大豆CHR2-1基因生物信息学分析与大豆遗传转化

大豆异黄酮是有助于人类身体健康的一类次级代谢产物,大豆查尔酮还原酶（chalcone reductase, CHR）基因是控制大豆异黄酮主要组分大豆苷元生物合成的关键酶之一。为拓宽大豆CHR研究范围,促进异黄酮代谢机理研究,进而推进大豆品种改良,本研究利用基因工程技术对大豆CHR2-1基因进行克隆及生物信息学分析,并且构建植物表达载体pCAMBIA3301-CHR2-1,通过农杆菌介导法将目的基因整合到东农50受体大豆基因组中,PCR筛选鉴定获得大豆转化植株。结果表明：GmCHR2-1基因编码的蛋白属于非分泌型蛋白,可能在细胞质中发挥主要功能,属于非跨膜类蛋白并不在细胞中发生迁移;该蛋白存在22个潜在磷酸化位点,其中苏氨酸（Thr）4个、丝氨酸（Ser）18个;该蛋白由α-螺旋（40.63%）、延伸链（14.29%）、β-转角（4.13%）和无规则卷曲（40.95%）4个部分组成。PCR鉴定表明,转化植株基因组包含草丁膦抗性基因Bar、终止子NOS和启动子35S位点,初步确定已将GmCHR2-1转入到东农50大豆品种基因组中,并获得T₂阳性植株转化苗12株。     

大豆异黄酮生物合成串联基因簇及其表达载体的构建

植物异黄酮是一种重要的次级代谢产物,在植物的生理活动以及人类健康方面具有重要作用.植物异黄酮生物合成途径有三个调控酶:查尔酮合酶(Chaleone synthase,CHS),查尔酮异构酶(Chalcone Isomerase,CHI)和异黄酮合酶(Isoflavone synthase,IFS).以大豆为材料,利用RT-PCR方法克隆到查尔酮合酶基因(CHS),查尔酮异构酶基因(CHI Ⅱ)和异黄酮合酶基因(IFS)的eDNA(Genebank登记号分别为EU526827,EU526829,EU526830)经过NCBI在线Blast比对,相似度均在98%以上,确认克隆的目标基因是正确的;将这三种基因顺序连接,构建成串联基因簇CHS-CHI Ⅱ-IFS(命名为rIFS),并且构建了rlFS的原核表达载体,进行了初步的表达研究.为进一步研究植物异黄酮的生物合成以及进行异黄酮生物工程奠定了基础.     

紫参薯查尔酮合成酶及异构酶基因的克隆与表达分析

查尔酮合成酶及其异构酶是黄酮类化合物合成途径中的2个关键酶,为研究其在紫参薯花青素合成途径中的功能,利用RT-PCR技术从紫参薯Da56块茎中克隆到查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)和查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)基因,分别命名为DaCHS和DaCHI。结果表明:DaCHS基因包含825 bp的完整开放阅读框(ORF),预测编码274个氨基酸;DaCHI基因包含663 bp的完整开放阅读框,预测编码221个氨基酸。生物信息学分析结果表明,紫参薯DaCHS与油棕Eg CHS亲缘关系最近,氨基酸相似性达到90%;紫参薯DaCHI与野茶树CaCHI亲缘关系最近,氨基酸相似性达到67%。实时荧光定量PCR检测结果表明,DaCHS和DaCHI基因均具有组织表达特异性,其中DaCHS在花中相对表达量最高,而DaCHI在块茎中相对表达量最高;在紫参薯块茎发育不同时期的表达分析表明,DaCHS、DaCHI均在薯块膨大期相对表达量最高。本研究通过对DaCHS和DaCHI基因全长cDNA序列的克隆与分析,为紫参薯花青素合成途径的遗传调控及花青素形成机理的研究奠定基础。     

大豆异黄酮合成关键酶基因的克隆及表达分析

采用RT-PCR法克隆了大豆异黄酮生物合成途径中查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)和查尔酮异构酶(Chalcone Isomerase,CHI)2个关键酶基因,并利用SOE-PCR技术成功将2个基因融合,将其均构建成原核表达载体,在大肠杆菌中进行了初步的表达研究,为进一步研究CHS和CHI 2种关...     

大豆异黄酮还原酶基因的鉴定及生物信息学分析

异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次级代谢产物,是大豆主要的功能活性成分之一。异黄酮还原酶(isoflavone reductase,IFR)是异黄酮分解途径的关键酶之一,在调控异黄酮含量及成分方面起着重要作用。本研究基于大豆全基因组测序数据,利用生物信息学方法鉴定了大豆异黄酮还原酶基因家族成员,并对其基因的序列特征、结构特征和遗传多样性进行了分析。结果表明:大豆异黄酮还原酶(GmIFR)家族含有17个成员,蛋白序列介于191(GmIFR07)和376(GmIFR11)个氨基酸之间,序列相似性为19.59%(Gm IFR07和GmIFR11)~98.43%(Gm IFR12和GmIFR17),结构分析表明这些基因内含子数目差异较大,2~6个不等,不均匀的分布在大豆的1、4、6、9、11、12和16号染色体上。     

异黄酮合成代谢调控关键酶CHS、CHI的特性与研究前景

查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)与查尔酮异构酶(Chalcone isomerase,CHI)是异黄酮合成途径中的两个关键酶,它们在植物中的表达效率直接影响到异黄酮的产量.本文综述了植物CHS、CHI的功能、特性、基因结构、进化以及基因表达调控等方面研究的新进展,并对CHS、CHI研究的应用前景进行了展望,在此基础上提出了从根本上提高异黄酮产量的可行途径以及一些亟代解决的问题.     

水稻花期特异表达基因的cDNA和RNA阵列检测

用水稻孕穗期、开花期总mRNA为探针与含有2200个独立基因的cDNA阵列杂交,以检测开花期群体基因的表达谱。结果发现,在所获得的1720个有效克隆当中,有472条基因表达下调（占27.44％）,892条为持家基因（占51.86％）,356条基因表达上调（占20.70％）。表达上调的基因中有250个功能已知（占14.53％）,106个是功能未知的新基因（占6.16％）。其中S 腺苷甲硫氨酸还原酶、查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ基因、过敏反应蛋白、醇溶蛋白、3-酮脂酰载体蛋白合酶Ⅲ和β-D-(1→3)-葡聚糖外水解酶等基因参与水稻开花和胚胎发育过程。为了进一步验证它们与开花过程的相关性,选取查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ、醇溶蛋白、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和过敏反应蛋白等5个基因为探针,与755个水稻RNA斑点阵列进行杂交。结果证实醇溶蛋白和过敏反应蛋白基因受发育调节在乳熟成穗中高表达,查尔酮合酶和S-腺苷基甲硫氨酸还原酶基因在叶片中受光诱导、在根中受缺氮胁迫时高表达。在所有表型中,查尔酮合酶、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和酰基载体蛋白Ⅱ基因有相近的表达趋势,过敏反应蛋白和醇溶蛋白基因的表达趋势也相近。     

大豆PAL2-3基因的克隆及转化研究

大豆异黄酮是苯丙氨酸代谢途径中合成的一类次级代谢产物,在苯丙氨酸代谢途径中,苯丙氨酸解氨酶(PAL)是关键酶和限速酶。本课题组前期研究发现PAL基因的相对表达量与大豆异黄酮含量具有明显的协同增减趋势,并且在PAL基因家族成员时空表达模式分析中发现,PAL2-3(XM_003542493)是PAL基因家族中相对表达量较高的主要表达成员之一。本试验首先通过克隆大豆中PAL2-3基因;然后构建pCAMBIA3301-GmPAL2-3植物过表达载体,将构建好的pCAMBIA3301-GmPAL2-3表达载体重组质粒转化到根癌农杆菌EHA105中;采用农杆菌介导的大豆子叶节转化体系获得转化植株,并对T1代转化植株进行PPT检测,外源标记基因Bar检测以及荧光定量PCR检测,对转基因阳性植株进行大豆籽粒异黄酮含量的测定。结果表明T_1代转基因植株中PAL2-3基因的表达量是对照的5.11~11.24倍,总异黄酮含量最高的(2 587.63μg·g~(-1))是对照(1 616.90μg·g~(-1))的1.6倍。因此在大豆中过量表达PAL2-3基因可以提高大豆籽粒中异黄酮含量。     

大豆胞囊线虫胁迫下GmCHS基因表达及异黄酮含量变化分析

异黄酮作为植保素,在生物因素、非生物因素的胁迫下,都发挥着重要抗逆作用,而查尔酮合成酶(CHS)是异黄酮形成途径中的关键位点,为研究GmCHS在大豆胞囊线虫胁迫下的响应表达,以便进一步揭示大豆抗大豆胞囊线虫的分子机理,本研究选取抗病品种灰皮支黑豆和感病品种Williams 82,在大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫后的不同时期检测CHS5、CHS7、CHS8、CHS9基因的表达,并测定其下游产物异黄酮成分中的大豆苷元和黄豆黄素的含量.结果显示:感病品种中CHS5、CHS7、CHS8、CHS9基因的相对表达量变化程度较抗病品种小.胁迫5d时,抗病品种中4个查尔酮合成酶基因均明显上调表达,与实验室前期大豆转录组测序中CHS7、CHS8均上调表达结果一致.进一步对两个品种主要异黄酮成分含量的检测结果表明,大豆苷元相较于黄豆黄素在大豆胞囊线虫胁迫下响应更加敏感,其中大豆苷元在Williams 82无响应,而在灰皮支黑豆接种5,10,15 d均出现了显著差异,可见异黄酮中的大豆苷元很可能是响应大豆胞囊线虫胁迫的重要成分之一.因此,初步认为CHS基因在抗大豆胞囊线虫的抗性机制中具有重要作用.     

转NPR1和CHR3抗病基因提高大豆对疫霉根腐病抗性研究

为检测GmCHR3和广谱抗病基因NPR1双抗基因转化到大豆吉林30中的遗传稳定性和抗病能力,从而为培育出抵抗疫霉根腐病大豆新品种提供有效参考,以大豆品种吉林30转CHR3抗病基因转化品系JL30+GmCHR3为目标受体材料,以吉林30为对照受体材料,利用农杆菌介导法将NPR1导入受体中.利用常规PCR检测基因转化情况,利用Southern杂交和qRT-PCR技术分别鉴定JL30+GmCHR3受体和双抗基因转化株系T1和T2代中两个基因的整合和表达情况,采用下胚轴侵染法鉴定转基因大豆植株对疫霉根腐病的抗性.PCR研究结果显示:转化元件的启动子35s、终止子Nos、筛选标记基因Bar以及目的基因NPR1全部转入到受体基因组中;NPR1基因以单拷贝的形式在转化植株中完成整合;NPR1基因在大豆植株根、茎和叶中均有表达,其中T1代株系在3个部位的相对表达量分别是2.732,1.614和3.316,T2代株系的相对表达量分别是2.936,2.084和3.864;NPR1基因在各组织中的相对表达量为茎＜根＜叶.CHR3和NPR1双抗基因转化株系对疫霉根腐病表现为高抗,NPR1单抗基因转化株系表现为中抗,非转基因吉林30植株表现为感病.结果说明大豆吉林30转入双价抗病基因GmCHR3和NPR1可以增强其对疫霉根腐病的抗性.     

豫北优质大豆产业发展策略

针对豫北地区的大豆生产现状，从气候、土壤、品种、生态因素及市场需求等方面提出了优质大豆的发展策略与途径。     

吉林省平安农业科学院大豆所大豆研究工作报告

1　吉林省平安农业科学院大豆研究工作简介吉林省平安农业科学院大豆研究所 ,设在吉林省长春市西安大路种子大厦内。现有科技人员 6人 ,其中研究员 2人 ,农艺师 2人 ,技术员 2人 ,定向培养研究生 2人。大豆研究所的主要任务是选育稳产、高产、优质及抗病虫大豆新品种 ;同时密切     

湖南沅陵4种绿茶品质成分分析

以长沙县高桥相同嫩度茶鲜叶原料采用卷曲形毛尖茶加工工艺制绿茶为对照,分别对沅陵县齐眉翠峰、凤娇碣滩茶、干发茶和军大坪茶4种绿茶的主要生化成分与感官品质进行初步分析。结果表明,沅陵4种绿茶的茶多酚总量28.76%~30.34%,游离氨基酸总量2.35%~3.22%,咖啡碱含量3.00%~3.63%,水浸出物含量37.26%~40.07%,可溶性糖总量5.46%~5.65%,可溶性蛋白含量1.50%~1.74%,类黄酮化合物总量1.16%~1.79%,叶绿素总量1.36%~2.01%,儿茶素总量13.53%~16.20%。与对照相比,4种绿茶的茶多酚、可溶性糖和儿茶素总量均高于对照,除齐眉翠峰外其余3种茶样水浸出物和叶绿素总量均高于对照,除干发茶外其余3种茶样类黄酮化合物总量均高于对照。     

Comparisons of methods of scheduling irrigations of potatoes

Irrigation of Netted Gem potatoes was scheduled during three growing seasons by three methods: (a) when plants displayed first visual symptoms of moisture stress, (b) when indicated by a soil moisture budget involving estimated evapotranspiration, and (c) on the basis of tensiometer readings of soil moisture suction. When the tensiometer method of scheduling was used, the mean yields of tubers were 55.0 and 25.8 cwt/acre (6160 and 2890 kg/ha) higher than those obtained with the other two scheduling methods. Methods did not affect the specific gravity of potatoes. Method (a) scheduled irrigations least frequently. Scheduling by the budget method was not always adequate because it was based on the assumption that the crop extracted water from a constant 4 ft (1.2 m) profile from planting to full vegetative growth. In one year the budget method scheduled the first irrigation earlier than necessary and delayed the second irrigation during a critical period of crop growth. From full vegetative cover to harvest the irrigation schedules were alike for both the budget and tensiometer methods.     

Analysis of nutritional components of eight famine foods of the Republic of Niger

In the western Sahel, indigenous plants become important staples when cereal harvests are inadequate to support populations inhabiting that region of Africa. The purpose of this study was to assess the nutrient content of several of these edible wild plants. The leaves of the following seven plant foods were analyzed: Ziziphus mauritiana, Cerathotheca sesamoides, Moringa oleifera, Leptadenia hastata, Hibiscus sabdarifa, Amaranthus viridi, and Adansonia digitata. The fatty acid, vitamin E, carotenoid, selected mineral and amino acid contents of these plant foods were determined. These same analyses were performed on the fruit of the Adansonia digitata. In quantitative and qualitative terms, Amaranthus viridis was found to be an excellent source of protein. Its amino acid composition compared favorably to that of a World Health Organization (WHO) protein standard. It also contained considerable amounts of the two fatty acids that are essential in humans (linoleic and -linolenic) and a number of minerals including iron, magnesium, calcium and zinc. The leaves of Hibiscus sabdarifa contained an appreciable quantity of protein the composition of which was comparable to the WHO standard. The mineral content of the leaves of this plant was also exceptionally high; noteworthy was its high zinc content. H. sabdarifa also contained significant quantities of the two essential fatty acids. Ziziphus mauritiana was an excellent source of the essential fatty acid linoleic acid and several of the metals including iron, calcium, magnesium and zinc. Its content of other essential nutrients, however, was rather low. In general, Adansonia digitata leaves were nutritionally superior to the fruit of the tree; however, the fruit did contain useful quantities of potassium, phosphorus, zinc and -linolenic acid. The Leptadenia hastata leaves were an especially good source of lutein and -carotene. These data should be useful to the people who inhabit the western Sahel in helping them devise healthy diets during times when cereal staples are in short supply.     

防治水稻潜叶蝇的药剂筛选

通过对防治水稻潜叶蝇不同药剂、不同用量的田间对比试验,结果表明,32 g/kg的35%丁硫克百威拌种预防潜叶蝇效果最好,药效可达55 d以上,适宜在生产上推广应用。     

狗牙根诱变后代抗寒性评价

通过电解质外渗法和匍匐茎恢复试验对‘阳江’狗牙根及其12个通过形态鉴定选出的坪用价值高且花序密度低的诱变后代进行抗寒性鉴定。电解质外渗法结果表明:诱变后代间的抗寒性具有较大差异,其叶片半致死温度(LT₅₀)的变异范围为-7.6～-0.2℃(最低值与最大值相差7.4℃);参试材料抗寒性由强到弱依次为M18>M4>M26>M28> M22>阳江>M29>M31>M10>M37>M16>M1>M25,其中,有5个诱变后代抗寒性优于亲本,分别是M18、M4、M26、M28、M22。匍匐茎恢复实验结果表明:诱变后代M1、M22、M26、M31、M25在0℃和-5℃低温胁迫后的恢复生长率都高于亲本,恢复能力均优于亲本;M10、M37、M28在-5℃低温胁迫下,恢复生长能力低于亲本,抗寒性相对较弱,M16和M4在0℃和-5℃低温胁迫下,恢复生长率都低于亲本,抗寒性明显弱于亲本。综合2种方法鉴定结果显示:诱变后代M1、M25的恢复能力较强;M4、M28的叶片抗寒性较好,青绿期较长;M22、M18、M26的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力均较强;M29,M31的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力与亲本相似;M10、M16、M37的叶片抗寒性和匍匐茎恢复能力均较弱,整体抗寒性较弱。     

12份白花泡桐材料亲缘关系的ISSR分析

以‘福桐’、‘绿桐’2个无性系与10个不同种源的白花泡桐个体为研究对象，采用ISSR分子标记对12份白花泡桐材料的亲缘关系进行研究，并利用DPSv3.01进行聚类分析。结果表明：10条引物共扩增出66条条带，其中有37条多态带，多态性比例为56.1%。根据ISSR聚类分析结果，在遗传距离为0.35时，12份白花泡桐材料可分为5类，第1类为‘福桐’无性系与河南、河北种源个体；第2类为‘绿桐’无性系与湖南、湖北、江苏种源个体；第3类为浙江、广东种源个体；第4类为江西、福建种源个体；第5类为广西种源个体。此结果     

龙眼种质资源果实经济性状的稳定性评价

为了探讨龙眼(Dimocarpus longan Lour.)种质果实性状的稳定性,连续3a对40份不同基因型龙眼种质果实数量性状的年际间表现进行测定比较。结果表明,在气候条件差异较大的不同年份,单果重、果皮重、果肉重、种子重、果皮厚、可食率、可溶性固形含量等果实性状均表现丰富的多样性,并存在年际间的显著或极显著水平差异,气候条件对果实数量性状有显著影响;不同性状的稳定性有差异,其中可食率的稳定性最高,其次是可溶性固形物含量。通过聚类分析,可将40份龙眼种质按果实性状稳定性分成7类。