大豆基因组GmRAV同源基因的生物信息学分析

利用Phytozome数据库、NCBI网站,和MEGA4.0、ClustalX软件对大豆(Glycine max)基因组中RAV同源基因进行了生物信息学分析,发现大豆RAV基因有4个拷贝,分别分布于第1、2、10和20号染色体上;RAV蛋白含有AP2/ERF (53～ 108)和B3( 172～ 286)结构域.豆科植...     

大豆GmIDD及其同源基因的生物信息学分析及功能预测

利用NCBI和Phytozome数据库进行GmIDD基因的同源基因检索,获取该基因在大豆不同染色体中5个拷贝的序列信息。通过对功能结构域的分析结果显示GmIDD基因5个拷贝均含有2个C2H2型(72~92 aa、114~142 aa)、2个C2HC型(149~169 aa、176~195 aa)锌指结构域。GmIDD基因cDNA序列全长为1 227 bp,编码408个氨基酸。系统进化树分析结果显示GmIDD基因5个拷贝中除了Glyma.14g10940和Glyma.17G228000外,其它IDD蛋白间进化距离较远,表明不同大豆IDD基因在功能上可能存在一定差异。长短日照处理下GmIDD表达量的分析结果显示GmIDD基因受短日照诱导表达,因此推测GmIDD可能参与大豆开花的调控过程。     

大豆干旱响应GRAS基因筛选及GmGRAS27的生物信息学和逆境表达分析

GRAS转录因子在植物抵抗非生物胁迫过程中发挥了重要作用,为了研究大豆GRAS基因在干旱胁迫中的响应,以挖掘大豆GRAS转录因子在干旱等非生物胁迫响应中的功能和分子机制提供分子基础,本研究利用基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)筛选响应干旱胁迫的大豆GRAS基因,利用PlantC...     

花青素合成关键酶基因的定位及结构分析

为研究大豆花青素合成途径关键酶的基因标记和结构信息,利用大豆基因组和染色体标记数据,对16个花青素合成关键酶基因(苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合酶(CHS,包括9个成员)、黄烷酮-3-羟化酶(F3H)、苯基苯乙烯酮黄烷酮异构酶(CHI)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)和4-香豆酰CoA连接酶(4CL),进行基因遗传图和物理图定位和基因结构分析.结果表明:16个基因分别定位在A1、A2、B1、B2、D1a、D1b、D2、I、K、O等10个连锁群上,并获得了基因所在序列两侧标记.利用大豆的cDNA和gDNA序列信息,获得了16个基因的结构,外显子数目1～7个,内含子数目0～6个,其中PAL、DFR2、GmCHS7是单外显子基因,4CL、CHI、F3H、GmCHS1、GmCHS5、GmCHS8有1个内含子,DFR1、GmCHS2、GmCHS3、GmCHS6有2个内含子,GmCHS4、GmCHS9有3个内含子,GmIRCHS则有6个内含子.     

转hrpZ_(Psta)大豆株系的分子检测和抗性分析

为考察转基因大豆株系JN27-119-21后代中hrpZ_(Psta)外源基因的遗传稳定性、检测JN27-119-21后代的抗病能力,从而为培育抗疫霉根腐病的大豆新品种提供理论参考,以转hrpZ_(Psta)基因大豆株系JN27-119-21的T_7、T_8代为供试材料,通过PCR和Southern Blot分子生物学检测方法和下胚轴侵染法鉴定转基因株系后代抗疫霉菌能力。研究结果表明:外源hrpZ_(Psta)基因在高世代转基因株系中能够稳定遗传,hrpZ_(Psta)基因已被成功整合到大豆受体吉农27的基因组中,且整合方式为单拷贝,整合位点不同。hrpZ_(Psta)基因在转化株系的根、茎、叶中均有表达,T_7代平均相对表达量分别为2.877,1.336和7.734,T_8代平均相对表达量分别为3.612、1.746和8.627,2个世代相对表达量水平均为叶根茎。转基因株系后代对疫霉根腐病的抗病级别为抗性,而受体株系为中抗,抗病能力明显提高。     

小麦GRAS基因家族的全基因组鉴定与分析

GRAS基因是一类转录因子基因,在植物的生长和发育中起关键作用。本研究利用最新的小麦基因组数据,对小麦GRAS基因进行了全基因组鉴定和分析。结果从小麦中鉴定出153个GRAS基因,这些基因不均匀分布在小麦21条染色体上。系统发育分析将这些基因分为12个亚家族,片段复制和串联重复是导致该基因家族扩张的主要原因。蛋白质序列分析发现不同亚家族间氨基酸数目、分子量存在一定差异;二级结构预测表明,小麦GRAS基因的氨基酸序列均以α-螺旋、随机卷曲为主要组成部分。通过对小麦GRAS基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达分析发现,GRAS基因在不同组织和逆境胁迫下存在明显的差异表达,表明GRAS基因具有组织或器官表达特异性,且可能在对逆境胁迫的响应中起重要作用。这些结果为进一步研究小麦GRAS基因的功能奠定了基础。     

黄淮地区大豆种质对疫霉根腐病的抗性分析

由大豆疫霉菌引起的大豆疫霉根腐病是严重影响大豆生产的毁灭性病害之一,防治该病唯一经济、有效和环境安全的方法是利用抗病品种.利用7个具有不同毒力公式的大豆疫霉菌株,对黄淮夏大豆产区的96个大豆品种(系)进行接种鉴定,96个大豆品种(系)对7个大豆疫霉菌株共产生38种反应型,有4种反应型分别与单个抗病基因的反应型一致,有10种反应型与2个已知基因组合的反应型相同.有5种反应型与3个已知基因组合的反应型相同,其它反应型为新的类型.根据"基因对基因"学说,抗病基因的推导结果有7个品种可能含有Rps3a,有4个品种可能含有Rps3b,有1个品种可能含有Rps3c,有5个品种可能含有Rps7,有一些品种可能含有国际上尚未命名的新的抗病基因.聚类分析结果表明,在以相似系数0.691聚类,96个大豆品种可以分成8类.研究结果为大豆抗病育种选择亲本和利用品种布局进行大豆疫霉根腐病生态控制提供了依据.     

大豆水溶性蛋白质的全基因组关联分析

为进一步解析中国大豆种质水溶性蛋白的遗传基础,为大豆高水溶性蛋白质的分子标记辅助选择育种及品质改良提供理论依据,本研究以224份大豆种质为试验材料,于2017和2018年对大豆水溶性蛋白质含量进行测定,利用1 514个高质量的SNP标记分别对2017、2018年水溶性蛋白质含量及两年均值进行全基因组关联分析,共检测到18个显著关联的SNP标记,这些SNP标记涉及16个位点,有8个位点至少被检测到2次,其余8个位点仅被检测到1次,表明其受环境因素影响较大。16个位点中有7个尚未见报道,分别位于8、11、13、14和15号染色体上,是新发现的控制大豆水溶性蛋白的位点。对表型变异解释率较高且稳定关联的2个位点qWSPC7和qWSPC8-1候选区间内的基因进行预测,共获得25个候选基因,其中有7个基因(Glyma.07g195000、Glyma.08g103100、Glyma.08g108900、Glyma.08g105100、Glyma.08g107800、Glyma.08g107700和Glyma.08G115800)在大豆籽粒、根或根瘤中具有较高的表达水平。这些基因可作为水溶性蛋白质的候选基因,可能具有调控大豆水溶性蛋白质的功能。     

赤霉素负调控因子GhRGL(RGL-LIKE)基因序列与功能预测分析

海岛棉(Gossypium barbadense L.)的产量与激素相关,根据基因序列的同源性,笔者首次从海岛棉中克隆到1个类似赤霉素(GA)信号途径中的负调控因子DELLA蛋白基因,并对该基因的序列进行分析.结果表明:该基因序列包含有DELLA蛋白所有的保守结构域,如DELLA结构域、VHYNP结构域、多聚Poly S/T保守区、2个亮氨酸拉链、1个GRAS结构域、1个核定位信号和1个VHVID保守区:其蛋白序列与拟南芥中的5个DELLA蛋白GA Insensitive(GAI)、Repressor of gal-3(RGA)、RGLI(RGA-like 1)、RGL2、RGL3氨基酸序列的相似度分别为60.5%、59.8%、63.1%、61.8%和58.1%.特将其定义为GhRGL.对GhRGL基因的5'序列进行克隆并利用Plantcare进行元件预测,发现该基因启动子存在着大量与激素相关的调控元件,暗示该基因的功能可能与激素调控有关.利用ProtScale程序对该蛋白进行疏/亲水性分析,初步确定该蛋白质的抗原决定簇的位置,为该基因的抗体制备奠定了基础.     

大豆翻译延伸因子GmEF1A干扰载体的构建及大豆遗传转化

研究发现GmeEF1A与大豆花叶病毒的P3蛋白存在互作关系,并且参与SMV在大豆体内的繁殖。通过大豆GmeEF1A基因5个拷贝的核苷酸和氨基酸序列比对,确定其保守区间,克隆得到180 bp的干扰片段GmeEF1Ai。利用GATEWAY技术构建RNA干扰(RNA interference,RNAi)表达载体pB7GWIWG2(II)-e EF1Ai,并通过农杆菌介导的子叶节转化法导入到受体大豆品种天隆1号中。测序结果显示重组质粒中插入的干扰片段GmeEF1Ai与目标序列完全符合,通过PCR和酶切验证表明GmeEF1Ai是以反向重复形式插入到表达载体中。经转化获得组培苗8株,PCR、除草剂涂抹和PAT/bar试纸条多重检测确认7株为阳性。绝对荧光定量结果显示,阳性苗中4株为单拷贝。GmeEF1A基因表达量分析结果显示GmeEF1Ai载体对GmeEF1A的5个拷贝基因有不同程度的阻抑。这不仅为验证GmeEF1A基因在大豆受SMV侵染时的功能提供试验材料,也为大豆抗病育种提供新的种质。