毛竹PeMADS1基因的克隆及转化拟南芥初步研究

采用RT-PCR和RACE技术,从毛竹中分离到1个含完整的编码区和5′端非翻译区的cDNA,长776bp,编码240个氨基酸,命名为PeMADS1(GenBank登记号:EU327784)。序列分析表明,该基因具有典型的植物MADS-box基因结构,与拟南芥的E类功能基因AGL6编码蛋白的一致性为57.2%。将PeMADS1基因置于CaMV35S启动子控制下,构建PeMADS1基因植物表达载体。应用农杆菌介导将目的基因转入拟南芥,RT-PCR证实PeMADS1基因得到异位表达。转基因拟南芥呈现开花提早、莲座叶卷曲、发育迟缓等表型,表明PeMADS1可能参与毛竹由营养生长转向生殖生长的发育调控。     

牡丹PsAP2基因的克隆及表达

以牡丹品种‘赵粉’为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得1个牡丹APETALA2基因cDNA全长,命名为PsAP2,GenBank登录号为HM167511。序列分析结果表明:PsAP2全长2138bp,包含47bp的5'非编码区、557bp的3'非编码区和1个长度为1533bp编码510个氨基酸的开放阅读框。氨基酸序列分析显示该基因属于AP2家族。序列比对和系统进化分析表明,PsAP2与葡萄的亲缘关系最近,相似性达70%以上。相对荧光定量PCR分析表明,PsAP2在根、茎、叶和四轮花器官中均有表达。花瓣中的表达量最高,叶片中表达量最低。     

毛竹木质素合成相关基因C4H的克隆及组织表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从毛竹中克隆了C4H基因cDNA全长序列。该基因包含1 506 bp开放读码框,编码502个氨基酸。与NCBI核酸和蛋白数据库中序列进行比对, 结果表明该基因与单子叶植物高粱、水稻和玉米中的C4H基因同源性较高,分别达到88%、88%和87%。经过荧光定量PCR分析,该基因在毛竹不同发育时期和不同组织中表达丰度不同,在冬笋中表达量最高,其次为春笋顶部、中部、叶、3年生茎、根、叶鞘、2年生茎、春笋、1年生茎,而在春笋基部中表达最低。在笋顶部、中部的高水平表达表明本文克隆的C4H基因与发育时期维管组织的细胞壁加厚相关,可以作为调控木质素合成的目标基因用于竹子基因工程改良。     

荔波连蕊茶肌动蛋白基因全长cDNA的克隆及其表达分析

根据植物肌动蛋白(Actin)基因编码区的保守序列设计引物,以山茶属植物荔波连蕊茶幼嫩茎段为材料,提取总RNA,进行RT-PCR。采用RACE技术扩增获得1 631 bp的Actin基因全长cDNA序列,命名为ClActin1(GenBank登录号KF366912)。序列分析表明,ClActin1开放阅读框(ORF)为1 134 bp,编码377个氨基酸,5’非编码区90 bp,3’非编码区407 bp。预测的ClActin1蛋白分子量为41.69 kD,理论等电点为5.31,具有Actin超基因家族的保守结构域和肌动蛋白家族特有的特征信号序列。ClActin1与GenBank中收录的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性在82%以上,氨基酸序列的相似性在97%以上。与其它植物肌动蛋白比较并构建系统进化树,结果显示山茶肌动蛋白与茶树和杨树的肌动蛋白的亲缘关系最为密切。实时荧光定量PCR结果显示,该基因在荔波边蕊茶不同组织器官及不同发育时期的表达量稳定,表明ClActin1基因可作为内参基因。     

毛竹PeCPD基因克隆与表达分析

[目的]通过对毛竹(Phyllostachys edulis(Carri.)H. deLehaie)CPD基因的分子特征和表达模式进行研究分析,为揭示CPD在参与毛竹笋生长调控、光诱导以及响应胁迫过程中的作用提供参考依据。[方法]在毛竹基因组数据库(BambooGDB)中查找CPD的同源序列,设计引物并克隆PeCPD。通过生物信息学的方法分析PeCPD的基因结构、顺式调控元件、其编码蛋白的基本理化性质、保守结构域、进化关系以及该基因在不同组织中的表达模式等,利用实时定量PCR方法分析该基因在不同高度笋、昼夜节律光照条件下以及干旱、低温胁迫处理下叶片和根中的表达模式。[结果]获得了毛竹CPD同源基因PeCPD(PH01003419G0030),cDNA全长为1 584 bp,包含5′和3′端非编码区分别为110 bp和64 bp,编码区为1 410 bp,对应的基因组长度为2 796 bp,外显子和内含子数量分别为6个和5个。克隆获得了PeCPD编码区,与BambooGDB中PH01003419G0030序列完全一致,编码一个470 aa的蛋白,分子量约为52.2 kDa,理论等电点为9.063。同时获得了PeCPD上游序列(1 999 bp),与数据库中序列完全一致,分析发现,其中除了启动子基本元件外,还含有多种与环境相关的作用元件,如参与低温应答的LTR、干旱响应的MBS和光响应元件AE-box、TCT-motif等。基于CPD氨基酸序列的系统进化分析表明,毛竹与水稻、玉米、谷子和二穗短柄草等单子叶植物聚类到一个大的分支,其中与二穗短柄草的亲缘关系最近。基于转录组数据的基因表达热图分析发现,PeCPD在毛竹7个不同组织中的表达存在明显差异,其中在20 cm笋中的表达量最高,根中表达量最低。实时定量PCR分析表明,随着笋的增高,PeCPD表达量呈上升趋势;在昼夜节律光照条件下,PeCPD表达量随着光照时间延长而上升,随着黑暗时间延长而下降;干旱和低温胁迫条件下,叶片和根中PeCPD的表达量均呈先上升后下降的趋势。[结论]从毛竹中获取得到了CPD同源基因PeCPD,该基因为组成型表达,且随着笋的增高其表达量呈上升趋势,可能通过参与BRs的生物合成对竹笋的生长起调控作用;PeCPD在叶片中的表达呈现昼夜节律变化,表明该基因可能会参与毛竹的光形态建成;干旱和低温胁迫条件下,PeCPD表达量的变化有助于提高毛竹适应逆境胁迫的能力。     

慈竹β-tubulin基因片段的克隆及序列分析

利用Trizol一步法提取慈竹幼笋总RNA,运用RT-PCR方法首次在慈竹中克隆到3条β-tubulin基因部分序列,命名为Na-βtub1、Naβ-tub2、Naβ-tub3,长度分别为958bp、958bp和959bp,分别编码318、318和319个氨基酸。核酸和氨基酸的序列比对分析结果表明,慈竹中3条β-tubulin基因核酸和推测的氨基酸序列之间相似性分别为92.46%和98.22%,与禾本科植物水稻、玉米、小麦的β-tubulin基因核酸和氨基酸序列相似性分别在89%和95%以上。     

竹子捕光叶绿素a/b结合蛋白基因全长的克隆和序列分析

采用RT-PCR技术与RACE技术,从绿竹中克隆到捕光叶绿素a/b结合蛋白基因全长cDNA,命名为cab-BO1(GenBank登记号:EF061137).该基因长1 102 bp,从第64～861 bp含有1个开放阅读框,编码265个氨基酸.cab-BO1编码的氨基酸中第64～232位包括典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域,第9～11位为蛋白激酶C的磷酸化位点,第27～52位为泛素结构功能域信号,第55～58位为酪氨酸激酶(CK2)磷酸化位点.序列相似性分析结果表明:cab-BO1 DNA序列和编码的氨基酸序列与玉米、小果野蕉、小麦、水稻等的cab基因及其氨基酸序列的相似性分别在85%和89%以上,显示了cab家族基因在进化过程中的保守性.     

绿竹咖啡酸－O－甲基转移酶基因(COMT)的克隆及相关分析

采用RT-PCR及RACE方法从绿竹中分离了COMT基因家族的一个基因,命名为BoCOMT1.BoCOMT1全长1 377 bp,编码一个361 aa的蛋白,估计分子量为39 kDa.BoCOMT1与小麦的TaCOMT、甘蔗的SoCOMT、玉米的ZmCOMT和毛白杨的PtCOMT的氨基酸序列比对结果表明,BoCOMT1与TaCOMT的氨基酸同源性最高,达到86.7%,系统进化树的分析表明,BoCOMT1与TaCOMT亲缘关系较近.RT-PCR结果显示,BoCOMT1在茎中的表达量约为叶中的2倍.     

竹子退笋现象研究现状与展望

文章从退笋的概念、退笋的形态特征及发生规律、影响退笋的主要因素和调控措施等方面,总结了已有的研究结果。综合分析表明,刚竹属竹子的退笋率,随竹笋出土时间的延后呈直线上升;95.3%的退笋,其高度≤35 cm,但当竹笋生长到一定高度之后,发生退笋的概率将迅速降低。施肥对退笋率的影响,未有一致的研究结论,主要与竹种和施肥方式有关。竹笋的水分生理、笋期营养在“源—库”之间的分配、竹笋生长的基因调控,是研究退笋内在发生机理的切入点。在生产实践中,有效降低退笋率的竹林抚育技术是研究重点。     

毛竹PeAMT2;1基因克隆及表达分析

铵态氮是植物吸收利用的主要氮源之一,铵态氮的吸收主要通过铵转运蛋白(AMT)进行。为从分子水平上探讨竹子中AMT的分子特征,本研究通过RT-PCR的方法对毛竹(Phyllostachys edulis)中的一个AMT基因编码区进行了克隆分析,并对其系统进化和表达模式进行了分析。结果表明,该基因的开放阅读框为1458 bp,与NCBI数据库中毛竹序列(FP095543)的一致性为99.04%,被命名为PeAMT2;1。PeAMT2;1编码485个氨基酸,分子量为51.62 kDa。蛋白序列分析表明,PeAMT2;1编码的蛋白序列具有11个跨膜结构域,与其他植物的AMT2亚家族具有较高的同源性,聚类分析与水稻、二穗短柄草等的AMT2亚家族成员在同一个分支。组织表达分析表明,PeAMT2;1在毛竹的根、茎、叶中均表达,但在根和茎中表达量相对较高。本研究对于今后深入了解PeAMT2;1的基因功能奠定了基础。     

竹子分子生物学研究进展

从分子生物学角度来探讨竹子问题是竹子研究的新趋势。目前,关于竹子出笋的基因调控机理研究很少,有关竹子开花方面的主要集中于MADS-BOX基因的研究。分子生物学应用最多的是在竹子分类领域,但大多采用分子标记技术,利用同源基因进化研究相对较少。竹子转基因的初步成功为竹子的遗传育种带来了新的希望。另外,分子生物学在竹子花叶病毒研究中发挥着极其重要的作用。在总结已有研究基础上,认为竹子开花分子机理研究是今后竹子分子生物学研究的重点。     

毛竹捕光叶绿素a/b结合蛋白基因cab-PhE1的克隆与表达分析

光合作用是地球上生命现象的基础,高等植物光合作用光能的捕获与传递主要是通过捕光色素蛋白复合体(LHC Ⅰ,LHCⅡ)来完成的,其中LHCⅡ是绿色植物叶绿体类囊体中含量最丰富的一种天线蛋白(孙钦秒等,2000a).     

竹子基因报告（～2015年）

竹子是重要的森林植物类型。随着分子生物技术的发展,可以从基因水平对竹类作物进行研究,从2009年GeneID为8223103的NCBI第1个竹子基因登录,截止2015年底,已有6462个竹子基因成功登录,分布于竹亚科3个族的33个属的50个种。相比2014年,新增2519个基因,分布于14个属的20个种,文章调查分析了这些基因的描述、类型以及基因参考序列的情况,年度更新了2014年版“竹子基因调查分析报告”。     

毛竹捕光色素结合蛋白基因结构及表达模式分析

植物通过光合作用将光能转换为化学能,捕光色素结合(LHC)蛋白与色素形成的复合体在捕获、传递和转化光能过程中发挥着重要作用,因此研究毛竹(Phyllostachys edulis)LHC基因结构及表达模式对于揭示其在毛竹光合作用中的功能具有重要意义。采用生物信息学的方法,对毛竹基因组中的LHC基因进行了系统分析。结果表明,在毛竹中共有29个LHC基因同源序列,其包含的内含子数量为0~5个。序列分析表明,29个LHC基因编码的蛋白分别属于光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的捕光色素结合蛋白家族LHCⅠ和LHCⅡ。LHCⅠ包含5个亚家族(Lhca 1-Lhca 5),除了Lhca 4含有3个成员外其他亚家族只有1个成员;而LHCⅡ包含6个亚族(Lhcb 1-Lhcb6),每个亚家族的成员不同,其中Lhcb 1的成员最多为7个。亲疏水性预测表明,不同亚家族成员存在着一定差异。蛋白结构预测发现,29个蛋白均包含导肽和成熟蛋白,具有跨膜结构域,均包含色素结合位点;其中12个蛋白的组成以α-螺旋为主,17个蛋白的组成以随机卷曲为主。基因表达谱分析表明,大多数LHC基因主要在叶片和花序中表达,笋中略有表达,而根和鞭中几乎检测不到表达。研究结果为进一步研究毛竹LHC基因的功能奠定了基础。     

毛竹林经营管理与螨类危害关系的调查

福建省现有毛竹林管理多数采取劈杂垦复，极少施肥，挖大留小、砍壮留老时有发生，而过度劈杂、挖大笋使竹林螨害严重发生。调查表明，竹林2年1次劈杂、4年1次垦复，并在劈杂垦复后及时施肥，留大笋的经营管理既有利于提高产量．又利于控制螨害。     

Characterization of expressed genes in the establishment of arbuscular mycorrhiza between Amorpha fruticosa and Glomus mosseae

Arbuscular mycorrhiza （AM） formed between plant roots and fungi is one of the most widespread symbiotic associations in nature. To understand the molecular mechanisms of AM formation, we profiled 30 symbiosis-related genes expressed in Amorpha fruticosa roots colonized by Glomus mosseae and in non-mycorrhizal roots at different stages using differential-display RT-PCR （DDRT-PCR）. The expressed genes were confirmed by reverse Northern blotting. Eleven fragments were sequenced and putatively identified by homologous alignment. Of the eleven AM-related genes, five were obtained at the early-stage of plant-fungus interaction and six at the later stage. Three expressed se-quence tag （ESTs） sequences were found to originate from the fungi and eight from the host plant by use of PCR evaluation of gDNA of both plant and fungi. The target genes included an ATP-binding cassette sub-family transporter gene, a transposon-insertion display band, and a photosynthesis-related gene. The results provided information on the molecular mechanisms underlying the development of mycorrhizal sym-biosis between woody plants and AM fungi.