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温室粉虱和烟粉虱3个隐种中热激蛋白基因hsp70和hsp90含量的比较分析

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昆虫学报 2014年第6期57卷 647-655页

作者：韦姣吕志创王韧万方浩中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点研究室北京100193 农业部外来入侵生物预防与控制研究中心北京100193

【目的】昆虫适应新环境的能力与其对温度的耐受能力密切相关。热激蛋白HSP70和HSP90具有提高生物体温度耐受性的功能。烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)不同隐种和不同种粉虱对温度的适应能力有差异,这与它们的热激蛋白基因拷贝数的差... 详细信息

【目的】昆虫适应新环境的能力与其对温度的耐受能力密切相关。热激蛋白HSP70和HSP90具有提高生物体温度耐受性的功能。烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)不同隐种和不同种粉虱对温度的适应能力有差异,这与它们的热激蛋白基因拷贝数的差异可能相关。【方法】利用实时荧光定量PCR方法,检测入侵型烟粉虱MED隐种和MEAM1隐种、本地型烟粉虱AsiaⅡ1隐种以及温室粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)基因组DNA中热激蛋白基因hsp70和hsp90的拷贝数。【结果】不同种类的粉虱和烟粉虱不同隐种体内的hsp70和hsp90的含量均有较大差异,其中hsp70和hsp90拷贝数在入侵型烟粉虱MED和MEAM1隐种中含量较其他两种均高,而在土著种AsiaⅡ1隐种中含量最低,在温室粉虱中居中。此外,相同物种雌雄成虫hsp70和hsp90的拷贝数也不同,雌虫hsp70和hsp90拷贝数约为雄虫的2倍。【结论】不同种粉虱及烟粉虱不同隐种的hsp70和hsp90的拷贝数可能与其耐热性差异相关。本研究为解释不同种粉虱、烟粉虱不同隐种及其不同性别的耐热性差异机制提供了进一步的依据。

关键词：烟粉虱温室粉虱热激蛋白基因耐温性实时荧光定量PCR 拷贝数

不同柞蚕品种的热应激反应差异及2个热激蛋白基因的表达特征

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蚕业科学 2019年第1期45卷 67-74页

作者：谌苗苗冀万杰钟亮张博赵春山李喜升王凤成辽宁省蚕业科学研究所辽宁凤城118100

野外放养柞蚕经常会受到高温环境胁迫,研究不同柞蚕品种对高温的应激反应和耐受性机制,有利于科学地评价柞蚕种质资源对环境的适应能力。调查5个柞蚕品种或品系5龄幼虫在42℃和45℃胁迫1～4 h后的热应激行为表现、高温胁迫后的恢复能力... 详细信息

野外放养柞蚕经常会受到高温环境胁迫,研究不同柞蚕品种对高温的应激反应和耐受性机制,有利于科学地评价柞蚕种质资源对环境的适应能力。调查5个柞蚕品种或品系5龄幼虫在42℃和45℃胁迫1～4 h后的热应激行为表现、高温胁迫后的恢复能力和胁迫处理后室温饲养48 h的死亡率,结果显示,方山黄和F的耐热性较好、恢复能力较强,高温胁迫后48 h抗大和F的死亡率较低。高温胁迫1 h后分别取2个胁迫试验组5个柞蚕品种5龄幼虫的脂肪体,qRT-PCR检测热激蛋白基因ApHSP70与ApHSP90的表达变化,结果显示:胁迫后不同品种ApHSP70基因的表达量均显著高于对照组(395～1 124倍),以方山黄的胁迫组和对照组表达量最高;42℃胁迫组抗大与9906、45℃胁迫组5204与9906的ApHSP70基因表达量无显著差异(P>0.05),其余均呈极显著差异(P基因的表达量也明显高于对照组(26～460倍),仍以方山黄的胁迫组和对照组表达量最高;42℃对照组方山黄与其他品种ApHSP90的表达水平呈显著差异(P0.05);42℃胁迫组5204与方山黄的ApHSP90基因表达水平呈显著差异(P基因表达水平不存在显著差异(P>0.05),其余均呈极显著差异(P<0.01)。研究结果可为柞蚕种质资源耐高温胁迫能力评价与柞蚕抗逆性新品种选育提供参考。

关键词：柞蚕高温胁迫行为反应热激蛋白基因

小麦种质资源耐盐性鉴定及盐诱导表达热激蛋白基因功能分析

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小麦种质资源耐盐性鉴定及盐诱导表达热激蛋白基因功能分析

作者：刘秀芝济南大学

学位级别：硕士

土壤盐渍化是影响植物正常生长和作物产量的重要因素。我国盐碱土地面积很多,且由于干旱条件下灌溉带来的次生盐害,土地资源的盐渍化呈现日趋加重的趋势。鉴定耐盐小麦种质,克隆耐盐相关基因并鉴定其功能具有重要意义。本研究对从美国... 详细信息

土壤盐渍化是影响植物正常生长和作物产量的重要因素。我国盐碱土地面积很多,且由于干旱条件下灌溉带来的次生盐害,土地资源的盐渍化呈现日趋加重的趋势。鉴定耐盐小麦种质,克隆耐盐相关基因并鉴定其功能具有重要意义。本研究对从美国引进的400余份小麦种质进行了芽期的耐盐性鉴定,筛选出一些芽期耐盐性较好的耐盐小麦种质;同时克隆了一个NaCl诱导表达的小麦热激蛋白基因,在生物信息学分析的基础上,通过基因的表达分析和转基因拟南芥分析鉴定了该基因的功能。主要研究结果如下:1.小麦芽期的耐盐性鉴定对从美国引进的400余份小麦种质进行芽期耐盐性鉴定,从中筛选出了盐害指数在20%以下的高耐盐小麦品种及盐害指数在40%以下的耐盐品种共有35份;同时也统计了小麦在芽期的发芽数。发现其在2%NaCl处理下的发芽数即发芽率越高的那它的盐害指数就会越低,两者的关系成负相关。2.热激蛋白基因的生物信息学分析生物信息学分析表明该基因含有一个保守的热激蛋白功能结构域,利用NCBI的网站确定出了ORF开放阅读框其全长为477bp,编码158个氨基酸,无跨膜结构域,通过Ex PAsy提供的Prot Paramtool工具分析了该氨基酸是属于偏酸性氨基酸,在280nm处有最佳吸收峰,具有疏水性质,等电点为5.8等特征,并进一步对蛋白质进行了二级和三级结构的分析,通过数据显示得到该蛋白主要由α螺旋(10.8%),无规则卷曲(25.9%),和β折叠(55.1%)构成。其中主要为β折叠。结果表明符合热激蛋白基因的结构特征。3.目的基因的表达分析基因芯片杂交的数据显示在NaCl条件处理下热激蛋白是上调表达的,且在盐敏小麦济南177和耐盐小麦山融3号之间表现出了差异性的表达,并利用RT-PCR的方法,分析表明在0h即未处理的情况下,SR3小麦的根中就存在耐盐基因的表达,而济南177小麦根中没有表达;在200mmol/L NaCl条件处理下山融3号小麦和济南177叶中该基因在0.5h都上调表达,而且山融3号小麦比济南177叶中的表达量高。4.热激蛋白基因的功能鉴定通过筛选培养基得到转基因单拷贝拟南芥植株,之后对其进行抗NaCl能力鉴定。结果证明转基因植株在50mmol/L和100mmol/LNaCl MS培养基中比野生植株有较长的根长;生理指标测定表明,转基因株比野生型积累了更高含量的脯氨酸,再次证实在拟南芥中表达的小麦热激蛋白基因能增强植株的抗旱能力。在POD酶活性测定方面,转基因植株的POD酶活性普遍比野生型的高,此外,还进行了失水率的测定,数据显示转基因植株比野生型的失水率低,以上研究结果表明,超表达该热激蛋白基因后可提高转基因植株的耐盐和抗旱能力。

关键词：小麦种质资源芽期耐盐性鉴定热激蛋白基因功能分析

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粉虱热激蛋白基因的核苷酸差异分析

粉虱热激蛋白基因的核苷酸差异分析

作者：韦姣中国农业科学院

学位级别：硕士

随着全球贸易飞速发展,各国间交流日益频繁。入侵昆虫被人们有意或无意地引进新生境,建立种群。在全球变暖的背景下,昆虫对高温的适应能力决定了其在新地区的种群分布和丰度。在适应新环境的过程中,温度耐受性的强弱起着重要作用。与昆... 详细信息

随着全球贸易飞速发展,各国间交流日益频繁。入侵昆虫被人们有意或无意地引进新生境,建立种群。在全球变暖的背景下,昆虫对高温的适应能力决定了其在新地区的种群分布和丰度。在适应新环境的过程中,温度耐受性的强弱起着重要作用。与昆虫耐温性高度相关的一类基因----热激蛋白基因,近年来成为探讨入侵昆虫生态适应性机制的热点之一。本研究通过研究热激蛋白基因在烟粉虱不同地理种群中的差异状况,从分子水平上探讨该物种对温度适应的遗传特征和进化速率,试图阐释热激蛋白基因在烟粉虱适应不同地理区域温度的过程中扮演的角色。采集不同气候区域共16个地理种群的烟粉虱成虫,其中瑞士种群1个,国内种群15个。分子鉴定MEAM1和MED隐种后,从各个地理种群烟粉虱的雄成虫DNA样本中克隆了hsp70和hsp90各两个片段后测序分析比较其序列差异,并通过实时荧光定量PCR技术检测了这两个基因在DNA样本中的拷贝数并分析其差异。此外,我们还检测了温室种群的MEAM1、MED隐种和温室粉虱以及AsiaⅡ1隐种体内hsp70和hsp90的拷贝数。具体研究结果如下：(1)利用烟粉虱MEAM1/MED隐种COI基因的特异性引物对采集的所有烟粉虱种群进行隐种鉴定,在13个地理种群中检测到了MEAM1隐种,9个地理种群检测到了MED隐种,其中有6个地理种群两个隐种同时存在。(2)以不同地理种群烟粉虱雄成虫的DNA为模版,设计引物扩增了hsp70和hsp90各两个片段,hsp70的两个片段分别长约322bp和1127bp, hsp90的两个片段分别长约1219bp和861bp。对所有种群扩增得到的序列进行比对,结果表明hsp70的两个片段在所有种群中的碱基差异较大,且南方种群中这两个片段较为一致,北方种群中则差异较大;hsp90的两个片段在南北方种群中差异较小。推测hsp90可能在烟粉虱适应不同环境条件的过程中作用较小。(3)利用绝对定量PCR检测了所有地理种群供试烟粉虱雄成虫DNA样本中hsp70和hsp90的拷贝数,结果表明,MED隐种的hsp70和hsp90拷贝数在南北方所有种群中存在差异,但均不显著;MEAM1隐种这两个基因的拷贝数在南北方种群中存在差异,某些种群之间差异显著,但其在相应种群烟粉虱温度耐受性中的作用尚需要实验验证。由此推测除了温度以外,其他环境因素可能也在烟粉虱适应不同气候区域的过程中起重要作用。(4)利用绝对定量PCR检测了温室种群的温室粉虱和烟粉虱MEAM1隐种、MED隐种及AsiaⅡ1隐种雌雄成虫的hsp70和hsp90的拷贝数。结果表明,在所有种中,雌成虫这两个基因的拷贝数均高于雄成虫。两个入侵种MEAM1隐种和MED隐种的hsp70和hsp90的拷贝数均高于温室粉虱,后者又高于本地种Asia Ⅱ1隐种。

关键词：烟粉虱耐温性热激蛋白基因定量PCR 拷贝数

不结球白菜小分子量热激蛋白基因克隆及表达分析

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不结球白菜小分子量热激蛋白基因克隆及表达分析

作者：郑佳秋南京农业大学

学位级别：硕士

遇到高温胁迫时植物体内会产生应激蛋白——热激蛋白,其中植物小分子量热激蛋白含量最为丰富、种类繁多。小分子量热激蛋白的分子量在17-30 kDa之间。高等植物中含有至少6种小分子量热激蛋白,分别定位于细胞质、叶绿体、线粒体、内质网... 详细信息

遇到高温胁迫时植物体内会产生应激蛋白——热激蛋白,其中植物小分子量热激蛋白含量最为丰富、种类繁多。小分子量热激蛋白的分子量在17-30 kDa之间。高等植物中含有至少6种小分子量热激蛋白,分别定位于细胞质、叶绿体、线粒体、内质网。在常温下植物体内小分子量热激蛋白基因不表达,高温时小分子量热激蛋白则快速积累。近年来,关于高温诱导热激蛋白以及热激蛋白提高植物耐热性的研究取得了重要进展。然而,关于高温诱导热激蛋白基因及其在低温防御中作用的研究相对较少。本研究从不结球白菜中分离到小分子量热激蛋白基因BcHSP,表达模式和功能分析表明,这个基因的表达受高温逆境诱导,高温、低温条件下过量表达对大肠杆菌均有保护作用,构建了过量表达载体进行了转基因初步鉴定,为进一步BcHSP基因研究打下基础。 1.利用同源序列设计兼并引物,通过RT-PCR和RACE方法从不结球白菜叶片中克隆到小分子量热激蛋白基因的中间片段,通过5’-RACE和3’-RACE分别克隆到5’片段和3’片段,拼接后设计特异引物扩增到全长722bp cDNA,命名为BcHSP(DDBJ登录号：AB367955),ORF为473 bp,编码157个氨基酸的多肽,理论等电点(pI)为5.31,分子量约为15.98 kDa。核苷酸序列同源性比较发现,BcHSP与芥蓝相似性最高达98%。氨基酸序列进行比对发现,相似性均在65%以上,说明HSP具有高度保守性。HSP的高度保守性说明他们在生物生命活动中具有重要的作用。聚类分析结果显示,BcHSP基因与芥蓝(CAB93512)最先聚为一类,亲缘关系最近,芜菁(AAB72190)单个聚一类、然后与拟南芥(NP-175759)、豌豆(P19243)、大豆(P02519)等聚为一类,最后与水稻(EAY89381)聚类,亲缘关系相对较远。实时定量检测表明,不结球白菜BcHSP转录表达受热激诱导,以叶片中表达量最高,BcHSP在不结球白菜叶片中表达特征说明它可能与植物叶片的耐热性关系更为密切。 2.不结球白菜幼苗经42℃热激后,其幼苗的耐冷性明显增强,膜伤害程度降低。热激处理组的冷害指数仍低于对照组,差异显著(P热激的幼苗鲜重比对照增加了51%,苗高增加了40%。热激使不结球白菜幼苗在冷胁迫和恢复生长过程中电解质的渗透和丙二醛(MDA)含量均比对照大为下降,差异显著(P热激降低了不结球白菜幼苗的脂质过氧化水平,并且使幼苗的抗氧化系统中的关键酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性在冷胁迫及恢复生长2d时仍保持比对照组高,差异显著(P热激处理后与对照组的幼苗SOD同工酶的电泳图谱显示,热激诱导使幼苗在低温胁迫前后SOD同工酶谱带均比对照组强,以上与冷害相关的生理生化指标测定结果显示,热激处理增强了不结球白菜幼苗的耐冷能力。荧光实时定量分析表明BcHSP的表达量与耐冷性相一致。低温(4℃)胁迫下,在大肠杆菌中异源表达BcHSP可维持大肠杆菌较高的细胞活力,这些结果表明BcHSP合成与不结球白菜幼苗耐冷性的提高有关。 3.本实验从不结球白菜中克隆BcHSP基因的cDNA完整编码区序列,用来构建植物过量表达载体,并将表达载体转化到农杆菌菌株LBA4404中,以根癌农杆菌介导法转化不结球白菜‘苏州青’,GUS组织化学染色,发现大多数材料均出现了蓝色斑点,呈阳性,说明农杆菌的侵染效率较高,初步验证植物表达载体已经整合到植物组织中。PCR检测结果表明：目的基因已经整合到苏州青基因组中,为深入研究BcHSP基因功能创造了条件。

关键词：不结球白菜热激蛋白基因克隆转基因

纳米TiO2对四膜虫多药耐药基因和热激蛋白基因的影响

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纳米科技 2012年第3期9卷 9-12,26页

作者：吴雅靖赵群芬陈晓菲周梦媛浙江省宁波大学海洋学院浙江宁波315211

为探讨纳米TiO2在分子水平对生物的影响，运用RT—PCR半定量法研究不同浓度纳米TiO2对四膜虫多耐药（MDR1）和热激蛋白70（HSP70）基因表达活性的影响，结果表明，处理组中MDR1基因表达均高于对照组，且差异极显著（p〈0．01）；HSP70... 详细信息

为探讨纳米TiO2在分子水平对生物的影响，运用RT—PCR半定量法研究不同浓度纳米TiO2对四膜虫多耐药（MDR1）和热激蛋白70（HSP70）基因表达活性的影响，结果表明，处理组中MDR1基因表达均高于对照组，且差异极显著（p〈0．01）；HSP70表现为高浓度抑制、低浓度诱导，表达量在低浓处理组中高于对照组，差异显著（p〈0．05）。随着纳米TiO2浓度的升高，处理组中HSP70表达量不断下降，当纳米TiO2浓度为100mg·L-1和500mg·L-1时，HSP70的表达量显著低于对照组中的表达量（p〈0．05），因此，纳米TiO2颗粒可以从分子水平影响梨形四膜虫，但确切的毒理还需要进一步的研究探索及验证。

关键词：纳米TiO2 四膜虫多耐药基因热激蛋白基因

水杨酸在冷胁迫香蕉幼苗叶片上诱导高表达的一个热激蛋白基因cDNA的获得

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水杨酸在冷胁迫香蕉幼苗叶片上诱导高表达的一个热激蛋白基因cDNA...

试析小麦耐热性鉴定及热激蛋白基因的克隆与表达

第二届热带亚热带植物资源的遗传多样性与基因发掘利用研讨会

作者：王正询柯德森杨礼香康国章广州大学生命科学学院河南农业大学

水杨酸能显著提高香蕉幼苗的抗寒性,我们通过mRNA差异显示法得到了几个在冷胁迫香蕉叶片内水杨酸诱导高表达的差异片段,对其中一个表达量差异最明显片段,经测序后进行同源性比较分析,没有发现同源性基因,但它与大豆在冷胁迫下高表达几... 详细信息

水杨酸能显著提高香蕉幼苗的抗寒性,我们通过mRNA差异显示法得到了几个在冷胁迫香蕉叶片内水杨酸诱导高表达的差异片段,对其中一个表达量差异最明显片段,经测序后进行同源性比较分析,没有发现同源性基因,但它与大豆在冷胁迫下高表达几个基因的部分片段(BG237672、 BG839411、BG839854等)有高度同源性,推测此片段是一个与冷胁迫有关的新基因。通过3’和5’RACE法,我们得到了此基因的cDNA全长,为1 783bp,它的CDS为1 251bp,编码了417个氨基酸,其中富含亲水性氨基酸,同源性比较结果显示,它的编码域与玉米的一个转录子 BT024164有86％的同源,与水稻的热激蛋白基因AY224432有85％的同源性,与小麦的热激蛋白基因DQ789026有85％的同源性,与黄瓜的热激蛋白基因X67695有82％的同源性,与马铃薯的热激蛋白基因X94301有81％的同源性,表明所获得的全长基因是一个热激蛋白基因。已有研究表明,除在热胁迫表达提高外,热激蛋白基因还在其它许多逆境如冷、干旱、重金属、病原菌等胁迫下高表达,是植物对逆境胁迫的一种防御机制,它可作为调控基因表达的转录因子,从而调控基因的表达,提高植物的抗逆能力。并且,我们所获得的全长基因与玉米的一个转录因子有高度同源性,因此,我们推测,所获得的全长基因可能是在冷信号转导系统中,起转录因子作用的热激蛋白基因,水杨酸诱导高表达后的热激蛋白可与所调控的目的基因启动子中的顺式作物元件相结合,诱导目的基因的表达,从而提高香蕉的抗冷性。目前,我们正在构建此基因的过表达载体,并把它转到香蕉中,通过检测转基因植株抗冷性的高低,从而推断它在水杨酸提高香蕉抗冷性中的作用。而后,通过对此基因酵母双杂交,找到此热激蛋白所作用的目的基因。

关键词：水杨酸热激蛋白基因香蕉幼苗冷胁迫

来源： cnki会议评论

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农民致富之友 2015年第6期 111-111页

作者：朱素民濮阳市清丰县农技中心

前言:小麦是中国粮食作物之一,小麦在生长季节时常常受到异常高温天气造成高温胁迫影响,从而导致小麦的产品和品质逐渐下降。中国历来是农业大国,大力发展农业也一直是国家的基本国策之一,近年来,通过国家的重点扶持和广大农民朋友的不... 详细信息

前言:小麦是中国粮食作物之一,小麦在生长季节时常常受到异常高温天气造成高温胁迫影响,从而导致小麦的产品和品质逐渐下降。中国历来是农业大国,大力发展农业也一直是国家的基本国策之一,近年来,通过国家的重点扶持和广大农民朋友的不懈努力,在农业上取得了非常显著的发展。然而,近年来,随着全球变暖的原因,对农作物的正常生长影响很大,让人们不得不重视起来。本文围绕河南农作进行分析与讨论,研究高温胁迫对小麦耐热性的影响,探讨小麦耐热的生理机

关键词：小麦麦类作物热激蛋白基因高温胁迫

大黄鱼(Pseudosciaena crocea)热激蛋白的基因克隆、原核表达及抗血清的制备

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海洋与湖沼 2006年第4期37卷 337-341页

作者：张祖兴李明云陈炯邬勇宁波大学生命科学与生物工程学院宁波315211 浙江省农业科学院病毒学与生物技术研究所杭州310021

应用trizol裂解法提取象山港网箱养殖大黄鱼肝脏总RNA,采用RTPCR获得大黄鱼cDNA;通过设计特异引物进行PCR扩增,将PCR产物转化到质粒并直接测序,得到1.7kb的目的基因;同时将此目的基因连接到表达质粒pSBET中,在大肠杆菌BL21中进行诱导表... 详细信息

应用trizol裂解法提取象山港网箱养殖大黄鱼肝脏总RNA,采用RTPCR获得大黄鱼cDNA;通过设计特异引物进行PCR扩增,将PCR产物转化到质粒并直接测序,得到1.7kb的目的基因;同时将此目的基因连接到表达质粒pSBET中,在大肠杆菌BL21中进行诱导表达以及表达产物的分析。克隆基因的表达产物经SDSPAGE分析表明,HSP基因的蛋白分子量为60kDa左右,与阅读框的编码大小一致;表达蛋白经纯化后免疫小鼠制备抗血清。Westernblotting检测结果表明,制备的抗血清与HSP蛋白起较强的特异性反应。HSP基因的系统进化分析表明,大黄鱼与非洲爪蟾最为接近,从侧面印证了脊椎动物中两栖纲动物与鱼纲动物的亲源关系。通过大黄鱼HSP基因的提取和分析,可为以后制备出核酸探针、筛选和克隆出一批具有优良性状的基因、构建基因文库等研究工作奠定基础。

关键词：大黄鱼热激蛋白基因原核表达抗血清