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楸树逆境胁迫下的实时荧光定量PCR内参基因筛选

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分子植物育种 2024年第21期 7092-7101页

作者：尹飞飞王佳慧杨洋梁宏伟陈发菊刘文三峡大学生物技术研究中心三峡区域植物遗传与种质创新重点实验室

楸树是中国特有的珍贵树种，具有较高的材用、药用及观赏价值，但在其功能基因方面的研究报道较少。为使后续楸树相关功能基因在表达分析的定量实验结果有更加准确的参照，需要筛选表达稳定性高的基因作为内参基因。本研究数据采用楸树... 详细信息

楸树是中国特有的珍贵树种，具有较高的材用、药用及观赏价值，但在其功能基因方面的研究报道较少。为使后续楸树相关功能基因在表达分析的定量实验结果有更加准确的参照，需要筛选表达稳定性高的基因作为内参基因。本研究数据采用楸树二代转录组测序，CYP40-1、CYP40-2、EF1A、EF1B、MDH、PP2A、TUBA、TUBB、UBC2和H3-1共10个内参基因初步筛选为候选内参基因。对楸树组培苗进行低温、高温、干旱及高盐胁迫处理后，利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术检测上述候选内参基因的表达变化情况，并利用geNorm、Normfinder和BestKeeper 3个分析软件综合评估了这些内参基因的稳定性。结果表明，4℃、37℃、300 mmol/L甘露醇和100 mmol/L NaCl处理下表达量最稳定的内参基因分别为UBC2、CYP40-2、PP2A和CYP40-1。本研究所筛选到的表达稳定的内参基因及设计的特异引物为后续楸树抗逆相关基因表达分析提供了理论基础。

关键词：楸树内参基因实时荧光定量PCR 表达稳定性

薰衣草非特异性脂质转移蛋白基因nsLTP2-1和nsLTP2-2的克隆与功能分析

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植物遗传资源学报 2024年第5期25卷 834-843页

作者：张夏夏陈凌娜杨扬赵旌汝陈永坤新疆师范大学生命科学学院/新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室/干旱区植物逆境生物学实验室乌鲁木齐830054

非特异性脂质转移蛋白(nsLTP,non-specific lipid transfer proteins)在植物脂质转运和分泌中发挥重要作用。本研究从薰衣草(Lavandula angustifolia)中克隆到2个II型nsLTP基因,命名为nsLTP2-1和nsLTP2-2,并对其进行功能分析。生信分析表明,nsLTP2-1和ns LTP2-2分别编码119个和117个氨基酸,具有脂转移蛋白(LTP,lipid transfer proteins)保守结构域和8个高度保守的半胱氨酸残基;系统进化分析显示它们处于两个分支,与同科的紫苏(Perilla frutescens)相似性最高。基因表达分析显示2个基因均在花蕾中高表达,在叶片、茎和花瓣中几乎不表达,在花萼中的表达存在差异,nsLTP2-1和nsLTP2-2分别在成熟花萼和幼嫩花萼中表达量更高;2个基因在花蕾和叶片中的表达均受到强光诱导,且在花蕾中的表达均受脱落酸诱导,而叶片中nsLTP2-1和nsLTP2-2的表达分别受茉莉酸甲酯和乙烯诱导。亚细胞定位显示2个nsLTPs均定位在细胞膜和细胞壁上,可能与次生代谢物的转运有关。过表达nsLTP2-1和nsLTP2-2烟草叶片经尼罗红染色后,经485~543 nm激发光激发,叶片腺毛头部的荧光显示多于野生型,说明本研究中的nsLTPs可能在脂类的合成和转运中起重要作用。这些结果为明确薰衣草脂转移蛋白在脂类及萜类转运中的功能研究提供了参考。

关键词：薰衣草非特异性脂质转移蛋白激素处理非生物胁迫基因表达亚细胞定位尼罗红染色

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扭果花旗杆组织培养与再生体系的建立

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 73-82页

作者：胡尔西旦·吐尔逊刘欣欣谷玉风陈永坤葛风伟新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室/干旱区植物逆境生物学实验室新疆乌鲁木齐830054

【目的】以扭果花旗杆(Dontostemon elegans)根和下胚轴为外植体,建立扭果花旗杆组织培养体系,为后续遗传转化体系的建立提供技术基础。【方法】以MS培养基为基础培养基,利用萘乙酸(NAA)探究根和下胚轴直接诱导不定芽情况,利用2,4-二氯... 详细信息

【目的】以扭果花旗杆(Dontostemon elegans)根和下胚轴为外植体,建立扭果花旗杆组织培养体系,为后续遗传转化体系的建立提供技术基础。【方法】以MS培养基为基础培养基,利用萘乙酸(NAA)探究根和下胚轴直接诱导不定芽情况,利用2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、NAA、苯基噻二唑基脲(TDZ)、吲哚丁酸(IBA)进行愈伤组织诱导及分化和不定芽生根试验,统计愈伤组织诱导及分化和不定芽生根情况,确定扭果花旗杆组培体系最佳培养基类型。【结果】(1)由根和下胚轴直接诱导不定芽的最适培养基分别为MS+0.3 mg/L NAA和MS+0.6 mg/L NAA,直接诱导不定芽的最佳外植体为根。(2)扭果花旗杆根和下胚轴都能诱导愈伤组织,其中根系诱导愈伤组织速度最快且状态最佳,其次为下胚轴。根系愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,诱导率可达100.00%;下胚轴愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+0.3 mg/L 2,4-D+1.5 mg/L 6-BA+1.5 mg/L NAA,诱导率可达100.00%。(3)根系和下胚轴的最佳愈伤组织分化培养基均为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.3 mg/L NAA,分化率分别为100.00%和86.66%。(4)最佳生根培养基为MS+0.5 mg/L IBA,生根率可达50%以上。(5)将组培苗移至土壤后,在光照培养室培养15 d,其存活率可达83.33%。【结论】建立的扭果花旗杆组培体系可获得与实生苗形态一致的组培苗,为扭果花旗杆遗传转化体系的建立奠定了技术基础。

关键词：扭果花旗杆组织培养愈伤组织植株再生

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敲减SMARCA4通过抑制胆固醇合成导致HT1080细胞铁死亡

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中国病理生理杂志 2024年第3期40卷 420-430页

作者：张戎金蕾邱泽宇葛远龙鞠振宇伍姝暨南大学教育部再生医学重点实验室衰老与再生医学研究院生命科学与技术学院广东广州510632 香港大学李嘉诚医学院生物医学学院中国香港999077 暨南大学暨赛国际-暨南大学联合研发中心广东广州510632

目的:探讨SMARCA4(SWI/SNF-related,matrix-associated,actin-dependent regulator of chromatin,subfamily A,member 4)在铁死亡中的作用和分子机制。方法:(1)培养人纤维肉瘤细胞系HT1080,设置对照[二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)]组和不同浓度(31.25、62.5和125 nmol/L)Ras选择性致死小分子3(Ras-selec‐tive lethal small molecule 3,RSL3;铁死亡诱导剂)处理组,每组3个复孔;利用Western blot检测细胞中SMARCA4蛋白水平。(2)利用2条小干扰RNA敲减HT1080细胞的SMARCA4基因,并将细胞分为阴性对照组和SMARCA4基因敲减(siSMARCA4-1和siSMARCA4-2)组,每组3个复孔;利用Western blot检测3组细胞中SMARCA4蛋白水平;利用高内涵细胞成像分析系统检测DMSO、坏死抑素2外消旋体(necrostatin 2 racemate,Nec-1s;坏死性凋亡抑制剂)、N-苯甲基氧化碳酰-缬氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-氯化丙酮[Z-VAD(OMe)-FMK,Z-VAD;广谱caspase抑制剂/凋亡阻断剂]和铁抑素1(ferrostatin-1,Fer-1;铁死亡抑制剂)处理后3组细胞的存活率;利用RT-qPCR和流式细胞术检测3组细胞的铁死亡指标:前列腺素内过氧化物合成酶2(prostaglandin-endoperoxide synthase 2,PTGS2)基因转录、脂质过氧化、总活性氧(reactive oxygen species,ROS)、不稳定铁池(labile iron pool,LIP)和谷胱甘肽;利用RT-qPCR检测3组细胞中铁代谢基因、调控铁死亡的ROS调节基因和胆固醇合成关键基因的转录水平;利用高内涵细胞成像分析系统检测胆固醇处理后3组细胞的存活率。(3)对已发表的在线数据进行共同差异基因分析和基因本体论(gene on‐tology,GO)富集分析。结果:(1)RSL3处理降低SMARCA4蛋白水平(P<0.05)。(2)敲减SMARCA4导致细胞铁死亡。(3)敲减SMARCA4不通过影响LIP或调控铁死亡的ROS调节基因的转录水平而导致铁死亡。(4)敲减SMARCA4影响细胞膜、脂筏相关通路和胆固醇合成;(5)补充胆固醇可以挽救敲减SMARCA4导致的铁死亡(P<0.01)。结论:铁死亡诱导剂RSL3处理降低人纤维肉瘤HT1080细胞中的SMARCA4蛋白水平,且敲减SMARCA4通过抑制胆固醇合成导致HT1080细胞铁死亡。

关键词： SMARCA4基因纤维肉瘤铁死亡脂质过氧化胆固醇

广东新丰江水库极端旱情期浮游藻类功能群特征及与环境因子的关系

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湖泊科学 2024年第2期36卷 416-429页

作者：张辉彭宇琼邹贤妮张婷婷廖志惠林小平乔永民陈瑞广东省河源生态环境监测站河源517000 暨南大学水生生物研究所广州510632

为了解极端旱情对新丰江水库的浮游植物功能群(functional group)的演替规律及驱动机制,在干旱期以月为频次开展浮游植物和水质调查。结果表明,水库旱情期(2021年)浮游植物功能群可归类为23个,其中功能群A/E/F/J/K/L_(o)/M/MP/NA/P/SN/T... 详细信息

为了解极端旱情对新丰江水库的浮游植物功能群(functional group)的演替规律及驱动机制,在干旱期以月为频次开展浮游植物和水质调查。结果表明,水库旱情期(2021年)浮游植物功能群可归类为23个,其中功能群A/E/F/J/K/L_(o)/M/MP/NA/P/SN/TB/X1/X2/X3/Y频率较高,且A/E/F/J/L_(o)/MP/P/X3/Y为优势功能群,水库功能群变化趋势为A/E/MP/P/X3(1月)→E/L_(o)/MP(2月)→A/E/L_(o)(3月)→A/E/L_(o)(4月)→A/L_(o)(5月)→A/L_(o)/Y(6月)→A/F/L_(o)/MP/Y(7月)→A/F/L_(o)/Y(8月)→A/F/L_(o)(9月)→A/F/L_(o)/MP(10月)→A/E/F/L_(o)/MP/Y(11月)→A/E/L_(o)(12月)。适应贫营养生境的功能群A/E/L_(o)/Y等为旱情期藻类群落结构的主体优势类群。相关分析(Spearman)和冗余分析(RDA)结果表明,旱情期影响水库浮游植物功能群组成的主要驱动因子是水温和透明度。水库月度生态状态指数(Q)值范围为4.07~4.87,达到极好水平,说明旱情对新丰江水库浮游植物群落结构影响相对较弱。

关键词：新丰江水库极端旱情功能群环境因子

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近10年光合作用领域若干重要研究进展

植物生理学报 2024年第2期60卷 211-247页

作者：杨文强林荣呈端木德强李磊卢从明欧阳敏王文达孙韬田利金王柏臣朱新广中国科学院植物研究所光生物学重点实验室北京100093 华中农业大学生命科学技术学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070 南开大学生命科学学院天津300071 山东农业大学生命科学学院小麦育种全国重点实验室山东泰安271018 华中农业大学生命科学技术学院作物遗传改良全国重点实验室武汉430070 天津大学生物安全战略研究中心天津300072 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合... 详细信息

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合色素合成与叶绿体反向信号、光保护与环境适应、光合作用与农业、光合作用与合成生物学和光合产氢与人工光合作用等方向的前沿进展,探讨了未来发展趋势。

关键词：光合作用叶绿体光保护蛋白质量控制碳代谢光反应合成生物学

OsAOS2基因在水稻抗稻瘟病菌和白叶枯病菌中的作用

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福建农林大学学报(自然科学版) 2024年

作者：周永林庄小倩王朝露林巧霞李正康许丹洁陈晓婷福建农林大学生命科学学院生物农药与化学生物学教育部重点实验室福建省教育厅植物微生物互作重点实验室

【目的】研究OsAOS2在水稻抵抗稻瘟病菌和白叶枯病菌中的作用，为水稻抗病育种工作提供依据。【方法】采用同源重组方法和CRISPR-Cas9系统分别构建OsAOS2的过表达载体和敲除载体，遗传转化获得转基因水稻，筛选得到过表达株系（OsAOS2-O... 详细信息

【目的】研究OsAOS2在水稻抵抗稻瘟病菌和白叶枯病菌中的作用，为水稻抗病育种工作提供依据。【方法】采用同源重组方法和CRISPR-Cas9系统分别构建OsAOS2的过表达载体和敲除载体，遗传转化获得转基因水稻，筛选得到过表达株系（OsAOS2-OE）和纯合敲除株系（OsAOS2-KO）。将野生型水稻日本晴（NPB）植株接种稻瘟病菌和白叶枯病菌后，通过qRT-PCR检测OsAOS2表达量的变化情况；将OsAOS2转基因水稻和NPB接种稻瘟病菌和白叶枯病菌后，观察植株表型的变化；在稻瘟病菌侵染下，对OsAOS2转基因水稻和NPB进行抗病相关基因的qRT-PCR分析；在几丁质和flg22诱导下，检测水稻活性氧（ROS）积累情况；同时，分析接种稻瘟病菌24 h后OsAOS2-KO和NPB的转录组数据。【结果】qRT-PCR分析表明，NPB接种稻瘟病菌48 h和白叶枯病菌8 d时，OsAOS2表达量显著上调。对OsAOS2转基因水稻和NPB喷雾接种稻瘟病菌7 d后，NPB病斑面积显著大于OsAOS2-OE且小于OsAOS2-KO；剪叶法接种白叶枯病菌14 d后，NPB病斑面积显著小于OsAOS2-KO。对OsAOS2转基因水稻接种稻瘟病菌后，抗病相关基因OsPBZ1、OsPR1a、OsPAL1、OsLOX5在OsAOS2-OE中的表达量显著上调。在几丁质和flg22诱导下，OsAOS2-KO中的ROS的积累量显著低于NPB，但是起峰时间比野生型有所提前。转录组数据分析表明，上调基因和下调基因分别有1605个和1151个。上调差异基因主要富集在金属离子结合和核糖体通路中，下调差异基因主要富集在翻译通路和细胞外区域。韦恩图显示，52个基因在NPB中受稻瘟病菌诱导，但在OsAOS2-KO中受到抑制；11个基因在NPB中受抑制，但在OsAOS2-KO中受诱导。对这63个表达模式相反的差异基因进行GO和KEGG分析发现，参与应激反应和植物激素信号转导通路的基因数最多。【结论】稻瘟病菌和白叶枯病菌可以诱导OsAOS2的表达，OsAOS2通过病原菌分子模式触发的免疫（PTI）途径和茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）介导的抗病反应正调控水稻对稻瘟病菌的抗性，同时，OsAOS2在水稻抵御白叶枯病菌中起重要作用。

关键词： OsAOS2 茉莉酸抗病性稻瘟病白叶枯病转录组分析

盐肤木APETALA3/DEFICIENS同源基因的克隆与功能分析

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植物学报 2024年第4期59卷 533-543页

作者：顾磊张棋张霞杨冰冰王芳岚刘文陈发菊三峡大学生物技术研究中心三峡区域植物遗传与种质创新重点实验室(三峡大学)宜昌443002

AP3/DEF(APETALA3/DEFICIENS)基因为MADS-box基因家族的B类基因,在花发育过程中主要参与调控花瓣和雄蕊发育。对盐肤木(Rhus chinensis)AP3/DEF同源基因进行克隆及功能分析,有助于探究其在盐肤木雄蕊发育过程中的作用。采用RT-PCR技术... 详细信息

AP3/DEF(APETALA3/DEFICIENS)基因为MADS-box基因家族的B类基因,在花发育过程中主要参与调控花瓣和雄蕊发育。对盐肤木(Rhus chinensis)AP3/DEF同源基因进行克隆及功能分析,有助于探究其在盐肤木雄蕊发育过程中的作用。采用RT-PCR技术获得盐肤木AP3/DEF同源基因CDS;利用NCBI CD Search对其序列和结构域进行比较分析;利用酵母双杂交系统,对AP3/DEF同源蛋白与盐肤木中其它MADS-box转录因子进行蛋白互作验证;通过实时荧光定量PCR分析盐肤木AP3/DEF同源基因的时空表达模式;用过表达拟南芥(Arabidopsisthaliana)验证盐肤木AP3/DEF同源基因在花器官发育中的功能。结果表明,克隆得到2个盐肤木AP3/DEF同源基因分别命名为RcAP3(GenBank:OR962160)和RcTM6(GenBank:OR962159),根据其氨基酸保守结构域比对及系统进化分析,发现这2个蛋白序列与漆树科的芒果(Mangifera indica)和阿月浑子(Pistacia vera)AP3/DEF同源蛋白亲缘关系最近。酵母双杂交结果表明,RcAP3和Rc TM6与盐肤木B类蛋白RcPI、C类蛋白RcAG和Rcag存在互作关系,但与A类和E类蛋白不存在互作关系。实时荧光定量PCR分析结果显示,RcAP3和RcTM6基因在不同性别盐肤木花芽快速发育期高表达,在花芽发育早期和开花后表达水平较低;RcAP3在雌花、雄花和两性花的花芽分化过程中均维持较高的表达水平,而RcTM6在两性花中显著表达,在雄花和雌花中表达量很低。两性花快速生长期,RcAP3在花瓣和雄蕊中高表达且差异很小,而RcTM6在雄蕊中的表达量显著高于其它花器官。RcAP3基因能恢复拟南芥ap3-3突变体花瓣和雄蕊的缺陷表型,RcTM6过表达则导致拟南芥花瓣、雄蕊和子房缩短,花药败育,表明盐肤木中同属AP3/DEF亚家族的同源基因RcAP3和RcTM6存在功能分化。RcAP3促进花瓣和雄蕊发育,而RcTM6抑制雄蕊发育。研究结果为进一步研究盐肤木性别分化的分子机制奠定了基础。

关键词：盐肤木 RcAP3 RcTM6 表达模式功能分析

佛手和山金柑果形相关基因CRC的TRV-VIGS体系的构建研究

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园艺学报 2024年第4期51卷 715-726页

作者：尉俊海吴中原王小青梅煜琳陈文荣廖芳蕾郭卫东浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 浙江省特色经济植物生物技术研究重点实验室浙江金华321004

以芸香科的佛手(Citrus medica *** Swingle)和山金柑(Fortunella hindsii Swingle)花期叶片为材料,以果实发育相关的CRC基因为对象,利用烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)研究构建病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术体系,为基因功能研究提供有效简便的方法。待沉默的佛手植株剪枝、抹除花芽后,将CRC基因的沉默载体两次注射于佛手和山金柑的顶部叶片,注射间隔15~30 d。在注射后25~115 d内,佛手新生叶、新生花、果中的CmsCRC表达量均显著下调,且沉默植株的果形聚拢,果实指状结构数增加。CRC基因在佛手中的沉默有效时间是侵染后25~115 d,而在山金柑中沉默有效时间是25~105 d。

关键词： VIGS 佛手山金柑 CRC 果形