燕麦EST数据库中Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子的频数分析

为研究转座元件(Transposable elements,TES)在燕麦中的表达模式,以14个Ty1-copia型反转录转座子和3个Ty3-gypsy型反转录转座子序列为种子序列对燕麦属(Avena)表达序列标签(EST)数据库中的Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子进行检索和分析。结果表明:燕麦根中反转录转座子的频率显著高于叶(P0.05);强降雨模式的胁迫环境下叶组织中反转录转座子的EST频率显著高于大气降雨下的(P0.05),约为正常条件下的(Ee-10,0.12%)2倍;Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子在根的分蘖期频率差异极显著(P0.01)。这些结果揭示了燕麦属Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子的转录存在组织和发育的时空特异性及环境应答现象,为预测重复元件的表达模式提供了依据。同时,检索到的反转录转座子也有助于对燕麦基因组序列的注释。     

早酥梨及其红色芽变Ty1-copia反转录转座子逆转录酶的克隆与分析

【目的】从早酥梨及其红色芽变基因组中克隆Ty1-copia反转录转座子逆转录酶序列,分析其特点和差异。【方法】根据Ty1-copia反转录转座子逆转录酶保守区域设计简并引物,建立并优化PCR扩增体系,回收、克隆、测序得到的目的基因序列。【结果】成功从早酥梨基因组和红色芽变材料中分别获得29,30条逆转录酶序列,序列大小均为260bp左右。生物信息学分析表明,与早酥梨相比,红色芽变的逆转录酶序列多发生终止子突变、缺失突变、替换突变。聚类分析可将所得序列分为7个家族,基于逆转录酶序列进行的不同物种进化树分析显示,第7家族序列与苹果和李具有很高的同源性,可能是反转录转座子横向传递的结果。【结论】早酥梨及其红色芽变Ty1-copia反转录转座子逆转录酶序列具有普遍性、异质性等特点,虽均已不具备转录活性,但红色芽变的逆转录酶序列突变程度更高。     

梨Ty1-copia反转录转座子的克隆及IRAP分子标记体系的建立

【目的】从早酥梨及其红皮芽变基因组中分离Ty1-copia反转录转座子全长序列,分析序列特点,并基于其中长末端重复序列(LTR)建立IRAP分子标记体系。【方法】以早酥梨及其红皮芽变和极早熟芽变植株叶片为试材,根据已知的Ty1-copia反转录转座子保守区域设计引物,利用同源克隆技术得到目的基因。根据基因两端LTR序列设计引物,建立IRAP分子标记体系,并对早酥梨及其芽变进行遗传分析。【结果】从早酥梨基因组中获得2条Ty1-copia反转录转座子全长序列,分别命名为PbTYZS1和PbTYZS2,长度分别是9 363和9 632bp。从红色芽变基因组中获得1条序列,命名为PbTYRM1,长度为9 652bp。经结构分析,获得的3条序列都是典型的Ty1-copia反转录转座子,但其开放阅读框(ORF)的完整性发生了变化。利用反转录转座子LTR保守区域设计引物成功建立了IRAP分子标记体系,早酥梨与红皮芽变的平均遗传距离为0.104,与极早熟芽变的遗传距离为0.115,并且早酥梨与极早熟芽变的多态性为20.41%,较之与红皮芽变的多态性(18.89%)更为丰富。【结论】早酥梨及其红皮芽变基因组中都含有完整结构的Ty1-copia反转录转座子,建立的IRAP分子标记体系可以得到清晰稳定的多态性指纹图谱。     

辣椒Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶序列的克隆及分析

[目的]从辣椒基因组中克隆Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶序列,分析其家族特性及进化关系.[方法]根据Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶保守区域设计简并引物,通过PCR扩增、回收、克隆、测序得到的目的基因序列.[结果]克隆从辣椒基因组14条逆转录转座子逆转录酶序列,序列大小均为340 bp左右.生物信息学分析表明,序列长度变化范围为310 ～345 bp,同源性范围为60.2;～99.1;.这些核苷酸序列具有较高的异质性,主要表现为终止密码子突变.聚类分析可将所得序列分为5大类,基于逆转录酶序列进行的不同物种进化树分析显示,第Ⅳ、Ⅴ类序列与荸荠、潘那利番茄等组成一大类,可能是逆转录转座子横向传递的结果.[结论]辣椒Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶序列具有普遍性、异质性等特点,与荸荠、潘那利番茄等物种的同类型逆转座子可能有相同的起源.     

毛竹长末端重复序列反转录转座子的全基因组特征及进化分析

  目的   研究毛竹Phyllostachys edulis基因组中的长末端重复序列反转录转座子(long terminal repeat retrotransposons, LTR-REs)的特征,为今后利用LTR反转录转座子对毛竹基因组的功能和对竹种资源遗传多样性的研究奠定基础。   方法   通过生物信息学方法,利用LTRharvest和RepeatMakser软件对第2版毛竹基因组中的LTR反转录转座子进行全面注释与分类,并对得到的LTR反转录转座子的分布特征、进化特性和插入时间进行分析。   结果   在毛竹基因组中共注释得到1 014 565个LTR反转录转座子,1 562个家族,占毛竹基因组的54.97%。其中solo LTR反转录转座子与完整LTR反转录转座子(S/F)的比例较高(约1.77∶1.00),表明在毛竹LTR反转录转座子中可能发生了相对较高频率的非法重组和不平衡重组。毛竹LTR反转录转座子分为Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族,Tork、Reftrofit、Sire、Oryco、Del、Reina、Crm、Tat、Galadriel、Athila等10个谱系。毛竹LTR反转录转座子的Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族对PBS位点的偏好性呈相反趋势,较长的LTR反转录转座子具有更长的LTR序列,结构也更加完整。毛竹LTR反转录转座子的插入时间主要集中在0~2.0 Ma,且还处于不断缓慢增长的状态。   结论   第2版毛竹基因组的高质量组装,能更好地注释和分析毛竹基因组中的LTR反转录转座子。基于结构预测的LTRharvest法,能更精准地预测毛竹LTR反转录转座子。不同谱系的毛竹LTR反转录转座子在进化过程中具有不同的分化和扩增活性。毛竹LTR反转录转座子总体上处于不断扩增状态,这是导致毛竹基因组较大的主要原因之一。图3表3参52     

小麦抗白粉病基因Pm23分子标记的初步鉴定

根据植物抗病基因的保守结构,合成7对特异引物,用感病品种Chanceller作对照,对12个含不同抗白粉病基因的小麦品系进行PCR分析,结果只有1对引物(3LR 3LF)在Pm23的载体品系中扩增出稳定的多态性片段,对该片段进行回收、克隆、测序,全长为253bp。经同源性分析发现,该特异性片段与大麦Ty3-gypsy类反转录转座子基因部分序列有87%的同源性,属于反转录转座子类标记。     

水稻gypsy类逆转座子对不同胁迫条件的响应

LTR类逆转座子是水稻基因组中数量最多，分布最广的转座元件，其中Ty3-gypsy类的比重较大。根据Ty3-gypsy类逆转座子逆转录酶的保守区域，采用简并引物通过RT-PCR从5种胁迫处理后的水稻品种月亮谷的cDNA 进行了扩增，并测序获得了一批转录片段，分析不同胁迫条件诱导激活的Ty3-gypsy类逆转座子的特点。结果表明，5种胁迫处理都能诱导月亮谷中Ty3-gypsy类逆转座子的表达；对不同胁迫响应的逆转座子序列大部分同源性较高且呈交叉分布，仅有少部分具有胁迫响应的特异性，说明很多Ty3-gypsy类逆转座子能对不同胁迫进行响应。     

毛竹Phyllostachys edulis retrotransposon 7（PHRE7）转座子的克隆与鉴定

长末端重复序列（LTR）反转录转座子广泛存在于植物基因组中,本质是一段可移动的脱氧核糖核酸（DNA）序列。大多数LTR反转录转座子在外界环境变化下能够被激活转录,对环境变化做出响应。为研究毛竹基因组中的LTR反转录转座子的转录活性及在非生物环境胁迫下表达量的具体变化,克隆和鉴定了1个毛竹Phyllostachys edulis反转录转座子PHRE7。该转座子全长为6 073 bp,属于Ty1-copia家族中的Tork分支,LTR序列相似性为96.7%,插入时间为126.923万a前。对毛竹实生苗分别进行辐照（30,50,70 Gy）,甲基化抑制剂（50,100,150 μmol·L-1）,高温（42℃）,低温（4℃）,高盐（0.1,0.2,0.3 mol·L-1）等5种不同胁迫处理,通过定量荧光聚合酶链式反应（PCR）检测,PHRE7在INT,RT和RH等3个结构域中的表达量仅在辐照及0.2~0.3 mol·L-1高盐处理下随处理强度的上升而下降,其余所有处理（甲基化抑制剂、高温、低温、高盐0.1~0.2 mol·L-1）的表达量都随处理强度呈上升趋势。这些结果表明:PHRE7转座子是一个具有转录活性的LTR反转录转座子,且外界非生物环境胁迫对其表达模式有较大影响,表明PHRE7转座子能够响应外界环境变化。     

籽粒苋copia类反转录转座子的初步研究

本研究首次报道了籽粒苋中也存在 copia类反转录转座子 ,进一步验证了 copia类反转录转座子广泛存在于高等植物中 .采用 PCR方法分离鉴定了来自 4个种 2 7个基因型中的 5 3个 RT酶区序列 .序列分析表明 ,籽粒苋中的 copia类反转录转座子不但具有长度多样性、种间多样性、种内多样性 ,而且来自相同基因型的反转录转座子之间也存在高度异质性 .Southern杂交分析表明 ,籽粒苋中的 copia类反转录转座子以多拷贝形式存在 .Northern杂交分析表明 ,籽粒苋中的 copia类反转录转座子可能失去了转座活性 .本研究还对采用 PCR技术分离全长的 copia类反转录转座子进行了初步探讨 ,认为该方法可行 ,具有快速、经济等优点 ,可望在短期内分离出全长的反转录转座子     

甘蔗蔗糖磷酸合成酶SPSⅢ基因表达的初步研究

[目的]了解蔗糖磷酸合成酶基因在甘蔗中表达特性及其对甘蔗糖分积累影响的作用机理.[方法]以甘蔗品种桂糖28号(GT28)、拔地拉、新台糖20号(ROC20)、新台糖22号(ROC22)为供试材料,选取0叶、+1叶、幼嫩叶鞘、幼茎,通过半定量RT-PCR法对甘蔗SPSⅢ基因的表达进行分析.[结果]SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的0叶、+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,在GT28 4个不同部位的表达量较低,在拔地拉4个不同部位表达较均匀,在ROC20 4个部位中以嫩叶鞘的表达较高,在ROC22中以幼茎的表达较高.[结论]SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的0叶和+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,但SPSⅢ表达因甘蔗基因型不同而有所差异.     

粉垄栽培甘蔗试验增产效果

 【目的】评价粉垄栽培技术相比于传统栽培方法种植甘蔗的优势所在。【方法】选用新台糖22号和柳城03-1137两个品种,在不同地区进行粉垄栽培和传统栽培比较试验,在甘蔗工艺成熟期进行根系、绿叶、蔗茎性状、产量、品质及冬笋芽数等调查测定。【结果】粉垄栽培与传统栽培相比,根系鲜重增加了115.05%—146.48%;完全展开绿叶数（功能叶片）增加14.65%—19.35%;蔗茎产量增加21.91%—27.35%;甘蔗蔗糖含量、蔗汁蔗糖含量分别增加3.81%—5.17%、3.63%—5.75%,蔗汁还原糖分降低5.50%—9.76%;宿根冬笋芽数增加47.64%—197.70%。【结论】粉垄栽培的甘蔗,根系特别发达,功能叶片数增加,产量提高,品质改善,冬笋芽数增加。粉垄栽培方法是一项较好的栽培新方法。     

鸭CD8α基因启动子的分析及其转录活性

【目的】对鸭CD8α基因启动子活性区域进行分析,为鸭CD8α基因功能和表达调控机理研究提供依据。【方法】利用前期基因组步移技术获得的鸭CD8α基因的启动子区序列,制备一系列启动子缺失突变体（-625/-1 bp,-1 110/-1 bp,-1 413/-1 bp,-2 151/-1 bp）,定向亚克隆至荧光素酶表达载体pGL3-Basic 中,构建荧光素酶报告基因重组载体,采用 Lipofectamine 2000 将重组质粒瞬时转染DT40细胞,分析CD8α基因启动子系列缺失突变体在细胞内的转录活性。【结果】鸭CD8α基因 5′侧翼区长片段具有较强的启动子活性,-1110--625启动子活性最强,且-625--1和-625--1 110 bp区域均存在正调控元件。【结论】成功构建了荧光素酶报告基因真核表达载体,确定了鸭CD8α基因调控区,为进一步研究其转录调控机制奠定了基础。     

15个新疆地方梨品种品质性状及不同部位石细胞含量分析

【目的】 新疆梨品种果实品质性状及石细胞含量,为梨育种和推广奠定理论基础。【方法】 选择15个新疆本地梨品种,在果实成熟时,测定果实的性状、果实品质及石细胞含量。【结果】 不同梨品种之间的果实性状(如形状、颜色、果肉质地、香气等指标)均存在明显的差异,15个梨品种果实的单果重为122.76~250.30 g,可溶性固形物为10.28%~15.96%,果实硬度为4.82~13.37 kg/cm²,可滴定总酸含量为0.59%~2.77%,果实的石细胞含量为0.54%~3.11%,同一品种的不同部位石细胞含量存在很大差异,石细胞含量:近果心处>中层果肉>近果皮处。【结论】 不同梨品种的品质性状和石细胞含量均存在差异性和特异性。     

绵羊Myostatin基因5′调控区的生物信息学分析及孕激素对调控区活性的影响

【目的】克隆并分析绵羊Myostatin基因5′调控区,并在细胞水平研究孕激素对该调控区活性的影响。【方法】利用PCR方法扩增绵羊Myostatin基因5′调控区,采用MatInspector等软件分析并比较其和牛、猪调控区的调控元件和转录因子。以EGFP为报告基因,构建表达载体,转染C2C12细胞,同时添加不同剂量的孕激素（0、10、100和1 000 nmol•L-1）,然后通过RT-PCR方法检测报告基因EGFP和内源性Myostatin的mRNA水平。【结果】获得绵羊约3.2 kb Myostatin基因5′调控区（MSTN5′regu）,预测了两个对双肌性状可能存在贡献的位点。在绵羊、牛和猪的相应调控区发现了许多可能对该基因转录调控起重要作用的调控元件和相应转录因子,包括E-box、MEF2、MTATA、MTBF、HOMF、PRE、ARE和GRE等。各种元件在不同动物间基本都有,但具体的序列、位置以及数量有所差异。成功构建了绵羊pMSTN5′regu-EGFP表达载体,且转染后100 nmol•L-1孕激素明显抑制了内源性Myostatin mRNA和报告基因EGFP mRNA的表达。【结论】绵羊Myostatin基因的转录受多种转录因子和相应调控元件的调控,适量孕激素可通过下调Myostatin基因5′调控区的活性而抑制该基因的转录。     

不同地膜覆盖对土壤温度、水分及甘蔗生长和产量的影响

【目的】探讨不同地膜覆盖对土壤温度、水分及甘蔗生长和产量的影响,为不同地膜在甘蔗生产中的应用提供参考。【方法】以露地栽培为对照,采用普通无色透明地膜、乳白色光降解除草地膜、黑色及灰黑双色4种不同地膜进行甘蔗覆盖栽培,盖膜期测定土壤温度和含水量,生长期调查甘蔗出苗率、分蘖率,测量甘蔗株高、茎径和有效茎数等农艺性状,收获期计算蔗茎产量和效益。【结果】覆盖地膜可明显提高土壤温度和土壤含水量,除灰黑双色地膜外,其他覆膜处理可提高土壤温度0.3-0.8℃;各覆膜处理较对照可有效提高土壤含水量10.1%-17.4%。覆盖地膜同时可提高甘蔗出苗率、分蘖率、有效茎数和蔗茎产量,分别比对照增加0.8%-9.9%、20.6%-34.9%、5190-10980条/ha和6.4%-14.9%,但对甘蔗株高和茎径影响不明显。经济效益分析结果表明,乳白色光降解除草地膜处理的经济效益最好,比对照增效5987.2元/ha;其次为普通无色透明地膜和黑色地膜,分别增效1876.5和1813.5元/ha;灰黑双色地膜效益较差。【结论】乳白色光降解除草地膜可在甘蔗生产中大力推广应用,黑色地膜与普通无色透明地膜可作为新型地膜逐步推广,灰黑双色地膜较厚不宜推广使用。     

甘蔗MAP激酶基因SoMAPK4克隆与生物信息学分析

[目的]克隆甘蔗MAP激酶家族新基因的全长序列,为了解甘蔗抗逆胁迫机制提供依据.[方法]以新台糖22为材料,提取甘蔗幼叶总RNA并反转录为cDNA;利用已知物种MAP激酶基因核苷酸序列保守区设计引物,采用5′和3′端RACE技术克隆新基因全长,并进行生物信息学分析.[结果]克隆获得的甘蔗新基因与玉米ZmMAPK4同源性很高,达92.6%,将该基因命名为SoMAPK4(登录号JQ062930),基因全长1499 bp,其中开放阅读框(ORF)为1128 bp,5′非翻译区(UTR)为218 bp,3′非翻译区(UTR)为213 bp.生物信息学分析结果表明,SoMAPK4基因编码一个含376个氨基酸的蛋白质,分子量约43.5 kDa,等电点为5.51,含有11个保守的蛋白激酶亚区和MAP激酶的磷酸化位点TEY基序.[结论]克隆获得甘蔗MAP激酶新基因SoMAPK4,该基因可能参与多种胁迫反应的信号传递,是研究甘蔗非生物胁迫和生物胁迫过程中信号传递的一个关键因素.