干旱和高盐胁迫下钙离子依赖核酸酶基因CDD对银腺杨84K生长发育的影响 被引量：2

1

作者 江成 周厚君 +4 位作者 赵岩秋 何辉 楚立威 宋学勤 卢孟柱 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期33-40,共8页

【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为... 【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为揭示杨树CDD基因在抗逆中的作用提供参考。【方法】以过表达PtoCDD和敲除PagCDD转基因银腺杨84K组培苗为材料,对其进行模拟干旱和高盐处理,分析其受干旱、高盐非生物胁迫条件下的表型变化,包括植株高、不定根数目。通过切片观察,分析不同处理条件下茎段木质部大小变化。利用qRT-PCR分析在不同处理条件下CDD转基因植株中水通道蛋白基因(PIP)的表达。【结果】与84K对照相比,在正常条件下CDD转基因植株株高没有显著差异,而干旱、高盐条件下CDD缺失突变体植株显著高于对照和CDD过表达植株,而过表达植株极显著低于对照及突变体。说明CDD过表达增强了杨树对干旱、高盐的敏感性,而敲除CDD后降低了杨树对干旱、高盐的敏感性。组织切片分析显示,在正常条件下木质部细胞层数呈现CDD过表达>对照84K>CDD缺失突变体,而在干旱、高盐条件下木质部细胞层数为CDD过表达<对照84K <CDD缺失突变体。表明CDD参与了木质部细胞分化过程,并当受到干旱、高盐胁迫时,CDD的表达对木质部分化过程的影响尤为明显。不定根数目统计显示,在正常条件和高盐条件下植株不定根数目呈现为CDD缺失突变体>对照84K>CDD过表达,且差异均达到显著水平或极显著水平,而干旱条件下差异不显著。表明CDD差异表达引起的不定根数目上的变化在一定程度上反映了杨树对干旱和高盐胁迫的敏感性。qRT-PCR分析显示,CDD过表达和CDD缺失突变体植株中均表现出多个PIP基因诱导高表达。表明CDD的表达变化可引起PIP基因不同成员的诱导表达,从而改变杨树的水分利用� 展开更多

关键词 CDD 银腺杨84k 干旱胁迫 盐胁迫 木质部 不定根

下载PDF 职称材料

杨树GRF1/2d负调控不定根的发生和发育 被引量：9

2

作者 周厚君 魏凯莉 +3 位作者 江成 赵岩秋 宋学勤 卢孟柱 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期33-39,共7页

【目的】生长调节因子(GRFs)是一类植物特有的转录因子,调控植物生长发育的多个生物学过程。研究杨树组织和器官发育中GRFs的作用,尤其是对不定根形成的调控,不仅可以丰富根发育的理论,而且对于杨树的扦插繁殖具有实际应用价值。【方法... 【目的】生长调节因子(GRFs)是一类植物特有的转录因子,调控植物生长发育的多个生物学过程。研究杨树组织和器官发育中GRFs的作用,尤其是对不定根形成的调控,不仅可以丰富根发育的理论,而且对于杨树的扦插繁殖具有实际应用价值。【方法】从银腺杨84K中分离了PtGRF1/2d基因和其启动子,通过对其miR396靶位点核苷酸进行同义突变,获得不受miR396调控的突变形式的mPtGRF1/2d,并将启动子和该突变形式分别构建至含有GUS报告基因的植物表达载体和过量表达载体,通过遗传转化分别获得PPtGRF1/2d∷GUS启动子驱动GUS转基因杨树和mPtGRF1/2d过表达转基因杨树。通过GUS染色分析PtGRF1/2d杨树启动子的表达特性,并对过表达mPtGRF1/2d杨树不定根的发生时间、数目和长度进行统计,利用qRT-PCR分析不定根发育早期相关转录因子的表达。【结果】PtGRF1/2d主要在根的中柱鞘和根尖位置表达,说明其参与了根的形成;过量表达mPtGRF1/2d基因影响了杨树不定根的发生、发育,导致了不定根发生延迟、数目和长度均减少,且差异均达到显著水平或极显著水平,表明PtGRF1/2d对不定根的发生和发育具有负调控作用。qRT-PCR分析显示,过表达mPtGRF1/2d杨树的不定根发育相关基因PtSCR,Pt AIL9,Pt BBM2,Pt PLT1.2和Pt WOX11b的表达量均被下调,表明PtGRF1/2d的过量表达抑制了根原基发生和不定根发育相关的关键调控因子的表达,影响了根原基的发生和不定根的形成,导致不定根数目和长度的变化,最终影响了杨树的生长。【结论】PtGRF1/2d作为不定根形成的负调控因子,位于不定根调控途径的上游,通过下调促进不定根形成的相关转录因子的表达来抑制根原基形成和不定根发育,导致不定根发生延迟、数目和长度减少。 展开更多

关键词 PtGRFl/2d 银腺杨84k 过量表达 不定根 负调控

下载PDF 职称材料

银腺杨84K茎段瞬时转化体系的建立 被引量：3

3

作者 李晓军 安轶 +2 位作者 黄李超 曾为 卢孟柱 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期82-89,共8页

【目的】我国需要大量人工林来满足木材需求,而速生林的木材品质有待改良。研究木材形成的基因调控是材性改良的基础。为加速鉴定木材形成相关基因的研究,建立一种快速、便捷、高效的瞬时转化体系尤为重要。【方法】采用显微切片,观察1... 【目的】我国需要大量人工林来满足木材需求,而速生林的木材品质有待改良。研究木材形成的基因调控是材性改良的基础。为加速鉴定木材形成相关基因的研究,建立一种快速、便捷、高效的瞬时转化体系尤为重要。【方法】采用显微切片,观察1年生银腺杨84K休眠茎段水培下的形成层活动规律;以其作为瞬时转化受体,增强型绿色荧光蛋白(eYGFP)作为报告基因,构建表达载体,采用农杆菌介导真空渗透侵染方法进行84K茎段的瞬时转化。并通过L9(34)正交试验对农杆菌GV3101侵染浓度、真空渗透侵染时间、真空渗透侵染次数及侵染后培养时间进行优化。【结果】银腺杨84K 1年生枝条室温水培条件下可以解除休眠,形成层在水培15天左右活动已比较旺盛,并出现新分化的导管。培养约30天,木质部大量积累。这说明枝条经1个月时间可以完成形成层的分化、木质部的形成等木材形成的全过程。从形态上观察,形成层、木质部和韧皮部的生长发育过程与正常树木没有差异。采用农杆菌介导真空渗透侵染方法,茎段及切片在激发光下可在形成层区域观察到绿色荧光,说明茎段转化成功。进一步通过正交试验分析,表明4个转化条件对转化率的影响依次为:侵染后水培天数>真空渗透侵染时间>菌液浓度>真空渗透侵染次数。农杆菌介导真空渗透瞬时转化银腺杨84K茎段的最优组合是农杆菌重悬液浓度OD600为0.9、真空渗透侵染20 min、真空渗透侵染2次、侵染后水培15天。【结论】建立了农杆菌介导的银腺杨84K茎段真空渗透侵染瞬时转化体系。这一体系可快速鉴定参与维管组织分化相关基因的功能,有助于揭示木质部发育的调控机制。同时该方法也可为研究其他木本植物的木材形成相关基因提供借鉴。 展开更多

关键词 银腺杨84k 茎段 瞬时转化 农杆菌介导 真空渗透侵染 eYGFP瞬时表达

下载PDF 职称材料

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因对银腺杨84K抗旱性的影响 被引量：2

4

作者 姚俊广 耿娅 +4 位作者 刘依静 安轶 黄李超 曾为 卢孟柱 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期125-132,共8页

【目的】多胺广泛存在于植物体内,参与调节植物发育过程以及胁迫响应,S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)是多胺合成途径的关键限速酶。本研究以SAMDC转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱胁迫下SAMDC对杨树生长的影响,探讨SAMDC在林木响应干旱... 【目的】多胺广泛存在于植物体内,参与调节植物发育过程以及胁迫响应,S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)是多胺合成途径的关键限速酶。本研究以SAMDC转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱胁迫下SAMDC对杨树生长的影响,探讨SAMDC在林木响应干旱中的作用,为揭示多胺在杨树抗逆性方面的作用提供参考。【方法】以生长3个月的银腺杨84K及其PagSAMDC4a过表达转基因株系的土培苗为试验材料进行干旱处理,观察植株表型,并对多胺含量、H2O_(2)含量、叶片相对含水量、叶片失水率、电解质渗透率等生理指标进行分析。【结果】PagSAMDC4a过表达银腺杨84K株系PagSAMDC4a-OE#3、PagSAMDC4a-OE#15、PagSAMDC4a-OE#17的内源亚精胺、精胺含量都显著高于未转基因植株,且PagSAMDC4a-OE#17株系内源腐胺、亚精胺、精胺含量分别是未转基因植株的1.95、3.43、1.32倍。正常条件下,过表达PagSAMDC4a植株的叶片表型、叶片相对含水量和电解质渗透率与未转基因植株无显著差异,而过表达株系PagSAMDC4a-OE#15和PagSAMDC4a-OE#17的叶片失水率显著低于未转基因植株。在干旱胁迫下,未转基因银腺杨84K叶片萎蔫,相对含水量比正常情况下降低26.44%,电解质渗透率升高27.68%,而PagSAMDC4a-OE#3、PagSAMDC4a-OE#15、PagSAMDC4a-OE#17植株叶片生长正常,相对含水量比正常条件下分别降低了10.9%、3.66%、1.33%,电解质渗透率较低、变化幅度较小。与未转基因植株相比,过表达PagSAMDC4a的转基因植株正常条件下H2O_(2)含量显著降低;在干旱胁迫后,H2O_(2)含量虽有增加但幅度显著低于未转基因植株,H2O_(2)含量由高到低为未转基因植株>PagSAMDC4a-OE#3>PagSAMDC4a-OE#15>PagSAMDC4a-OE#17。【结论】PagSAMDC4a可以调控银腺杨84K内源多胺含量,过表达PagSAMDC4a基因使植株内源多胺含量升高、H2O_(2)含量降低,减轻干旱胁迫引起的氧化损伤,进而有效缓解植株叶片所受水分胁迫,从� 展开更多

关键词 银腺杨84k 转基因 SAMDC 多胺 干旱胁迫 H2O2 电解质渗透率

下载PDF 职称材料

外源谷氨酸对杨树耐旱性的影响 被引量：1

5

作者 刘钰 曲美桥 +6 位作者 郑瑞杰 俞金健 耿娅 安轶 韩潇 黄李超 曾为 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期59-71,共13页

[目的]谷氨酸(Glu)是植物体内普遍存在的氨基酸,在氨基酸代谢过程中发挥着重要的作用。本研究以银腺杨84K(Populus alba×P.glandulosa‘84K’)为材料,分析外源施加谷氨酸对杨树干旱胁迫下的影响,探讨其在林木响应干旱中的作用,为... [目的]谷氨酸(Glu)是植物体内普遍存在的氨基酸,在氨基酸代谢过程中发挥着重要的作用。本研究以银腺杨84K(Populus alba×P.glandulosa‘84K’)为材料,分析外源施加谷氨酸对杨树干旱胁迫下的影响,探讨其在林木响应干旱中的作用,为揭示谷氨酸在林木抗逆性中的作用机制提供参考。[方法]以生长2个月的84K杨为供试材料,分别进行谷氨酸处理后干旱试验和干旱复水试验,观察植株表型,并对叶片含水量、电解质渗透率、谷氨酸含量、渗透调节物质、活性氧含量及活性氧清除酶(CAT、POD和SOD)活性等指标进行分析。[结果]干旱试验表明:谷氨酸处理植株与正常植株相比,显著提高了植物的耐旱能力。经谷氨酸处理的叶片相对含水量增加30.3%、电解质渗透率降低54.0%、谷氨酸含量增加了1.85倍;脯氨酸含量增加33.1%、脯氨酸合成相关基因P5CS、P5CR和P5CDH表达显著升高,分别是对照的2.47倍、2.57倍和8.89倍,而脯氨酸降解基因PDH表达量降低了48.8%。另外,处理后的植株能维持较高的CAT、POD和SOD酶活水平,分别是正常植株的1.67倍、1.35倍、1.17倍,导致过氧化氢含量减少了19.3%。干旱复水试验表明,谷氨酸显著增强了干旱植株的恢复能力。谷氨酸溶液处理植株的叶片相对含水量比未处理植株提高1.08倍,电解质渗透率减少12.1%,脯氨酸含量提高1.09倍,CAT活性和POD活性分别增加了19.0%和62.9%,过氧化氢含量降低31.2%。[结论]外源施加谷氨酸可以提高84K杨叶片谷氨酸含量、诱导脯氨酸合成积累、降低电解质渗透率,减轻干旱胁迫引起的氧化损伤,进而有效缓解植株叶片所受水分胁迫,降低植株对干旱的敏感性。因此,通过外源施加谷氨酸可提高抗氧化能力和渗透调节能力,以提高84K杨在干旱环境下的适应能力,这对揭示谷氨酸在非生物胁迫中的作用起到参考价值。 展开更多

关键词 银腺杨84k 干旱胁迫 谷氨酸 复水 耐旱性

下载PDF 职称材料

‘84K’杨组氨酸激酶基因PaHK3a的表达及功能分析 被引量：2

6

作者 鲁俊倩 武舒 +3 位作者 钟姗辰 张伟溪 苏晓华 张冰玉 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期46-53,共8页

【目的】干旱、高盐等逆境胁迫严重影响了植物的生长发育。研究表明,组氨酸激酶在植物逆境响应中起重要作用。本研究对银腺杨‘84K’组氨酸激酶基因PaHK3a在不同组织的表达模式分析,检测了其对生长素、细胞分裂素等植物激素处理下及人... 【目的】干旱、高盐等逆境胁迫严重影响了植物的生长发育。研究表明,组氨酸激酶在植物逆境响应中起重要作用。本研究对银腺杨‘84K’组氨酸激酶基因PaHK3a在不同组织的表达模式分析,检测了其对生长素、细胞分裂素等植物激素处理下及人工干旱、盐碱等非生物胁迫下的表达,结合干旱、盐碱条件下丙二醛(MDA)及保护酶活性等生化指标,对该基因的功能进行了初步鉴定,为杨树抗逆分子育种研究奠定基础。【方法】以‘84K’杨无菌苗为材料,通过实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析PaHK3a基因在不同组织的表达模式。对‘84K’杨无菌苗进行浓度为10 mmol/L植物激素处理(ABA、6-BA、IBA、GA3及水杨酸(SA))及非生物胁迫处理(42℃高温、0℃低温、200 mmol/L NaCl和5%PEG6000),采用qRT-PCR技术分析PaHK3a基因对不同植物激素及非生物胁迫的表达响应;进一步对温室‘84K’杨进行自然干旱处理(6、8、10 d)、200 mmol/L NaCl(2、4、6 d)处理,测定不同胁迫时间点叶片PaHK3a基因的表达,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及MDA含量,并分析PaHK3a基因表达与生理指标的相关性,初步鉴定杨树PaHK3a基因的功能。【结果】qRT-PCR结果显示,PaHK3a基因在叶片中表达量最高,根部中等,茎段最低。与正常条件下相比,在高温、低温、NaCl及PEG模拟干旱处理时,PaHK3a基因表达量与对照相比明显增高,分别为对照的2.63、1.49、1.54、1.58倍。用IBA诱导处理时,基因表达量与对照相比差异不大,而在6-BA、ABA、GA3及SA处理时,基因表达量与对照相比均呈现显著下调。在温室干旱、盐碱胁迫处理过程中,PaHK3a基因表达均显著高于对照,呈现先上升后下降的表达模式,MDA含量也呈现类似的趋势,而SOD活性则随处理时间的延长而持续升高,POD活性在干旱胁迫时先上升后下降,而高盐胁迫时呈上升趋势。生理指标与PaHK3a基因表达量相� 展开更多

关键词 银腺杨‘84k’ 组氨酸激酶 基因表达 非生物胁迫

下载PDF 职称材料

杨品种‘84K’光合生理的不同过程对干旱和复水的响应 被引量：2

7

作者 刘文鑫 万贤崇 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期530-539,共10页

以杨品种‘84K’(Populus alba×P. glandulosa)为材料,对其干旱胁迫及复水后光合生理特性的变化进行了研究。结果显示,在干旱胁迫及复水过程中,杨品种‘84K’光合作用相关的主要反应对此过程响应不同步。在干旱胁迫过程中,‘84K’... 以杨品种‘84K’(Populus alba×P. glandulosa)为材料,对其干旱胁迫及复水后光合生理特性的变化进行了研究。结果显示,在干旱胁迫及复水过程中,杨品种‘84K’光合作用相关的主要反应对此过程响应不同步。在干旱胁迫过程中,‘84K’的羧化反应速度、气孔导度(Gs)、叶肉导度(Gm)均显著下降,但前者下降幅度小于后两者,此时的光合作用主要受Gs和Gm制约。复水之后,Gm很快得到恢复,而光化学淬灭过程、羧化反应速度均没有恢复到对照水平,此时是光化学淬灭和(或)羧化反应制约了‘84K’的碳固定及光合作用。 展开更多

关键词 '84k’杨 叶肉导度 气孔导度 叶绿素荧光

下载PDF 职称材料

银腺杨PagAG2基因的时空表达分析 被引量：1

8

作者 钟姗辰 武舒 +2 位作者 王黎 苏晓华 张冰玉 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2021年第6期73-80,共8页

[目的]研究杨树AG类基因(PtAG1及PtAG2)在杨树雄花发育过程中的作用,为杨树分子育种提供基础。[方法]以‘84K’杨(Populus alba×P.glandulosa‘84K’)花芽为材料,对花芽发育过程连续采样,观察表型发育状况与测定PagAG2基因部位与... [目的]研究杨树AG类基因(PtAG1及PtAG2)在杨树雄花发育过程中的作用,为杨树分子育种提供基础。[方法]以‘84K’杨(Populus alba×P.glandulosa‘84K’)花芽为材料,对花芽发育过程连续采样,观察表型发育状况与测定PagAG2基因部位与表达量,通过石蜡切片、实时定量PCR、原位杂交等技术手段,对银腺杨‘84K’(Populus alba×P.glandulosa‘84K’)PagAG2基因时空特异性进行研究,分析PagAG2基因表达模式。[结果]在‘84K’杨雄花发育过程中,花药逐渐成熟,在此过程中,PagAG2的表达量先增加后降低,并且在‘84K’杨组培苗根、茎、叶中也能够检测到该转录物。原位杂交结果显示:PagAG2在‘84K’杨雄花花药中表达,但在包围花药的周围组织中不表达。[结论]‘84K’PagAG2基因与‘84K’杨雄花花发育密切相关,有望作为基因工程改良杨树花粉的目标基因用于研究。但PagAG2是否参与杨树其他组织的生长发育调控,在相关育种工作中需要对其做进一步的基因功能分析。 展开更多

关键词 银腺杨‘84k’ 花粉 PagAG2

下载PDF 职称材料

胡杨PeERF1基因提高转基因银腺杨84K耐旱性研究

9

作者 葛晓兰 杜久军 +2 位作者 张磊 曲冠证 胡建军 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期83-90,共8页

[目的]分析PeERF1基因在胡杨干旱胁迫下的作用和PeERF1转基因植株抗旱的生理适应机制,为进一步研究该基因在木本植物中的抗旱调控机制奠定基础。[方法]以胡杨为材料进行20%PEG6000模拟干旱(0、12和24 h)处理,对胡杨PeERF1基因进行时空... [目的]分析PeERF1基因在胡杨干旱胁迫下的作用和PeERF1转基因植株抗旱的生理适应机制,为进一步研究该基因在木本植物中的抗旱调控机制奠定基础。[方法]以胡杨为材料进行20%PEG6000模拟干旱(0、12和24 h)处理,对胡杨PeERF1基因进行时空表达模式分析。以非转基因(WT)、过表达35S::PeERF1转基因植株(PE)、显性抑制35S::PeERF1-SRDX转基因植株(SE)为试验材料,采用不同浓度PEG6000(对照组,20%)处理WT、PE和SE模拟干旱胁迫,并对其进行表达模式、生长性状和生理指标分析。[结果]研究结果表明PeERF1基因在胡杨叶中的表达水平最高,其次是茎和根。在正常状态下,转基因植株和WT生长性状、叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和过氧化物酶(POD)含量变化不大。在20%PEG6000处理后,PE转基因植株比WT表现出更好的生长状态,PE转基因植株的叶绿素含量、CAT和POD含量高于WT,PE转基因植株MDA含量低于WT。而SE转基因植株则表现出相反的性状。[结论]本研究结果初步显示干旱胁迫下,PeERF1基因转基因植株生长状态、叶绿素含量、过氧化氢酶、丙二醛和过氧化物酶等相关生理指标均发现显著变化。PeERF1对转基因杨树响应干旱起到了正向调控的作用。 展开更多

关键词 银腺杨 转基因 干旱胁迫 生长性状 生理指标

下载PDF 职称材料

转AtDME1基因‘84K’杨的获得及目的基因诱导表达分析

10

作者 吴晓娟 鲁俊倩 +3 位作者 常英英 钟姗辰 苏晓华 张冰玉 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期26-32,共7页

【目的】DNA甲基化是一种重要的表观遗传标记,在植物生长发育、环境响应等过程中发挥重要作用。本研究将拟南芥去甲基化基因AtDME1导‘84K’杨基因组中,通过化学诱导表达实验,研究AtDME1基因在转基因杨树中的诱导表达特性,为建立杨树甲... 【目的】DNA甲基化是一种重要的表观遗传标记,在植物生长发育、环境响应等过程中发挥重要作用。本研究将拟南芥去甲基化基因AtDME1导‘84K’杨基因组中,通过化学诱导表达实验,研究AtDME1基因在转基因杨树中的诱导表达特性,为建立杨树甲基化诱导变异体系,进而实现杨树品种改良等奠定良好基础。【方法】以白杨派优良品种84K杨无菌苗叶片为受体材料,采用农杆菌介导法将化学诱导启动子与AtDME1基因导入‘84K’杨;经过潮霉素筛选、常规PCR检测及DNA测序等方法对抗性植株进行鉴定。通过化学诱导剂17-β-雌二醇对随机挑选的1个转基因株系离体叶片进行诱导处理,处理时间为0、3、6、12、24、48、96、144 h,采用qRT-PCR检测处理叶片中外源基因AtDME1的表达量变化。【结果】本研究中,潮霉素分化筛选共获得了抗性芽224个,经生根筛选获得6株抗性植株,经分子检测证实这6株抗性植株均为转AtDME1基因植株,扩繁后分别标号为转基因AD-1~6。qRT-PCR检测结果显示,化学诱导剂17-β-雌二醇处理3 h时,目的基因AtDME1的表达量基本达到最大值,效果持续至12 h后逐渐减弱。【结论】化学诱导剂17-β-雌二醇能迅速有效地调控转基因杨树中AtDME1基因的表达,为进一步研究DME1基因在杨树基因组甲基化调控方面的作用机制奠定基础,也为杨树化学诱导表达特性的研究做好了铺垫。 展开更多

关键词 84k杨 转基因植株 去甲基化基因 化学诱导表达

下载PDF 职称材料

银腺杨84K盐胁迫应答基因PagMYBR96的克隆及表达分析

11

作者 赵凯 樊艳 +4 位作者 邹圣强 郇旭辉 杜淑辉 韩有志 王升级 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期117-127,共11页

【目的】基于转录组测序分析,在银腺杨84K中鉴定到1个应答盐胁迫的MYB-related基因PagMYBR96,克隆了该基因并对其特征及参与的生物学过程进行分析,为后续基因功能及调控机制研究和林木基因工程育种提供参考。【方法】采用PCR技术从84K杨... 【目的】基于转录组测序分析,在银腺杨84K中鉴定到1个应答盐胁迫的MYB-related基因PagMYBR96,克隆了该基因并对其特征及参与的生物学过程进行分析,为后续基因功能及调控机制研究和林木基因工程育种提供参考。【方法】采用PCR技术从84K杨cDNA中扩增PagMYBR96基因,对其编码的蛋白序列进行理化性质分析。利用生物信息学分析,对该蛋白的保守结构域、进化关系、亲疏水性、跨膜区域、信号肽、磷酸化位点、二级结构进行分析。采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时转化试验分析蛋白亚细胞定位情况;通过酵母转化筛选试验分析蛋白的转录激活活性;通过RT-qPCR分析基因的空表达模式;借助基因共表达及功能注释与富集分析解析基因集参与到的生物学过程和代谢通路。【结果】从银腺杨84K中克隆了长度为882 bp的PagMYBR96基因,编码293个氨基酸,分子质量为33 306.33 Da,理论等电点为6.32,含有保守的MYB结构域和特征氨基酸,与长梗柳中的同源蛋白亲缘关系较近,没有跨膜区域,也不存在信号肽,可能是一个亲水性蛋白质。PagMYBR96为核定位蛋白,且在酵母中没有转录激活活性。基因时空表达模式分析结果表明,PagMYBR96在84K杨的根和叶中均可应答盐胁迫,且在胁迫初期上调表达,到达峰值后渐渐恢复。PagMYBR96及与其共表达的518个基因与细胞过程、代谢过程、生物调节、对刺激应答、发育过程等相关,且分别被显著富集到类泛素蛋白结合酶活性、类泛素蛋白转移酶活性、泛素蛋白转移酶活性和泛素结合酶活性等GO term及氨酰-tRNA生物合成、泛素介导的蛋白水解和丙酮酸代谢等通路中。【结论】银腺杨84K PagMYBR96基因可以在不同的组织中应答盐胁迫,并通过不同的生物学过程参与植物的生长发育及胁迫应答。PagMYBR96及其共表达基因的功能与泛素蛋白酶体系统介导的蛋白质降解及丙酮酸代 展开更多

关键词 银腺杨84k 盐胁迫 MYB-related转录因子 表达分析

下载PDF 职称材料

AtMET1基因在84K杨中的遗传转化及诱导表达分析

12

作者 吴晓娟 鲁俊倩 +3 位作者 常英英 钟姗辰 苏晓华 张冰玉 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期63-69,共7页

[目的]研究拟南芥甲基化转移酶基因AtMET 1在银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa ‘84K’)中的诱导表达特性,为建立杨树甲基化诱导变异体系、进而实现杨树品种改良等奠定基础。[方法]以白杨派优良品种84K杨的无菌苗叶片为受体材... [目的]研究拟南芥甲基化转移酶基因AtMET 1在银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa ‘84K’)中的诱导表达特性,为建立杨树甲基化诱导变异体系、进而实现杨树品种改良等奠定基础。[方法]以白杨派优良品种84K杨的无菌苗叶片为受体材料,采用农杆菌介导法将化学诱导启动子与AtMET1基因导入84K杨基因组中;经潮霉素筛选获得抗性植株,通过常规PCR检测、DNA测序等方法对抗性植株进行鉴定。通过化学诱导剂17-β-雌二醇对随机挑选的1个转基因株系离体叶片进行诱导处理,处理时间为0、3、6、12、24、48、96、144 h,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测外源基因AtMET1表达量变化。[结果]本研究共获得了潮霉素抗性芽648个,经生根筛选获得18株抗性植株,经分子检测证实全部为转基因植株,分别标号为AM-1~18#。qRT-PCR结果显示:化学诱导剂17-β-雌二醇处理3 h时,目的基因AtMET1的表达量即达到最大值,随后在处理6 h时表达量下降,处理12 h时有所回升,处理24 h后表达量降低至不足12 h时的一半。[结论]化学诱导剂17-β-雌二醇能迅速有效地调控转基因杨树中AtMET1基因的表达,为进一步研究MET1基因在杨树基因组甲基化调控方面的作用机制奠定基础,也为今后杨树化学诱导表达研究及品种改良提供新思路、新方法。 展开更多

关键词 甲基化基因 84k杨 转基因植株 17-Β-雌二醇 化学诱导表达

下载PDF 职称材料

DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b对银腺杨‘84K’生长发育的影响

13

作者 郭雅琨 赵岩秋 +1 位作者 杜娟 卢孟柱 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1155-1162,共8页

【目的】DNA拓扑异构酶基因是一类能够改变DNA拓扑结构的酶,在基础生命活动如DNA复制、转录、有丝分裂等过程中发挥重要作用。研究DNA拓扑异构酶基因对杨树Populus生长发育的影响,能够进一步了解DNA拓扑异构酶基因在木本植物中的作用机... 【目的】DNA拓扑异构酶基因是一类能够改变DNA拓扑结构的酶,在基础生命活动如DNA复制、转录、有丝分裂等过程中发挥重要作用。研究DNA拓扑异构酶基因对杨树Populus生长发育的影响,能够进一步了解DNA拓扑异构酶基因在木本植物中的作用机制,评估其是否可作为林木分子育种的靶标。【方法】从银腺杨‘84K’ Populus alba×P. glandulosa ‘84K’(84K杨)中克隆得到DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b,利用生物信息学方法对其进行序列分析、蛋白理化性质及结构分析。实时荧光定量PCR分析PagTOP2b在杨树不同组织中的表达水平。利用农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagTOP2b过表达转基因植株。通过表型及茎段切片分析过表达PagTOP2b基因对84K杨植株生长的影响。【结果】以84K杨cDNA为模板,克隆得到PagTOP2b基因全长序列,该基因蛋白质编码区(CDS)长度为4 449 bp,编码1 482个氨基酸,根据蛋白结构域分析属于ⅡA型DNA拓扑异构酶。PagTOP2b主要在杨树幼嫩组织中有较高的表达量。过量表达PagTOP2b基因会导致转基因植株高度、基部节间直径和木质部宽度显著增加。【结论】DNA拓扑异构酶作为一类参与基础生命活动的重要功能酶,在杨树中过量表达ⅡA型DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b可促进植株的纵向及径向生长,增加植株生物量。图4表1参28。 展开更多

关键词 DNA拓扑异构酶 银腺杨‘84k’ 过量表达 生物量

下载PDF 职称材料

过氧化物酶基因PagPRX19对银腺杨‘84K’耐盐性的影响

14

作者 黄清晨 赖建新 +1 位作者 黄李超 卢孟柱 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1163-1172,共10页

【目的】盐害作为影响植物生长发育的非生物胁迫因子,严重威胁林木生长。在受到盐胁迫时,植物内源活性氧(ROS)水平增加,造成氧化胁迫,影响植株正常生长发育。因此,可通过增强过氧化物酶PRX家族成员表达水平,改变ROS水平,以增强杨树Popu... 【目的】盐害作为影响植物生长发育的非生物胁迫因子,严重威胁林木生长。在受到盐胁迫时,植物内源活性氧(ROS)水平增加,造成氧化胁迫,影响植株正常生长发育。因此,可通过增强过氧化物酶PRX家族成员表达水平,改变ROS水平,以增强杨树Populus耐盐能力,揭示PRX成员参与调控杨树盐胁迫响应的机制。【方法】以银腺杨‘84K’Populus alba×P. glandulosa ‘84K’为材料,生物信息学分析选取PRX家族成员PagPRX19进行克隆并构建过表达载体,农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导叶盘转化法获得过表达植株。以银腺杨‘84K’ PagPRX19过表达植株生长45 d的组培苗和生长2个月的土培苗为实验材料,进行盐胁迫处理,以非转基因植株为对照。观察植株表型,检测脯氨酸、丙二醛、电解质渗透率等生理指标并进行分析。【结果】(1)克隆了PagPRX19基因,构建过表达载体,获得转基因阳性植株。经分子鉴定选取2个过表达株系OE#1和OE#2为实验材料做后续分析。(2)与对照相比,过表达植株株高下降,地径增加。(3)盐胁迫处理下,过表达植株相较于对照表现为叶片皱缩以及植株生长受到抑制程度低,组培苗的盐胁迫处理表现为相似结果。(4)转基因植株的ROS水平降低,而且在盐胁迫下过表达植株叶片和根的ROS仍保持较对照低的水平。盐胁迫下过表达植株较对照脯氨酸增加,叶片持水能力增强,丙二醛和电解质渗透率降低。从生理方面显示转基因植株具有较高的耐盐能力。【结论】过表达PagPRX19可降低盐胁迫下杨树转基因植株的ROS水平,缓解氧化胁迫,增强了植株耐盐性。图11参23。 展开更多

关键词 银腺杨‘84k’ 过氧化物酶 内源活性氧(ROS) 盐胁迫 耐盐性

下载PDF 职称材料

84K杨PagMSBP1/2a基因对木质素合成的影响

15

作者 胥雅静 王佳伟 +6 位作者 赵岩秋 江成 黄李超 安轶 曾为 张进 卢孟柱 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期56-65,共10页

【目的】膜类固醇结合蛋白(MSBP)是一类定位在细胞质膜上的类固醇受体蛋白,通过响应激素调节信号、参与类固醇代谢影响植物生长发育过程。研究杨树MSBP对生长发育过程的影响,尤其是对木材形成过程的作用,为杨树木材品质改良提供支撑。... 【目的】膜类固醇结合蛋白(MSBP)是一类定位在细胞质膜上的类固醇受体蛋白,通过响应激素调节信号、参与类固醇代谢影响植物生长发育过程。研究杨树MSBP对生长发育过程的影响,尤其是对木材形成过程的作用,为杨树木材品质改良提供支撑。【方法】以拟南芥MSBP1蛋白序列在毛果杨、银腺杨84K基因组中进行同源序列比对,获取杨树MSBP的核苷酸和氨基酸序列,构建系统进化树并绘制基因结构图谱;利用qPCR分析杨树MSBP基因在84K杨顶芽、根、茎、叶中的相对表达量;在AspWood表达谱数据中分析同源基因在木材形成中的表达模式;构建35 S∷GFP-PagMSBP1/2a植物表达载体,通过农杆菌介导瞬时转化烟草叶片,激光共聚焦显微镜观察其亚细胞定位情况;构建35 S∷PagMSBP1/2a植物表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法转化84K杨,通过震荡切片观察转基因和对照植株茎段木质部差异;采用乙酰溴法和间苯三酚染色法,分析转基因和对照植株的木质素含量以及木质素在杨树茎段维管组织中的分布。【结果】同源比对鉴定出杨树7个MSBP成员,根据进化关系和基因结构对杨树基因进行命名,其中与AtMSBP1、AtMSBP2同源基因分别命名为PtMSBP1/2a、PtMSBP1/2b和PtMSBP1/2c,PtMSBP1/2a与AtMSBP1同源性最高;qPCR结果显示,在根、茎和叶中3个基因均有表达,PagMSBP1/2c的表达量显著低于其他2个基因,PagMSBP1/2a在木质化程度高的老茎(6~8节间)中表达量最高,均为木质化低的幼茎(1~3节间)的6倍,与AspWood数据库所显示的PtMSBP1/2a在木材形成过程中表达量较高且在木质部高表达一致。克隆84K杨的MSBP1/2a(PagMSBP1/2a),其编码的蛋白在N端含有跨膜结构域,亚细胞定位分析表明PagMSBP1/2a定位于内质网膜。构建PagMSBP1/2a超表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法转化84K杨树获得转基因植株,转基因植株生长变缓,株高矮于对照;PagMSBP1/2a过表达的植株 展开更多

关键词 PagMSBP1/2a基因 银腺杨84k 亚细胞定位 过量表达 木质素

下载PDF 职称材料

银腺杨转Cry I Ac和API双价抗虫基因的研究 被引量：9

16

作者 李科友 樊军锋 +2 位作者 赵忠 李玲 朱海兰 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2007年第5期699-704,共6页

在建立以银腺杨（84K）叶片为外植体的再生系统基础上，通过农杆菌介导法把CryⅠ4c和API双价抗虫基因导人银腺杨（84K）基因组中。转化杨树叶片，在含有卡那霉素的培养基上诱导不定芽和诱导生根，获得了400株卡那霉素抗性转化再生植株... 在建立以银腺杨（84K）叶片为外植体的再生系统基础上，通过农杆菌介导法把CryⅠ4c和API双价抗虫基因导人银腺杨（84K）基因组中。转化杨树叶片，在含有卡那霉素的培养基上诱导不定芽和诱导生根，获得了400株卡那霉素抗性转化再生植株。抗性植株经PCR检测，有70株呈阳性。通过Southern杂交和ELISA检测进一步证明CryⅠ4c和API双价抗虫基因已整合到银腺杨（84K）基因组中，拷贝数1～2个，并得到了表达。转化植株用杨扇舟蛾幼虫进行饲虫试验，结果表明昆虫幼虫的死亡率高达60．0％～80．0％。同时，存活幼虫的生长发育也受到了明显抑制。本研究结果为杨树抗虫育种提供了新的种质资源。 展开更多

关键词 银腺杨(84k) CryⅠ 4c和API基因 转化 抗虫性

下载PDF 职称材料

超量表达FBL1对84K杨根系和生长量影响研究 被引量：2

17

作者 舒文波 赵树堂 +2 位作者 章晶晶 周艺华 卢孟柱 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2015年第6期871-876,共6页

生长素及其信号转导系统对植物的生长发育具有重要的影响。本研究从银腺杨‘84K’(Populus alba×P.glandulosa cl.‘84K’)中分离了生长素受体基因Ptr FBL1,利用PMDC32构建了PMDC32-Ptr FBL1超量表达载体,并通过遗传转化获得了超... 生长素及其信号转导系统对植物的生长发育具有重要的影响。本研究从银腺杨‘84K’(Populus alba×P.glandulosa cl.‘84K’)中分离了生长素受体基因Ptr FBL1,利用PMDC32构建了PMDC32-Ptr FBL1超量表达载体,并通过遗传转化获得了超量表达植株17个。对温室定植的3个转基因株系和对照植株的根系、生长量和光合指标等性状分析结果显示:转基因株系总根长和总根面积达到显著或极显著差异,而根系干质量、平均不定根系长度、平均不定根直径差异不显著;株高、平均节间长、地径和高径比皆高于对照,且大多数转基因株系达到显著差异;除气孔限制值(Ls)低于对照外,气孔导度(Cd)、水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)和叶绿素相对含量皆高于对照,且大多数转基因株系达到显著或极显著差异。以上结果表明,可能是FBL1超表达增加了转基因株系根系面积,提高了水分和养分的吸收利用,进而导致转基因株系光能吸收和转化效率提高,引起转基因株系生长加快。 展开更多

关键词 超量表达 FBL1 84k杨 根系 生长量

下载PDF 职称材料

银灰杨和84K杨离体培养抗镉胁迫的比较

18

作者 胡亚琼 张存旭 魏安智 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期43-47,共5页

离体条件下研究不同浓度镉胁迫处理对银灰杨和84K杨试管苗生长和抗氧化酶活性的影响,以探讨2种杨树间的抗镉性差异。结果表明:低浓度(50μmol·L-1)的镉胁迫能够促进2种杨树试管苗的生长,高浓度(200μmol·L-1)的镉胁迫则抑制... 离体条件下研究不同浓度镉胁迫处理对银灰杨和84K杨试管苗生长和抗氧化酶活性的影响,以探讨2种杨树间的抗镉性差异。结果表明:低浓度(50μmol·L-1)的镉胁迫能够促进2种杨树试管苗的生长,高浓度(200μmol·L-1)的镉胁迫则抑制植株的生长;随着镉胁迫处理浓度的增大,2种杨树试管苗的SOD酶和CAT酶活性都是先升高后下降;POD酶活性则逐渐增加。与银灰杨相比,84K杨在镉胁迫下的生长综合指标以及酶活性变化值都较低。银灰杨较84K杨有较高的抗镉污染能力。 展开更多

关键词 银灰杨 84k杨 镉胁迫 抗氧化酶活性 离体培养

下载PDF 职称材料