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植物低温诱导基因及其产物的生物学功能

蚕业科学 2008年第3期34卷 562-567页

作者：陆小平楼程富苏州大学城市建设学院江苏苏州215123 浙江大学动物科学学院杭州310029

植物在适应低温胁迫的过程中,体内将会发生一系列生理生化反应,多种基因得以诱导表达,这些基因的表达在时空上是有序发生的,并相互联系形成了低温应答的分子机制。为促进我国桑树抗寒分子育种的研究,结合植物的抗冻特性和桑树低温胁迫反... 详细信息

植物在适应低温胁迫的过程中,体内将会发生一系列生理生化反应,多种基因得以诱导表达,这些基因的表达在时空上是有序发生的,并相互联系形成了低温应答的分子机制。为促进我国桑树抗寒分子育种的研究,结合植物的抗冻特性和桑树低温胁迫反应,对植物的3种主要低温诱导蛋白(抗冻蛋白、胚胎后期富集蛋白和转录因子)的研究进展进行了综述,并以此阐述了植物抗寒抗冻特性和植物低温应答的分子机制。

关键词：植物抗冻蛋白胚胎后期富集蛋白转录因子低温诱导基因桑

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植物低温诱导蛋白和低温诱导基因的表达调控

武汉植物学研究 1997年第1期15卷 80-90页

作者：王艇苏应娟刘良式中山大学生命科学学院广州510275

综述了近年来植物低温诱导蛋白的性质、结构与功能, 以及拟南芥菜和大麦的低温诱导基因的表达调控方面研究所取得的主要进展, 对提高作物的耐冻性具有重要意义。

关键词：低温诱导蛋白低温诱导基因基因表达调控

桑树低温诱导基因Wap在不同地理来源桑品种幼叶中的表达差异

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蚕业科学 2012年第5期38卷 772-776页

作者：孙银苹沈智超雷朋邸炳荣刘利潘刚江苏科技大学生物与化学工程学院江苏镇江212018 中国农业科学院蚕业研究所江苏镇江212018

为探究不同桑树品种抗寒性差异的分子机制,以4个不同地理来源桑品种的幼苗叶片为材料提取总RNA,利用RT-PCR方法分析正常环境和低温(4℃)胁迫下桑树低温诱导基因Wap(winter accumulating protein)在各品种间的表达差异。正常环境下,来自... 详细信息

为探究不同桑树品种抗寒性差异的分子机制,以4个不同地理来源桑品种的幼苗叶片为材料提取总RNA,利用RT-PCR方法分析正常环境和低温(4℃)胁迫下桑树低温诱导基因Wap(winter accumulating protein)在各品种间的表达差异。正常环境下,来自吉林省的向海桑中Wap的表达水平最高,在来自新疆维吾尔自治区的实生桑和来自江苏省的丰驰桑中该基因也有较高水平的表达,而在来自广东省的杂交桑塘10×伦109中则检测不到该基因的表达。低温胁迫2～6 d,4个桑品种幼苗叶片中Wap的表达均上调,至胁迫8～10 d时Wap的表达达到最高水平;低温胁迫12 d,Wap在广东杂交桑的表达开始降低,低温胁迫16 d,在丰驰桑与新疆实生桑的表达也开始降低,而来自寒冷地域的向海桑在低温胁迫20 d该基因的表达才开始降低;低温胁迫24 d,在广东杂交桑中已检测不到Wap的表达,在丰驰桑与新疆实生桑中仅有微量表达,而在向海桑中仍有较高水平的表达。初步推测Wap在不同桑树品种的表达差异是各品种抗寒性差异的重要因素之一。构建重组质粒pGEX-4T-2-Wap在大肠杆菌中表达了分子质量约27 kD的WAP蛋白,有助于进一步研究其生物学功能。

关键词：桑树品种生态区域低温诱导基因表达差异原核表达

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草菇低温诱导基因的分离与鉴定

草菇低温诱导基因的分离与鉴定

作者：葛丹辽宁师范大学

学位级别：硕士

草菇起源于中国，迄今已有300多年的栽培历史。草菇是热带和亚热带的一种主要栽培食用真菌，如同大多数热带和亚热带作物一样，零上低温条件(10℃以下)会造成草菇菌丝生理损伤而发生菌丝自溶导致草菇的死亡。这给草菇的生产带来了极大... 详细信息

草菇起源于中国，迄今已有300多年的栽培历史。草菇是热带和亚热带的一种主要栽培食用真菌，如同大多数热带和亚热带作物一样，零上低温条件(10℃以下)会造成草菇菌丝生理损伤而发生菌丝自溶导致草菇的死亡。这给草菇的生产带来了极大的困难，也制约了草菇生产在中国甚至世界上的发展，本文从草菇低温诱导基因方面着手采用mRNA差别筛选技术比较新鲜和在低温处理草菇的基因表达，在选用的32个随机引物进行PCR扩增中，有19个引物扩增出mRNA的差异条带，从琼脂糖凝胶中直接切割特异条带，经PCR再次扩张放大，琼脂糖凝胶电泳纯化，共分离并纯化63个mRNA低温特异片段。采用PCR掺入法合成地高辛标记的cDNA探针，根据cDNA-DNA杂交所显示的结果，证明mRNA显示技术所分离的基因片段中有12具有温特异性。将此12个片段标记为地高辛探针，与草菇基因组DNA片段进行Southern杂交，杂交的结果表明经低温诱导产生的冷激基因在草菇基因组中为低拷贝数存在。为获得草菇低温诱导基因的全长序列，本研究构建了草菇cDNA文库，并以已获得的低温诱导基因片段为探针对cDNA文库进行筛选。

关键词：草菇低温诱导基因低温自溶地高辛

转FaHY5基因草莓在低温胁迫下的生理特性研究

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转FaHY5基因草莓在低温胁迫下的生理特性研究

作者：李佳乐四川农业大学

学位级别：硕士

草莓(Fragaria×ananassa Duch.)属蔷薇科多年生草本植物,是一种重要的经济果树。低温是导致草莓产量和品质下降的主要非生物胁迫之一。目前生产上主要通过设施应用和喷施低温保护剂等来应对低温胁迫。研究表明,通过基因工程技术培育抗... 详细信息

草莓(Fragaria×ananassa Duch.)属蔷薇科多年生草本植物,是一种重要的经济果树。低温是导致草莓产量和品质下降的主要非生物胁迫之一。目前生产上主要通过设施应用和喷施低温保护剂等来应对低温胁迫。研究表明,通过基因工程技术培育抗低温品种是根本途径。HY5属b ZIP转录因子,是调控植物光形态建成的分子开关。近来,有研究表明HY5还参与响应非生物胁迫。四川农业大学园艺植物生物技术团队在研究环境因素对草莓生长与发育中,通过农杆菌介导的叶盘转化法获得‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa‘Benihoppe’)过表达FaHY5的转基因植株。本研究以已获得的稳定过表达FaHY5‘红颜’转基因植株和栽培‘红颜’(非转基因)为试验材料,探究了常温(25℃)下两种草莓植株的生长表型变化,以及通过人工模拟低温胁迫(4℃和0℃)条件分析低温对两种草莓植株光合特性、ROS积累程度、膜脂过氧化程度、抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和低温诱导相关基因表达量的影响,探讨了FaHY5基因在草莓抵御低温过程的作用,为将来利用FaHY5基因选育耐寒性草莓品种提供理论参考和依据。主要结果如下:***5基因过表达会对草莓幼苗的株高、茎粗、叶面积、地下部干重、鲜重等生长表型产生影响。转FaHY5基因‘红颜’植株在株高、叶面积以及地下部干鲜重和侧根数等方面均有下降。2.25℃下,转FaHY5基因‘红颜’植株的叶绿素含量和光合能力高于非转基因‘红颜’植株。低温胁迫下,其叶绿素含量和光合速率均有所下降,相较非转基因草莓,FaHY5基因过表达可提高草莓叶绿素含量和光合速率。3.低温胁迫下,转FaHY5基因植株的HO、O和MDA含量较栽培‘红颜’低,渗透调节物质可溶性糖和可溶性蛋白的含量和SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性总体高于‘红颜’植株。表明低温胁迫下,FaHY5基因过表达可提高草莓抗氧化防御能力、提高渗透调节物质含量,缓解损伤和膜脂过氧化程度。4.低温下,转FaHY5基因‘红颜’草莓植株花青素的生物合成相关基因Fa MYB10、Fa CHS、Fa CHI、Fa F3H的表达和冷诱导相关基因Fa ICE和Fa DREB的表达量显著上调。其中转FaHY5基因‘红颜’植株中这些低温诱导基因的表达量上调程度更为显著。推测在低温胁迫下,FaHY5基因过表达可上调花青素合成相关基因、冷诱导相关基因以及酶相关基因的表达量,降低ROS积累,增强草莓植株的耐寒性。

关键词：草莓 FaHY5 低温胁迫生理特性低温诱导基因

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番茄SlHY5基因在低温胁迫中的作用

番茄SlHY5基因在低温胁迫中的作用

作者：张田田西北农林科技大学

学位级别：硕士

HY5是bZIP类的转录因子,在光信号和低温信号通路中都具有重要的作用。自从拟南芥中分离鉴定出HY5蛋白以来,该蛋白的结构、功能及其分子机制逐渐得到阐明。目前对HY5蛋白的研究主要集中在光信号传导中,对其在低温胁迫中的作用及调控机制... 详细信息

HY5是bZIP类的转录因子,在光信号和低温信号通路中都具有重要的作用。自从拟南芥中分离鉴定出HY5蛋白以来,该蛋白的结构、功能及其分子机制逐渐得到阐明。目前对HY5蛋白的研究主要集中在光信号传导中,对其在低温胁迫中的作用及调控机制还不太明了。基于此,本研究主要探究番茄HY5基因（SlHY5）在低温胁迫中的作用,以期为将来利用该基因进行蔬菜耐低温育种奠定基础。主要研究结果如下:亚细胞定位结果表明,番茄HY5蛋白为核定位蛋白。荧光实时定量PCR结果表明,SlHY5基因在番茄根、茎、叶、花和成熟果实中组成型表达。SlHY5基因在低温、NaCl和ABA处理中表达量上调。番茄SlHY5过表达植株低温耐受性得到提高,并且SlHY5基因表达水平与转基因株系的低温耐受性成良好的正相关。这表明SlHY5可能在低温等非生物胁迫中具有重要作用。在低温胁迫下,与野生型番茄相比,SlHY5过表达株系中SOD和POX的基因表达量显著升高,番茄体内积累了较少的ROS,相对电解质渗漏率和MDA含量也明显降低。结果表明,SlHY5基因过表达能提高抗氧化酶基因表达量来降低ROS含量、缓解氧化损伤和膜脂过氧化程度,从而增强植物耐低温能力。冷诱导基因CHS、CHI和F3H同时也是编码花青素生物合成途径关键酶的基因。在低温处理后,与野生型相比,SlHY5过表达植株中这些基因的表达量显著升高,且体内积累了更多的花青素和较少的ROS。推测在低温胁迫中,SlHY5可能通过诱导CHS、CHI和F3H的表达促进了花青素的合成,从而降低ROS的积累。SlHY5可能通过集合光信号和低温信号通路来调控抗氧化防御机制,提高转基因番茄抗低温胁迫的能力。冷诱导相关基因PR1、CYSb、LEA1、Osmotin和ICE1可调控关键胁迫诱导基因的转录,参与渗透调节、抗氧化防御系统、调节代谢物质的含量,增强植株对胁迫的耐受性。在本研究中低温胁迫下,SlHY5基因参与调节这些冷诱导相关基因的表达。结果表明,番茄SlHY5可能通过调控一系列胁迫应答基因的表达来增强植物的耐寒性。以上研究结果表明,SlHY5对提高植物低温胁迫的适应能力具有重要作用,在番茄胁迫耐受性的遗传改良方面具有潜在用途。

关键词： SlHY5 低温胁迫活性氧花青素低温诱导基因

柑橘冷诱导基因及其启动子表达载体构建与瞬时表达分析

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果树学报 2015年第3期32卷 353-358,348页

作者：周潇姜航屈汉金邓子牛 A.Gentile 龙桂友湖南农业大学园艺园林学院长沙410128 国家柑橘改良中心长沙分中心长沙410128 卡塔尼亚大学农业与食品科学系意大利卡塔尼亚95123

【目的】以YFP为报告基因,构建柑橘冷诱导基因及其启动子的植物表达载体。【方法】克隆获得枳冷诱导基因Ptcor8及其启动子p Ptcor8,柠檬中同源基因Clcor8及其启动子p Clcor8;双酶切含启动子的克隆载体和植物表达原始载体p1D4,连接获得... 详细信息

【目的】以YFP为报告基因,构建柑橘冷诱导基因及其启动子的植物表达载体。【方法】克隆获得枳冷诱导基因Ptcor8及其启动子p Ptcor8,柠檬中同源基因Clcor8及其启动子p Clcor8;双酶切含启动子的克隆载体和植物表达原始载体p1D4,连接获得含启动子的中间载体;再双酶切含冷诱导基因的克隆载体和中间载体,连接后获得重组质粒;通过冻融法将重组质粒导入农杆菌EHA105中。【结果】构建了p1D4/p Ptcor8-Ptcor8::YFP,p1D4/p Ptcor8-Clcor8::YFP和p1D4/p Clcor8-Ptcor8::YFP 3个融合表达载体,瞬时表达发现3个融合基因均可在冰糖橙叶片中表达。【结论】3个融合表达载体的成功构建为下一步转化柠檬,分析枳冷诱导基因Ptcor8及其启动子p Ptcor8的功能奠定了基础。

关键词：柑橘低温诱导基因载体构建瞬时表达

一种改进的固相扣除杂交法直接克隆全长差异表达基因

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北京林业大学学报 2007年第5期29卷 67-72页

作者：刘美芹沈昕卢存福尹伟伦北京林业大学生物科学与技术学院

该文集多种分离差异表达基因方法的优点于一体,自行优化了一种基于固相扣除杂交和聚合酶链式反应(PCR)技术直接克隆全长差异表达基因的策略.该策略中的所有操作步骤,包括poly(A)+mRNA的分离,cDNA的合成和扣除杂交都是在磁珠上进行的,操... 详细信息

该文集多种分离差异表达基因方法的优点于一体,自行优化了一种基于固相扣除杂交和聚合酶链式反应(PCR)技术直接克隆全长差异表达基因的策略.该策略中的所有操作步骤,包括poly(A)+mRNA的分离,cDNA的合成和扣除杂交都是在磁珠上进行的,操作简单易行.扣除杂交是用结合在磁珠上的以oligo(dT)为引物合成的对照材料(Driver)的cDNA第一链,直接扣除加有接头的处理材料(Tester)cDNA第二链中的共有序列.多次反复使用Driver一链与Tester二链进行杂交,能有效去除Tester二链中的共有序列.磁珠的分离能最小限度地减少每次杂交造成的损失.最后一轮扣除后的Tester二链中,含有大量差异表达序列,用Tester二链特有的接头引物进行扩增,能进一步提高扣除效率.该文选用此扣除方法,成功分离到了低温驯化沙冬青幼苗和对照苗2个群体的18个差异表达克隆,其中有4个克隆是全长cDNA序列.经序列分析发现,这些基因都与低温相关,进一步说明,该方法可用于克隆未知差异表达基因.

关键词：固相扣除杂交聚合酶链式反应低温诱导基因

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柑橘抗寒相关基因及抗寒基因工程研究进展

浙江农业科学 2015年第11期56卷 1845-1850页

作者：张真真邱立军刘博文徐超红徐建国舟山市定海区林业工作站浙江舟山316000 浙江省柑橘研究所浙江台州318020

柑橘是我国南方重要经济树种,而低温是影响柑橘产量和分布的重要制约因素。基因差异表达分析技术是寻找植物抗寒基因的重要技术手段,而基因工程是获得植物抗寒品种的重要方法。本文综述了利用基因差异表达分析技术获得柑橘抗寒基因的方... 详细信息

柑橘是我国南方重要经济树种,而低温是影响柑橘产量和分布的重要制约因素。基因差异表达分析技术是寻找植物抗寒基因的重要技术手段,而基因工程是获得植物抗寒品种的重要方法。本文综述了利用基因差异表达分析技术获得柑橘抗寒基因的方法,重点介绍了近年来在柑橘中已被分离鉴定的抗寒相关基因,分析了这些基因的抗寒功能及抗寒调控分子机制,并探讨了通过基因工程转化寒敏感柑橘的研究进展。

关键词：柑橘低温诱导基因抗寒基因基因表达调控基因工程