通过重叠PCR技术构建番茄转录因子THM27植物表达载体

myb转录因子是一类调控类黄酮生物合成途径中多种酶表达的转录调控因子。本研究通过Trizol的方法成功地从番茄叶片中提取了高质量的RNA,利用巢氏PCR技术从番茄中成功克隆了myb转录因子家族成员之一THM27(839bp),将其与CMV35S启动子及其终止序列以重叠PCR的方法组合成CMV35S启动子-THM27-终止子组合元件,并将其构建到双元表达载体pCAMBIA1 302。     

马铃薯抗晚疫病基因R3a、R1和RB在番茄中的表达

 晚疫病由疫霉菌( Phytophthora infestans) 引起, 主要侵染番茄和马铃薯等茄科作物, 造成巨大的经济损失。马铃薯已有5个抗晚疫病基因被克隆。为了研究已克隆的马铃薯抗晚疫病基因是否在番茄中起作用, 将马铃薯的抗晚疫病基因R3a、R1和RB 通过农杆菌介导法分别导入番茄品种Moneymaker中。筛选得到的再生植株经PCR检测结果表明, 目的基因已整合入番茄基因组; 转基因番茄离体叶片接种验证结果表明, 接种马铃薯晚疫病菌株8914829 (即小种0) , 转基因番茄产生了抗病的过敏反应(HR反应) 。为了验证转基因番茄是否对番茄晚疫病菌株产生抗性, 用番茄晚疫病的主流小种和强致病力菌株共5个菌株接种转基因番茄植株, 结果表明转R3a和R1 基因的番茄对部分番茄晚疫病菌株能够产生抗性, RB转基因植株叶片对5个番茄晚疫病菌株均产生抗性。该研究为番茄抗晚疫病的基因工程育种开辟了新的途径。     

番茄中维生素E合成相关基因的VIGS载体构建及侵染

以番茄为材料,采用RT-PCR技术从番茄果实中克隆了其体内维生素E合成相关基因—生育酚环化酶(Tocopherol cyclase VTE1)的部分序列,片段长420 bp,序列分析表明,该基因片段与番茄中生育酚环化酶cDNA序列同源性为95％,然后通过XhoⅠ、KpnⅠ 2个酶切位点连接VTE1片段和含PDS的pTRV2质粒,获得了重组载体pTRV2- PDS-VTE1,将该重组载体转化农杆菌GV3101,并侵染番茄.该研究为下一步分析基因沉默后的番茄中维生素E含量的变化提供试验材料;为今后通过转基因技术调节番茄果实的维生素E的合成奠定了基础.     

白菜GLDH 基因cDNA的克隆及序列分析

 以白菜品种‘苏州青’ cDNA 为模板, 采用RT-PCR、巢式PCR、3’RACE和5’RACE技术, 获得了L - 半乳糖酸- 1, 4 - 内酯脱氢酶(EC 1.3.2.3, GLDH) 基因cDNA 2 034 bp全长序列。序列分析表明, GLDH基因cDNA序列编码601个氨基酸。其氨基酸序列与花椰菜GLDH基因具有98%的同源性, 与拟南芥GLDH基因具有90%的同源性。该基因在GenBank中登录号为AY899298。     

利用差异显示技术克隆辣椒抗疫病相关DNA序列的研究

用辣椒疫霉菌对八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,DDRT-PCR的一端引物为oligo(dT)15A、oligo(dT)15G、oligo(dT)15C,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。     

靶向CMV外壳蛋白基因的RNA干涉在番茄中转化及表达

以CMV(黄瓜花叶病毒)外壳蛋白基因为靶标基因,针对CMV 3个常见株系(普通株系、黄化株系和坏死株系)外壳蛋白基因间高度同源序列设计引物,经RT-PCR获得目的序列,构建RNA干涉双元载体(其中目的序列反向重复插入)。以含双元载体的根癌农杆菌介导转化无菌番茄苗,培育转基因番茄。人工接种CMV验证转基因番茄抗病毒能力,荧光定量PCR分析转基因番茄中外源基因的表达效果。结果表明:RNA干涉转基因番茄呈现不同程度的抗病毒能力;对表现抗病毒能力的转基因番茄进行荧光定量PCR分析显示,转基因番茄中靶标基因的转录mRNA存在一定程度的降解,且抗病毒能力与降解程度成正相关。     

苹果α-法尼烯合酶基因组结构和序列的多态性分析

通过设计引物进行PCR扩增、测序、拼接序列, 以及与GenBank中的cDNA序列(登录号AY182241) 进行比对, 获得α - 法尼烯合酶基因(AFS ) 的基因组序列和内含子/外显子结构。获得的AFS基因序列已在GenBank注册(登录号DQ901739) , 它有6个内含子和7个外显子, 编码一个大小为576个氨基酸的蛋白质。间隔外显子的6个内含子相位分别是0、1、2、2、0、0, 其大小分别是108、113、>1 000、125、220和88 bp, 7个外显子的推导氨基酸序列大小分别是57、89、127、73、48、83和99。编码的蛋白质中有3个序列模式(motif) , RR (X8) W 模式的编码基因序列在基因5′端的外显子1上, RxR 模式和DDxxD 模式的编码基因序列在外显子4上。将获得的AFS基因序列与GenBank中的cDNA序列(登录号AY523409) 进行比对, 结果发现两序列间有6个单核苷酸多态性, 其中4个引起氨基酸突变。有意义的是, 1个氨基酸突变(291R→G) 发生在RxR模式上, 此氨基酸突变以及其它突变是否与苹果α - 法尼烯合成能力和虎皮病发生能力有关, 值得进一步探讨。     

番茄自交系YNAU335对番茄斑萎病毒抗性的鉴定

番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)已成为近年来危害番茄生产的重要病害,鉴定和选育抗病品种是防治TSWV的有效途径。选取自主培育和引进的番茄品种(系),经过连续3a的大棚蓟马传毒和光照培养箱人工接种试验,鉴定番茄品种(系)对TSWV的抗性。结果表明,番茄自交系YNAU335对TSWV表现为免疫,其他品种全部表现为感病,而且在YNAU335人工接种和大田蓟马传毒叶片中并未克隆出TSWV核衣壳蛋白基因和小片段RNA3′端序列,而在其他感病品种(系)中均克隆出这2段序列。研究结果初步确定番茄自交系YNAU335为TSWV抗病品系,可作为TSWV抗病育种的番茄资源。     

河南部分地区番茄黄化曲叶病毒和番茄褪绿病毒复合侵染的分子鉴定

为调查河南省部分地区番茄病毒病危害情况,于2019年10月采集16份表现黄化、曲叶症状的番茄植株,利用分子生物学技术对其进行鉴定。结果表明:供试样品均被TYLCV(Tomato yellow leaf curl virus)侵染,31.75%的样品被TYLCV和ToCV(Tomato chlorosis virus)复合侵染;DNA全序列比对分析发现,供试样品中分离的TYLCV河南菌株与TYLCV-Is等地区的核苷酸序列同源性均达到94%以上,其中TYLCV-HN-AY-1分离物与TYLCV-Almeria(NC004005.1)序列相似性最高,为99.5%;对供试样品TYLCV抗病基因分子检测发现,部分番茄样品含有Ty-1、Ty-2、Ty-3/Ty-3a,表明部分TYLCV株系已突破Ty-1、Ty-2、Ty-3/Ty-3a的抗性。该结果对指导河南省番茄的安全生产具有重要意义。     

黑龙江省番茄灰霉病病原菌的分离与鉴定

为了对病原菌进行形态学观察及ITS序列鉴定,以黑龙江省齐齐哈尔市某温室中疑似感染番茄灰霉病的番茄植株叶片为试材,采用组织分离方法,分离并纯化病原菌。结果表明,共分离到4株病原菌,根据形态学特征及ITS序列系统进化分析结果,明确了引起番茄灰霉病的病原菌为灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)。     

番茄Cf-4-Avr4互作系统中信号转导基因的克隆与功能分析

 通过基因序列分析从抗叶霉病的番茄(含Cf-4基因) 中筛选出1个参与植物过敏反应的基因RGL (Resistance Gene L ike) 。采用酵母双杂交方法, 从番茄cDNA文库中筛选出两个与该基因的编码蛋白发生互作的蛋白, 分别命名为RGLIP-1和RGLIP-2 (RGL Interacting Protein) 。RGLIP-1全长291个氨基酸, 与类囊体内腔蛋白同源性较高, RGLIP-2全长248个氨基酸, 与拟南芥转导素高度同源。利用病毒诱导的基因沉默(Virus-Induced Gene Silencing, VIGS) 技术进行了基因功能分析。结果表明, 这两个互作蛋白参与了与植物抗病相关的过敏反应(Hypersensitive Response, HR) 。     

基于分子检测技术的番茄和茄子嫁接番茄砧木培育方法

摘要：为了获得能够同时作为番茄和茄子嫁接的砧木，选用自主培育的多抗番茄砧木组合26个，国内优良番茄嫁接砧木品种4个和国外引进番茄嫁接砧木3个，分别进行抗病基因包括抗根结线虫的Mi1和Mi-2、抗颈腐根腐的Frl、抗枯萎病的I-2/5和抗黄萎病的Ve1基因的分子标记检测；同时还测定了砧木品种根、茎的主要生理指标，包括壮苗指数（茎粗/株高）、根系质量和下胚轴长度等。结果表明：番茄砧木嫁接试验中，番茄接穗的嫁接成活率和移栽成活率均在95.0%以上，茄子接穗的嫁接成活率和移栽成活率均在85.0%以上。筛选出的HC483、HC484、HC490、HC493、HC494、HC495、500-2、B2和Y1共9个砧木品种综合表现较为突出，而且以这些番茄砧木培育得到的种苗长势旺盛、根系发达且抗多种病虫害。     

芜菁花青素合成关键酶DFR基因启动子的克隆及功能分析

在已经克隆的‘津田’芜菁和‘赤丸’芜菁二氢黄酮醇4–还原酶（DFR）基因的基础上,通过染色体步移法从两种芜菁基因组中克隆了BrDFR1和BrDFR2基因上游1 296和1 297 bp的启动子序列。生物信息学分析表明,启动子片段中包含TATA box、CAAT box、光调控元件、ABA应答元件、伤害应答元件、低温应答元件、防御与胁迫应答元件、MeJA应答元件等多个顺式作用元件。启动子BrDFR1P和BrDFR2P仅在15个核苷酸位点存在差异。将BrDFR1P和BrDFR2P分别连接到pCAMBIA1301植物表达载体上,构建Promoter::GUS载体,通过农杆菌介导遗传转化烟草。GUS组织化学染色检测表明,BrDFR1P和BrDFR2P均能驱动GUS基因表达。构建BrDFR1P和BrDFR2P的一系列缺失体,融合GUS基因后遗传转化烟草。染色结果表明,BrDFR1P和BrDFR2P缺失片段均具有相应的起始下游基因转录的活性特征。     

瓜枝孢弱毒菌株诱导黄瓜抗病相关基因表达的cDNA-AFLP 分析

 利用cDNA-AFLP 技术,分析瓜枝孢弱毒菌株诱导黄瓜苗后72 h 内抗病相关基因的差异表达。结果显示,诱导的基因表达差异始于接种后3 h,接种后6 h 差异表达片段总数达到高峰。8 个取样时间点的诱导性差异表达片段数大于抑制性表达片段数。仅在接种后第12 h 呈现相反趋势。通过回收、克隆、测序和同源性比对,获得的5 个片段分别与拟南芥中病原菌诱导的水杨酸糖基转移酶、梨磷脂酶C编码的基因等具有较高的同源性,初步推断瓜枝孢弱毒菌株诱导黄瓜抗病可能是通过依赖于水杨酸介导的信号传导途径诱导黄瓜的系统抗病性（system acquired resistance, SAR）,作为胁迫抗性信号传递中的关键酶——磷脂酶C 可能参与了上述过程。经Northern 杂交结果证实,克隆分离的DNA 差异片段是瓜枝孢弱毒菌株诱导表达的特异片段。     

灰霉菌侵染对番茄幼苗活性氧积累及抗氧化酶活性的影响

为进一步分析活性氧和抗氧化防御系统在番茄抗病信号调控机制中的作用,为提高产量和品质提供科学依据,以4叶1心的番茄幼苗为试验材料,比较番茄幼苗受灰霉菌侵染后叶片O_2~-·以及抗氧化酶、内源褪黑素等的变化。结果表明:番茄幼苗接种灰霉菌后,随着时间的延长,幼苗叶片上病斑斑点逐渐增多,灰霉菌含量显著增多,叶色逐渐变浅,植株表现明显的发病症状;灰霉病菌侵染后番茄体内O_2~-·活性爆发,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性下降,过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性上升,褪黑素含量增加;上述变化都是番茄幼苗为了抵御灰霉菌的生物胁迫而发生的应激反应。综上,植物在遭受病原菌等生物胁迫时不能简单地推断SOD、CAT和POD等抗氧化酶活性一定升高,植物抵御病原菌侵染更多地依赖于抗性信号路径中信号物质的激活和积累。     

番木瓜丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类抗病基因同源序列的克隆与特征分析

根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类抗病基因产物催化结构域Ⅰ和Ⅸ的氨基酸保守序列设计简并引物,PCR扩增番木瓜叶片基因组DNA和cDNA。在NCBI中用BlastX比对发现,5个来自基因组DNA的克隆和4个来自叶片cDNA的克隆可能编码的氨基酸残基序列属于STK蛋白激酶类抗病基因同源序列片段和受体样蛋白激酶基因的同源片段,命名为gPK1-gPK5和cPK1-cPK4,在GenBank注册得到序列号分别为AY693385-AY693389,AY738762-AY738765。除克隆gPK5含有内含子之外,其它都发现了连续阅读框ORF。通过分析除Gpk5之外的8个克隆可能编码氨基酸序列中丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类蛋白激酶的9个催化保守结构域Ⅰ-Ⅸ,并利用ClustalW软件对8个克隆和已报道的抗病蛋白水稻Xa21和西红柿Pto氨基酸残基序列进行分子系统进化树分析发现,8个克隆不仅是受体样蛋白激酶基因的同源片段而且是抗病候选基因片段。     

番茄抗黄化曲叶病基因在不同温度下对TYLCV复制的影响

采用番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）侵染克隆接种技术和实时荧光定量PCR方法,从TYLCV在番茄叶片内复制繁殖的角度,系统研究了不同环境温度下单个和多个抗性基因叠加对病毒复制的影响,以期为合理进行抗病基因整合,选育抗TYLCV的番茄新品种提供理论指导。结果显示,（1）春季温室栽培环境下,含Ty-1/ Ty-3的番茄材料能抑制病毒复制,接种后28 d其体内病毒含量仅是感病材料病毒含量的千分之一;秋季温室栽培环境下,这种抑制作用降低,病毒含量与感病材料相当。精确控温种植的含Ty-1/Ty-3的近等基因系番茄材料中病毒的含量变化趋势与此相同。（2）含Ty-2的番茄材料在春秋两季栽培环境下,均表现出对病毒复制的抑制作用,接种后28 d其体内病毒含量仅为感病材料病毒含量的万分之一。（3）同时含有2个基因（Ty-1和Ty-2）和多个基因（Ty-1、Ty-2和Ty-3）的番茄材料在抑制病毒复制方面不存在累加效应。     

辣椒N 基因介导抗根结线虫作用早期表达基因的抑制性消减杂交SSH分析

 以含N 基因的辣椒(Capsicum annuum L. ) 为试验材料, 接种南方根结线虫(Meloidogyne incognita) 12、24、36 h的根尖材料作为测验方( tester) , 相应的未接种根尖材料作为驱动方( driver) , 构建一个南方根结线虫诱导N 基因表达早期的正向抑制消减杂交cDNA文库, 并结合文库高密度点阵膜杂交差异筛选, 获得了237条表达序列标签( EST) 。在GenBank上进行BLASTn与BLASTx分析, 得到148条功能已知的EST序列, 获得已知的上调抗性相关EST 68个。分离出了具有NBS2LRR结构的抗线虫蛋白和类LRR抗性蛋白的基因, 防御作用相关的类萌芽素(GLP) 、HSR203J 蛋白、蜜腺蛋白、蛇毒素肽等基因,抗性相关的WRKY、ERFBP等转录因子基因, 以及G蛋白、142323蛋白等多种信号蛋白基因。通过GeneOntology分析, N 基因介导的早期表达抗病基因涉及病原物的识别、抗性信号传导、过敏性坏死、系统获得性抗性以及植物细胞保护机制等多个方面, 并有许多功能未知的基因有待于进一步的研究。