黄瓜CsMADS08及其下游调控基因的功能与表达分析

【目的】探究黄瓜CsMADS08基因及其下游调控基因的功能,为黄瓜新品种选育提供参考。【方法】以拟南芥agl8纯合突变体为材料,农杆菌介导法导入黄瓜CsMADS08基因,经筛选获得转CsMADS08抗性植株,比较agl8突变体植株、转CsMADS08植株及野生型拟南芥植株的表型变化,观察不同类型植株茎生叶的显微结构,并用实时荧光定量PCR方法分析CsMADS08及其下游调控基因SHP1、SHP2、ALC、IND在根、茎、莲座叶、茎生叶、花、果实中的表达情况。【结果】agl8突变体植株、转CsMADS08植株及野生型拟南芥根长、株高、莲座叶的数目及形状差异不明显;与野生型植株相比,agl8突变体植株抽薹及开花时间延迟,CsMADS08基因在agl8突变体植株花中的表达量无显著变化;而转CsMADS08植株抽薹及开花时间较agl8突变体植株提早4~6 d,且CsMADS08基因在花中表达量显著增加。野生型、agl8突变体及转CsMADS08拟南芥植株茎生叶数量、形状及侧枝数、果实均有明显差异,其中转CsMADS08植株叶片小而密集,形状接近圆形,果荚长且饱满,无提前开裂现象。茎生叶显微观察结果显示,与野生型植株相比,转CsMADS08植株叶片细胞变大,排列整齐,维管束细胞增加,叶片变厚。实时荧光定量PCR检测结果显示,CsMADS08基因在转CsMADS08植株各组织中均有表达,且在茎生叶中表达量最高;与agl8突变体植株相比,SHP1、SHP2、ALC、IND基因只在转CsMADS08植株花中上调表达,而在其他组织中均下调表达,且在茎生叶中降幅最大。【结论】CsMADS08基因具有促进开花、增加侧枝、调控叶片形态及果实发育等的功能。     

黄曲霉ste20-like基因功能鉴定及与ste20基因功能的比较

为了鉴定ste20-like基因在黄曲霉生长、分生孢子形成、菌核形成中的作用以及其侵染性,并比较其与ste20基因功能的差异,以A.flavus NRRL3357为研究对象,对两个基因进行相似度比对和生物信息学分析,根据同源重组策略获得单基因缺失菌株Δste20、Δste20-like和双基因缺失菌株Δdouble（Δste20-like&ste20）,并分析基因敲除对菌株生长、分生孢子形成、菌核形成、黄曲霉毒素B₁（AFB₁）生物合成和侵染功能的影响。应用pyrG的双向遗传筛选成功获得Δste20、Δste20-like和Δdouble;与野生型相比,单基因缺失和双基因缺失突变株的生长速率、分生孢子量、菌核数量以及侵染能力都显著降低,在毒素合成方面,Δste20、Δste20-like和Δdouble菌株分别降低约76%、93%和72%;突变株之间比较发现,ste20-like缺失对生长速率的影响大于ste20基因;突变株之间的分生孢子产生量无显著差异;Δste20无菌核产生而Δste20-like还有少量菌核产生;Δste20-like菌株产生的毒素显著低于Δste20和Δdouble菌株。ste20-like基因正调控黄曲霉生长、分生孢子生成、菌核形成、AFB₁生物合成,并影响黄曲霉分生孢子对粮油种子的侵染能力。与ste20基因功能相比,ste20-like基因在调控黄曲霉生长、毒素合成方面对菌株的影响方面较显著,而在菌核形成方面ste20的基因调控作用更显著。     

鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.)JCR5降解17α-乙炔基雌二醇的代谢途径

从北京某避孕药厂污水处理站曝气池的活性污泥中分离得到1株能够以17α-乙炔基雌二醇(17α-ethinylestradiol,EE2)为唯一碳源和能源生长的菌株JCR5.通过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.).菌株JCR5在10d内对初始底物浓度为30 mg·L^-1EE2的降解率可达87%.该菌株能够利用甾体雌激素(甾酮、17β-雌二醇、雌三醇     

芥菜型油菜黄化突变体L638-y叶片氨基酸合成代谢的变化

【目的】探明芥菜型油菜黄化突变体L638-y叶片氨基酸合成代谢网络变化。【方法】以芥菜型油菜黄化突变体L638-y及其野生型L638-g为材料,用氨基酸自动分析仪及实时定量PCR,检测并分析了幼苗叶片游离氨基酸含量及氨基酸合成代谢中8个重要基因的相对表达量。【结果】1) 芥菜型油菜黄化突变体L638-y幼苗叶片游离氨基酸总量低于野生型L638-g,被检测出的17种游离氨基酸中,有10种氨基酸含量低于野生型L638-g,而其他7种则高于野生型L638-g;各游离氨基酸的含量在突变体L638-y与野生型L638-y叶片之间变化幅度不尽相同,其中差异显著的是甘氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、精氨酸,谷氨酸的变化最小。2) 氨基酸合成代谢中8个重要基因表达量变化的分析结果表明,仅谷氨酸族氨基酸生物合成的谷氨酸合酶基因（GSR）的表达在L638-y中呈上调表达趋势,其余的7个基因,即谷氨酰胺合成酶基因(GLN)、天冬氨酸氨基转移酶基因(GOT)、天冬酰胺合成酶基因(ASN)、Δ′-二氢吡咯-5-羧酸还原酶基因(P5CR)、丙氨酸氨基转移酶基因(AAT)、3-磷酸甘油酸脱氢酶基因(PGDH)、ATP磷酸核糖转移酶基因（ATP-PRT）均下调表达。3) 在突变体L638-y叶片氨基酸合成代谢途径中,8个重要基因表达量的变化与相关游离氨基酸含量的变化并不一致,表明氨基酸合成代谢受到了抑制。【结论】芥菜型油菜黄化突变体L638-y幼苗叶片中氨基酸合成代谢和氮代谢受到了抑制。     

OsRAC3调控水稻籽粒性状的功能分析

目的 RAC/ROPs是一类植物特有的小G蛋白，作为分子开关参与众多的植物信号转导途径。OsRAC3通过与细胞分裂素信号组分互作，调控水稻Oryza sativa L.冠根发育，但是否影响水稻地上部分的性状尚不清楚。本研究主要分析OsRAC3对水稻穗发育以及产量性状的影响。方法 对水稻OsRAC3promoter::GUS转基因植株的花序组织进行GUS染色，分析OsRAC3的表达模式。分析转基因材料持续激活型突变体(CA-osrac3)和显性失活型突变体(DN-osrac3)2种试验材料的每穗粒数、粒长、粒宽、千粒质量等主要农艺性状。结果 OsRAC3在花序分生组织、雄蕊和雌蕊中强烈表达；CA-osrac3株系的穗粒数减少，籽粒更加饱满，粒长、粒宽、千粒质量均显著高于野生型；DN-osrac3株系的穗分枝数少且育性差，籽粒粒长、粒宽、千粒质量则显著低于野生型。结论 OsRAC3影响水稻穗的发育过程，持续激活型突变体CA-osrac3促进水稻籽粒的发育；OsRAC3在水稻高产育种和遗传改良中具有重要的应用价值。     

陕西省猪瘟流行毒株E0和E2全基因分子特征分析

【目的】分析目前陕西省猪瘟病毒（CSFV）流行毒株的E0、E2全基因分子特征,为猪瘟防控提供参考。【方法】根据CSFV Shimen株及HCLV株全基因序列,设计并合成了4对引物,采用RT-PCR方法,从采自陕西不同地区的猪瘟病料中扩增E0、E2全基因并进行序列测定分析。【结果】从采集的病料中成功扩增了5株猪瘟流行毒株的E0、E2全基因,这5株流行毒株E0基因核苷酸同源性在94.4％～99.8％,与参考毒株ALD、Alfort187、Brescia、CAP、Glentorf、GPE、GXWZ02、HCLV、Paderborn、Rimes和Shimen的核苷酸同源性在80.4％～96.3％,氨基酸同源性在86.5％～99.3％。5株流行毒株E2基因核苷酸同源性在91.1％～98.0％,与参考毒株的核苷酸同源性在77.7％～94.6％,氨基酸同源性在85.2％～95.9％。5株流行毒株E0 Rnase活性区域氨基酸基序位点没有变异,但导致流行毒株发生免疫逃逸的E2蛋白关键位点中有3个发生了变异。【结论】测定的陕西省猪瘟流行毒株E0、E2基因序列变异明显,其中E2蛋白关键位点变异较大。     

牦牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因的克隆及序列分析

为了解牦牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因的特点,根据GenBank已公布的牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因序列设计4对引物,每个基因分两段扩增,测序并拼接,首次克隆牦牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因。序列分析表明,扩增到的牦牛应激型 HSPA1A基因全长2 134 bp,开放阅读框全长1 926 bp,编码641个氨基酸,分子质量为70.26 ku; HSPA2基因全长1 911 bp,开放阅读框全长1 911 bp,编码636个氨基酸,分子质量为69.85 ku。将 HSPA1A和 HSPA2基因开放阅读框编码的氨基酸序列进行ScanProsite分析,均得到3个HSP70蛋白家族标记。核苷酸序列同源性分析表明, HSPA1A和 HSPA2基因具有较高的保守性,牦牛与牛的 HSPA1A和 HSPA2基因核苷酸序列同源性最高,分别为99.8%和99.1%。遗传进化关系分析表明,牦牛与牛的应激型 HSPA1A和 HSPA2基因亲缘关系最近。     

西伯利亚白刺 NsMYB5调控果实花青素生物合成

基于西伯利亚白刺红果、黑果果皮转录组数据,本研究筛选并克隆获得一个与西伯利亚白刺果实花青素和原花青素合成代谢相关的R2R3-MYB转录因子,命名为 NsMYB5。该基因ORF为840 bp,编码279个氨基酸, NsMYB5具有完整的SANT、MYB domain及HLH-MYB domain结构域,属于R2R3-MYB转录因子,与调控花青素和原花青素合成相关的香雪兰 FhMYB5同源性较高。过表达 NsMYB5烟草花瓣和雄蕊积累大量花青素,呈现深紫色,而叶片和茎仅有少量花青素积累,局部呈现淡紫色。转基因株系中花的花青素和原花青素含量均显著高于野生型（P<0.05）。结果表明, NsMYB5可以正向调控花青素和原花青素的合成,这为西伯利亚白刺果实果皮呈色的分子遗传机理提供了理论依据。     

罗氏沼虾Doublesex基因的cDNA克隆及性别二态性表达分析

克隆了罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)含DM结构域的Dsx基因(MroDsx)部分序列,DM结构域包含5个保守的半胱氨酸(Cysteine)和2个组氨酸(Histidine), 且与中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) Dsx基因DM结构域具有73%的相似性。荧光定量PCR(Quantitative real time PCR,qPCR)结果显示:MroDsx基因仅在性腺中特异性表达,且在精巢中的表达量显著高于卵巢;在精巢发育早期(主要是精原细胞)高表达,随着精巢的发育MroDsx基因的表达量逐渐降低。原位杂交(In situ hybridization,ISH)结果进一步显示:MroDsx转录本在精原细胞表达量高,在精母细胞以及精细胞中较弱,在成熟的精子中不表达,与荧光定量的结果一致。基于对MroDsx转录本的表达分析,推测MroDsx可能参与罗氏沼虾精巢的发育过程。     

四川省食品动物源大肠杆菌mcr-1与ESBLs基因共转移分析

为了解四川省食品动物源大肠杆菌mcr-1耐药基因流行情况,及其与超广谱β-内酰胺酶基因(ESBLs)共存和共转移的特征,采用微量肉汤稀释法检测菌株对不同抗菌药物的敏感性;采用PCR检测菌株mcr-1,以及mcr-1阳性菌株中ESBLs基因类型;采用质粒接合转移试验分析了mcr-1与ESBLs基因共转移的耐药机制。结果显示:190株大肠杆菌的mcr-1检出率为36.84%,75.71% mcr-1阳性菌株中同时检出ESBLs基因,主要以blaTEM-1、blaCTX-M-55和blaCTX-M-14为优势基因;mcr-1阳性菌对氨曲南(ATM)、头孢噻肟(CTX)和多黏菌素E(COL)耐药率极显著高于mcr-1阴性菌(P<0.01);质粒转移率为47.14%,其中获得mcr-1和ESBLs基因共转移的接合子表现出与供体菌相同的耐药表型及耐药基因。综上,在四川省食品动物源大肠杆菌中,mcr-1与ESBLs基因共存现象广泛存在,且耐药基因易发生水平传播,对菌株多重耐药性的产生具有重要意义。     

马铃薯 StMKK1基因RNAi干扰载体的构建及遗传转化

丝裂原活化蛋白激酶MAPK级联反应在植物响应生物与非生物胁迫中发挥着重要作用。为了获得转基因马铃薯，进一步探索 StMKK1在信号转导和胁迫响应中的功能，从四倍体栽培品种马铃薯Desiree 的cDNA中克隆到 StMKK1基因302 bp的目的片段，并将目的基因的正向片段利用EcoRⅠ和KpnⅠ，反向片段利用HindⅢ和XbaⅠ与重组载体35s-pART27进行连接，构建成35s- StMKK1-pART27-RNAi表达载体；利用农杆菌介导的遗传转化方法，将35s- StMKK1- pART27-RNAi载体导入马铃薯品种Desiree中，得到7株沉默的阳性马铃薯转基因植株，不同的转基因植株中 StMKK1基因的沉默效率经检测均在92%以上。     

长期干旱胁迫下Mdm-miR160- MdARF17- MdHYL1模块调控苹果生长发育的研究

为了研究长期干旱条件下Mdm-miR160-MdARF17-MdHYL1 调控网络在苹果生长发育中的作用，以GL-3和Mdm-miR160e OE、MdARF17 RNAi、MdmARF17 OE、 MdHYL1 OE及MdHYL 1 RNAi转基因苹果为试验材料，进行为期3个月的长期干旱处理，测定苹果株高、根干质量、根冠比以及叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素荧光值和水分利用效率。结果表明，在长期干旱胁迫下， Mdm-miR160e OE转基因苹果植株更矮化，根冠比、根干质量、光合能力及水分利用效率大于GL-3植株，具有更强的耐旱性； MdARF17 RNAi植株比GL-3更矮，且具有更大的根冠比、根干质量、光合能力和水分利用效率，而MdARF17 OE与之相反； MdHYL1 RNAi植株对长期干旱胁迫更敏感，其株高大于野生型且具有更小的根冠比、更低的光合能力和水分利用效率，而 MdHYL1 OE植物对长期干旱条件具有更强的适应性，生长发育表型与RNAi植株相反。综上所述，Mdm-miR160- MdARF17-MdHYL1调控网络在苹果响应长期干旱过程中发挥了重要功能，为苹果抗旱分子育种提供了候选基因。     

转ATCIPK23基因烟草植株钾素营养效率研究

通过考察转ATCIPK23基因烟草植株在不同钾浓度下钾及干物质积累的能力,研究了外源基因的导入对转基因烟草植株钾吸收能力的影响。结果表明,在低钾环境下,转基因株系具有明显的生长优势,烟株发育较快、根系发达、生物量较大、植株的含钾率也有明显提高,随着供钾量的减少,这种差异幅度逐渐增大。当供钾浓度为0.1 mmol·L^-1时,对照品种K326植株的平均钾含量为17.7 g·kg^-1,而转基因品系KA12为23.3 g·kg^-1,KA16为24.6 g·kg^-1,KA21为22.1 g·kg^-1,分别较对照品种增加了31.6%、39.0%和27.7%。钾吸收动力学研究表明,转基因植株与对照品种植株的最大吸收效率（V_max）差别不大,而最低浓度（C_min）与米氏常数（K_M）的差别较为明显。     

GA信号因子 SlMYB33对番茄开花时间及果实大小的影响

以番茄Micro-Tom为材料，以GA信号转导因子GAMYB基因 SlMYB33为对象，利用GUS组织化学染色分析 SlMYB33在花和果实中的表达模式；其次，通过载体构建、遗传转化得到转基因植株，通过转基因植株的表型分析探究 SlMYB33对番茄开花及果实发育的影响。结果表明， SlMYB33主要在番茄雄蕊和柱头中表达；在番茄Micro-Tom中过表达 SlMYB33，获得OE3、OE4、OE5、OE6和OE7五个过表达株系；表型观察表明， SlMYB33的过量表达可导致番茄开花时间延迟，同时促进果实增大。     

大豆GmCYP85A2基因克隆与表达特性分析

【目的】克隆大豆GmCYP85A2基因并进行表达特性分析,为进一步研究GmCYP85A2基因的功能及其对大豆叶柄角的调控机制奠定基础。【方法】以郑豆196作为试验材料,利用同源克隆技术克隆GmCYP85A2基因,对其编码蛋白进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测GmCYP85A2基因在大豆植株不同组织（根、茎、叶片、叶柄、花、花芽和豆荚）及不同光照处理时间（0,4,8,12,16,20,24 h）下叶柄中的相对表达量,分析该基因的表达特性。【结果】成功克隆了大豆GmCYP85A2基因,其长1 524 bp,开放阅读框长1 401 bp,编码466个氨基酸;编码蛋白分子质量为53.4 ku,理论等电点（pI）为9.00,具有典型的P450超家族保守结构和蛋白三级结构,亚细胞定位结果表明该蛋白为分泌型蛋白。启动子分析结果表明,该基因转录起始位置ATG上游2 kb的基因组序列含有多个响应光照以及与生长发育、逆境胁迫相关的顺式作用元件。基因表达特性分析结果表明,GmCYP85A2基因主要在花、花芽、豆荚及叶柄中表达,且以花中的表达量最大;在营养生长时期,叶柄中GmCYP85A2的表达量受光照影响而上调,并伴随着叶柄角的变大。【结论】克隆了大豆GmCYP85A2基因,并研究了该基因的表达特性,分析了其在叶柄角调控中的可能机制。     

结球甘蓝类钙调蛋白基因 CML48和 CML50在不同胁迫下的表达分析

为探究结球甘蓝类钙调蛋白（CMLs）响应不同胁迫时的功能,丰富CMLs参与钙信号网络调控,为CMLs参与植物逆境途径及其功能的研究提供依据。以结球甘蓝ZG为材料,克隆得到 CML48和 CML50基因,序列分析表明 CML48开放阅读框（ORF）为672 bp,含4个内含子,编码223 aa,分子量为25.28 ku; CML50开放阅读框ORF为1 095 bp,编码364 aa,分子量为38.06 ku,含3个内含子;均为亲水蛋白,均含有2个EF-hand结构域;系统发育树表明 CML48和 CML50均与甘蓝处于同一进化枝,与白菜、油菜的亲缘关系最近。qPCR表明 CML48和 CML50在干旱(PEG6000)、盐胁迫(NaCl)、低温(4 ℃)、高温(37 ℃)、H₂O₂、脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等不同胁迫处理下,在叶和根中的表达均有上调,且 CML50的表达量均显著高于 CML48, CML48在茎尖中高度响应高温胁迫,而在根中不响应高温和H₂O₂胁迫。初步说明 CML48和 CML50在根和叶中均可响应上述8种非生物胁迫。     

马铃薯转录因子StNAC043基因的克隆及其生理功能分析

为探究马铃薯转录因子StNAC043基因的功能，克隆马铃薯转录因子StNAC043基因，利用农杆菌介导法将其转入马铃薯‘东农310’基因组，使其过量表达。转基因植株经无性系扩繁后，测定转基因株系的根和茎的生长指标、叶绿素相对含量(SPAD)以及荧光参数(F_v/F_m、ETR_max)，并以转录组测序结合qRT-PCR验证分析其下游调控基因。结果表明:StNAC043基因过量表达可以显著促进转基因马铃薯根系和茎的生长、显著提高转基因植株叶片SPAD、F_v/F_m、ETR_max；并且转录因子StNAC043可以调控捕光色素结合蛋白基因StCAB1和StCAB2的表达。综上，马铃薯转录因子StNAC043基因对马铃薯幼苗的生长和光合生理调控具有重要作用。     

大豆GmPIN2b调控根系响应低磷胁迫的功能研究

目的 研究生长素转运蛋白PIN基因家族在大豆Glycine max 根系适应低磷胁迫中的功能。方法 对大豆23个GmPIN家族成员进行进化树分析和表达模式分析,并进一步对GmPIN2b进行功能分析。结果 大豆23个GmPIN家族成员分散在7个不同的亚族,其中,GmPIN2a、GmPIN2b和GmPIN9a、GmPIN9d与拟南芥Arabidopsis thaliana的AtPIN2位于同一亚族。不同GmPIN家族成员在大豆中的组织表达定位及其受低磷调控的表达模式不同,其中,GmPIN2b在大豆根系中的表达水平在低磷胁迫6 d后显著上调,回补表达GmPIN2b能够部分恢复Atpin2突变体的表型。无论在低磷还是高磷条件下,回补表达GmPIN2b的转基因植株鲜质量和主根长均显著高于Atpin2突变体;而且回补表达GmPIN2b显著提高了Atpin2突变体在低磷条件下的一级侧根数,以及高磷条件下根系对重力的敏感性。结论 GmPIN2b在大豆根系形态建成响应低磷胁迫的过程中起重要的调控作用。     

ZmDREB2.7正调控玉米耐旱性的功能分析

为评价 ZmDREB2.7优异等位基因型对玉米耐旱性的作用，选择携带优异等位基因型的玉米自交系CIMBL70、CIMBL92做父本及敏感基因型的玉米自交系SHEN5003做母本，用于构建近等基因系群体。结果表明，NIL- ZmDREB2.7CIMBL70和NIL- ZmDREB2.7CIMBL92恢复率分别为 94.96%和95.11%；苗期存活率分别是81.34%和83.33%，显著高于轮回亲本（SHEN5003，37.3%）。为更加明确 ZmDREB2.7的耐旱效应，构建了 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7转基因玉米植株。转基因玉米材料 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-1和 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-10相对表达量更高，苗期存活率分别是68.05%和 70.83%，显著高于野生型（A188，58.33%）。在新疆大田干旱条件下， ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-1和 ZmDREB2.7pro: ZmDREB2.7-10两个株系均比野生型小区少减产20%以上。因此，研究结果可能为玉米耐旱新品种的培育提供有价值基因资源和可行的实践方案。     

GbCDPK83基因在干旱胁迫下的功能鉴定

为了探究 GbCDPK83基因在海岛棉响应干旱胁迫中的功能。利用PCR技术克隆 GbCDPK83基因，采用生物信息学方法分析GbCDPK83蛋白的理化性质、结构特征和在细胞中的位置，通过基因重组技术构建VIGS沉默载体并侵染棉花。本研究成功构建了沉默表达载体，沉默植株中 GbCDPK83的表达明显被抑制。干旱胁迫后， GbCDPK83沉默植株叶片比对照萎蔫更严重，相对含水量显著降低，相对电导率和丙二醛含量显著上升，脯氨酸含量升高但低于空载体及非转基因植株。沉默 GbCDPK83使海岛棉耐旱性减弱。