利用寡核苷酸芯片进行拟南芥SO2胁迫基因表达谱分析

运用拟南芥寡核苷酸芯片ATH1,分析SO2胁迫对拟南芥基因表达谱的影响.在22 810个探针中共检出30 mg*m-3SO2胁迫组与对照组间表达改变1倍以上的基因494个,其中上调220个,下调表达274个,主要涉及与细胞代谢(189个)、结合(177个)、转录调控(74个)、结构分子(55个)、信号转导(53个)、物质运输(39个)等功能相关的基因.胁迫组中与细胞防御相关的基因,包括防御酶基因、病程相关蛋白PRs和细胞壁防御相关基因等表达上调.结果表明,SO2胁迫时植物细胞能够通过对基因转录的调控,从分子水平上改变细胞的生理过程,提高植株对逆境的适应性.     

水稻基因表达谱分析寡核苷酸芯片制备的研究

 首先有目的地搜集了50个水稻花序相关基因,进行了探针的设计、筛选及合成纯化,用点样仪以微阵列的形式将其点于醛基化的玻璃片上;将3个不同生长阶段的水稻花序材料的总RNA经荧光标记反转录后与寡核苷酸芯片进行杂交.用ScanArray3000对获得的表达谱进行扫描分析显示,芯片图像背景均匀,信号清晰.用ImaGene4.0软件对表达谱分析表明,候选基因在水稻花序3个不同发育阶段的材料中,表达水平有显著差异.为进一步进行水稻寡核苷酸芯片的制备及应用奠定了基础.     

利用大麦寡核苷酸芯片分析小麦种间杂交种与亲本之问根系基因表达谱

大量报道表明，杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关．为了深入研究小麦杂种优势形成机理，分析了小麦种间杂交种3338／2463在分蘖盛期地上部以及9个根系性状的杂种优势．结果表明总根长、根表面积、根体积、根干重和叶干重等5个性状表现明显的杂种优势．在测定小麦种间杂交种3338／2463根系性状杂种优势基础上，利用大麦寡聚核苷酸芯片，研究了上述杂交种与其亲本之间根系基因差异表达．结果发现，有1187个基因在杂种与亲本之间存在表达差异．差异表达模式可以分为8种类型，即杂种特异型、杂种沉默型、亲本特异型、亲本沉默型、杂种上调型、杂种下调型、杂种偏高亲和杂种偏低亲．利用半定量RT—PCR技术对14个差异表达基因的表达模式进行验证，发现9（64．29％）个基因与芯片的表达类型完全一致．利用GeneOntology分析对差异表达的基因进行分类，表明差异表达基因涉及植物生长代谢的各个过程．将差异表达基因进行电子定位分析，发现差异表达基因散布在小麦的各条染色体的Bin上，分布在第一到第七部分同源群上的差异表达ESTs分别为158，148，121，140，132，94，127个．     

利用大麦寡核苷酸芯片分析小麦种间杂交种与亲本之间根系基因表达谱

大量报道表明，杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关.为了深入研究小麦杂种优势形成机理，分析了小麦种间杂交种3338/2463在分蘖盛期地上部以及9个根系性状的杂种优势.结果表明总根长、根表面积、根体积、根干重和叶干重等5个性状表现明显的杂种优势.在测定小麦种间杂交种3338/2463根系性状杂种优势基础上，利用大麦寡聚核苷酸芯片，研究了上述杂交种与其亲本之间根系基因差异表达.结果发现，有1187个基因在杂种与亲本之间存在表达差异.差异表达模式可以分为8种类型，即杂种特异型、杂种沉默型、亲本特异型、亲本沉默型、杂种上调型、杂种下调型、杂种偏高亲和杂种偏低亲.利用半定量RT-PCR技术对14个差异表达基因的表达模式进行验证，发现9（64.29%）个基因与芯片的表达类型完全一致.利用GeneOntology分析对差异表达的基因进行分类，表明差异表达基因涉及植物生长代谢的各个过程.将差异表达基因进行电子定位分析，发现差异表达基因散布在小麦的各条染色体的Bin上，分布在第一到第七部分同源群上的差异表达ESTs分别为158，148，121，140，132，94，127个.     

用基因芯片技术分析干旱胁迫下生殖生长期大麦的基因表达

耐旱性是干旱地区稳定和增加大麦产量的一个关键因素。鉴定出与耐旱性相关的功能基因,一方面可了解大麦的耐旱机理,同时还可以促进利用生物技术来改良大麦的耐旱性。在研究中,2个在耐旱性上具有明显差异的大麦品种Tadmor(耐旱)和WI2291(干旱敏感)被选作材料,采用22000个ESTs(基因表达序列标签)的Affymetrix大麦基因芯片Barley1来分析生殖生长期干旱胁迫下2个大麦材料的差异表达基因。研究结果表明,干旱胁迫下2个大麦材料中有77个共调节基因,其中部分基因已被报道过可能与抗旱性相关。这些基因中已有功能注释的基因按其生物学功能被分为14组,猜测它们是干旱胁迫的响应基因,在抗旱性上可能不起重要作用,或者是必需的但单独不足以提高大麦的抗旱性。进一步比较2个材料差异表达的基因,发现二材料之间有372个受干旱调节基因的差异。这些基因中有功能注释基因的生物学功能中可分为15组,其中一些已被认为与抗旱性相关;而对那些未知功能的基因,推测可能亦在大麦的抗旱性上扮演一定的角色。研究所得结果可为阐述生殖生长期大麦的耐旱性机理提供新的认识。     

外源SNP对铝胁迫下大麦苗期根部生理及DNA损伤的影响

为探讨外源SNP对铝胁迫下大麦幼苗根部生理生化指标及DNA损伤的影响,采用含不同浓度SNP的营养液对Z17和GP两个品种的大麦进行水培,通过检测大麦幼苗根中SOD和POD活性、H2 O2和MDA含量及DNA模板变化,分析外源SNP对铝胁迫大麦幼苗的影响.结果表明,外源SNP能使Z17和GP两个品种大麦幼苗中的SOD和P...     

基于基因表达谱芯片杂交分析Lamprey-PHB2转染前后Chang liver细胞的基因表达差异

选取了10个物种与本课题组前期克隆得到的东北七鳃鳗抗增殖蛋白2(Lm-PHB2)进行氨基酸序列相似性对比,检测PHB2基因进化水平,结果表明各物种的PHB2氨基酸序列在PHB结构域处高度保守,但在N-端和C-端氨基酸序列保守性较低.将重组质粒pEGFP-N1-Lm-PHB2瞬时转染入张氏肝(CHL)细胞后,利用基因表达谱芯片技术分析基因的表达差异.结果显示CHL细胞中共有270条显著差异表达基因,其中显著上调基因共141条,显著下调基因共129条,涉及细胞信号转导、细胞周期调节、细胞增殖、细胞代谢和细胞凋亡等多个方面.通过实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)对基因表达谱芯片分析结果进行验证,结果显示转染pEGFP-N1-Lm-PHB2质粒后,细胞周期基因CDC25C、氧化应激相关基因(CAT,SOD,GST)和抗细胞凋亡基因HAX1均有显著性差异.     

小麦苗期盐胁迫72h cDNA文库的构建及质量检测

以98-160盐胁迫72 h叶片的mRNA为起始材料,采用SMART技术构建了一个高质量的cDNA文库,经检测,未扩增文库的滴度为3.44 ×106 pfu/mL,白斑率＞85%,插入片段多数在0.5～1.5kb,有的可以达到2kb,平均长度为800bp.因此,按照此方法构建的是1个高质量的cDNA文库,可有效地用于下一步全长基因的筛选和克隆.     

小麦叶片的电阻抗图谱参数对水分胁迫的响应

电阻抗图谱参数能够反映植物的基本生理信息,通过研究不同品种、生育期和水分胁迫下的小麦叶片,得到胞内电阻、胞外电阻、弛豫时间和弛豫时间分布系数等膜参数的变化特征.通过盆栽实验,测定了分属于旱地、水地和水旱兼用型3个不同抗旱类型的7个品种的小麦叶片在抽穗期、开花期和灌浆期3个生育期,以及适宜水分、中度干旱和严重干旱3个水分条件下的电阻和电抗,应用LEVM软件拟合出相应的电阻抗图谱参数,并分析了参数的变化特征.电阻抗图谱参数与不同小麦品种的抗旱性强弱没有明显的对应关系,水分胁迫使叶片的胞外、胞内电阻和弛豫时间分布系数增大,弛豫时间减小.不同生育期对胞外、胞内电阻和弛豫时间的影响表现为:开花期＞抽穗期＞灌浆期;对弛豫时间分布系数的影响则表现为:开花期＞灌浆期＞抽穗期.电阻抗图谱参数尚不能用于表征小麦品种的抗旱性强弱,但可以提供不同生育期小麦叶片在水分胁迫下细胞膜变化的电学信息.     

盐胁迫对小麦幼苗叶片H2O2产生和抗氧化酶活性的影响

以耐盐性不同的两个小麦品系89122和9614为材料,研究了NaCl处理对其幼苗叶片H2O2、MDA及SOD、CAT和APX等生理指标的影响.NaCl处理后89122和9614小麦幼苗叶片中H2O2的含量都增加.检测MDA含量显示:150 mmol.L-1NaCl处理12 h和24 h,89122小麦叶片MDA含量变化不明显,处理48 h MDA含量与对照比增加约为30%;同样,NaCl处理使9614幼苗叶片内MDA含量增加.150 mmol.L-1NaCl处理后89122小麦叶片SOD活性增加;而9614小麦叶片SOD的活性与对照比变化不明显.盐处理的早期89122小麦叶片的CAT活性变化不明显,处理48 h后活性比对照增加约20%;而盐处理使9614小麦的CAT活性明显下降.150 mmol.L-1NaCl处理12,24,48 h使89122叶片APX活性分别增加为对照的135%、133%和119%,而9614小麦叶片中APX活性分别降为对照的73%、70%和71%.实验结果表明:NaCl处理使89122和9614小麦叶片中H2O2、MAD含量增加,但89122小麦增加的幅度明显小于9614小麦.此外,盐胁迫使89122小麦叶片的SOD、CAT和APX活性增加;但9614小麦SOD活性变化不明显,而CAT和APX活性明显抑制.     

渗透胁迫和水淹对不同抗旱性小麦品种幼苗叶片多胺含量的影响

在根际渗透胁迫和离体叶片水淹条件下处理抗旱性小麦品种（旱选4号）和不抗旱性小麦品种（陇春10号）幼苗,结果表明：叶片中Put累积远大于Spd和Cad的含量．渗透胁迫下,旱选4号Put累积量大于陇春10号;而水淹时,两者Put相差不大,表明两种不同胁迫对不同小麦品种Put的生物合成和降解具有不问的作用．不同程度渗透胁迫的处理结果表明,在轻度胁迫下,多胺含量有较为明显的增加．提示多胺在胁迫防御反应中可能起第二信使或生长调节物质的作用．     

Trxs基因对铝胁迫下转基因大麦幼苗叶片抗氧化酶的影响

以过量表达硫氧还蛋白S基因(Trxs)的转基因大麦为材料,采用水培法研究0.05 mmol/L AlCl3胁迫条件下转基因大麦株系(LSY-11-1-1 )幼苗叶片的蛋白质氧化损伤、膜脂氧化损伤以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),过氧化氢 酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性的变化.结果显示:(1)在0.05 mmol/L AlCl3胁迫处理下大麦叶片蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著高于非处理样品,表明铝胁迫 已造成大麦幼苗的氧化损伤;转基因大麦幼苗叶片的蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著低于非转基因对照:在胁迫处理6 h、72 h与96 h时其蛋白羰基含量分别为对照的94.4%、87.0% 与71.9%;MDA含量为对照的66.32%、75.74%和74.25%.(2)处理样品叶片中GSH-PX、CAT和A PX等抗氧化酶活性有不同程度的增加;与非转基因对照相比,转基因大麦幼苗叶片的抗氧化酶系活性普遍高于对照:GSH-PX活性在处理12 h、24 h、48 h、72 h与96 h时分别是对照的 1.19倍、1.21倍、1.12倍、1.24倍与1.35倍;APX活性在处理6 h达到高峰时是对照的106.7% .这些结果表明,过量表达Trxs可以有效提高转基因大麦幼苗叶片中上述抗氧化酶类的 活性,缓解铝毒对大麦幼苗叶片蛋白质和膜脂的氧化损伤,从而提高转基因大麦幼苗对铝胁迫的抗性.     

外源过氧化物酶对Hg~(2+)胁迫下小麦幼苗叶片中POD,CAT,SOD同工酶的影响

采用水培法,用一定浓度的Hg2+和不同浓度的萝卜过氧化物酶(RsPrx)对小麦进行浸种处理后,对小麦幼苗叶片中的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等同工酶的活性变化进行了研究.结果显示:在Hg2+胁迫下加入一定浓度外源活性POD后的小麦幼苗的叶片中的POD和SOD同工酶表达量与单独Hg2+胁迫处理时相比,明显减少,更接近正常对照.在Hg2+胁迫下加入一定浓度外源活性POD后的小麦幼苗叶片中的CAT同工酶表达量与单独Hg2+胁迫处理时相比明显增加,更接近正常对照.POD,CAT和SOD同工酶的表达量都有明显变化,但其谱带的数目没有发生明显变化.由此推测,一定浓度外源活性POD对Hg2+胁迫下的小麦幼苗的早期生长和发育可以起到一定的缓解作用.