大豆天冬氨酸途径关键酶基因GmASADH的克隆与分析

本研究基于电子克隆获得的大豆GmASADH 基因cDNA序列,根据其编码区设计特异引物,以大豆品种小鹦哥豆总RNA为模板,通过RT-PCR 获得了约1130bp的cDNA片段,T/A 克隆后进行序列测定。测序结果显示,GmASADH基因家族有两个成员,命名为GmASADH1（FJ581425）和GmASADH2（HM015631）。GmASADH1编码区长度为1134bp,编码378个氨基酸,由7个外显子和6个内含子构成,定位于Gm08染色体。GmASADH2编码区长度为1131bp,编码377个氨基酸,由7个外显子和6个内含子构成,定位于Gm05染色体。两个基因在氨基酸水平上的相似性达到了96.02%,在二级及三级结构上均有不同程度的差异。ASADH蛋白含有NADB_Rossmann superfamily和Semialdhyde_dhC superfamily结构域。     

大豆乙酰羟基酸异构还原酶基因GmAHRI的克隆与分析

基于电子克隆获得的大豆GmAHRI基因cDNA序列编码区设计特异引物,以高异亮氨酸大豆品种“和龙早熟豆”总RNA为模板,通过RT-PCR获得了约1764 bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定.测序结果显示:GmAHRI基因家族有2个成员,分别命名为GmAHRI1( FJ594399.1)和GmAHRI2( JN...     

ω-3脂肪酸脱氢酶在高、低油大豆品种中的克隆与序列分析

α-亚麻酸（ALA）被称为必需脂肪酸,对人体有一系列的保健作用。ω-3脂肪酸脱氢酶（FAD）催化亚油酸（LA）生成ALA。大豆种子中ALA含量较高,为了比较高、低油大豆ω-3FAD的序列差异,用RT—PCR方法从大豆品种鲁豆11和郑9525的未成熟种子中扩增GmFAD3C的cDNA,获得的cDNA长度为1174bp,编码380个氨基酸。在推测的氨基酸序列中发现19处差异,为研究GmFAD3C基因在高、低油大豆种质中的差异表达奠定了基础。     

亚麻AtCesA1基因过表达载体的构建

为开展纤维素合成酶基因导入亚麻的基因工程研究,以拟南芥为材料克隆了纤维素合成酶基因AtCesA1,序列长为3912 bp,其中编码区在277~3523碱基之间,共3246 bp,推测其编码了1082个氨基酸。通过同义突变将全长基因克隆到植物表达载体pBI1301中,构建出植物表达载体pCAMBIA1301-AtCesA1,经酶切和PCR鉴定确认目的基因已经正确地插入到载体上,为下一步AtCesA1遗传转化亚麻功能研究打下了基础。     

黑皮冬瓜LINE逆转座子RT序列的克隆与特征分析

根据LINE逆转座子逆转录酶保守序列设计简并引物,PCR扩增黑皮冬瓜"B98K"基因组DNA,获得580 bp左右目的条带。将PCR产物回收、克隆并测序,获得23条逆转酶序列,利用生物信息学软件分析其长度变异、碱基变化、相似性及系统进化关系。结果表明:这些序列长度在557~593 bp区间变异,同源比对核苷酸序列相似性为39.0%~99.3%,存在高度异质性,主要表现为缺失突变、移码突变与终止密码子突变,核苷酸序列聚类分析分为4个家族,家族1与家族2分别包含15和5个成员,占总序列数的65.22%和21.74%。对推导的氨基酸序列分析发现,第12位氨基酸残基处存在一保守的苯丙氨酸(Phe),多处位置存在半保守氨基酸残基;氨基酸序列相似性在20.0%~99.5%之间;其中8条序列可能具有转录活性,8条与15条序列分别发生移码与终止密码子突变。与已知物种构建系统发育进化树,发现冬瓜LINE逆转座子RT序列较保守,且与拟南芥、李、油菜等有较近的亲缘关系。研究结果为后续利用分子标记研究冬瓜种质遗传变异及基因组进化奠定基础。     

玳玳花瓣脂氢过氧化物裂解酶基因cDNA的克隆及原核表达

以玳玳花瓣为材料,采用RT-PCR和RACE技术,克隆了玳玳HPL基因cDNA全长,全长为1 776 bp,其中包含52 bp的5′非编码区,224 bp的3′非编码区,1 500 bp的编码区(编码499个氨基酸,分子量为55.7 ku)。将该HPL基因cDNA编码区的核苷酸序列及所推导的氨基酸序列与其他植物的HPL基因cDNA序列进行比较,推断玳玳花瓣HPL属于13-HPL类。通过PCR扩增得到了玳玳HPL基因组全长。测序结果显示玳玳HPL基因中包含1个长2 374 bp的内含子。将分离出来的玳玳HPL基因cDNA的编码区序列插入pET-15b载体上构建原核表达载体,在细菌BL21细胞中进行原核表达。结果表明:该编码区片段可在原核细胞中大量表达,其表达产物分子量大小约为55 ku,与13-HPL蛋白的分子量55.7 ku相符。本研究为下一步利用HPL基因cDNA进行遗传转化研究奠定基础,将为花卉香味的遗传改良提供一条新途径。     

胶孢炭疽病菌环境pH应答转录调控因子基因的克隆与分析

参照油梨炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)的环境pH应答转录因子基因Pacl设计l对特异性引物,以芒果炭疽病菌(C.gloeosporioides)基因组DNA为模板,扩增获得大小为2 625 bp的目的基因片段.序列分析结果表明,目的片断包含完整的阅读框,与油梨炭疽病菌C.gloeosporioides pac1基因相应片段长度相同,二者碱基序列同源性达97%.用RT-PCR技术获得pacl基因cDNA片段,证实目的基因片段中存在3个大小分别为59,50,71 bp的内含子.拼接的全长cDNA长1 755 bp,推测编码的氨基酸序列长584个氨基酸残基,与推测的油梨炭疽病菌pacl基因所编码的蛋白质同样大小,二者氨基酸序列相似性达99%,只有1个氨基酸的差异,可以肯定克隆的目的片段为C.gloeosporioides pac1基因,为进一步研究C.gloeosporioides侵染芒果时的pH调控奠定了基础.     

花生肌动蛋白基因的克隆及序列分析

以花生(Arachis hypogaeaL.)为材料,研究肌动蛋白(actin)基因序列。分离了高纯度RNA。以RNA为模板,以RT-PCR方法,克隆了花生actin基因cDNA序列,长度为384 bp,编码128个氨基酸残基。此cDNA序列(命名为Ahactin)与几种高等植物actin氨基酸序列相似性大于80%。     

茶树巯基蛋白酶抑制剂基因的cDNA克隆与序列分析

对多种已知植物巯基蛋白酶抑制剂(cystatin)基因的氨基酸序列进行比对分析,根据其高度保守的氨基酸序列设计一对简并引物,并从茶树品种龙井43鲜叶中提取总RNA,用RT-PCR法扩增出一204bp的cDNA特异片段,然后通过3’/5’RACE的方法,分别扩增出3’端和5’端的序列,从而获得茶树巯基蛋白酶抑制剂基因的cDNA全长序列,所得序列全长627bp,编码101个氨基酸,分子量约11.062KDa。该基因在推测的氨基酸序列中含有巯基蛋白酶抑制剂家族中高度保守的、与其活性有关的QXVXG结构,且经Blast分析表明,该基因序列与其他植物巯基蛋白酶抑制剂基因的氨基酸序列同源性为54%~77%。     

HSSP基因植物表达载体构建及其对大豆的遗传转化

大豆中含硫氨基酸匮乏,限制了大豆的营养价值和商业价值。为了提高大豆的含硫氨基酸含量,利用人工设计合成的高含硫氨基酸贮藏蛋白基因(HSSP)转化大豆。以载体p TF101.1为骨架,构建植物表达载体p TFGS,利用农杆菌介导法转化大豆品种东农50,经PCR及试纸条检测,获得转基因大豆16株,基因的转化效率为1.94%。对转基因大豆株系GSDL5进行组织特异性分析,结果表明,HSSP基因在种子中超量表达,而在其它组织部位仅有微量表达。采用接头PCR方法对株系GSDL5基因组插入位点侧翼序列进行克隆,获得与大豆基因组序列匹配的436 bp侧翼序列,HSSP基因插入2号染色体基因的非编码区。经研究,获得了遗传背景明确的,仅在大豆种子中超量表达HSSP的转基因株系GSDL5。     

玉米大斑病抗性基因SNP基因芯片分析

利用SNP基因芯片(56 110个SNP)对3对玉米大斑病Ht3近等基因系进行检测分析。借助生物信息学和比较基因组学方法,确定了29个相关数量抗性候选基因,均分布于2、3、7、9号染色体;14个候选基因与各类酶活性、能源合成、金属离子、DNA合成修饰、抗逆等功能相关。其中,GRMZM2G058197位于7号染色体bin7.04区域166087520-166091392,与玉米大斑病质量抗性基因Ht3基因位置相吻合。     

水稻小穗簇生基因OsCL6的定位及候选基因分析

【目的】通过对水稻小穗簇生基因的定位与候选基因分析,为进一步克隆幼穗发育过程中缩短枝梗长度造成小穗簇生的功能基因奠定基础。【方法】以航天诱变育种技术处理常规优质稻品种粤农丝苗获得一个稳定遗传的小穗簇生突变体cl6为试验材料,与粤金银占构建F₁、F₂作图群体,对簇生基因进行定位,结合转录组测序对候选基因进行预测与评价。【结果】遗传分析结果表明,突变体cl6的簇生性状由非完全显性单基因控制,混合分组分析法将该基因定位于第6染色体上约416 kb的区间。进一步通过表达谱分析、转录组测序技术、基因序列差异性分析和qRT-PCR验证等筛选出OsFBK16为最佳候选基因,其5′-UTR区域发生9个碱基的插入突变,暗示该基因可能通过二级结构改变调控转录或翻译水平,参与水稻幼穗发育过程中枝梗的分化。【结论】本研究结果为解析水稻二次枝梗和小穗梗缩短机制奠定一定理论基础。     

玉米光周期敏感基因ZmELF4的克隆及其亚细胞定位

以热带玉米自交系CML288为供试材料,根据拟南芥ELF4基因保守序列设计引物,采用RT-PCR方法克隆了ELF4在玉米上同源基因的全长cDNA序列(GenBank上的登录号为HQ009862)。序列分析表明,该基因cDNA序列全长683 bp,开放阅读框为432 bp,编码了144个氨基酸,与拟南芥、水稻的氨基酸序列同源性分别高达62%和75%,此外它们还共同包含一个高度保守的DUF1313未知功能结构域。利用基因重组技术分别构建了能够高效表达的过量表达载体pBI-ZmELF4和带有GFP标记的融合表达载体pGIT-ZmELF4-GFP,利用融合表达载体进行洋葱表皮瞬时表达实验,结果将ZmELF4定位于细胞核内,说明该基因在细胞核内起作用。     

大豆BBX32基因生物信息学分析及基因编辑靶点设计

BBX32基因是一种含锌指结构的转录因子,广泛的参与植物生长和发育过程,但在大豆中,BBX32基因的具体生物学功能还尚未被解析.为研究大豆BBX32基因在大豆中的分子机理和生物学功能,本研究通过同源比对分析发现,大豆中含有两个与拟南芥BBX32同源的基因,分别命名为GmBBX32a和GmBBX32b.同时,通过检索RNA-seq数据库,对GmBBX32a和GmBBX32b在大豆中不同组织的表达部位进行分析,结果发现GmBBX32a在花、叶和豆荚中具有较高的表达量,而GmBBX32b在豆荚和花中具有较高的表达量,说明GmBBX32a和GmBBX32b可能参与大豆的开花和籽粒大小形成.此外,利用CRISPR/Cas9技术,构建GmBBX32a和GmBBX32b基因的敲除载体,并转化到大豆毛根中进行靶点检测,最终获得了有编辑效率的基因编辑载体,为接下来获得稳定转基因材料提供有效编辑靶点信息.     

诱导大麦LEA蛋白的抗旱基因及Eibi1基因研究进展

植物抗旱基因是植物在干旱胁迫下减少或免受胁迫损伤的保护机制。本文综述了大麦抗旱基因的种类、功能、结构以及基因的诱导和表达。同时总结了大麦抗旱基因在育种工程中的应用,以期为大麦的抗旱性遗传改良提供理论依据。     

病毒诱导的基因沉默在植物抗病基因功能研究中的应用

病毒诱导的基因沉默(Virus induced gene silencing,VIGS)是一种植物抵抗病毒侵入的自然机制,现在已被开发成通过插入目的基因片段的重组病毒来抑制植物内源基因表达的遗传技术,主要用于研究目标基因的功能。作为一种新型的基因鉴定和功能研究的技术工具,VIGS具有无需事先知道目的基因全长序列、快速获取表型、无需获得转基因植株等诸多优点,已越来越广泛地被应用于植物基因功能研究领域。本文从VIGS的作用机制、VIGS体系的优点及局限性以及VIGS在植物抗病机制方面的研究进展等几个方面对病毒诱导的基因沉默进行了综述。     

甘蔗转HC-Pro基因的研究

通过基因枪(PDS-1000He)轰击法将构建好的多功能蛋白HC-Pro的植物表达载体pHCFL与带PMI筛选标记基因的pZMLR14植物表达载体共转化导入易感花叶病甘蔗品种福农95-1702的胚性愈伤组织中,转化的愈伤经甘露糖筛选后获得抗性转化甘蔗幼苗。经PCR检测、氯酚红显色、RT-PCR检测和DNA点杂交分析获得转HC-Pro的转基因植株,转化率为0.8%(HC-Pro基因)、1.7%(PMI基因)和0.4%(HC-Pro基因+PMI基因)。花叶病毒接种实验结果显示,未转基因植株的发病率为75%,而转基因植株均系统性发病,推测由于HC-Pro的大量表达抑制了甘蔗体内自身的RNA沉默机制而使病情加重。其它农艺性状调查结果显示,转基因与未转基因植株之间不存在显著差异,表明转HC-Pro和PMI基因对甘蔗的生长或其他农艺性状没有负面影响。     

Gene Nomenclature System for Rice

The Committee on Gene Symbolization, Nomenclature and Linkage (CGSNL) of the Rice Genetics Cooperative has revised the gene nomenclature system for rice (Oryza) to take advantage of the completion of the rice genome sequence and the emergence of new methods for detecting, characterizing, and describing genes in the biological community. This paper outlines a set of standard procedures for describing genes based on DNA, RNA, and protein sequence information that have been annotated and mapped on the sequenced genome assemblies, as well as those determined by biochemical characterization and/or phenotype characterization by way of forward genetics. With these revisions, we enhance the potential for structural, functional, and evolutionary comparisons across organisms and seek to harmonize the rice gene nomenclature system with that of other model organisms. Newly identified rice genes can now be registered on-line at http://shigen.lab.nig.ac.jp/rice/oryzabase_submission/gene_nomenclature/.     

小麦染色体介导的基因转移

小麦近缘野生种及某些野生草本植物具有的有益性状可导入普通小麦。通过小麦与近缘野生种的广泛杂交，以及对远缘杂种的细胞遗传操作，在小麦的遗传改良中己取得了显著的成效。以对配对控制机理的调控和诱导易位为基础的染色体工程方法己应用于从一年生或多年生小麦族野生种转移特异性病虫害抗性基因。利用DNA标记有助于更精确地鉴定期望的基因型，从而促进了向小麦的基因转移。这类标记也特别有助于监测外源基因在小麦基因组中的渐渗。