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植物NF-Y转录因子研究进展

植物生理学报 2021年第2期57卷 248-256页

作者：李世贵马瑞王芳芳刘维刚杨江伟唐勋张宁司怀军甘肃农业大学农学院兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070 甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室培育基地兰州730070

真核生物核因子(nuclear factor-Y, NF-Y)转录因子又叫亚铁血红素激活蛋白(heme-activator protein,HAP)或CCAAT结合因子(CCAAT-binding factor, CBF)。NF-Y是由NF-YA (CBF-B/HAP2)、NF-YB (CBF-A/HAP3)和NF-YC (CBF-C/HAP5) 3种亚基构成。NF-YB/C亚基具有组蛋白折叠基序, NF-YB/C与NF-YA或其他转录因子形成复合体以调节下游基因的转录。NF-Y作为一种重要的转录因子参与植物生长发育和胁迫应答等。本文综述了NF-Y亚基的结构、功能和已鉴定的NF-Y复合体及其分子调控机制,为人们进行作物遗传改良和农业绿色生产提供了理论依据。

关键词： NF-Y转录因子生长发育胁迫应答复合体

马铃薯脱落酸受体StPYR1基因生物信息学分析及过表达载体构建

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分子植物育种 2018年第22期16卷 7309-7314页

作者：赵仕荣杨江伟唐勋张宁文义凯周香艳司怀军甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070 甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室培育基地甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室兰州730070

以马铃薯基因数据库中基因ID为PGSC0003DMT400005378 (落酸受体PYR1基因)的核苷酸序列作为原始序列,用在线比对软件NCBI进行Blast比对其在拟南芥、番茄、烟草等物种中同源序列,以同源性为100%的核苷酸序列(GenBank accession No. XM_006... 详细信息

以马铃薯基因数据库中基因ID为PGSC0003DMT400005378 (落酸受体PYR1基因)的核苷酸序列作为原始序列,用在线比对软件NCBI进行Blast比对其在拟南芥、番茄、烟草等物种中同源序列,以同源性为100%的核苷酸序列(GenBank accession No. XM_006361126.2)进行生物信息学分析,并作为模板序列设计引物,以马铃薯栽培品种‘陇薯3号’无菌试管薯为实验材料,用RT-PCR的方法获得StPYR1基因的cDNA序列,构建了其过表达载体pCPB-StPYR1,取得的结果可为研究StPYR1基因在马铃薯块茎休眠调控中的作用提供基础。

关键词：脱落酸 PYR1基因马铃薯休眠表达载体

棉花WRKY22基因分离及其对黄萎病的抗性分析

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华北农学报 2018年第6期33卷 160-168页

作者：雷煜张振楠胡广刘建芬唐叶张宁司怀军吴家和无甘肃农业大学生命科学技术学院中国科学院微生物研究所棉花生物学国家重点实验室郑州大学基地河南郑州450001

为了克隆棉花抗黄萎病相关基因,利用生物信息学、病毒诱导基因沉默技术(VIGS)、实时定量PCR(q PCR)和接菌分析来研究棉花WRKY基因对大丽轮枝菌的诱导响应和抗性。结果从棉花中筛选出8个与拟南芥直系同源的棉花抗病相关WRKY基因,这些直... 详细信息

为了克隆棉花抗黄萎病相关基因,利用生物信息学、病毒诱导基因沉默技术(VIGS)、实时定量PCR(q PCR)和接菌分析来研究棉花WRKY基因对大丽轮枝菌的诱导响应和抗性。结果从棉花中筛选出8个与拟南芥直系同源的棉花抗病相关WRKY基因,这些直系同源WRKY基因表达受到大丽轮枝菌浸染诱导响应。其中有6个GhWRKY基因的表达均受到大丽轮枝菌诱导上调,而GhWRKY70和GhWRKY48的表达量随着不同的时间点呈现上调或下调。GhWRKY22等5个基因表达量在24,72 h分别表现为上调,呈现出双峰曲线。对GhWRKY22表达特征进一步分析,结果显示,GhWRKY22基因在茎里优势表达,同时表达受到大丽轮枝菌、水杨酸和茉莉酸激素的诱导。GhWRKY22基因沉默植株对大丽轮枝菌的敏感性增加,抗病标志基因(PR1、PR3、PR4、PR5、PAL和PDF1. 2)表达量也显著降低,揭示GhWRKY22是通过SA和JA信号途径参与棉花对大丽轮枝菌的响应过程。总之,棉花中8个WRKY基因参与棉花对黄萎病抗性调控,其中GhWRKY22基因正调控棉花的抗性,可作为棉花抗病育种的候选基因。

关键词：棉花 GhWRKY22 抗病大丽轮枝菌基因沉默

靶向马铃薯StProDH1基因的CRISPR/Cas9 sgRNA表达载体构建

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分子植物育种 2019年第3期17卷 841-845页

作者：李世贵杨江伟朱熙王树林张宁司怀军甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070 甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点试验室培育基地甘肃省作物遗传改良与种质创新重点试验室兰州730070

CRISPR/Cas9基因编辑系统已成为许多作物基因功能研究和品种改良的重要工具。脯氨酸(Pro)在植物响应干旱胁迫方面起着重要作用,脯氨酸脱氢酶ProDH是脯氨酸分解途径中的限速酶。为了研究StProDH1在马铃薯脯氨酸代谢中的作用,本研究以StPr... 详细信息

CRISPR/Cas9基因编辑系统已成为许多作物基因功能研究和品种改良的重要工具。脯氨酸(Pro)在植物响应干旱胁迫方面起着重要作用,脯氨酸脱氢酶ProDH是脯氨酸分解途径中的限速酶。为了研究StProDH1在马铃薯脯氨酸代谢中的作用,本研究以StProDH1为靶基因,构建了表达马铃薯脯氨酸脱氢酶g RNA的CRISPR/Cas9基因敲除系统,在StProDH1基因5'端第一个外显子上为靶标区域选择设计sgRNA,以p P1C.4为模板,克隆得到sgRNA克隆框,将得到的sgRNA克隆框通过同源重组技术连接到pP1C.4载体中,获得pP1C.4-Cas9-ProDH1-g RNA载体。通过设计引物特异性扩增以及测序进一步确定sgRNA准确地连入载体,这对马铃薯中脯氨酸累积及其培育抗旱马铃薯新品种具有重要意义。

关键词： CRISPR/Cas9基因编辑系统马铃薯 ProDH1 载体构建

马铃薯丝氨酸羧肽酶类蛋白StSCPL家族的鉴定及干旱胁迫响应分析

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干旱地区农业研究 2023年第4期41卷 9-20页

作者：晋昕魏玉溪陈正亮王泽民张国栋杨江伟张宁司怀军省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 忻州师范学院生物系山西忻州034099

在全基因组水平上鉴定了马铃薯SCPL基因家族,并对其成员的基本特征、蛋白质保守结构域、进化关系和干旱胁迫下的表达模式进行了分析。同时,以干旱耐受性不同的马铃薯品种‘陇薯10号’(干旱耐受型)和‘大西洋’(干旱敏感型)为试验材料,... 详细信息

在全基因组水平上鉴定了马铃薯SCPL基因家族,并对其成员的基本特征、蛋白质保守结构域、进化关系和干旱胁迫下的表达模式进行了分析。同时,以干旱耐受性不同的马铃薯品种‘陇薯10号’(干旱耐受型)和‘大西洋’(干旱敏感型)为试验材料,利用高通量测序分析了干旱胁迫关键差异表达基因StSCPLs。结果表明,马铃薯中共鉴定到了41个StSCPLs,不对称分布在11条染色体中,多数成员含有多个内含子。其蛋白均含有1个细胞内分泌和转运的信号肽、底物结合位点、N-糖基化位点以及与催化作用相关的进化保守基序。在非生物胁迫下,大多数StSCPLs都具有多胁迫响应性。在干旱耐受性不同的马铃薯品种中,StSCPLs表现出差异表达特性。同时,LncRNA及其靶StSCPL介导的调控网络显示,StSCPL3和StSCPL34分别是lncRNA MSTRG.2301.1和MSTRG.19548.1的靶基因,在干旱耐受性不同的品种中显著差异表达,可能是马铃薯对干旱胁迫响应的潜在靶点。

关键词：马铃薯 SCPL基因家族鉴定胁迫响应 LncRNA

马铃薯StCCaMK90基因的生物信息学分析及过表达载体的构建

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分子植物育种 2019年第21期17卷 7058-7063页

作者：陈馨朱熙罗红玉洪旭升杨江伟张宁司怀军甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070 甘肃农业大学甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学重点实验室兰州730070

Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶(calcium and calmodulin-dependent protein kinases,CCaMKs)是一种能参与植物逆境信号传导过程的激酶。本研究通过生物信息学分析该蛋白分子量为6.6 kD,理论等电点为8.25,推测为亲水性蛋白,含有跨膜结构域。同... 详细信息

Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶(calcium and calmodulin-dependent protein kinases,CCaMKs)是一种能参与植物逆境信号传导过程的激酶。本研究通过生物信息学分析该蛋白分子量为6.6 kD,理论等电点为8.25,推测为亲水性蛋白,含有跨膜结构域。同源性分析显示,该基因编码蛋白与番茄CCaMK5具有较高的同源性。以马铃薯栽培品种‘Favorita’的cDNA为模板,扩增出StCCaMK90基因,利用双酶切及质粒重组法构建过表达重组载体p CPB-CCaMK90,为后期通过遗传转化方法研究CCaMK的功能提供科学依据。

关键词：马铃薯(Solanum tuberosum) CCaMK 过表达载体生物信息学

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水分胁迫下马铃薯试管苗的生理响应

甘肃农业大学学报 2005年第3期40卷 319-323页

作者：李建武王蒂司怀军彭晓莉甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070

利用PEG-6000模拟根际水分胁迫法,对马铃薯试管苗进行了水分胁迫处理,研究马铃薯不同品种在不同水分胁迫程度下的生理反应。结果表明,马铃薯试管苗体内丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物... 详细信息

利用PEG-6000模拟根际水分胁迫法,对马铃薯试管苗进行了水分胁迫处理,研究马铃薯不同品种在不同水分胁迫程度下的生理反应。结果表明,马铃薯试管苗体内丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性与可溶性蛋白质含量在水分胁迫下发生了不同的变化。其中,在轻度水分胁迫(10%PEG)下各马铃薯品种可溶性蛋白含量均上升,脯氨酸大量积累,MDA含量急剧增加,POD、SOD、CAT活性上升;经重度水分胁迫(20%PEG)后,以上各指标变化趋势不一。马铃薯不同品种对水分胁迫的反应敏感程度不一致,这与其不同的抗旱能力有关。

关键词：马铃薯试管苗水分胁迫

马铃薯块茎休眠解除过程中NOX酶活性变化及其蛋白质结构分析

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分子植物育种 2017年第12期15卷 4830-4834页

作者：闫好禄姬祥卓文义凯唐勋张彩霞司怀军张宁甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室培育基地兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070

本研究测定了马铃薯块茎休眠解除过程中NADPH氧化酶(NADPH oxidase,NOX)的酶活性,用q RT-PCR方法检测了马铃薯St NOXs基因在块茎休眠解除过程中的相对表达量,并利用生物信息学方法分析了St NOX3基因编码蛋白质的可能结构和功能。情况表... 详细信息

本研究测定了马铃薯块茎休眠解除过程中NADPH氧化酶(NADPH oxidase,NOX)的酶活性,用q RT-PCR方法检测了马铃薯St NOXs基因在块茎休眠解除过程中的相对表达量,并利用生物信息学方法分析了St NOX3基因编码蛋白质的可能结构和功能。情况表明:马铃薯块茎休眠解除过程中NOX酶活性呈升-降-升-降的动态变化过程;q RT-PCR情况显示St NOX3基因的相对表达量与NOX酶活性呈相同的变化趋势;生物信息学分析表明该基因编码940个氨基酸,蛋白质相对分子量为106 004.79,等电点为8.76。研究情况为进一步阐明St NOX基因家族在马铃薯块茎休眠解除过程中的作用奠定了基础。

关键词：马铃薯块茎休眠 NOX基因蛋白质结构

干旱胁迫下锌对马铃薯组培苗生长及生理指标的影响

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生物学杂志 2023年第2期40卷 71-74,108页

作者：党伟英唐勋赵婧赵贵宾朱永永张宁司怀军甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070 甘肃省干旱生境作物学省部共建国家重点实验室兰州730070 甘肃省农业信息中心兰州730030 甘肃省农业技术推广总站兰州730020

为阐明干旱胁迫下锌对马铃薯生长发育的影响,以马铃薯栽培品种‘大西洋’组培苗为试验材料,用不同锌含量(0、8.6、17.2、25.8、34.4和43 mg/L)的培养基培养15 d,再置换为含有20%PEG6000的培养基模拟干旱胁迫继续培养15 d,测定组培苗的... 详细信息

为阐明干旱胁迫下锌对马铃薯生长发育的影响,以马铃薯栽培品种‘大西洋’组培苗为试验材料,用不同锌含量(0、8.6、17.2、25.8、34.4和43 mg/L)的培养基培养15 d,再置换为含有20%PEG6000的培养基模拟干旱胁迫继续培养15 d,测定组培苗的表型、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量,并对抗旱性进行分析。结果发现:锌对马铃薯组培苗在PEG胁迫下的生长有显著影响,组培苗在培养基锌含量为17.2 mg/L时均表现最佳。其中,鲜重和株高在培养基锌含量为17.2 mg/L时较正常MS处理分别增长了50%和34.66%;叶片的过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和Pro含量较正常MS处理分别增长了9.88%、10%和3.88%,MDA含量较正常MS处理下降了21.86%。结果表明外源施加适量锌可以促进组培苗的生长发育,培养基锌含量为17.2 mg/L时能够显著提高马铃薯组培苗的耐旱性。研究结果为进一步阐明锌调控马铃薯抗旱机制提供了基础。

关键词：马铃薯锌干旱胁迫抗氧化酶活性表型