小麦杂交种及其亲本拔节期根系基因差异表达与杂种优势关系的初步研究

 以一套小麦 4× 5双列杂交组合的根系为材料 ,利用mRNA差异显示技术结合重复PCR扩增 ,分析了拔节期杂种与其亲本根系间基因表达的差异 ,并与杂种的 10个农艺性状表现和杂种优势进行相关分析。cDNA 2次PCR重复扩增中可稳定出现的带 (992 .4条 )占总带数 (12 4 1条 )的 79.97%。统计结果显示 ,杂种和其亲本间存在显著的基因表达差异 ,可概括为双亲共沉默型 (W 1)、单亲表达沉默型 (W2 )、杂种特异表达型 (W3)和单亲表达一致型 (W 4 )这 4种差异表达类型 ,其所占比例分别为 6 .74 %、5 .93%、4 .38%和 10 .4 8%。相关分析发现 ,各种差异表达模式与杂种性状表现的相关中有 3个呈显著相关 ,与性状杂种优势的相关中则有 7个呈显著相关 ,其中双亲共沉默型 (W 1)和单亲表达沉默型 (W 2 )与主穗长和单株生物产量杂种优势均呈显著正相关 ,单亲表达一致型 (W4 )与千粒重杂种优势呈显著正相关。双亲共沉默型 (W 1)和杂种特异表达型 (W 3)与根冠比杂种优势呈显著正相关。以上研究结果表明 ,基因的差异表达与作物杂种优势的形成可能有密切关系。     

美洲黑杨生长及基因表达差异

以9年生美洲黑杨50号、36号及F1子代为材料,对美洲黑杨亲子代的生长变异和杂种优势进行了研究,并利用mRNA差异显示技术对美洲黑杨亲子代的基因表达差异进行研究。结果表明:美洲黑杨F1子代间生长量存在丰富的遗传变异,树高平均变异系数是24.59%;胸径平均变异系数是29.88%。美洲黑杨F1子代在苗期有12.2%的单株生长超过双亲,其平均中亲优势和超亲优势分别为42.05%和32.51%;而9年生的中亲优势和超亲优势分别是22.7%和12.0%。美洲黑杨亲子代间的基因表达差异明显,共找到57个表达差异基因,表达存在着3种量的差异类型和6种质的差异类型。在所有基因表达中父本特异表达基因在杂种一代中受抑制型所占比例最高(21.1%),子代特异表达基因最少(5.3%),母本(50号)基因对子代杂种优势的贡献要大于父本。     

大豆杂交种及其亲本苗期叶片基因差异表达与杂种优势的关系

【目的】通过基因差异表达分析揭示大豆杂种优势产生的原因,为探明大豆杂种优势的分子机理提供理论基础。【方法】采用4×5 NCⅡ设计,配制20个大豆杂交种,以大豆苗期叶片为试验材料,应用mRNA差异显示技术,分析杂交种及亲本之间的基因差异表达模式,并分析其与杂种优势的相关性。【结果】大豆杂交种和亲本之间存在着明显的基因差异表达,差异表达模式可分为单亲表达一致一型(110型)、单亲表达一致二型(011型)、双亲共沉默型(101型)、单亲表达沉默一型(100型)、单亲表达沉默二型(001型)和杂种特异表达类型(010型)6种,其中单亲表达一致一型所占比例最高(13.25%)。差异表达模式与杂种表现的相关分析结果显示,百粒质量与011型呈显著负相关,与101型呈显著正相关;节数、脂肪含量与100型呈显著正相关;差异表达模式与中亲优势(MPH)的相关分析结果显示,分枝数、单株荚数、单株粒数的MPH与110型呈显著负相关,单株粒质量的MPH与110型呈极显著负相关;差异表达模式与超亲优势(BPH)的相关分析结果显示,单株荚数的BPH与110型呈显著负相关,单株粒数和单株粒质量的BPH与110型、虫食粒率的BPH与101型均呈极显著负相关。【结论】大豆基因差异表达与杂种优势的形成存在一定程度的相关性。     

水稻杂种一代及其亲本分蘖期根系基因的差异表达

以汕优６３组合为材料,运用ｍＲＮＡ差异显示技术研究了亲本与杂种一代分蘖期根系基因的差异表达。结果表明,与苗期相比,分蘖期根系基因的表达在质和量上都有显著的改变。质的改变有：Ｆ１特异表达的基因,Ｆ１特异表达的基因,Ｆ１减弱表达的基因,Ｆ１表现沉默（含父强母弱和父弱母强）和Ｆ１增强表达;量的改变有：Ｆ１弱势表达,Ｆ１强势表达２种类型。目前已回收了部分差异的ｃＤＮＡ条带,其中差异条带ＲＴ１的Ｎｏｒｔｈｅ     

利用SSR标记分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用SSR标记对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合亲本进行了遗传差异检测分析。结果表明,被测材料间SSR标记多态性较高。69对引物中,52对引物（占75．36％）扩增产物具多态性,共扩增得到155条带。其中,123条带具多态性,占79．35％。每个多态性引物可扩增出1－6条带,平均可扩增2．3条多态性带。父本异源2号与其强优势组合母本间SSR遗传距离平均值0．30,高于母本间遗传距离平均值0．21,聚类结果也显示其单独聚为一类。由此证实,异源2号与母本间确实在分子水平上存在较大遗传差异。SSR遗传距离与亲本各性状表型差异及F1各性状杂种优势间相关均不显著。据此认为,可能难以直接利用SSR遗传距离预测杂交组合的杂种优势。     

转反义trxs基因小麦籽粒发育过程中基因表达差异

为探讨反义trxs基因在转基因抗穗发芽小麦中的作用机制,以转反义trxs基因和非转基因小麦开花后5~30 d的籽粒为材料,采用mRNA差异显示技术分析了转基因与非转基因小麦在籽粒形成过程中的基因表达差异。结果表明,在籽粒发育过程中,转基因与非转基因小麦存在明显的基因表达差异,差异可归纳为转基因增强型、转基因减弱型、转基因特异型和沉默型4种类型,而且特异型表达明显高于增强型和减弱型;差异条带数随种子成熟度的增加而不断增多,到花后第25天达到最高(77条),然后略有下降,且在胚乳中的差异明显高于胚中的。     

mRNA差异显示技术及其在植物研究中的应用

本文简要介绍了mRNA差别显示技术的基本原理及其在植物学研究中的应用。     

mRNA差异显示技术及其在植物生理研究中的应用

简述了ｍＲＮＡ差异显示技术的基本原理及其在基因表达差异、基因的鉴定与克隆、激素调控机理、抗逆性机理等方面的应有,并对其在植物生理研究中存在的问题与改进的方法做了介绍。     

mRNA差异显示技术及其在植物生理研究中的应用

简述了 m RNA差异显示技术的基本原理及其在基因表达差异、基因的鉴定与克隆、激素调控机理、抗逆性机理等方面的应用 ,并对其在植物生理研究中存在的问题与改进的方法做了介绍     

利用谷蛋白分析小麦强优势组合亲本遗传差异

利用SDSPAGE方法对小麦（黑麦）异源重组系异源2号组配的22个强优势杂交组合的亲本进行了谷蛋白分析。结果表明,谷蛋白图谱能将所有亲本区分开。统计了电泳分离出的HMW亚基和部分LMW亚基谱带,共25条相对迁移率不同的谱带,其中,24条具多态性。父本异源2号与其强优势组合母本问谷蛋白遗传距离较大,平均值为0．54。聚类结果表明,所有亲本可划分为两大类,异源2号可单独划分为一亚类。谷蛋白遗传距离与亲本各性状表型差异及F1各性状杂种优势间相关均不显著,难以用于预测杂种优势。     

利用DD-PCR技术研究扬稻6号基因的差异表达

利用DD-PCR技术对扬稻6号参与的强优势组合（扬两优6号和两优培九）、明恢63参与的弱优势组合、R13参与的中强优势组合以及亲本的基因表达进行了分析。根据基因在杂交组合和双亲中的表达情况分为8种类型,统计30个引物组合在11个参试材料中的表现,获得314组差异条带,大小在250bp至1000bp之间,其中强优势组合的差异表达带型UNP1、UNF,和ABF。明显低于弱优势组合,而DMP2和MONO则明显高于弱优势组合。用8种类型所占的比例对各参试材料进行聚类分析,结果显示,扬稻6号参与的强优势组合和明恢63参与的弱势组合明显被分为两类,两者在基因表达模型上存在一定差异。此外,在基因表达水平上探讨了扬稻6号杂种优势的特殊分子基础。     

水稻滇一型不育系及保持系花药mRNA差异显示*

 运用mRNA差异显示技术,对水稻滇一型雄性不育系和保持系花药基因表达差异进行了比较研究。以专门设计用于差异显示的90对PCR引物组合,分析滇一型10对不同品系的不育系和保持系花药基因表达差异。结果表明:这90个引物组合均有扩增产物,扩增的cDNA片段在100～2000bp之间;不育系和保持系花药cDNA扩增带型相似。在这90个引物组合中仅有15对引物组合在单对的不育系和保持系间显示多态性,而且大多数的多态性引物组合仅扩增出一条差异带。在所找到的差异中,一般总是保持系有一条带,而不育系没有对应的带或是一条很弱的带。该结果表明不育系和保持系花药mRNA差异很少。所幸的是,在这些引物组合中,只有T8×P1引物组合(5′-ATGCTGAGTGATATCTTTTTTTTTG×5′-ATTAACCCTCACTAAATGCTGGGGA-3′)在10对不育系和保持系间扩增出一个共同的差异cDNA片断:保持系在750~1000bp之间有一条带,而不育系没有对应的带或是一条表达很弱的带,这很可能就是保持系和不育系的育性基因表达差异的结果。     

利用差异显示技术克隆辣椒抗疫病相关基因

用辣椒疫霉菌对8叶期的辣椒品种茄门和93-100-17-1-0进行诱导处理,提取接种前后的总RNA,利用mRNA差异显示技术,结合植物抗病基因保守结构域,将DDRT-PCR的一端引物为oligo(dT)15A／G／C,另一端为来源于不同抗病基因同源序列的简并引物B1／C1／D1,其扩增产物在6％聚丙烯酰胺凝胶上得到两个差异表达的带,回收差异片段并克隆到T-载体上测序,经BLAST检索,发现为两个新的序列,GenBank登录号为AY497910,AY497911。     

扬稻6号差异表达基因与杂种优势关系分析

为探讨扬稻6号的杂种优势分子机理,以扬稻6号、特膏和明恢63配制的强、中、弱优势组合及其亲本为材料,利用DD-PCR技术。分析剑叶和幼穗的基因差异表达类型与主要农艺性状的杂种表现及杂种优势的关系。结果表明：千粒重与剑叶的DMP2（F1和父本表达的条带）和幼穗的UNP1（母本特异表达的条带）、UMONO（F1和双亲都沉默的条带）呈显著正相关,而与幼穗的UNF1（F1特异表达的条带）和MONO（F1和双亲都表达的条带）呈显著负相关。在超亲优势方面千粒重与幼穗的UNF1呈显著负相关。推测杂种优势可能受父本基因型影响较大。此外,分别克隆强、弱优势F1闻差异表达的条带,反Southem鉴定出40个差异表达基因。涉及光合作用、生物运输、逆境应答、转录调控、信号转导、糖代谢、氨基酸代谢等。     

小鼠单个冷冻胚胎银染mRNA差异显示方法的建立

为建立单个冷冻胚胎银染mRNA差异显示方法,用小鼠单个4C鲜胚和冻胚RT—PCR产物,验证了冻胚和鲜胚实验结果的一致性。并从小鼠4C和8C冻胚的银染聚丙烯酰胺凝胶中回收了8C期的特异条带,通过再扩增、同收、克隆及酶切鉴定,克隆到了小鼠8C期胚胎差异表达的小鼠RP23—20A6基因。结果表明,所研究建立的单个冻胚银染mRNA差异显示方法具有可行性和有效性,可以用于动物早期胚胎基因表达的研究。     

鹿茸不同生长期MALAT1基因的差异表达

以不同生长期的鹿茸尖端组织为材料,采用mRNA差异显示技术检测不同生长期鹿茸尖端间充质组织的差异表达基因。对其中一条差异表达片段进行克隆测序分析,得到400 bp左右的片段,与野猪的非编码基因MALAT1有高度同源性,同源性为90%。进一步实时荧光定量RT-PCR鉴定发现,该基因在鹿茸生长发育的前期和中期表达量高于后期,该基因在鹿茸快速生长期的上调表达暗示其在鹿茸生长发育过程中发挥作用,是鹿茸生长发育相关基因的候选基因。     

牛早期胚胎发育中差异基因的表达研究

利用mRNA差异显示技术成功筛选到牛早期胚胎差异表达的3个基因,即calm3、trm112l和clip1,并通过RT-PCR技术检测了各基因在卵母细胞、8细胞期和囊胚期的表达情况。结果显示,在卵母细胞和8细胞期胚胎,基因calm3和trm112l的表达量无显著性差异,而在囊胚期的表达量与前两个时期的表达量存在显著性差异,推测这两个基因在牛胚胎发育过程中的表达可能属于母型调控, 提示该基因在卵母细胞成熟和合子基因激活中起一定作用。基因clip1在牛卵母细胞、8细胞期和囊胚期的表达量均无显著性差异,可能既存在母型调控又存在合子型调控。基因calm3、trm112l和clip1在牛早期胚胎发育过程中mRNA表达量存在时间性差异,可能与其参与不同的生理活动有关。