以2b-RAD技术构建凡纳滨对虾遗传连锁图谱及生长性状QTL定位

【目的】构建凡纳滨对虾高密度遗传连锁图谱,并对生长相关性状进行QTL定位,筛选出生长性状相关候选基因,为后续开展凡纳滨对虾分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供理论依据。【方法】以耐低盐选育凡纳滨对虾为父本,厄瓜多尔野生凡纳滨对虾为母本,单尾交配,以2个亲本及150个F₁代个体为作图群体,通过2b-RAD测序挖掘SNP分子标记并构建遗传连锁图谱;结合生长性状表型数据,使用MapQTL 6.0在构建的遗传连锁图谱上对体质量、全长、体长、头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高等13个生长相关性状进行QTL定位。筛选QTL区间SNP分子标记附近的基因,经GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,挖掘生长相关候选基因;并采用实时荧光定量PCR检测候选基因在凡纳滨对虾不同组织及不同群体间的表达情况。【结果】构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱包括3136个SNPs标记,分布在44个连锁群上;总图谱全长为5430.54 cM,平均图距为1.73 cM。生长性状QTL定位共产生79个生长性状相关QTLs,LOD范围为3.00~11.04,可解释的表型变异范围为9.0%~28.8%。根据GO功能注释及KEGG信号通路富集分析结果,最终筛选出4个生长相关候选基因（TOB2、CRAT、CCT6、KLF4）。4个候选基因在凡纳滨对虾各组织中均普遍表达,且CCT6、KLF4和TOB2基因在耐低盐选育家系群体中的相对表达量均高于常规的凡纳滨对虾群体,其中CCT6基因表达差异达显著水平（P<0.05）。【结论】基于2b-RAD技术构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱鉴定出79个与生长性状相关的QTLs,并筛选出4个与凡纳滨对虾生长性状相关的候选基因（CCT6、KLF4、TOB2和CRAT）。可见,以2b-RAD技术结合QTL定位能高效、快捷挖掘出凡纳滨对虾生长性状相关候选基因,为开展分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供技术支持。     

A gene expression map of the Arabidopsis root

A global map of gene expression within an organ can identify genes with coordinated expression in localized domains, thereby relating gene activity to cell fate and tissue specialization. Here, we present localization of expression of more than 22,000 genes in the Arabidopsis root. Gene expression was mapped to 15 different zones of the root that correspond to cell types and tissues at progressive developmental stages. Patterns of gene expression traverse traditional anatomical boundaries and show cassettes of hormonal response. Chromosomal clustering defined some coregulated genes. This expression map correlates groups of genes to specific cell fates and should serve to guide reverse genetics.     

cDNA-AFLP技术在植物抗逆性相关基因表达研究中的应用

cDNA-AFLP技术是以mRNA反转录的cDNA为模板进行AFLP分析,在保留AFLP多态性丰富、稳定性高、无需了解序列信息等优点的同时,集中显示了基因组表达序列的多态性差异,可对生物体转录组进行全面、系统的分析,并已成功地用于基因差异显示、表达基因遗传连锁作图和基因克隆等方面。文章综述了cDNA-AFLP在植物抗逆性相关基因表达特性分析及基因分离方面的应用。     

Ectopic expression of germline genes drives malignant brain tumor growth in Drosophila

Model organisms such as the fruit fly Drosophila melanogaster can help to elucidate the molecular basis of complex diseases such as cancer. Mutations in the Drosophila gene lethal (3) malignant brain tumor cause malignant growth in the larval brain. Here we show that l(3)mbt tumors exhibited a soma-to-germline transformation through the ectopic expression of genes normally required for germline stemness, fitness, or longevity. Orthologs of some of these genes were also expressed in human somatic tumors. In addition, inactivation of any of the germline genes nanos, vasa, piwi, or aubergine suppressed l(3)mbt malignant growth. Our results demonstrate that germline traits are necessary for tumor growth in this Drosophila model and suggest that inactivation of germline genes might have tumor-suppressing effects in other species.     

牡丹响应高温胁迫的转录组分析及PsHSP基因表达

  目的  夏季高温可导致牡丹Paeonia suffruticosa生长受限,花期缩短,观赏品质降低。研究牡丹耐热基因对牡丹热胁迫的分子机制。  方法  以牡丹品种‘羽红’‘Yuhong’为材料,对高温(40 ℃)和对照(25 ℃)处理后的叶片进行转录组测序,分析响应高温表达的差异基因;同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证差异基因,并对热激蛋白基因HSPs进行时空表达分析。  结果  测序共获得45.97 Gb数据,与对照组(25 ℃)相比,高温处理后4 220个基因上调表达,3 453个基因下调表达。通过基因本体(GO)分析发现,这些差异基因主要富集于代谢等生物学过程、细胞和膜结构等细胞成分以及结合和催化活性等分子功能条目;另外,通过全基因组及代谢途径数据库(KEGG)分析发现,碳代谢途径的差异基因数量最多。对牡丹热激蛋白PsHSP基因定量分析发现,PsHSP基因随着高温处理时间呈上升表达趋势,24 h达到最高,之后便呈现下降趋势。  结论  高温显著影响牡丹的代谢和生物合成等过程,进而影响牡丹的生长和发育。PsHSP基因可在短期内迅速响应高温胁迫并参与牡丹的耐热调控。图 4表6参34     

控制甜瓜雄花分化基因的遗传分析及初步定位

利用甜瓜全雌系WI998(无雄花)与雌雄异花同株品系3-2-2(有雄花)杂交,F1代全部表现为雌雄异花同株(有雄花)。F2代群体分离比率有雄花:无雄花为3:1。F1代作父本与全雌系WI998(无雄花)回交,群体分离比率有雄花:无雄花为1:1;F1代作父本与雌雄异花同株品系3-2-2(有雄花)回交,群体全部表现为有雄花。结果表明,控制甜瓜雄花分化的基因为一对显性基因,命名为An。同时以F2代分离群体为试材,采用SSR分子标记初步构建了甜瓜的遗传图谱,定位了控制甜瓜雄花分化基因(An)。图谱由5个连锁群组成,包括18个SSR标记,1个形态学标记,覆盖基因组总长度442.7 cM,标记间平均距离为24.6 cM。初步将控制甜瓜雄花分化基因(An)定位在第2连锁群上,其两侧标记分别是MU4182-2和MU5028-1,与An的间距分别为42.8和26.0 cM。控制甜瓜雄花分化基因的发现进一步完善了甜瓜性别分化基因的表达机理。     

番茄DIR基因家族鉴定及其对非生物胁迫响应的分析

【目的】鉴定番茄DIR基因家族所有成员,并对其基因结构、编码蛋白的理化性质、系统进化、染色体定位、共线性、启动子元件、表达模式、互作转录因子及内源竞争RNA预测等进行了解析,为探究DIR在番茄生长发育和逆境胁迫中的作用提供参考。【方法】采用生物信息学方法,基于全基因组数据对番茄DIR基因家族成员进行鉴定,运用Phytozome、MEME、PlantCARE、opsRNATarget和plantcircnet等在线网站获取染色体位置、保守基序、顺式作用元件、存在互作的转录因子、miRNA和circRNA等信息。利用Mapteace、TBtools、Cytoscape、OmicShare等作图软件及工具绘制染色体定位图、进化树、DIR与转录因子关系图、ceRNA网络等。采用NCBI的基因数据库结合转录组测序及qRT-PCR试验研究DIR基因家族在逆境下的表达情况。【结果】共鉴定到番茄中27个DIR基因,将其命名为SlDIR1—SlDIR27,分别位于12条染色体上,且大部分基因位于染色体末端,其基因结构、基序和结构域相对保守,其中22个SlDIR具有一个外显子的经典结构。番茄DIR基因家族同拟南芥的共线性关系远高于水稻和大豆。基于系统进化关系将27个番茄DIR成员分为3个不同的亚家族。转录组数据表明大部分DIR基因在番茄根部具有较高的表达量。此外,DIR基因的启动子区域含有多个与干旱、低温等非生物胁迫,以及MeJA、ABA、SA等激素诱导相关的顺式作用元件,且预测到与激素、生长发育、非生物胁迫相关的ERF、E2F/DP、MYB等互作转录因子。结合转录组数据分析,分别有5、10、10和13个SlDIR在农药、干旱、盐和冷胁迫后显著上调表达,其中,SlDIR23受到以上4种胁迫的诱导表达,而SlDIR8、SlDIR13和SlDIR20特异性响应冷胁迫的诱导,SlDIR17特异性响应盐胁迫。番茄DIR的ceRNA调控表明,miR-156与靶基因SlDIR8可能共同作用调控番茄的逆境胁迫。【结论】共鉴定出番茄DIR家族基因27个,不均匀地分布在12条染色体上,在根部有较高的表达量。SlDIR1、SlDIR13和SlDIR14等具有MeJA、ABA、SA等激素响应元件,其中,SlDIR6仅具有MeJA元件,SlDIR27仅具有SA响应元件。另外,SlDIR2、SlDIR14、SlDIR23等参与干旱、盐、低温等多种逆境胁迫,其中SlDIR23在不同胁迫处理下均可被激活。此外,DIR基因和转录因子、非编码RNA相互作用,共同参与调控番茄植株的逆境胁迫。     

水稻基因差异表达与杂种优势的关系分析

【目的】分析水稻强、弱优势组合的基因差异表达模式特征,探讨其与杂种优势之间的关系。【方法】以扬稻6号、明恢63、特青配置的9个杂种F1为材料,利用差异显示PCR技术（differential display polymerase chain reaction,DD-PCR）分别分析分蘖期（叶片）、孕穗期（幼穗）、抽穗期（剑叶）的基因差异表达模式。【结果】同一时期内强优势组G1（父本扬稻6号）、中优势组G3（父本特青）以及弱优势组G2（父本明恢63）在母本特异表达（UNP1）、父本特异表达（UNP2）、F1特异表达（UNF1）、F1特异缺失表达（ABF1）4个基因差异表达模式上存在明显差异;相关分析表明分蘖期叶片UNP2与单株产量呈极显著正相关,来自父本的基因特异表达有利于提高杂种优势;同一优势组在不同时期的表达模式也存在明显差异,反映了基因的时空表达特征;获得19个G1、G2间特异性差异表达的基因片段,分布在除第12染色体以外的其余11条染色体上,主要涉及物质合成与运输、能量代谢、糖类代谢等重要途径。【结论】水稻强、弱优势组合F1在不同生育期基因表达模式存在显著差异,表型性状的差异可以从基因表达模式上得以反映。     

湖羊GHR和IGF-Ⅰ基因表达的发育性变化 及其与肉质性状的关联

 【目的】探讨生长激素受体（growth hormone receptor,GHR）和胰岛素样生长因子-Ⅰ（insulin-like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ）基因在湖羊不同生长阶段背最长肌中表达丰度与肉质性能的相关性以及这两个基因表达水平的关联性,为湖羊肌肉生长性状的选育提供遗传学资料。【方法】利用荧光定量RT-PCR分析GHR和IGF-Ⅰ基因在湖羊早期生长背最长肌肉组织中的mRNA的发育性变化。【结果】①出生后随着月龄的增加,母羊GHR基因在背最长肌的表达趋势为：先升高后降低再升高再降低最后再升高,最后6月龄到达最高点;公羊GHR在背最长肌的表达趋势为：先升高到2月龄到达一个峰值,2月龄到4月龄为一个降低的过程,4月龄到6月龄又升高,并到达最高点;母羊IGF-Ⅰ基因在背最长肌的表达趋势为：由2日龄开始依次升高最后于6月龄到达最高点;公羊IGF-Ⅰ基因在背最长肌的表达趋势为：先升高到1月龄到达一个峰值,1月龄到3月龄为一个降低的过程,并于3月龄降至与初生接近相等的水平,此后随月龄增加逐渐升高,并于6月龄到达最高点;②GHR和IGF-Ⅰ基因在湖羊各月龄间大多存在显著或极显著差异,湖羊的公羊和母羊的GHR和IGF-Ⅰ基因的相同生长阶段的表达也大多存在显著或极显著差异;③GHR和IGF-Ⅰ基因的表达存在显著正相关（0.01＜P＜0.05）,GHRI和GF-I基因与肌纤维直径均存在极显著正相关（P＜0.01）,GHR与肌纤剪切力存在极显著正相关（P＜0.01）,IGF-Ⅰ与肌纤剪切力存在显著正相关（0.01＜P＜0.05）,GHR和IGF-Ⅰ基因与肌纤维密度均存在极显著负相关（P＜0.01）。【结论】性别和年龄对于GHR和IGF-Ⅰ基因在湖羊不同生长阶段的肌肉中的表达具有重要影响;出生后,各基因表达水平并非随之上升或者下降,各基因表达水平出现拐点的时间并不相同;GHR和IGF-Ⅰ基因在湖羊早期肌肉性状的表达为显著正相关,可以作为湖羊早期肉质性状的候选基因。     

A genetic tool used to identify thioredoxin as a mediator of a growth inhibitory signal

Loss of sensitivity to growth inhibitory polypeptides is likely to be one of the events that participates in the formation of some tumors and might be caused by inactivation or loss of the genetic elements that transduce these extracellular signals. The isolation of such a gene was achieved by randomly inactivating genes by an anti-sense complementary DNA expression library followed by direct selection for growth in the presence of an inhibitory polypeptide. Thus, a gene whose inactivation conveyed growth resistance to interferon-gamma (IFN-gamma) was isolated. Sequence analysis showed complete identity with human thioredoxin, a dithiol reducing agent, implicated here in the IFN-gamma-mediated growth arrest of HeLa cells.     

半番鸭与番鸭精巢组织差异表达转录组测序分析

【目的】研究半番鸭与番鸭精巢组织转录组差异表达基因,为进一步阐明半番鸭不育的遗传机制奠定理论基础。【方法】利用转录组测序方法对半番鸭和番鸭的精巢组织进行研究,筛选其差异表达基因,并对其功能进行注释和荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,QRT-PCR)验证。【结果】测序共获得43.84Gb Clean Data,组装后共获得193 535条Unigene。DESeq分析发现3 597个基因在两个鸭品种间差异表达,其中上调基因1 194个和下调基因2 403个,包括与生殖功能相关的基因,如成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、丝裂原活化蛋白激酶7(mitogen-activated protein kinase 7-like,partial,BMK)、生长因子受体结合蛋白2(growth factor receptor-bound protein 2,GRB2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和肿瘤坏死因子受体超家族成员6(tumor necrosis factor receptor superfamily member 6,FAS)等。GO(gene Ontology)分析发现382个差异基因获得功能注释,其中97个基因涉及发育繁殖生物学过程。KEGG(kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析表明差异表达基因共富集到50条信号通路中,其中17个通路显著富集,包括丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK)、甘油酯代谢(glycerolipid metabolism)以及钙信号途径(calcium signaling pathway)信号通路等,与生殖功能密切相关的有促性腺激素释放激素信号通路(gonadotropin releasing hormone(Gn RH)signaling pathway)和MAPK信号转导通路。经QRT-PCR验证,差异基因表达变化模式与转录组测序结果一致,测序结果可靠。【结论】在转录组水平上筛选出半番鸭和番鸭精巢组织差异表达基因,揭示了Gn RH和MAPK信号通路在鸭的生殖活动中发挥了重要作用,为进一步探索半番鸭生殖系统的分化机理提供可靠的参考依据。     

Programmed gene rearrangements altering gene expression

Programmed gene rearrangements are used in nature to to alter gene copy number (gene amplification and deletion), to create diversity by reassorting gene segments (as in the formation of mammalian immunoglobulin genes), or to control the expression of a set of genes that code for the same function (such as surface antigens). Two major mechanisms for expression control are DNA inversion and DNA transposition. In DNA inversion a DNA segment flips around and is rejoined by site-specific recombination, disconnecting or connecting a gene to sequences required for its expression. In DNA transposition a gene moves into an expression site where it displaces its predecessor by gene conversion. Gene rearrangements altering gene expression have mainly been found in some unicellular organisms. They allow a fraction of the organisms to preadapt to sudden changes in environment, that is, to alter properties such as surface antigens in the absence of an inducing stimulus. The antigenic variation that helps the causative agents of African trypanosomiasis, gonorrhea, and relapsing fever to elude host defense is controlled in this way.     

鸭发育早期下丘脑-垂体生长轴相关基因mRNA的表达特异性分析

【目的】选择生长速度不同的高邮鸭和金定鸭为试验模型,3种不同品种鸭胚胎期和出雏早期下丘脑垂体生长轴相关基因的表达规律及其与体重和肝重的相关性。【方法】采用实时荧光定量PCR方法研究鸭13、17、21、25、27胚龄和出雏后7日龄下丘脑生长激素释放激素（growth hormone release hormone,GHRH）与生长抑素（somatostatin,SS）、垂体生长激素（growth hormone,GH）和肝脏生长激素受体（growth hormone receptor,GHR）与胰岛素样生长因子（insulin-like growth factors,IGFs） mRNA的表达规律。【结果】证实鸭下丘脑GHRH与SS、垂体GH和肝脏GHR与IGF-I在13胚龄已有表达;除了SS在鸭发育早期维持一个低表达状态外,其它的4种基因均呈现极显著的品种和时间特异性;除了GH外,发现鸭早期发育过程中GHRH、GHR和IGF-I mRNA的表达受到品种和日龄的交互作用的极显著影响。与鸡以往的研究相比,禽类胚胎期下丘脑垂体生长轴相关基因mRNA的表达存在着种属差异。本试验发现鸭早期发育过程中,体重和肝重的变化也呈现极显著的品种和时间特异性,且与下丘脑垂体相关基因的表达呈现不同程度的线性相关。【结论】结果提示下丘脑垂体生长轴基因 mRNA的表达可能在鸭早期发育过程中发挥着重要作用,遗传背景的差异可以导致鸭发育早期体重的差异生长和相关基因的差异表达。     

辣椒HD-Zip基因家族鉴定、系统进化及表达分析

【目的】鉴定辣椒HD-Zip基因家族,并利用生物信息学方法系统分析其在基因组中的分布、基因结构、进化分化特征及在不同组织中的时空表达特异性,解析该家族的进化特征及生物学功能。【方法】根据已报道及PlantTFDB数据库中的拟南芥HD-Zip序列,利用本地BLAST工具在我国辣椒测序品种‘遵辣1号’基因组中比对,并利用Pfam、SMART工具进一步验证。采用EMBOSS Programs、MEGA、GSDS、MEME、MCScanX、OrthoMCL、Circos等软件预测辣椒HD-Zip基因家族成员蛋白理化性质,构建系统进化树,定位染色体,分析基因结构、基因复制类型及直系、旁系同源基因。基于GEO数据库,运用R软件、本地perl语言及Cytoscape分析辣椒HD-Zip组织表达差异并绘制共表达网络。【结果】本研究在‘遵辣1号’基因组中鉴定获得42条辣椒HD-Zip,命名为CaHDZ01—CaHDZ42。CaHDZs长度跨度较大,70% CaHDZ蛋白的pI小于7.0。除CaHDZ42,其余基因不均匀地分布在12条染色体上,部分基因为片段复制。该基因家族可分为4个亚族,分别含有18、9、5、10个HD-Zip,基因结构及蛋白结构域差别显著。辣椒、番茄和拟南芥3个物种中的直系同源基因对数目大体相同,但同为茄科的辣椒和番茄之间的稍多;辣椒中的旁系同源基因少于番茄和拟南芥,说明辣椒基因组的倍增事件并没有使CaHDZs明显扩增。对无油樟、水稻、玉米、番茄、马铃薯、辣椒‘CM334’、辣椒‘Zunla-1’、毛果杨、葡萄以及拟南芥9个代表物种的HD-Zip进化特征分析结果表明,从被子植物开始,HD-Zip基因家族就稳定存在4个亚族。推测在形成4个亚族前,HD-Zip分为两组,其中一组分化成I和II亚族,而另一组则分化成为III和IV亚族。CaHDZs在根、茎、叶、花芽、花和果实不同发育时期的表达模式分析结果显示,4个亚族具有不同程度的表达趋势。其中I亚族基因在辣椒不同组织中的表达量均较高,且不同成员间表达模式不同,CaHDZ22在茎中的表达最高,表明该基因可能对辣椒茎的生长有重要作用。II、III和IV亚族基因在不同组织中的表达量相对较低,但部分基因在特定组织中具有较大的表达量。如CaHDZ34在辣椒果实成熟后期具有较大高的表达量,CaHDZ02和CaHDZ28在果实膨大时表达较高,CaHDZ04在果实成熟前期具有较高的表达量。CaHDZs表达网络中有33对基因表达趋势的相关系数（PCC）大于0.8,6对大于0.9,表明CaHDZs协同调控了辣椒的生长发育,不同亚族之间也具有协同性。【结论】在‘遵辣1号’基因组中鉴定获得42条CaHDZs,可分为4个亚族,不同亚族的基因结构、蛋白保守结构域及表达模式不同。在进化过程中,辣椒HD-Zip保守性高,数目没有明显扩增,I和II亚族、III和IV亚族关系更近。CaHDZs具有组织表达差异性,协同调控了辣椒的生长发育。     

Genome Array on Differentially Expressed Genes of Skin Tissue in Cashmere Goat at Early Anagen of Cashmere Growth Cycle Using DNA Microarray

In order to study the molecular mechanism involved in cashmere regeneration, this study investigated the gene expression profile of skin tissue at various stages of the cashmere growth cycle and screen differentially expressed genes at proangen in 10 cashmere goats at 2 years of age using agilent sheep oligo microarray. Significance analysis of microarray （SAM） methods was used to identify the differentially expressed genes, Hierarchical clustering was performed to clarify these genes in association with different cashmere growth stages, and GO （Gene ontology） and the pathway analyses were con-ducted by a free web-based Molecular Annotation System3.0 （MAS 3.0）. Approximately 10200 probe sets were detected in skin tissue of 2-yr-old cashmere goat. After SAM analysis of the microarray data, totally 417 genes were shown to be differentially expressed at different cashmere growth stages, and 24 genes are significantly up-regulated （21） or down-regulated （3） at proangen concurrently compared to angen and telogen. Hierarchical clustering analysis clearly distinguished the differentially expressed genes of each stage. GO analysis indicated that these altered genes at proangen were predominantly involved in collagen fibril organization, integrin-mediated signaling pathway, cell-matrix adhesion, cell adhesion, transforming growth factor-β （TGF-β） receptor signaling pathway, regulation of cell growth. Kyoto encyclopedia of genes and genomes （KEGG） analysis showed that the significant pathways involved mainly included focal adhesion and extracellular matrixc （ECM）-receptor interaction. Some important genes involved in these biological processes, such as COL1A1, COL1A2, COL3A1, SPARC, CYR61 and CTGF, were related to tissue remolding and repairing and detected by more than one probe with similar expression trends at different stages of cashmere growth cycle. The different expression of these genes may contribute to understanding the molecular mechanism of cashmere regeneration.     

新奇的调控分子——microRNA

microRNA(miRNA)是一类内源性表达的在转录后基因调控中发挥重要作用的小分子非编码RNA。在动植物细胞中,miRNA通过翻译抑制和靶mRNA去稳定性来调控靶基因,从而调控生长、发育、分化、死亡等生物过程。综述了miRNA的发现、形成、特点及调控机制。     

番茄转录因子SlNAC29在调控植株衰老中的作用及机理

【背景】番茄（Solanum lycopersicum）作为连续发芽分化和坐果的重要园艺作物,早衰是限制其生长期长短、产量和品质的重要因素。NAC（NAM、ATAF1/2和CUC2）转录因子家族参与调控拟南芥、水稻等多种植物衰老进程,但在番茄中的研究尚不深入。目前已知,SlNAP2（NAC-like, activated by apetala3/pistillata）参与番茄植株衰老进程。【目的】SlNAC29为SlNAP2的同源基因,对其在番茄植株衰老中的功能及调控机制进行研究,以期为园艺栽培中番茄的衰老调控及种质创新提供科学依据。【方法】以野生型番茄（Condine Red,CR）为背景,采用qRT-PCR技术明确SlNAC29在不同衰老阶段叶片中的相对表达量,并分别利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和基因过表达技术构建Slnac29纯合突变体及OE: SlNAC29稳定过表达植株。在此基础上,在自然生长状态下和黑暗处理诱导衰老条件下,对野生型、Slnac29突变体和OE:SlNAC29过表达植株的生长、叶绿素含量、光合作用、叶片衰老和叶绿素降解相关基因的相对表达量等参数进行分析,明确SlNAC29转录因子在调控番茄植株衰老中的生物学功能;进一步利用聚类热图分析过表达植株OE: SlNAC29中29个衰老相关基因、叶绿素降解基因以及ABA合成/信号转导相关基因的相对表达量。并选取在黑暗诱导衰老条件下不同株系植株中表达差异明显的4个基因进行凝胶迁移阻滞分析（electrophoretic mobility shift analysis,EMSA）,以鉴定SlNAC29直接转录调控的靶标基因及其与衰老调控的关系。【结果】SlNAC29在初老叶和衰老叶片中的相对表达量较嫩叶和成熟叶显著上升。自然生长状态下,突变体材料Slnac29与野生型长势以及光合速率无明显差异,而过表达材料OE: SlNAC29株高则显著低于野生型植株,叶绿素含量和光合速率分别是野生型植株的25%和50%。在黑暗诱导衰老的条件下,野生型植株叶片明显变黄,叶绿素含量显著下降。Slnac29突变缓解了叶片衰老程度,叶片无明显变黄,叶绿素含量是野生型的3倍,衰老相关基因（senescence-associated genes,SAGs）和叶绿素降解基因的表达量均较低。OE: SlNAC29则相反,叶片衰老程度比野生型和Slnac29突变体均明显严重。基因聚类分析表明多个衰老相关基因和叶绿素降解基因在OE: SlNAC29植株中显著上调表达。EMSA鉴定到SlNAC29能够直接与衰老相关基因家族SAGs成员SlAGT1（Glyoxylate aminotransferase）启动子绑定,且SlAGT1在OE: SlNAC29中的相对表达量较野生型和Slnac29突变体显著增加。【结论】转录因子SlNAC29调控番茄植株的衰老,促进番茄叶片在黑暗诱导条件下的衰老进程。SlNAC29直接绑定衰老相关基因SlAGT1启动子区域调控其转录表达。     

Activated signal transduction kinases frequently occupy target genes

Cellular signal transduction pathways modify gene expression programs in response to changes in the environment, but the mechanisms by which these pathways regulate populations of genes under their control are not entirely understood. We present evidence that most mitogen-activated protein kinases and protein kinase A subunits become physically associated with the genes that they regulate in the yeast (Saccharomyces cerevisiae) genome. The ability to detect this interaction of signaling kinases with target genes can be used to more precisely and comprehensively map the regulatory circuitry that eukaryotic cells use to respond to their environment.