国家自然科学基金(31260358)
- 作品数：17 被引量：53H指数：4
- 相关作者：张薇李潇玲张析李会会柴蒙亮更多>>
- 相关机构：石河子大学新疆农垦科学院新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：农业科学生物学更多>>
- 应用Solexa测序技术分析棉花不同抗病品种的数字表达谱被引量：6
- 2015年
- 棉花枯萎病是一种危害严重的世界性病害,构建棉花枯萎病不同抗病品种的基因表达谱将为进一步研究棉花抗枯萎病的分子调控机制及筛选抗枯萎病相关基因奠定基础。本研究选用高抗枯萎病的陆地棉品种中棉所12和高感枯萎病的陆地棉品种新陆早7号为材料,利用Solexa高通量测序技术分析棉花幼苗根部组织中的基因表达情况。Solexa高通量测序后构建了多达350万个reads的标签文库,根据已知序列信息,显著差异表达基因1 080个,其中上调基因302个,下调基因778个。基因功能分析表明,已注释的显著差异表达基因可划分为分子功能、生物过程和细胞组件3个功能注释本体,并进一步细分为37个功能类别。鉴定出112条代谢通路,注释了1 238个显著差异表达基因,共涉及氨基酸代谢、多糖的生物合成和代谢、脂类代谢、能量代谢及信号转导等方面。在植物激素信号转导通路分析中,涉及到26个已知功能基因,4个基因编码AP2/ERF转录因子,4个基因与LRR类受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶或蛋白激酶有关,5个基因与蛋白磷酸酶2C有关,而这些基因都参与植物的抗病反应。随机抽取5个基因进行实时荧光定量PCR验证,其结果与测序结果一致。本研究初步揭示了棉花枯萎病抗感品种在转录组水平上的表达差异,获得了大量差异表达基因。
- 韩泽刚赵曾强何兰兰柴蒙亮李会会张薇
- 关键词：陆地棉枯萎病基因表达谱
- 棉花GhTGA1与GhTGA9.2基因克隆及表达特征分析被引量：4
- 2018年
- 为了揭示棉花GhTGA1与GhTGA9. 2基因的生物学功能,利用RT-PCR技术,从抗枯萎病棉花品种中棉所12号中克隆了TGA转录因子基因GhTGA1与GhTGA9. 2。生物信息学分析表明,2个基因开放阅读框(ORF)长分别为1 281,1461 bp,分别编码405,486个氨基酸。序列分析表明,2个基因均含有b ZIP和DOG1结构域,属于b ZIP亚家族TGA转录因子基因。利用实时荧光定量(qRT-PCR)技术进行表达特征分析表明,GhTGA1基因能被枯萎病菌、乙烯(ET)、茉莉酸(JA)诱导上调表达,水杨酸(SA)诱导后,在各处理时间点,该基因表达量均低于Mock,以上结果表明,GhTGA1基因可能通过参与乙烯(ET)和茉莉酸(JA)信号通路调控棉花对枯萎病的抗性;枯萎病处理后,GhTGA9. 2基因在各时间点表达量均低于Mock,呈下调表达,但能被激素(ET、JA、SA)诱导上调表达。结果表明,GhTGA9. 2基因可能通过激素(ET、JA、SA)途径参与胁迫应答,通过对GhTGA1与GhTGA9. 2基因表达特征分析为后续研究提供基础。
- 赵曾强李潇玲张析张薇练文明
- 关键词：棉花
- 棉花抗枯萎病相关基因GhERF5-4D的克隆及功能分析被引量：3
- 2022年
- 研究陆地棉ERF(ethylene-responsive factor)转录因子基因GhERF5-4D在棉花抗枯萎病中的作用,为棉花抗病分子机制及棉花抗病育种研究奠定基础。以枯萎病菌诱导棉花根部基因表达谱中的差异表达基因为探针,结合棉花全基因组数据库获得1个ERF转录因子基因GhERF5-4D,并进一步利用实时荧光定量(qRT-PCR)技术和病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术研究枯萎病菌胁迫和激素处理后基因GhERF5-4D的表达特征及其在棉花抗病过程中的作用。结果表明,GhERF5-4D(GenBank:MF093148)位于陆地棉D07染色体上,开放阅读框(open reading frame,ORF)为663 bp,编码220个氨基酸,仅含1个AP2结构域且无内含子,属于ERF亚族。该基因的表达特征在棉花抗感枯萎病品种及不同激素胁迫处理中存在显著差异,其在抗病品种中为上调表达,在感病品种中为下调表达;乙烯、茉莉酸甲酯处理后,该基因上调表达,而水杨酸处理后则下调表达。GhERF5-4D基因沉默后并进行枯萎病菌接种实验,结果表明,与对照相比,沉默株系更感病。对下游抗病相关防卫基因表达特征进行分析,发现PR2、PR4、PR5、NPR1、ERF1相对表达量均低于对照,而WRKY70相对表达量高于对照。GhERF5-4D能够响应枯萎病菌胁迫,并通过参与乙烯、茉莉酸途径调控下游相关抗病防卫基因提高棉花对枯萎病抗性。
- 赵曾强郭文婷张析李潇玲张薇
- 关键词：棉花枯萎病菌ERF转录因子
- 棉花抗枯萎病相关基因GhWRKY48的克隆及表达分析被引量：1
- 2021年
- 棉花枯萎病是影响棉花产量和品质的最重要病害,WRKY转录因子在植物抗病中扮演重要角色。本实验以高抗枯萎病的陆地棉‘中棉所12’为实验材料,以枯萎病菌诱导棉花根部基因表达谱中筛选得到WRKY基因片段为探针,从陆地棉‘中棉所12’根部c DNA中克隆WRKY转录因子基因。通过多序列比对分析发现该基因属于第Ⅱ类WRKY转录因子家族,将该基因命名为GhWRKY48。GhWRKY48基因的序列分析发现,cDNA全长为1074个核苷酸,编码了357个氨基酸,蛋白分子量为3.94 kD,脂肪指数为56.86,等电点6.20,含有1个WRKY结构域及1个C2H2型锌指属于疏水蛋白。基因的蛋白二级结构包括延伸链、α螺旋和无规则卷曲。通过RT-qPCR的结果发现,枯萎病菌处理后,GhWRKY48的基因表达量显著低于对照组,预测该基因可能参与棉花抗枯萎病反应体系。本研究结果为棉花抗枯萎病提供一定的研究思路与途径。
- 明聪赵龙飞刘戈辉张薇
- 关键词：基因克隆枯萎病WRKY转录因子实时荧光定量PCR
- 棉花GhWRKY106-1的克隆与表达分析被引量：1
- 2015年
- 为了研究WRKY转录因子对棉花抗枯萎病的作用机理,发掘抗枯萎病基因资源,本实验以枯萎病菌诱导棉花根部基因表达谱中筛选出的WRKY基因片段为探针,利用电子克隆结合RT-PCR技术,从陆地棉"中棉所12"根部c DNA克隆得到一个WRKY基因,命名为Gh WRKY106-1(登录号:KP202869)。序列分析表明,该基因开放阅读框全长918 bp,编码306个氨基酸,含有1个WRKY结构域和一个典型的C2HC锌指结构,属于典型的第Ⅲ类WRKY家族转录因子。q RT-PCR检测该基因在"中棉所12号"中的表达特性结果分析表明:枯萎病菌诱导后,该基因的表达量表现出先升高后降低的趋势,并且在处理后3 h基因的表达量达到最大。激素处理:茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)和乙烯(ET)胁迫后Gh WRKY106-1基因表达量均发生变化,其中茉莉酸在处理后4 h基因的表达量达到最大,而水杨酸和乙烯诱导响应最强烈的时间均在3 h;并且水杨酸诱导Gh WRKY106-1基因的表达较茉莉酸强烈,而乙烯的表达量在处理前期又明显高于水杨酸和茉莉酸,因此推测该基因在棉花对枯萎菌的抗性反应中起着一定作用,可为今后棉花抗枯萎病研究提供依据。
- 李会会赵曾强韩泽刚张析李潇玲张薇
- 关键词：陆地棉基因克隆WRKY转录因子基因表达
- 棉花GhERF14基因在拟南芥中的功能验证
- 2020年
- 随着分子生物学的不断发展,在模式植物拟南芥中初步探索分析基因功能的方法日渐成熟.为了探索棉花GhERF14基因的功能,构建过表达载体,通过转基因技术转入拟南芥中,通过筛选纯化获得纯合体转基因植株,观察表型,发现GhERF14基因对拟南芥的生长状况有一定的抑制作用,初步分析基因的功能为后续研究奠定一定的基础.
- 赵龙飞袁玥明聪王晓丹张薇
- 关键词：拟南芥
- 陆地棉(Gossypium hirsutum L.)GhWRKY75的克隆及表达载体构建
- 2018年
- 目的从棉花抗病品种中克隆WKKY转录因子基因,为棉花抗枯萎病分子育种提供重要的基因资源。方法以枯萎病菌诱导后棉花基因表达谱中差异表达的WRKY基因片段为探针序列,以陆地棉的抗枯萎病品种'中棉所12'的根部c DNA为模板。运用电子拼接及RT-PCR技术,克隆得到一个新的基因,将该基因命名为GhWRKY75(登录号:MH138002)。结果序列分析发现,GhWRKY75基因开放阅读框全长为513bp,编码一个含170个氨基酸残基的蛋白,具有1个WRKY结构域及1个典型的C2H2型锌指结构,属于第Ⅱ类WRKY转录因子家族。该基因编码蛋白分子量为19.51kd,等电点为9.30,脂肪指数为60.12,属于疏水性蛋白,基因的蛋白二级结构由α螺旋、延伸链和无规则卷曲组成。同源基因进化树分析表明该基因与雷蒙德氏棉亲缘关系最近。结论:从棉花中克隆得到一个新的GhWRKY75基因,构建了该基因的植物过表达载体,为进一步研究该基因功能奠定了基础。
- 张鹏飞刘戈辉郭文婷张薇
- 关键词：陆地棉基因克隆WRKY转录因子
- 枯萎病菌诱导感、抗陆地棉品种的基因表达谱分析被引量：4
- 2015年
- 选用陆地棉抗枯萎病品种中棉所12和感枯萎病品种新陆早7号,利用Solexa高通量测序技术分析棉花幼苗受到枯萎病菌侵染后3 h和6 h根部组织的基因表达谱。中棉所12受病菌侵染后3 h与0 h相比,6 h与0 h相比以及6 h与3 h相比,分别鉴定出4447、5481和2559个差异表达基因;新陆早7号分别鉴定出8615、6727和2078个差异表达基因;2个品种比较,在3 h和6 h分别鉴定出1879个和500个差异表达基因。基因功能分析表明,差异表达基因划分为生物学过程、细胞组分和分子功能注释本体,并进一步细分为48个功能类别。代谢通路分析显示,中棉所12和新陆早7号在枯萎病菌侵染后的6 h与0 h相比鉴定出的代谢通路(Pathway)最多,均有126条;在枯萎病菌侵染后6 h,2个品种相比鉴定出的代谢通路最少,仅有89条。各个比对组的代谢通路涉及的基因可被划分为次生代谢产物的生物合成、多糖的生物合成和代谢、环境适应和免疫系统等13类。在环境适应和免疫系统分类中存在着植物与病原菌相互作用代谢通路,涉及到996个已知功能的差异表达基因,有444个基因上调表达,552个基因下调表达。其中,差异表达基因最多的是WRKY转录因子家族基因,其次为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因,而DNA损伤修复/耐受性蛋白,JAZ1、RAR1和RPM1互作蛋白,S位点的特异性糖蛋白S6前体以及钙牵引蛋白等6类基因参与该代谢通路的数目最少。最后随机抽取6个基因进行实时荧光定量PCR验证,其结果与测序结果一致。
- 韩泽刚赵曾强李会会张析李潇玲张薇
- 关键词：陆地棉枯萎病基因表达谱
- GhWRKY44基因在烟草中遗传转化及功能分析被引量：5
- 2016年
- 为了进一步验证GhWRKY44(登录号:KJ801807)基因在烟草异位表达后的功能,构建了Ca MV35S启动子调控、Nos为终止子的棉花抗枯萎病相关基因(GhWRKY44)的过表达载体;电击法将其导入农杆菌GV3101,菌液PCR筛选鉴定阳性菌株,采用农杆菌介导法转化烟草;T0转化植株经卡那霉素筛选、PCR检测后,随机从转基因T0中选取5株进行RT-PCR检测,均为阳性株,说明GhWRKY44基因不仅整合到烟草基因组中而且还能正常转录。对过表达GhWRKY44基因的转基因烟草T1株系进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析。结果表明,在正常生长情况下,PR5和NPR1的表达量在转GhWRKY44株系中明显增加,枯萎病菌侵染后,在转GhWRKY44株系中,PR1a、PR2和NPR1的表达量迅速增加,明显高于野生型株系,而PR5的表达量则低于野生型株系,说明该目的基因能在烟草中异位表达并能激活病程相关蛋白基因的表达,但其功能仍需进一步研究。
- 赵曾强韩泽刚李会会李潇玲张析张薇
- 关键词：烟草病程相关蛋白基因
- 棉花AP2/ERF-B3亚组转录因子基因GhERF14的克隆与表达分析被引量：2
- 2022年
- 为了探究GhERF14基因在抗棉花枯萎病中的调控作用,利用RT-PCR技术从陆地棉‘中棉所12’中克隆一个新的AP2/ERF转录因子基因GhERF14,并对其表达量和生物信息学进行了分析。结果表明,GhERF14无内含子,开放阅读框(ORF)为414 bp,编码137个氨基酸,分子式为C_(663)H_(1027)N_(199)O_(216)S_(4)。亚细胞定位预测编码的Gh ERF14蛋白主要分布在细胞核中。GhERF14蛋白含有3个信号肽,无跨膜结构,属于亲水蛋白;含有1个保守的AP2结构域,属于B3亚组;预测GhERF14基因启动子区域有乙烯(ET)响应元件、脱落酸(ABA)响应元件、伤口响应以及生物胁迫响应元件等。组织特异性分析显示该基因在茎部表达量最高,其次是根,最后是叶和茎尖。枯萎病菌(Fusarium oxysporum)和激素处理发现,该基因受枯萎病菌诱导后,呈先增加后降低再升高的动态变化趋势,并且在6 h达到最高。ET、JA、SA三种激素诱导后,该基因相对表达量均呈上调表达趋势,推测该基因可能通过乙烯(ET)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)信号通路参与棉花对枯萎病的胁迫应答,以上结果为后续进一步研究该基因功能奠定基础。
- 赵龙飞明聪张中荣袁玥刘戈辉张薇
- 关键词：棉花基因克隆枯萎病
