宋学勤
- 作品数：9 被引量：20H指数：2
- 供职机构：中国林业科学研究院林业研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家林业公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 杨树次生壁纤维素合酶的表达与互作模式分析被引量：6
- 2017年
- [目的]纤维素的合成在木材形成过程中具有重要的作用,纤维素合酶(Cellulose Synthase,CESA)是参与纤维素合成的关键酶。由于3种CESA形成一个有功能的纤维素合酶复合体,而杨树中包含CESA4、CESA7A、CESA7B、CESA8A和CESA8B5种次生壁CESA,本文从这5种CESA的表达模式与互作分析入手,探讨了其在次生壁纤维素合成中的工作模式。[方法]利用RNA-seq与基因芯片数据进行基因表达分析,揭示5种次生壁CESA在根、茎、叶组织的表达模式与次生维管再生过程中的表达变化。利用启动子驱动的GUS转基因材料GUS染色分析与实时定量PCR揭示5种次生壁CESA在各个组织的表达模式与在激素处理下的响应模式。利用荧光素酶互补实验揭示CESA7A、CESA7B、CESA8A与CESA8B之间的互作模式。[结果]基因表达分析表明,杨树5种次生壁CESA基因在杨树成熟茎中高表达,尤其在次生维管组织发育的后期高表达,表明其主要参与木材次生壁纤维素的合成。对启动子驱动的GUS转基因材料观察表明,CESA4、CESA7B、CESA8A和CESA8B的GUS信号在杨树茎和叶中较强,但这些次生壁CESA的表达模式存在一定的差异,这种差异在叶脉中表现地尤为明显。此外,在赤霉素GA3和细胞分裂素6-BA处理下,杨树次生壁CESA的表达量显著上调;在生长素NAA、油菜素内酯BR和乙烯处理下,杨树次生壁CESA的表达量下调,但不同的CESA对激素响应的表达量变化幅度存在差异。荧光素酶互补实验表明,杨树次生壁CESA7B和CESA8B、CESA7B和CESA8A、CESA7A与CESA8B之间存在互作,说明它们之间可以形成复合体。[结论]这些数据显示杨树5种次生壁CESA基因在不同组织与不同激素处理下的表达变化存在一定的差异,而它们之间均能互作,提示杨树5个次生壁CESA基因虽然具有同等的能力形成功能性的纤维素合酶复合体,但在不同组织、不同激素作用下可能有不同的组合方式,进而会导致
- 魏凯莉周厚君江成赵岩秋宋学勤卢孟柱
- 关键词：次生壁激素杨树
- 杨树MYC基因家族成员表达模式研究
- 2023年
- [目的]探究bHLH亚家族成员MYC基因在杨树生长发育及对环境响应中的表达模式,为解析茉莉酸信号通路关键基因MYC调控杨树生长发育及抗逆响应提供参考。[方法]利用生物信息学方法鉴定杨树基因组中的MYC基因家族成员并对各成员的基因结构、保守基序进行了系统分析;在此基础上,采用实时荧光定量PCR技术检测了MYC成员在不同组织、不同植物激素响应及逆境胁迫下的表达模式。[结果]毛果杨基因组中含有10个MYC成员,这些成员在进化上相对保守,均具有典型的bHLH结构域,根据进化关系将其分为3个分支。组织表达分析发现,大部分MYC家族成员在根中均具有较高表达量,分枝Ⅱ两对基因在茎中呈相反表达模式。不同激素处理及非生物胁迫条件下MYC基因存在显著表达差异,但基因对之间多存在类似的表达模式。[结论]杨树MYC基因家族成员可能参与不同的生物学过程,研究结果为深入解析杨树MYC基因的功能奠定了基础。
- 胡梦璇宋学勤刘颖丽赵树堂
- 关键词：MYC基因
- 杨树中I类KNOX基因结构、表达与功能分析被引量：2
- 2018年
- [目的]分生组织对器官发生和形态建成起到至关重要的作用,其活性受多种转录因子的调控。KNOTTEDlike homeobox(KNOX)基因家族由2个亚类即I类和II类KNOX组成,在模式植物拟南芥中I类KNOX成员主要在茎的顶端分生组织区域表达,对维持顶端分生组织分化及侧生器官的形态建成过程起关键作用。木本植物生长发育过程主要包含以顶端分生组织(Shoot apical meristem,SAM)为中心的初生生长与以形成层为中心的次生生长过程,本研究通过分析杨树I类KNOX基因在SAM、根顶端分生组织(Root apical meristem,RAM)的形成过程及形成层相关区域的表达,探讨I类KNOX基因在杨树分生组织形成与分化过程中的功能。[方法]以拟南芥I类KNOX基因STM的蛋白序列在毛果杨基因组中进行同源比对分析,获取杨树I类KNOX成员的核酸和氨基酸序列。根据核酸及氨基酸序列信息构建系统发育树,并绘制基因结构与蛋白质结构图谱。利用84K杨(Populus alba×P.glandulosa)不定芽与不定根诱导实验体系模拟顶端分生组织发育过程,通过实时定量PCR(RT-PCR)技术,对杨树I类KNOX成员在不定芽与不定根形成过程及形成层相关区域中的表达进行分析。[结果]本研究通过同源比对分析鉴定出10个杨树I类KNOX成员,根据进化关系与基因结构差异将其分为三组:组1、组2、组3,其中,组1为拟南芥KNAT2和KNAT6同源基因,组2为STM和BP同源基因,组3为杨树所特有的I类KNOX基因。杨树I类KNOX基因在不定芽与不定根发生过程中表达量均发生较大的变化,在不定芽发生过程中,组1基因在芽原基分化产生不定芽的关键期上调表达,而组2与组3基因多在分生组织分化产生芽原基阶段高表达;在不定根发生过程中,组1成员多在根原基分化产生不定根的过渡期上调表达,组2与组3基因则多在发育后期不定根形态建成阶段高表达。杨树I类KNOX成员在形成层相关区域均表达,组
- 赵岩秋周厚君魏凯丽江成宋学勤卢孟柱
- 关键词：分生组织形成层杨树
- 一种调控杨树叶型发育基因及其应用
- 本发明涉及一种调控杨树叶型发育基因及其应用，属于植物基因工程和生物技术领域；调控杨树叶型发育基因PagKNAT2/6b的核苷酸序列如序列表中的序列1所示；PagKNAT2/6b的表达蛋白的氨基酸序列如序列表中序列2所示。...
- 卢孟柱赵岩秋宋学勤
- 文献传递
- 毛白杨次生维管系统再生过程的基因表达被引量：1
- 2021年
- 【目的】次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生。为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因表达模式,为进一步揭示木材形成的基因调控机制奠定基础。【方法】将4年生毛白杨无性系在形成层活动旺盛期进行环剥取样。对剥皮后的树皮内侧和树干表面的样本,以及再生第7、10、14、18和21天5个不同时期获取的再生材料进行高通量转录组分析,并利用基因共表达分析(WGCNA)方法,得到与不同再生时期密切相关的模块,并对这些特异表达的基因进行表达网络和生物学功能分析。【结果】将第0天(剥皮当天)树皮内侧样本与树干表面样本、再生第7天样本与树干表面样本,以及相邻再生时期的样本进行表达差异分析。对得到的14202个差异基因进行WGCNA分析,构建基因共表达网络,获得与维管再生过程相关的10个共表达模块。其中,Grey60模块的基因在再生第7天样本和树皮内侧样本中特异表达,主要涉及DNA复制、有丝分裂、细胞分裂和微管运动等功能;该模块还含有大量与表观遗传调控、细胞周期相关的基因,它们在再生第7天的高表达可能激活了脱分化木质部细胞的增殖和组织类型的改变,使其获得再分化能力。此外,Pink模块的基因在第0天成熟维管组织样本中的表达量极低,但在再生过程中表达呈上升趋势,到第21天达到最高值;这些基因主要参与细胞分裂、细胞壁修饰、韧皮部发育、碳水化合物代谢、DNA的转录调控等相关的生物学途径。Pink模块中与韧皮部分化相关的标记基因,比如APL、NAC45/86、DOF、BSPA、PP2和SUS的表达被重新激活,与调节形成层细胞增殖和分化的CLE41/44和CLV1一样,表达量都是从再生第10天开始逐渐增
- 唐芳赵树堂赵树堂宋学勤王丽娟
- 关键词：杨树基因表达
- 一种调控杨树叶片发育的生长调节因子基因及其应用
- 本发明涉及一种调控杨树叶片发育的生长调节因子基因及其应用，属于植物基因工程和生物技术领域。PtGRF1/2d的核苷酸序列如序列表中的序列1所示；mPtGRF1/2d的核苷酸序列如序列表中的序列2所示；PtGRF1/2d的...
- 卢孟柱周厚君宋学勤
- 文献传递
- 干旱和高盐胁迫下钙离子依赖核酸酶基因CDD对银腺杨84K生长发育的影响被引量：2
- 2019年
- 【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为揭示杨树CDD基因在抗逆中的作用提供参考。【方法】以过表达PtoCDD和敲除PagCDD转基因银腺杨84K组培苗为材料,对其进行模拟干旱和高盐处理,分析其受干旱、高盐非生物胁迫条件下的表型变化,包括植株高、不定根数目。通过切片观察,分析不同处理条件下茎段木质部大小变化。利用qRT-PCR分析在不同处理条件下CDD转基因植株中水通道蛋白基因(PIP)的表达。【结果】与84K对照相比,在正常条件下CDD转基因植株株高没有显著差异,而干旱、高盐条件下CDD缺失突变体植株显著高于对照和CDD过表达植株,而过表达植株极显著低于对照及突变体。说明CDD过表达增强了杨树对干旱、高盐的敏感性,而敲除CDD后降低了杨树对干旱、高盐的敏感性。组织切片分析显示,在正常条件下木质部细胞层数呈现CDD过表达>对照84K>CDD缺失突变体,而在干旱、高盐条件下木质部细胞层数为CDD过表达<对照84K 对照84K>CDD过表达,且差异均达到显著水平或极显著水平,而干旱条件下差异不显著。表明CDD差异表达引起的不定根数目上的变化在一定程度上反映了杨树对干旱和高盐胁迫的敏感性。qRT-PCR分析显示,CDD过表达和CDD缺失突变体植株中均表现出多个PIP基因诱导高表达。表明CDD的表达变化可引起PIP基因不同成员的诱导表达,从而改变杨树的水分利用�
- 江成周厚君赵岩秋何辉楚立威宋学勤卢孟柱
- 关键词：CDD盐胁迫木质部不定根
- 一种调控杨树叶型发育基因及其应用
- 本发明涉及一种调控杨树叶型发育基因及其应用，属于植物基因工程和生物技术领域；调控杨树叶型发育基因PagKNAT2/6b的核苷酸序列如序列表中的序列1所示；PagKNAT2/6b的表达蛋白的氨基酸序列如序列表中序列2所示。...
- 卢孟柱赵岩秋宋学勤
- 文献传递
- 杨树GRF1/2d负调控不定根的发生和发育被引量：9
- 2017年
- 【目的】生长调节因子(GRFs)是一类植物特有的转录因子,调控植物生长发育的多个生物学过程。研究杨树组织和器官发育中GRFs的作用,尤其是对不定根形成的调控,不仅可以丰富根发育的理论,而且对于杨树的扦插繁殖具有实际应用价值。【方法】从银腺杨84K中分离了PtGRF1/2d基因和其启动子,通过对其miR396靶位点核苷酸进行同义突变,获得不受miR396调控的突变形式的mPtGRF1/2d,并将启动子和该突变形式分别构建至含有GUS报告基因的植物表达载体和过量表达载体,通过遗传转化分别获得PPtGRF1/2d∷GUS启动子驱动GUS转基因杨树和mPtGRF1/2d过表达转基因杨树。通过GUS染色分析PtGRF1/2d杨树启动子的表达特性,并对过表达mPtGRF1/2d杨树不定根的发生时间、数目和长度进行统计,利用qRT-PCR分析不定根发育早期相关转录因子的表达。【结果】PtGRF1/2d主要在根的中柱鞘和根尖位置表达,说明其参与了根的形成;过量表达mPtGRF1/2d基因影响了杨树不定根的发生、发育,导致了不定根发生延迟、数目和长度均减少,且差异均达到显著水平或极显著水平,表明PtGRF1/2d对不定根的发生和发育具有负调控作用。qRT-PCR分析显示,过表达mPtGRF1/2d杨树的不定根发育相关基因PtSCR,Pt AIL9,Pt BBM2,Pt PLT1.2和Pt WOX11b的表达量均被下调,表明PtGRF1/2d的过量表达抑制了根原基发生和不定根发育相关的关键调控因子的表达,影响了根原基的发生和不定根的形成,导致不定根数目和长度的变化,最终影响了杨树的生长。【结论】PtGRF1/2d作为不定根形成的负调控因子,位于不定根调控途径的上游,通过下调促进不定根形成的相关转录因子的表达来抑制根原基形成和不定根发育,导致不定根发生延迟、数目和长度减少。
- 周厚君魏凯莉江成赵岩秋宋学勤卢孟柱
- 关键词：不定根负调控
