硫素对不同大豆品种异黄酮含量的影响

为探究硫素对不同大豆品种籽粒异黄酮含量的影响,寻找不同基因型大豆品种最佳施硫水平,以其提高大豆籽粒异黄酮的含量,改善其品质。选用‘黑农48’（HN48,高蛋白品种）、‘黑农37’（HN37,中间型品种）、‘黑农44’（HN44,高油品种）3个大豆品种作为试验材料。采用盆栽,每个品种设S1、S2、S3、S4 4个硫处理（即每千克土壤施用单质硫0 g、0.02 g、0.04 g、0.06 g）。采用紫外分光光度法测定不同大豆品种籽粒总异黄酮的含量。结果表明：同一品种不同处理大豆总异黄酮含量,HN37与HN44两个品种都表现为S2处理含量最高,HN48在S3处理下含量最高,3个品种都是适宜的硫素有利于提高总异黄酮含量;同一处理不同品种间大豆总异黄酮含量,在4个施硫条件下均表现出HN44含量最高,其次是HN37和HN48;在不同品种不同处理中,大豆总异黄酮含量峰值出现在HN44的S3水平下;施硫对3个大豆品种异黄酮含量有影响,适宜的施硫可有效提高大豆籽粒异黄酮的含量。     

大豆天冬氨酸蛋白酶基因启动子的克隆及其表达活性分析

【目的】克隆大豆天冬氨酸蛋白酶基因(soyAP1)启动子,并对其表达方式及活性进行分析。【方法】利用TAIL-PCR方法从大豆基因组DNA中克隆soyAP1基因启动子片段。利用启动子在线预测工具分析soyAP1基因启动子片段的启动子元件,并用克隆得到的SAP片段替换pCAMBIA1301中的CaMV35S启动子,构建表达载体pCAM-SAP。通过农杆菌介导法,使其在大豆各组织中进行瞬时表达,用GUS组织化学染色法分析SAP在各组织中的表达活性。【结果】克隆获得了大豆soyAP1基因的启动子片段,长1 650bp,并将之命名为SAP,其转录起始位点可能是553bp处的A;PLACE分析表明,SAP序列中含有多种典型的种子特异性表达元件;GUS组织化学染色显示,SAP驱动的GUS基因在大豆根、茎、叶中基本不表达,但在种子中有较高的表达活性,且表达强度与CaMV35S启动子相近。【结论】大豆SAP启动子可能具有种子特异表达特性。     

氮硫互作对韭菜总辛辣程度及其同化关键酶的影响

为明确氮硫互作对韭菜植株总辛辣程度和氮、硫素同化关键酶活性的影响,以韭菜品种‘京韭一号’为试材,采用水培模式处理,试验设定3个氮浓度（6、12和18 mmol/L）,3个硫浓度（2、4和8 mmol/L）,随机区组试验,在植株生长至第7、14、21和28天这4个不同生育周期节点时分别测定韭菜叶片的酶促丙酮酸（EPY）含量及硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、ATP-硫酸化酶（ATPS）和氧乙酰丝氨酸（硫醇）裂解酶（OAS-TL）活性的动态变化。结果表明：EPY含量在植株生长至7、14与21 d时明显低于28 d;不同生育周期节点NR活性差异显著,氮硫素交互作用明显;GS活性响应程度剧烈并以植株长至28 d时水平最低;ATPS活性在植株长至7 d时水平最低且在中后期响应并不十分显著;OAS-TL活性呈现出平稳上升的趋势,但对氮硫素水平的敏感程度不及其他同化酶。韭菜发育过程中,氮素、硫素单一效应总体远低于元素间交互作用,氮硫素交互作用占据主导地位。韭菜植株硫素同化能力的提升与氮素水平密切相关,氮、硫素参与彼此的同化过程。综合考虑,建议水培韭菜营养液的氮素浓度为12 mmol/L,硫素浓度为2~4 mmol/L。该结论为水培韭菜氮、硫元素合理配施提供理论依据。     

花生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆及反义表达载体的构建

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)是控制植物籽粒中蛋白质/油脂含量比例的关键酶.本研究利用RT-PCR技术,克隆PEPCase基因的cDNA片段,并将克隆的PEPCase基因片段反向连接替代植物表达载体PBI121的GUS基因.从花生栽培品种荔蒲大花生中克隆获得编码PEPCase基因的cDNA片段(886 bp),测序结果显示其核苷酸序列与已报道的花生(EU391629)、棉花(AY008939)、大豆(D10717)、拟南芥(AY210895)、豌豆(D64037)PEPCase基因对应部分的同源性分别为99.77%、84.37%、81.54%、81.25%、78.71%.构建的反义表达载体中PEPCase基因由35S启动子所控制,将构建的反义表达载体命名为pBGPEP.为通过反义抑制技术提高花生含油量提供了基因及表达载体.     

大豆rbcS基因启动子的克隆及在转基因烟草中的功能缺失分析

【目的】进一步验证栽培大豆rbcS基因启动子功能,为植物基因工程相关研究提供启动子资源。【方法】从栽培大豆中克隆了rbcS基因5′端上游1 538bp的DNA序列,根据光诱导表达调控元件及顺式作用功能元件所在的位置,设计含1 089,712和190bp 3个5′端缺失体,并将rbcS基因启动子(1 538bp)及3个5′端系列缺失体序列分别与gus基因融合,构建植物表达载体并命名为pGmrbcS、pA、pB和pC,用农杆菌介导法转化烟草,通过gus基因活性变化检测不同缺失体的表达特性。【结果】克隆了1 538bp的大豆rbcS基因启动子序列及1 089,712和190bp的5′端缺失体启动子片段。GUS活性检测表明,在pGmrbcS转基因烟草的叶中GUS活性最高,且与pCAMBIA1301转基因烟草叶片中CaMV35S启动子驱使gus基因的表达量相当,而茎、根中GUS活性较低。GUS定量分析表明,T1代转基因烟草光下培养时,3种缺失体启动子叶片中的GUS表达活性均与CaMV35S启动子相当,其中pB活性最高,是CaMV35S启动子活性的1.4倍,pA、pC活性低于pB,分别为pB活性的84%和71%;含pA的转基因烟草于黑暗中萌发的幼苗叶片gus基因不表达,光下萌发幼苗叶片有gus基因表达,而含有pB、pC的转基因烟草,在黑暗和光下萌发的幼苗叶片中均有gus基因表达,且表达量以pB最高。【结论】含有长度为1 089bp(pA)光诱导元件的rbcS基因缺失体启动子具有光诱导和组织特异表达特性,长度为712bp(pB)的缺失体启动子的启动活性最高。     

小麦A GPase4个亚基的克隆及其组织特异性表达

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号发育籽粒中克隆出小麦淀粉合成关键酶-AGPase的胞质型小亚基(cytosolic small subunit,SSU Ⅰ)、质体型小亚基(plastidial small subunit,SSU Ⅱ)、胞质型大亚基(cy-tosolic large subunit,LSU Ⅰ)和质体型大亚基(plastidial large subunit,LSU Ⅱ)的cDNA序列.所克隆的基因cDNA序列长度分别为1 465、1 631、1 941和535 bp.序列比对结果显示SSU Ⅰ、LSU Ⅰ和LSU Ⅱ与已往报道的大麦、小麦、玉米、水稻等相关基因的同源性较高,而SSU Ⅱ的cDNA序列为首次克隆,与大麦SSU Ⅱ相比,5'端缺失编码转移肽的一段序列,表明其可能对质体AGPase活性产生一定影响.通过半定量PCR法发现SSU Ⅰ与LSU Ⅰ在籽粒中表达量较高,而SSU Ⅱ和LSU Ⅱ在叶片中丰富表达.     

虎杖PcPKS1基因RNAi载体的构建

虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.)是富含芳香族聚酮化合物的药用植物,Ⅲ型聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)对芳香族聚酮化合物的合成起重要作用。为了研究虎杖Ⅲ型聚酮合酶基因Pc PKS1的功能,分别选取Pc PKS1基因的编码区保守序列(574 bp)和3′端非编码区特异序列(209 bp)作为干扰片段。将选定的干扰片段,分别以正向和反向插入到p YLRNAi载体中GUS基因内含子的两侧,以形成hp RNA表达盒,成功构建了以组成型Ca MV35S为启动子,以潮霉素抗性为筛选标记的RNA干扰表达载体p YLRNAi-CDS和p YLRNAi-UTR,并将载体导入农杆菌LBA4404中。     

柽柳过氧化物酶基因的序列分析及山新杨遗传转化研究

对刚毛柽柳(Tamarix hispida)的过氧化物酶基因(ThPOD)全长序列进行分析,结果表明,该基因全长为1 376 bp,包含一个1 086 bp的开放阅读框,可编码361个氨基酸残基,蛋白分子质量为39.3 ku。根据ThPOD基因保守序列设计特异引物克隆该基因,并成功构建了pROKⅡ-ThPOD植物过表达载体,利用农杆菌介导法转化山新杨(Populus davidiana×P.bolleana),经PCR和Northern blot鉴定,初步证明外源基因ThPOD已整合到山新杨的基因组中并在转录水平上进行了表达。     

玉米AGPase胞质型小亚基ZmSSUI基因的克隆及在籽粒发育过程中的表达

利用RT-PCR方法从普通玉米浚单20中克隆出淀粉合成关键酶-腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-Glucose Pyrophosphorylase,AGPase)胞质型小亚基(cytosolic small subunit,SSUI)基因的cDNA序列,命名为ZmSSUI(GenBank登录号:GU550073)。序列分析表明,该cDNA序列长度1554 bp,包含一个完整的开放阅读框(2~1 429 bp),长度为1 428 bp,编码476个氨基酸,克隆基因编码的氨基酸序列与其他植物SSUI氨基酸序列有较高同源性。半定量RT-PCR分析表明,在籽粒发育过程中,ZmSSUI基因的表达呈单峰状变化,与已报道的AGPase酶活性及淀粉积累速率趋势基本一致,推测其在玉米淀粉合成中发挥着重要作用。     

大豆GmSg-5基因的克隆、序列分析及表达分析

[目的]GmSg-5是大豆A类皂苷合成途径的关键酶基因。对大豆GmSg-5基因进行克隆、生物信息学分析及基因表达模式分析,为今后深入研究A类大豆皂苷的合成及大豆品质改良提供参考。[方法]以晋遗30为试验材料,采用ExPASy-Protparam等软件对GmSg-5基因和蛋白质序列进行生物信息学分析,利用PlantCARE对GmSg-5基因启动子序列进行分析,qRT-PCR方法分析GmSg-5基因在根、茎、叶不同组织、籽粒不同发育时期、激素及非生物胁迫诱导的表达情况。[结果]GmSg-5基因CDS全长1 536 bp,编码511个氨基酸,编码蛋白主要由HEME和CPR两个结构域构成,相对分子量为58.6 kD,等电点(pI)为8.95。qRT-PCR分析表明,GmSg-5基因在根中表达量最高;开花后50 d籽粒中GmSg-5基因表达量最高。MJ、ABA诱导根中GmSg-5基因的表达,抑制叶中该基因的表达,H2O2、PEG和NaCl胁迫诱导根和叶中GmSg-5基因的表达。[结论]大豆GmSg-5基因参与多种非生物胁迫应答,在大豆响应和抵制非生物胁迫及激素诱导过程中发挥重要的作用。     

花生球蛋白基因克隆及其表达分析

利用噬菌斑原位杂交技术从花生未成熟种子cDNA文库中筛选到一个花生种子贮藏蛋白基因全长cDNA,该cDNA包含一个1 886 bp的开放阅读框,可编码536个氨基酸残基,Northern分析发现,该基因在种子发育早期开始表达,在之后的各个时期表达水平均较高。     

口虾蛄卵黄蛋白原(Vg)基因的初步研究

为研究口虾蛄Oratosquilla oratoria卵黄蛋白原(vitellogenin,Vg)基因,利用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆口虾蛄Vg基因c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR422400),并应用相对实时荧光定量PCR技术检测雌雄口虾蛄不同组织、不同发育时期卵巢Vg mRNA的表达量。结果表明:口虾蛄Vg基因全长7727 bp,其中5'端非编码区为36 bp,开放阅读框(ORF)为7521 bp,3'端非编码区为170 bp,共编码2506个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为20个氨基酸的信号肽,1个类似于枯草蛋白酶的内切蛋白酶识别位点(RSKR),3个潜在的N-连接糖基化位点,1个在无脊椎和脊椎动物卵黄蛋白原中都比较保守的KALGNVG基序;对其结构域分析表明,口虾蛄Vg蛋白含有4种保守结构域,分别为卵黄蛋白原N端结构域(Vitellogenin_N)、血管性血友病因子(v WFD)和两种未知功能结构域(domain of unknown function)DUF1943与DUF1081;经NCBI BLASTP同源性比较,口虾蛄Vg氨基酸序列与其他甲壳类的相似性为46%~52%;系统发育分析结果显示,口虾蛄Vg单独聚为一支;实时定量PCR结果显示,口虾蛄Vg基因在性腺和肝胰腺中均有表达,在肌肉中均不表达,卵巢中Vg mRNA的表达量显著高于其他组织(P0.05),且口虾蛄Vg mRNA的相对表达量随着卵巢的发育不断增加(P0.05),在成熟期时达到最高值,随后显著下降,Vg mRNA表达量在卵巢中的变化规律可以作为了解口虾蛄性腺发育的有效指标。本研究结果为口虾蛄Vg蛋白的功能研究奠定了基础。     

黄曲条跳甲E型前列腺素受体cDNA的鉴定及表达谱研究

前列腺素(Prostaglandin,PG)的受体(E-Prostaglandin Receptors,EP)与细胞信号传导密切相关,对于昆虫免疫、生殖等具有重要意义。为促进重要蔬菜害虫黄曲条跳甲前列腺素受体的功能研究,结合转录组测序和荧光定量PCR等方法,分析了黄曲条跳甲PGE2受体EP(PsEP)的cDNA序列及基因表达情况。结果表明,PsEP的cDNA的开放阅读框为1 323 bp,编码323个氨基酸,含有典型的G-蛋白耦联受体家族1结构域,但其亚型分类还有待进一步验证。PsEP分子在成虫的多种组织器官中都有表达,但生殖系统和中肠相对较高。此外,雌雄之间对比发现,雄虫PsEP表达量均比雌虫对应组织器官的表达量要高。     

红鳍笛鲷视杆蛋白和长波敏感视蛋白的基因克隆及表达规律分析

【目的】克隆红鳍笛鲷(Lutjanus erythropterus)视杆蛋白(RH1)基因和长波敏感视蛋白(LWS)基因,并分析其在早期发育不同阶段和成鱼不同组织的表达规律,为探究笛鲷属鱼类适应从表层浮游逐步转为下层底栖光环境生活的过程提供理论基础。【方法】利用RACE克隆红鳍笛鲷RH1基因和LWS基因cDNA全长,利用生物信息学软件对2个基因序列及编码的氨基酸序列进行分析,并利用实时荧光定量PCR检测其在红鳍笛鲷6个胚胎发育时期(原肠下包1/2期、胚孔封闭期、视囊期、晶体出现期、心脏跳动期、孵化出膜期)和5个仔鱼发育时期(1、3、10、15和20 d),以及成鱼不同组织(脑脏、心脏、肝脏、肌肉、黑色皮肤、红色皮肤、胃和视网膜)的表达规律。【结果】红鳍笛鲷RH1基因和LWS基因cDNA全长分别为1723 bp和1302 bp,其中RH1基因具有465 bp的3'-UTR和196 bp的5'-UTR,开放阅读框(ORF)长度为1062 bp,编码353个氨基酸残基;LWS基因具有213 bp的3'-UTR和15 bp的5'-UTR,ORF长度为1074 bp,编码357个氨基酸残基。系统发育分析结果显示,2个视蛋白基因均先与鲈形目等鱼类聚为一支,再与鳉形目、鲽形目和鲤形目等聚为一支,最后再与陆生脊椎动物聚为一支。实时荧光定量PCR检测结果显示,RH1基因在孵化出膜后15和20 d的相对表达量显著高于其他时期(P<0.05,下同),LWS基因在孵化出膜后20 d的相对表达量显著高于其他时期;2个视蛋白基因在成鱼不同组织的表达模式相似,在视网膜上的相对表达量均显著高于其他组织。【结论】红鳍笛鲷RH1和LWS基因的表达具有组织特异性,且在早期发育阶段的表达水平与红鳍笛鲷的生活习性变化相关,表明红鳍笛鲷RH1和LWS基因表达与其生活光环境的变化密切呼应,在早期发育变态阶段的光线调节,以及适应黑暗环境等方面发挥重要作用。     

Cloning and Expressing of a Gene Encoding Cytosolic Copper/Zinc Superoxide Dismutase in the Upland Cotton

In this study, a gene encoding a superoxide dismutase （SOD） was cloned from senescent leaves of cotton （Gossypium hirsutum）, and its expressing profile was analyzed. The gene was cloned by rapid amplification of cDNA ends （RACE） method. Northern blotting was used to show the profile of the gene expression, and the enzyme activity was mensurated by NBT deoxidization method in different growth periods. The full length of a gene of cytosolic copper/zinc superoxide dismutase （Cu/Zn-SOD） was isolated from cotton （GenBank Accession Number： DQ445093）. The sequence of cDNA contained 682 bp, the opening reading frame 456 bp, and encoded polypeptide 152 amino acids with the predicted molecular mass of 15.03 kD and theoretical pI of 6.09. The amino acid sequence was similar with the other plants from 82 to 87%. Southern blotting showed that the gene had different number of copies in different cotton species. Northern blotting suggested that the gene had different expression in different tissues and development stages. The enzyme activity was the highest in peak flowering stage. The cotton cytosolic （Cu/Zn-SOD） had lower copies in the upland cotton. The copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing level showed regular changing in the whole development stages; it was lower in the former stages, higher in latter stages and the highest at the peak flowering stage. The curve of the copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing level was consistent with that of the Cu/Zn-SOD enzyme activity. The copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing levels of different organs showed that the gene was higher in the root, leaf, and lower in the flower.     

三化螟蜕皮激素受体和超气门蛋白基因的克隆和序列分析

利用RACE技术,根据已有的三化螟转录组数据,设计特异引物对三化螟的蜕皮激素受体(EcR)和超气门蛋白(USP)基因进行克隆,获得了三化螟EcR和USP基因的全长序列。EcR基因全长2857bp,氨基酸序列包括545个氨基酸。USP基因全长共2082bp,氨基酸序列包括408个氨基酸。序列比对后发现,三化螟EcR和USP基因的氨基酸序列与已报道的鳞翅目昆虫EcR和USP基因的氨基酸序列具有很高的同源性,其中与二化螟的相似性分别达到94%和97%。序列分析表明,三化螟EcR和USP序列具有昆虫EcR和USP基因的特征结构:DNA结合域和2个锌指结构。     

毛竹cab-PhE11基因的克隆与序列分析

采用RT-PCR技术和RACE-PCR技术,从毛竹(Phyllostachys edulis)中分离了捕光叶绿素a/b结合蛋白基因cDNA编码区全长,命名为cab-PhE11(GenBank登记号:EU327783)。该基因全长1154 bp,编码区cDNA全长753 bp,编码250个氨基酸。生物信息学分析表明,在cab-PhE11编码的蛋白第62~239位包括典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域,还包含1个N-糖基化位点、1个酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、5个N-肉豆蔻酸化位点以及1个丙氨酸富集区。序列相似性分析结果表明,cab-PhE11编码的氨基酸序列与玉米、绿豆、拟南芥、烟草等的cab基因有较高的相似性,都在80%以上,该基因属于lhcb6类基因。     

仿刺参profilin基因全长cDNA的克隆及表达分析

仿刺参（Apostichopus japonicus）是我国北方沿海重要养殖品种之一。克隆了仿刺参profilin基因全长cDNA序列,并分析了基因的表达规律。该基因cDNA序列全长787 bp,5′-非翻译区（5′-untranslated region,UTR）长205 bp,3′-UTR长204 bp,开放阅读框378 bp,编码125个氨基酸,预测蛋白分子量13.4 kDa。仿刺参Profilin蛋白的PROF保守结构域中含有肌动蛋白互作位点、多聚脯氨酸结合位点和PIP2互作位点。氨基酸序列比对结果显示,仿刺参Profilin与丝盘虫（Trichoplax adhaerens）和囊舌虫（Saccoglossus kowalevskii）相似度最高,为46%。Quantitative real-time PCR结果显示,profilin mRNA在仿刺参未受精卵、受精卵、多细胞期、囊胚期、原肠期、小耳状幼体、中耳状幼体、大耳状幼体、樽型幼体、五触手幼体和稚参11个发育阶段及幼参的体壁、体腔细胞、肠道和呼吸树中均有表达;在仿刺参的不同发育阶段中,未受精卵至原肠期profilin mRNA表达量低,从小耳状幼体至稚参表达量增高;在仿刺参的不同组织中,profilin mRNA在体腔细胞中的表达量最高。经过棘皮动物免疫系统有效激活物脂多糖LPS的刺激,体腔细胞中profilin mRNA表达量显著升高,为仿刺参养殖病害的防控提供科学依据。     

草莓MYB类转录因子FaMYB5基因的克隆与表达分析

以丰香草莓（Fragaria ×ananassa cv. Toyonaka）为试材,通过同源克隆技术获得FaMYB5基因全长编码序列,运用生物学软件对该序列进行相关生物信息学分析,同时采用实时荧光定量PCR方法对FaMYB5基因在果实不同发育阶段的表达模式进行研究。FaMYB5基因的cDNA全长为822 bp,编码273个氨基酸,蛋白质分子量为29159 ku,等电点为5709,与森林草莓的FvMYB5同源性达957%。实时荧光定量PCR分析显示,随着果实发育成熟,FaMYB5基因的表达逐渐上升。在果实的小绿期（SG）,FaMYB5基因的表达量最低。但是在白果期（WT）出现1个降低的峰值,其表达量略高于小绿期,草莓果实开始转红时其表达量又逐渐上升,在果实全红期（FR）达到最大。结果获得了丰香草莓MYB类转录因子FaMYB5基因的cDNA全长,其表达存在差异。     

The Pig Lhx8 Gene： cDNA Cloning, Bioinformatic Analysis and Expression Level in Tissues and Preimplantation Embryos

Evidence has shown in mouse that Lhx8 is a critical factor for maintenance and differentiation of the oocyte during early oogenesis. In the current paper, attempts were made to clone and characterize a gene encoding Lhx8 from pig. Rapid amplification of cDNA ends （RACE） gave rise to a full-length of Lhx8 which contained 1 681 bp nucleotides, with a complete open reading frame of 885 bp, encoding a 295 amino acid polypeptide. Homology search and sequence multialignment demonstrated that the deduced pig Lhx8 protein sequence shared a high identity with Lhx8 from other mammals, including several highly conservative motifs and amino acids. The phylogenetic tree of the LIM superfamily proteins has been constructed to reveal the evolutionary relationship of various species. RT-PCR analysis showed that the Lhx8 gene was expressed in gonad and immunity tissues. In preimplantation embryos, Lhx8 mRNA expression profiling using realtime PCR revealed that its mRNA levels were highest in 4-cell stage embryos and gradually decreased until the blastocyst stage.