膨胀素(expansin,EXP)通过调控细胞壁的松弛在植物应对环境胁迫过程中起着重要作用.为研究EXP基因在大豆应对非生物胁迫过程中的作用,该文对大豆中的两个EXP基因(GmEXPB5 和GmEXPB7)及其蛋白序列进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测基因表达量.结果表明:(1)GmEXPB5 和GmEXPB7 分别位于大豆第 10 号和第 12 号染色体上,编码的蛋白序列长度分别为 272 和 267个氨基酸.GmEXPB5 蛋白分子量为 29.07 kD,理论等电点为 7.51;GmEXPB7 蛋白分子量为 29.09 kD,理论等电点为 8.66.GmEXPB5 和GmEXPB7 均为稳定的亲水蛋白且定位于细胞壁中.GmEXPB5 和GmEXPB7蛋白均含有一段信号肽序列和一个保守的DPBB_1 结构域.(2)GmEXPB5 蛋白与鹰嘴豆CaEXPB15 蛋白亲缘关系最近,GmEXPB7 蛋白与密花豆、赤豆和豇豆的EXPB3 蛋白有着较近的亲缘关系.(3)GmEXPB5和GmEXPB7 在大豆根、茎和叶中均有表达且它们在根和叶中的表达量均显著高于茎中的表达量.(4)GmEXPB5 和GmEXPB7 在大豆幼苗中可以响应盐、干旱和低温胁迫.(5)GmEXPB5 启动子区域含有 2 种与逆境相关的顺式作用元件(ABRE和ARE);GmEXPB7 启动子区域含有 5 种与逆境相关的顺式作用元件(ABRE、ARE、CGTCA-motif、TC-rich repeats和MBS).综上所述,GmEXPB5 和GmEXPB7 能够参与大豆对非生物胁迫的应答.

[目的]鉴定并分析苹果液泡膜内在蛋白(TIP)亚家族成员,探究该亚家族成员在苹果干旱胁迫下的表达模式,为研究苹果抗旱性基因资源挖掘和利用提供参考.[方法]通过生物信息学方法对苹果MdTIPs全基因组进行鉴定,分析其家族成员的理化性质、基因结构、保守基序、顺式作用元件、系统进化树等,并结合实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在干旱胁迫下不同器官中的表达模式.[结果]在苹果基因组中,共检索到13个MdTIP基因,大部分成员亚细胞定位预测在质膜上,分布于10条染色体上,且每条染色体定位有1～3个成员;该基因家族成员的启动子区域包含多种响应激素和逆境胁迫的应答元件;qRT-PCR显示,MdTIPs亚家族成员在根中除MdTIP1;1外其余均受上调表达,且MdTIP1;3和MdTIP1;4与对照相比,分别上调表达了 5.27倍和5.69倍,表明其是参与调控干旱胁迫的关键基因.[结论]鉴定并提供了 MdTIPs亚家族成员信息,10个MdTIPs亚家族成员在根、茎、叶中差异表达,12个亚家族成员在根中高表达.

我国盐碱地分布广、面积大,是重要的后备耕地资源、粮食增产的"潜在粮仓".挖掘负调控大豆耐混合盐碱性的基因,通过基因敲除创制耐混合盐碱大豆新品种,是合理开发利用盐碱地,提高我国大豆产量的有效途径之一.课题组前期筛选到1个混合盐碱胁迫下调表达的基因Glyma.02g271000(GmDUF247-1).其编码的GmDUF247-1蛋白包含1个DUF247结构域和1个跨膜结构域,利用烟草叶片瞬时表达发现GmDUF247-1-GFP融合蛋白定位在细胞膜上.荧光定量PCR显示,GmDUF247-1基因在大豆根中表达量最高,在混合盐碱处理下显著下调.为研究GmDUF247-1在大豆混合盐碱胁迫下的功能,利用大豆毛状根系统过表达GmDUF247-1基因,发现混合盐碱胁迫处理后,GmDUF247-1过表达大豆毛状根复合植株叶片萎蔫程度明显高于空载体对照,存活率、根长和株高显著低于对照.对GmDUF247-1基因在大豆自然群体中的单倍型分析发现,其启动子区有8个SNPs和4个InDels,可能导致与逆境应答和生长发育相关的转录因子识别元件序列发生改变;CDS区存在3种单倍型,GmDUF247-1H1基因型受到了明显的人工选择.本研究初步明确了 GmDUF247-1基因负调控大豆混合耐盐碱性,为系统研究GmDUF247-1基因功能和育种利用奠定了研究基础.

MYB作为植物中最大的多功能转录因子(transcription factors,TFs)家族之一,在基因转录水平上广泛地参与调控植物生长发育、激素信号转导及逆境胁迫应答等过程.该类转录因子N端含有典型的MYB结构域,根据MYB结构域中R重复序列的数量分为不同的亚组;而C端结构域差异较大,因此功能上具有多样性.大量研究表明,在受到外界环境信号的激活后,MYB可单独或通过和其他蛋白互作后,与下游靶基因启动子区域的顺式作用元件MYBCORE和AC-box结合,参与调控下游胁迫应答相关基因的表达,从而调节植物对逆境胁迫的耐受性.另外,MYB也通过参与脱落酸(abscisic acid,ABA)、油菜素内酯(brassinolide,BR)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)等信号通路的方式,对非生物胁迫以及生物胁迫做出应答反应.论文对植物MYB家族的结构与分类及其作用方式进行了归纳,重点对植物MYB参与调控响应盐、干旱、极端温度、营养亏缺、重金属以及病原菌等非生物和生物逆境胁迫的作用机制进行了综述,并对未来重点研究方向提出了展望,为今后农作物的抗逆性遗传改良和生物育种提供优异基因资源和理论支持.

[目的]VQ蛋白是一类含有保守VQ基序(FxxhVQxhTG)的植物特异性蛋白,在植物生长发育和非生物胁迫应答中发挥重要作用.研究鉴定了荔枝VQ基因家族,并分析其在不同组织的表达模式及在低温、高温、干旱和盐胁迫下的应答,为后续研究其抗逆机制奠定了基础.[方法]用生物信息学方法在荔枝全基因组中鉴定LcVQ基因,并对其理化性质、亚细胞定位、基因结构和保守基序等进行分析;用MEGA 6.0软件构建系统发育树,分析荔枝、拟南芥和水稻VQ蛋白的系统发育关系;用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术验证LcVQs对多种非生物胁迫的响应情况.[结果]荔枝中共鉴定获得可聚类为9个亚族的18个VQ基因(LcVQ1-18),依次分布在荔枝的11条染色体上,其编码蛋白的氨基酸数介于111～427之间,分子质量为12.48～45.49 kD;除LcVQ15和LcVQ17定位于细胞质之外,其余LcVQ蛋白均定位于细胞核.LcVQs启动子区域包含大量植物生长发育响应元件、激素响应元件及逆境响应元件.LcVQs的表达量在不同组织中具有明显差异,总体上分为普遍性表达和特异性表达.LcVQs可快速响应非生物胁迫,在低温、高温、干旱和盐胁迫处理3 h内分别有4,3,3,4个LcVQs明显上调表达.[结论]荔枝全基因组中有18个VQ家族成员,具有典型VQ保守结构域,能差异化响应多种非生物胁迫.

薄荷作为药食同源植物,具有重要经济价值.茉莉酸信号抑制子JAZ蛋白在调节植物应答逆境胁迫方面具有重要作用.克隆薄荷MeJAZ8基因,并分析其蛋白特征、蛋白互作和表达模式,为薄荷抗逆分子育种提供基因资源.该实验将通过生物信息学、酵母双杂交、烟草叶片瞬时表达、qRT-PCR等技术对McJAZ8的蛋白结构特征、亚细胞定位、蛋白互作与基因表达进行分析.结果显示:①McJAZ8基因全长543 bp,编码180个氨基酸,McJAZ8蛋白具有保守的TIFY和Jas结构域,与拟南芥AtJAZ1和AtJAZ2同源性较高.②McJAZ8蛋白定位于细胞核和细胞质.③酵母双杂交结果显示,McJAZ8与其自身或Mc-JAZ1/3/4/5蛋白互作形成同源或异源二聚体.④McJAZ8在不同组织中均有表达,幼叶中表达量最高.在叶序中,McJAZ8在第4片叶中表达量最高,而第2片叶中表达量最低.⑤在叶片和根中,McJAZ8在茉莉酸甲酯(MeJA)、干旱、NaCl处理下的表达呈不同程度地上调;McJAZ8的表达在CdCl2处理下呈先上调而后下调的模式;在叶片中,McJAZ8的表达在CuCl2处理下呈逐渐下调的趋势,而在根中呈先下调后上调再下调的趋势;在叶片和根中,MeJAZ8在A1C13处理下的表达均呈不同程度的下调.该研究丰富了薄荷中茉莉酸信号抑制子JAZ基因的研究,并为薄荷分子育种提供了基因资源.

褪黑素(melatonin,MT)与其他传统五大类激素相比,其鉴定仅有 20 多年的历史,是一种新兴植物激素,是有机体中具有多种生理功能的多效信号分子.在植物中,MT被称为植物褪黑素(phytomelatonin),它不仅调节种子萌发、根系构型、气孔运动、生物节律和开花与衰老,还通过激活抗氧化系统的活力,清除活性氧(reactive oxygen species,ROS),从而减轻胁迫造成的氧化胁迫、渗透胁迫、蛋白变性和细胞损伤,最终使植物应答生物和非生物胁迫.本文基于MT代谢及其在植物应答非生物胁迫中的最新研究进展,总结MT在植物中的合成与分解代谢,归纳逆境胁迫下MT通过直接清除ROS和/或触发信号转导途径,上调抗逆相关基因表达,继而激活渗透调节系统和抗氧化系统的活力,促进逆境蛋白和次生代谢物质的合成,稳定光合作用和碳代谢,减少ROS的积累和细胞氧化损伤,最终提高植物对高温、低温、干旱、盐渍、重金属、紫外辐射和水涝等非生物胁迫的抵抗能力.本文为理解MT的代谢、生理功能及细胞信号转导途径奠定了理论基础,并指出未来的研究方向.

[目的]14-3-3 蛋白,亦称通用调节因子(GRF),由多基因家族编码,在植物生长发育和逆境应答发挥关键的作用.鉴定铁皮石斛(Dendrobium officinale)GRF基因家族,为铁皮石斛GRF基因功能研究及遗传改良提供理论依据.[方法]通过生物信息学的方法鉴定铁皮石斛 14-3-3家族成员,分析其理化性质、染色体定位、系统进化发育、基因结构和启动子顺式作用元件等,同时通过荧光定量PCR技术检测它们在不同组织、低温处理及盐胁迫处理后的表达量.[结果]铁皮石斛有 17 个GRF家族成员,分为ε类和非ε类亚族,不均匀地分布在 7 条染色体上,且存在 7 对串联复制基因.同一亚族成员基因结构、保守基序和蛋白质二级结构相类似.DoGRF家族基因的启动子区域存在大量激素和环境胁迫应答相关的调控元件.DoGRF家族基因在铁皮石斛各组织中均有表达,具有组织表达特异性,大多数基因在花器官中表达最高,其次是茎和根.同时,在低温处理、盐胁迫处理下呈现差异化表达,可能受到低温和盐胁迫的调控,特别是DoGRF2 在铁皮石斛逆境应答过程中起着关键的作用.[结论]在全基因组水平从铁皮石斛中鉴定出 17 个DoGRF家族成员,不同基因对非生物胁迫响应不一,并具有器官表达特异性.DoGRF2对低温和盐胁迫呈现正向响应.

胁迫相关蛋白(SAPs)是一类具有A20/AN1锌指结构域的蛋白,在植物逆境胁迫应答中发挥调控作用.目前,已有较多研究阐明了SAPs在植物响应各种胁迫中的功能,但尚未见对其作用机制的系统总结.该文简要概述植物SAPs的结构特征及分类,重点阐述其作用机制,并总结了其对逆境响应的研究进展,以期增进人们对植物SAPs的认识,为深入研究提供参考.

癌症目前已经成为对人类健康威胁最大的疾病,癌症的预防及治疗难度大,预后差,给人们带来经济及生活的双重压力,严重降低了人群生活质量[1-2] . 恶性淋巴瘤(malignant lymphoma, ML)是一种血液系统的恶性疾病,源于淋巴结及淋巴组织,是在免疫应答中起重要作用的淋巴细胞异常增殖分化的结果[3] . 淋巴瘤的发病有逐年增长的趋势,特别是在一些发达国家,有统计美国每年新增8％～10％的淋巴瘤患者[4] . 在所有血液恶性肿瘤的治疗方法中,化疗是首选治疗方法,但化疗带来的沉重经济负担,化疗过程中的一些胃肠道不良反应,预后的不确定性,都会给患者带来负性心理与情绪,不利于癌症的治疗与转归[5] . 心理弹性(Resilience)是个体在面对生活中出现的重大压力性应激事件时,评价应激源、采取合适应对措施,逐渐适应应激事件,从逆境、创伤性事件或困难经历中"走出"的心理过程[6] . 心理弹性水平高的个体,能够承受更重大的压力,在面对疾病带来挫折困境时,能够表现出良好的适应性,积极面对疾病,保持正面心态,从而维持健康的生活方式,保持生活质量[7] . 近年,人们围绕恶性淋巴瘤化疗后的心理弹性的研究,取得进展,本文对此进行综述.