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砂藓属植物抗逆特性及相关功能基因研究进展

高师理科学刊 2024年第5期44卷 87-92页

作者：王晶晶白玉蔡璨康必达沙伟张梅娟彭疑芳马天意齐齐哈尔大学生命科学与农林学院黑龙江齐齐哈尔161006 齐齐哈尔大学抗性基因工程与寒地生物多样性保护实验室黑龙江齐齐哈尔161006

作为植物演化过程中的先锋植物,苔藓植物有其特殊适应机制来应对环境的变化,能在其他植物不能生长的极端环境中生长.砂藓属(Racomitrium)植物是典型的耐脱水藓类,能在裸露的岩石表面和沙土上生长.砂藓属植物广泛分布于世界各地,其抗逆... 详细信息

作为植物演化过程中的先锋植物,苔藓植物有其特殊适应机制来应对环境的变化,能在其他植物不能生长的极端环境中生长.砂藓属(Racomitrium)植物是典型的耐脱水藓类,能在裸露的岩石表面和沙土上生长.砂藓属植物广泛分布于世界各地,其抗逆性研究和抗逆基因的挖掘越来越受关注,且目前已取得了一些进展,多个砂藓属植物中的基因已被克隆并进行了抗旱和抗高温功能的验证.对近年来砂藓属植物的抗逆功能进行概述,包括抗旱、耐高温、重金属富集等,旨在为后续砂藓属植物抗逆性研究提供参考依据.

关键词：砂藓属植物植物逆境胁迫抗逆性基因

BBX转录因子在植物逆境胁迫响应中的研究进展

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高师理科学刊 2024年第1期44卷 72-77页

作者：康必达蔡璨韩艺王晶晶路文婧彭登丽彭疑芳马天意齐齐哈尔大学生命科学与农林学院黑龙江齐齐哈尔161006 齐齐哈尔大学抗性基因工程与寒地生物多样性保护实验室黑龙江齐齐哈尔161006

BBX(B-box-type)蛋白是一类广泛存在于真核生物中的锌指转录因子,在基因表达调控中起到重要的作用.BBX转录因子N末端具有1个或2个由40~47个氨基酸残基组成的保守的B-box结构域,该结构域是锌离子结合结构域.除此之外,有些BBX转录因子家... 详细信息

BBX(B-box-type)蛋白是一类广泛存在于真核生物中的锌指转录因子,在基因表达调控中起到重要的作用.BBX转录因子N末端具有1个或2个由40~47个氨基酸残基组成的保守的B-box结构域,该结构域是锌离子结合结构域.除此之外,有些BBX转录因子家族成员还具有CCT(CONSTANS,CO-like,TIMINGOFCAB1:TOC1)结构域,该结构域与核蛋白的运输等相关.目前,在模式植物拟南芥中已发现BBX转录因子家族32个成员,根据其B-box结构域的数目和序列特征以及是否含有CCT结构域,将其分为5个亚家族.BBX转录因子参与植物的各项生命活动过程,包括植物的逆境胁迫反应,如抗高温、抗旱、抗盐碱等防御反应.这些生物学过程与作物产量息息相关,对BBX转录因子的研究可以为作物增产提供一定的理论依据.综述了植物BBX转录因子的结构特点及其在植物逆境胁迫反应中作用的研究进展,旨为植物BBX转录因子的深入研究提供参考.

关键词： BBX蛋白植物逆境胁迫转录因子

冰薰2号薰衣草ISSR-PCR反应体系优化及遗传特征分析

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齐齐哈尔大学学报（自然科学版） 2024年第3期40卷 63-68,88页

作者：李瑞航李婧马天意郭佳欣张梅娟彭疑芳王韬闫爽赵井泉沙伟齐齐哈尔大学生命科学与农林学院抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江重点实验室黑龙江齐齐哈尔161006

为探究冰薰2号薰衣草的遗传特征,采用ISSR分子标记技术在优化反应体系的基础上对冰薰2号薰衣草亲代及F1代个体进行遗传多样性分析。结果显示,优化的最佳ISSR-PCR扩增体系为:在20μL体系中,dNTP(每种2.5 mmol/L)用量为1.4μL,引物(10μmo... 详细信息

为探究冰薰2号薰衣草的遗传特征,采用ISSR分子标记技术在优化反应体系的基础上对冰薰2号薰衣草亲代及F1代个体进行遗传多样性分析。结果显示,优化的最佳ISSR-PCR扩增体系为:在20μL体系中,dNTP(每种2.5 mmol/L)用量为1.4μL,引物(10μmol/L)用量为0.7μL,DNA模板量为20 ng,Taq DNA聚合酶用量0.75μmol/min。选取8个ISSR引物对冰薰2号薰衣草亲代及F1代个体进行试验,根据扩增结果进行计算,并分析亲代及F1代个体间遗传多样性指数。结果表明,冰薰2号薰衣草遗传多样性水平低,遗传变异度低。

关键词：薰衣草 ISSR 分子标记遗传特征遗传多样性

基于ISSR标记的冰薰1号薰衣草亲本及其F1代遗传多样性分析

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齐齐哈尔大学学报（自然科学版） 2024年第1期40卷 67-74页

作者：郭佳欣李瑞航马天意张梅娟蔡璨王韬彭疑芳黄荣雁阎爽赵井泉沙伟齐齐哈尔大学生命科学与农林学院黑龙江齐齐哈尔161006 抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江重点实验室黑龙江齐齐哈尔161006

为探究实验室培育的冰薰1号薰衣草的亲代和子代的遗传多样性,选用32株冰薰1号植株为亲本,及其中6株亲本的F1代群体为试验材料,在进行PCR反应体系优化的基础上,采用ISSR分子标记技术对冰薰1号的亲本群体及自由授粉的F1代群体进行遗传多... 详细信息

为探究实验室培育的冰薰1号薰衣草的亲代和子代的遗传多样性,选用32株冰薰1号植株为亲本,及其中6株亲本的F1代群体为试验材料,在进行PCR反应体系优化的基础上,采用ISSR分子标记技术对冰薰1号的亲本群体及自由授粉的F1代群体进行遗传多样性分析。筛选的最佳PCR反应体系为:总体积20μL,rTaq 1.0μmol/min,引物浓度为0.7μmol/L,dNTP浓度为0.3 mmol/L,DNA模板浓度为40 ng/μL,最适反应循环数为35。ISSR分析结果表明,冰薰1号薰衣草个体间遗传距离较近,遗传多样性水平较低,遗传稳定。

关键词：薰衣草 ISSR-PCR 体系优化遗传特征

盐、碱胁迫下Ice Lavender No.1扦插苗的抗性分析

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分子植物育种 2023年

作者：李婧马天意张梅娟彭疑芳沙伟齐齐哈尔大学生命科学与农林学院抗性基因工程与寒地生物多样性保护重点实验室

盐碱地对植物的生长有抑制作用，严重的盐碱土壤地区几乎没有植物能够存活。我国盐碱地面积高达9.913×107hm2之多，主要分布在我国北方和西北地区，盐碱地的开发利用至关重要。我们在前期选育出了可以在北方寒地越冬的冰薰1号(Ice Lave... 详细信息

盐碱地对植物的生长有抑制作用，严重的盐碱土壤地区几乎没有植物能够存活。我国盐碱地面积高达9.913×107hm2之多，主要分布在我国北方和西北地区，盐碱地的开发利用至关重要。我们在前期选育出了可以在北方寒地越冬的冰薰1号(Ice Lavender No.1， IL1)薰衣草品种，该品种的薰衣草具有更好的抗寒能力，同时可在一定程度盐碱化的土壤中生长，但其抗盐碱能力和机制尚不清楚。本研究以IL1扦插苗为试验材料，分别以盐(NaCl)和碱(Na2CO3)模拟盐碱地的生存环境，采用单因素随机区组试验设计方法，分析NaCl、Na2CO3胁迫下IL1扦插苗的抗性。NaCl浓度设置为0、50、100、200、300 mg/L，Na2CO3浓度设置为0、25、50、100、200 mg/L。每天观察IL1扦插苗的生长情况，并以0、1、3、5、10、15、20 d为时间节点测定光合作用参数、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量等生理生化指标，结合形态特征和生理生化指标特性来分析不同NaCl、Na2CO3胁迫下IL1扦插苗的抗性及内在响应。本研究不仅可以为后续在盐碱地大面积种植薰衣草提供一定的理论依据，还可以为改良盐碱地提供参考依据，以期改良北方地区盐碱地的种植限制。结果表明：IL1扦插苗可以在低浓度的NaCl及较高浓度Na2CO3处理下存活，当NaCl浓度达到200 mg/L以上时IL1扦插苗无法存活，而Na2CO3浓度达到100 mg/L以上时IL1扦插苗无法存活。证明IL1扦插苗对盐碱有一定的耐性。

关键词：冰薰1号盐胁迫盐碱胁迫扦插苗生理生化指标

砂藓耐脱水胁迫响应基因RcCHS2的克隆及表达分析

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分子植物育种 2022年

作者：马天意赵继发沙伟张梅娟彭疑芳齐齐哈尔大学生命科学与农林学院抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江重点实验室

类黄酮物质作为植物重要的次生代谢产物，其在体内发挥着多种作用，如参与防御机制、影响花朵着色以及参与植物与微生物的相互作用等，查尔酮合成酶(Chalcone synthase， CHS)是合成类黄酮物质的关键酶。本研究选择砂藓(Racomitrium can...

类黄酮物质作为植物重要的次生代谢产物，其在体内发挥着多种作用，如参与防御机制、影响花朵着色以及参与植物与微生物的相互作用等，查尔酮合成酶(Chalcone synthase， CHS)是合成类黄酮物质的关键酶。本研究选择砂藓(Racomitrium canescens)为实验材料，利用RT-PCR技术克隆到砂藓RcCHS2基因的编码区序列，该基因cDNA序列总长度为2 238 bp，编码序列长1 218 bp，预测RcCHS2基因编码一个含有405个氨基酸残基、相对分子质量为43.358 31 kDa的多肽片段，系统进化分析表明RcCHS2蛋白质和已经研究获知的RcCHS1蛋白质高度同源，预测RcCHS2蛋白质含有2个CHS的特异性保守结构域。实时荧光定量PCR分析结果显示，复水处理过程中RcCHS2基因的相对表达量变化幅度不大，而脱水处理中RcCHS2能够迅速响应且表达变化幅度较大，推测该基因可能参与砂藓耐脱水胁迫机制。本研究对砂藓RcCHS2基因编码序列进行克隆，通过生物信息学分析和脱水胁迫下的基因表达分析初探RcCHS2在砂藓中的抗逆作用方式，为后续深入研究苔藓植物类黄酮物质合成途径和CHS基因家族对环境胁迫的应对机制提供参考。

关键词：

砂藓耐脱水性相关基因RcTRX1克隆与表达分析

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分子植物育种 2022年

作者：马天意唐宽宇白玉沙伟张梅娟彭疑芳齐齐哈尔大学生命科学与农林学院，抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江重点实验室

硫氧还蛋白(thioredoxin， TRX)是一种多功能酸性蛋白质，是调节生物体内氧化还原系统的一种重要蛋白质，该蛋白质在抗逆性和基因表达调控中起重要作用。本实验在砂藓(Racomitrum canescens)干旱复水处理转录组数据库中发现有差异性表达... 详细信息

硫氧还蛋白(thioredoxin， TRX)是一种多功能酸性蛋白质，是调节生物体内氧化还原系统的一种重要蛋白质，该蛋白质在抗逆性和基因表达调控中起重要作用。本实验在砂藓(Racomitrum canescens)干旱复水处理转录组数据库中发现有差异性表达的TRX蛋白质编码基因，用PCR技术对其编码序列进行克隆并将其命名为RcTRX1。我们对克隆出来的RcTRX1进行了生物信息学分析，同时分析了砂藓在不同复水、脱水及60℃高温处理下RcTRX1的表达量变化。生物信息学结果分析表明：RcTRX1基因的编码序列全长963 bp，编码含有320个氨基酸序列残基的多肽，其理论等电点为8.58，相对分子质量为34 608.63 Da，不稳定指数为39.39，不含信号肽，不存在跨膜区，为稳定蛋白质。亚细胞定位预测结果显示RcTRX1主要分布在叶绿体中。qPCR分析结果显示RcTRX1基因在60℃高温处理下表达量下调；在旱后复水过程中，处理30 min表达量最高；在脱水处理过程中，处理24 h时表达量最高。本研究可为进一步探索砂藓RcTRX1基因在植物抗逆性方面相关功能的研究提供数据及理论基础。

关键词：砂藓耐脱水性 RcTRX1 基因克隆生物信息学分析

砂藓干旱胁迫相关转录因子基因RcTIFY1的克隆及表达分析

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分子植物育种 2023年第9期21卷 2925-2932页

作者：沙伟卫杰张梅娟彭疑芳马天意齐齐哈尔大学生命科学与农林学院抗性基因工程与寒地生物多样性保护重点实验室齐齐哈尔161006 东北农业大学生命科学学院哈尔滨150030

TIFY是植物特有的转录因子,可以调控植物分生组织的分裂,控制果实成熟度,也能提高植物抗旱性,并且减少机械损伤造成的伤害。本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱胁迫转录组数据库中筛选获得1个在干旱胁迫处理中具有... 详细信息

TIFY是植物特有的转录因子,可以调控植物分生组织的分裂,控制果实成熟度,也能提高植物抗旱性,并且减少机械损伤造成的伤害。本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱胁迫转录组数据库中筛选获得1个在干旱胁迫处理中具有显著差异表达的TIFY基因的m RNA序列,将该序列命名为RcTIFY1。我们对RcTIFY1基因全长CDS序列进行了克隆,并对RcTIFY1基因进行生物信息学分析,同时分析了砂藓在干旱和高温胁迫处理下RcTIFY1基因的表达变化。结果表明,该基因cDNA全长为1326 bp,包含1287 bp的开放阅读框,编码含有428个氨基酸残基的多肽片段。预测RcTIFY1基因编码的蛋白质有TIFY家族的保守结构域。预测RcTIFY蛋白质分子质量为46.14 kD,理论等电点为9.31,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。本研究可为进一步探索RcTIFY1基因在苔藓植物中的抗逆机制提供数据基础。

关键词：砂藓(Racomitrium canescens) RcTIFY1 基因克隆干旱胁迫表达分析

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苹果酸脱氢酶在植物中的研究进展

分子植物育种 2023年第16期21卷 5517-5522页

作者：沙伟赵超越马天意张梅娟彭疑芳齐齐哈尔大学生命科学与农林学院抗性基因工程与寒地生物多样性保护重点实验室齐齐哈尔101006

苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)广泛存在于生物体中,具有高度的保守性,在各种生物代谢途径中起着重要作用。苹果酸脱氢酶是三羧酸循环过程中的关键酶,在植物中,苹果酸脱氢酶还参与CO_(2)同化中的丙酮酸羧化途径、细胞质内的氧... 详细信息

苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)广泛存在于生物体中,具有高度的保守性,在各种生物代谢途径中起着重要作用。苹果酸脱氢酶是三羧酸循环过程中的关键酶,在植物中,苹果酸脱氢酶还参与CO_(2)同化中的丙酮酸羧化途径、细胞质内的氧化还原调节等过程,并参与种子萌发、植物抗逆相应等过程,长期以来都是人们研究的热点。本研究对苹果酸脱氢酶在植物中的研究进展进行概括总结,主要包括苹果酸脱氢酶基因的结构分类、生化功能机制、参与的植物生理过程以及在植物抵抗逆境过程中的作用等方面,本研究对植物苹果酸脱氢酶的进一步深入研究提供理论依据。

关键词：苹果酸脱氢酶植物生理功能研究进展