST-SSRs总数的75.73%,功能已知的蛋白质中拟南芥来源的EST-SSRs所占比例最大,为66.02%,同时针对与甘蓝开花相关的EST-SSRs进行功能分析.找到同源物的1981条EST通过GOA进行功能分类,有987条可划分为生物过程、分子功能和细胞成分3大功能类群,其中与生物代谢相关的EST-SSRs数量最多,为263条,994条未被功能注释.  相似文献