16个枸杞品种(系)S-RNase基因型鉴定及序列分析

【目的】以16个枸杞品种(系)为试材,进行S-RNase基因型鉴定。【方法】利用茄科S基因高度保守区序列设计兼并引物,进行PCR扩增,片段回收、克隆及同源性检索和序列分析,同时,通过田间授粉测定自交亲和指数进行验证。【结果】11个品种(系)为自交不亲和材料,5个为自交亲和材料。共克隆9个S-RNase等位基因,分别为S-BARB2、S-BARB3、S-BARB6、S-BARB8、SBARB9、S-CHIN3、S-CHIN6,并发现2个新的S等位基因,分别命名为S-BARB6n,S-PUMI5un。所克隆获得的9个枸杞S-RNase等位基因均包含了C2、C3、C4保守区,和2个高变异区(Hva和HVb)。【结论】枸杞属植物存在S-RNase等位基因,其基因序列与茄科植物具有一定相似性,枸杞S-RNase基因是控制枸杞自交不亲和性的关键基因。     

芥菜型油菜自交亲和性变异分析

以来自不同国家、不同地区的34份芥菜型油菜为试验材料,对芥菜型油菜自交亲和性进行了分析,结果表明,芥菜型油菜大部分为自交亲和类型,但芥菜型油菜的自交亲和性差异较大,亲和指数在0.25～9.73间.这种差异不仅存在于品种间,而且存在于亚种间.在34份参试材料中,2个品种表现为自交不亲和(0<亲和指数<1.00),14个品种表现为自交亲和(亲和指数>1),18个品种表现为高自交亲和(亲和指数>4.00).自交亲和性因地区而异,虽然我国有的芥菜型油菜品种的自交亲和性较高,但是整体存在较大的差异,有自交亲和品种,也有自交不亲和品种.芥菜型油菜是自交亲和植物,自交亲和材料中也有自交不亲和类型,因而通过定向培育可育成自交不亲和系,对进一步利用杂种优势、大量筛选找到优良杂交组合并进行杂交种的生产具有重要的意义.     

珍稀植物华木莲SRK基因的克隆与亚细胞定位

[目的]利用杂种优势是植物育种的重要目的,但对于自交不亲和物种来说,因为亲本杂合,很难充分利用最大杂种优势.自交不亲和是开花植物避免近交的重要繁育机制,自交不亲和与自交亲和相互转换在自交不亲和物种中非常普遍,这种转换可为自交不亲和物种育种开辟新的途径.华木莲(Sinomanglietia glauca)为木兰科珍稀物种,有重要科学价值和良好应用前景,但适应能力差,自我更新能力弱.华木莲呈现迟发性自交不亲和特征,自交不亲和机理尚不清楚.从华木莲转录组中鉴定出了与孢子体自交不亲和反应关键基因S位点受体激酶(S-locus receptor kinase,SRK)基因高度同源基因SgSRK,这是唯一一类与已知自交不亲和基因高度同源的迟发性自交不亲和基因,因此了解该基因的作用成为研究华木莲自交不亲和机理的出发点.克隆基因、分析其编码蛋白理化性质及亚细胞定位是进行基因功能分析的前提,因此了解SgSRK基因克隆与亚细胞定位可为揭示该基因在华木莲自交不亲和中的作用提供参考.[方法]以自花授粉后3h华木莲心皮为材料,根据转录组扩增出了SgSRK基因,对其编码蛋白分析了理化性质,鉴定了结构域,推断了疏水性、信号肽、跨膜结构,并对其亚细胞定位进行了预测.为探讨SgSRK基因与已知的不同物种SRK基因演化关系,基于蛋白序列利用最大似然法构建了系统发育树.将目的基因和GFP基因构建了重组表达载体并转化农杆菌,然后将含有目的基因重组表达载体的农杆菌直接注射烟草叶片,3d后利用荧光显微镜观察叶片注射部位基因瞬时表达情况,确定其编码蛋白的亚细胞定位.[结果]SgSRK基因共计2463 bp(GenBank登录号:MW139903),编码蛋白含有820个氨基酸,编码蛋白具有4个结构域:B_lectin、S_locus_glycop、PAN-2、Pkinase Tyr结构域,有跨膜结构,存在信号肽,因此编码蛋白质可分为膜外域、跨膜域、胞内磷酸激酶域.共聚焦荧光显微镜观察表明,该基因蛋白产物定位在细胞质中和细胞膜上,细胞膜上表达更多.[结论]SgSRK基因具有植物SRK基因典型特征.     

梨自交不亲和性研究的技术进展

综述运用杂交授粉试验、蛋白质产物分析、PCR-RFLP技术、DNA序列分析和cDNA克隆等技术确定梨品种自交不亲和基因型研究的技术进展，分析了这些技术在确定梨品种自交不亲和基因型确定方面的优点和不足之处，总结了运用这些技术研究梨自交不亲和性的成果，从基因型的确定和自交不亲和基因的应用角度提出了研究的前景。     

等电聚焦电泳法测定羽衣甘蓝自交不亲和性的研究

利用聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳法,研究了羽衣甘蓝强自交不亲和系、弱自交不亲和系与自交亲和系的柱头和花粉蛋白质谱带,并进行自交,以考察亲和指数。结果表明:强自交不亲和系的成熟柱头(S)和弱自交不亲和系的成熟柱头的蛋白谱带有明显差异;强自交不亲和系有特异谱带的出现,而弱自交不亲和系和自交亲和系柱头上没有特异谱带。对比自交不亲和系开花前2~3 d的柱头(S′)与成熟柱头(S)的蛋白质谱带发现了S特异蛋白质的准确位置,其等电点为8.5~9.1。此法可用于鉴定羽衣甘蓝的自交不亲和性。用同种方法处理花粉,没有发现自交不亲和系的特征谱带。     

萝卜自交不亲和特性的荧光快速鉴定

以萝卜高代自交系为材料,利用荧光显微镜观察其花期和蕾期自花授粉的柱头与花柱,结果发现自交不亲和与自交亲和材料花粉萌发和花粉管伸长状况存在明显差异.自交不亲和材料花期授粉后柱头上出现严重的胼胝质反应,花粉很少萌发,即使萌发也不能正常生长,出现弯曲或背向生长,花粉管顶端膨大不能穿越柱头乳突细胞;自交亲和系萝卜单株花期、蕾期以及自交不亲和系单株蕾期授粉后花粉多数能够正常萌发并穿越柱头进入子房.对供试材料进行了田间自交亲和指数测定,结果与荧光显微镜测定法鉴定结果高度一致.因此利用荧光显微镜观察法可以准确快速鉴定萝卜的自交不亲和性,从而提高优良自交不亲和系选育效率.     

萝卜自交不亲和特性的荧光快速鉴定

以萝卜高代自交系为材料,利用荧光显微镜观察其花期和蕾期自花授粉的柱头与花柱,结果发现自交不亲和与自交亲和材料花粉萌发和花粉管伸长状况存在明显差异.自交不亲和材料花期授粉后柱头上出现严重的胼胝质反应,花粉很少萌发,即使萌发也不能正常生长,出现弯曲或背向生长,花粉管顶端膨大不能穿越柱头乳突细胞;自交亲和系萝卜单株花期、蕾期以及自交不亲和系单株蕾期授粉后花粉多数能够正常萌发并穿越柱头进入子房.对供试材料进行了田间自交亲和指数测定,结果与荧光显微镜测定法鉴定结果高度一致.因此利用荧光显微镜观察法可以准确快速鉴定萝卜的自交不亲和性,从而提高优良自交不亲和系选育效率.     

等电聚焦电泳测定甘蓝自交不亲和性研究

利用聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳法研究了甘蓝（ＢｒａｓｉｃａＯｌｅｒａｃｅａＬ．）自交不亲和系与亲和系的柱头和花粉蛋白质谱带,并进行自交,以考察其亲和指数。结果表明,自交不亲和系与亲和系的柱头蛋白质谱带有明显差异：６条带只出现于自交不亲和系中;亲和系柱头没有特异带。对比自交不亲和系开花前２～３天的柱头与成熟柱头的蛋白质谱带,发现了Ｓ特异蛋白质的准确位置,其等电点约为８．３～８．５。此法可用于鉴定甘蓝自交不亲和性。以双蒸水和疏基乙醇作为提取液处理花粉,均未发现自交不亲和系的特征谱带。     

萝卜RsSRK-a基因cDNA克隆与表达特性分析

以萝卜Nau-DY06为试材,采用亲和指数和荧光显微镜进行自交不亲和性测定,结果表明其为稳定自交不亲和系.根据不同作物SRK基因保守序列设计特异引物,以Nau-DY06柱头为材料,采用RT-PCR扩增获得SRK基因cDNA序列,包含2 562 bp开放阅读框(ORF),命名为RsSRK-a(GenBank登录号:GQ121139).该基因cDNA序列编码853个氨基酸,其核苷酸序列与甘蓝型油菜SRK3、羽衣甘蓝SRK13-b基因同源性均为89%.RsSRK-a基因序列编码的蛋白质相对分子质量为96.6×103,等电点为6.69.半定量RT-PCR分析表明,RsSRK-a基因在自交不亲和系花期柱头中表达量远远高于蕾期柱头,而在植株的其他部位均不表达,表明SRK基因与自交不亲和特性表达密切相关.     

Effects of Apple(Malts domestica) Style Protein on Its Pollen Germination and Growth

[目的]研究花柱蛋白质对苹果(Molus domestica)花粉萌发及生长的影响,为克服苹果自交不亲和提供重要依据.[方法]以6个苹果品种(红奥、早红香、嘎拉、富士、金冠和夏光)的花柱和花粉为试验材料,花柱蛋白质浓度分别为0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 μg/μl,以不添加花柱蛋白质为对照.[结果]培养基中加入不同浓度苹果花柱蛋白质对其自花花粉萌发和生长均有抑制作用,并且同一品种花粉萌发受抑制程度随培养基中花柱蛋白质浓度的提高而加强.培养基中加入花柱蛋白质后对自交亲和的苹果品种早红香花粉萌发和花粉管生长的抑制程度较自交不亲和苹果弱,花粉葫发率均在76.46％以上,花粉管长度在770.16μm以上.[结论]花柱蛋白质对苹果花粉萌发及生长均有抑制作用,且对自交亲和品种的抑制程度较自交不亲和品种弱.     

低温处理与常温凡纳滨对虾基因差异表达文库的构建及分析

[目的]筛选出对虾耐寒相关基因,为今后进一步研究对虾耐寒分子机理提供科学依据.[方法]利用SSH技术构建低温处理与常温凡纳滨对虾的基因差异表达文库,并通过斑点杂交、克隆测序分析及候选基因RT-PCR扩增等对差减获得的耐寒相关功能基因进行验证.[结果]在构建的正、负文库768个克隆中有152个为低温高表达克隆、331个为常温高表达克隆;将正文库100个克隆拼接可获得ESTs同源群39个,其中已知基因29个,主要涉及能量代谢、表达调控、信号传导、细胞免疫、抗细胞凋零、蛋白质加工及其他基因等;将负文库50个克隆拼接可获得ESTs同源群18个,其中已知基因17个,主要涉及细胞免疫、维持细胞代谢、物质转运、信号传导及其他基因等.经RT-PCR验证,从正文库中筛选出的HSPB1、NGT4和NGT7基因在低温条件下的表达量显著高于常温.[结论]综合运用SSH、斑点杂交、克隆测序和RT-PCR可有效筛选并验证凡纳滨对虾耐寒相关基因,为揭示对虾耐寒分子调控机制奠定基础.     

Identification and analysis of differentially expressed genes involved in dark-induced photoperiod response and senescence of soybean leaves by suppression subtractive hybridization

A cDNA subtractive library enriched for dark-induced up-regulated ESTs was constructed by suppression subtractive hybridization(SSH) from leaf tissues of soybean cultivar DongNong L13 treated with short-day(8-h light/16-h dark) and long-day(16-h light/8-h dark) conditions.A total of 148 clones were sequenced,representing 76 unique ESTs which corresponded to about 20% of 738 clones from the cDNA library and showed a significant up-regulation of at least three fold verified by dot blot hybridization.The putat...     

短枝型苹果SSH文库构建及相关基因表达分析

【目的】寻找苹果短枝型枝条形成相关基因,为进一步探索苹果短枝型芽变形成机理及选育新的短枝型苹果品种奠定基础。【方法】利用抑制性差减杂交技术构建正反向苹果短枝型芽变枝条和正常型枝条差异表达cDNA文库,利用荧光定量RT-PCR验证文库中克隆的插入片段。【结果】从两个文库中共获得291个有效阳性克隆,插入片段大小主要分布在300—600 bp之间。利用GenBank的BLAST比对分析,其中126个表达序列标签（EST）找到了与之匹配的同源序列。获得的cDNA片段功能涉及代谢、转录、胁迫响应、转运、光合和信号转导;有165个EST片段未找到同源序列。对文库中EST序列进行实时荧光定量RT-PCR验证,结果显示这些EST序列在短枝型芽变枝条与正常型枝条之间差异性表达。【结论】通过构建短枝型苹果正反向文库,得到一些与短枝型苹果枝条节间长度相关联的基因,这些基因可能对短枝型苹果枝条的伸长具有一定作用。     

利用SSH技术鉴定黄瓜胚胎发育相关基因

【目的】寻找黄瓜胚胎发育早期和胚胎发育晚期优势表达基因,研究其胚胎发育的分子机制。【方法】利用抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术构建胚胎发育早期和晚期差异表达cDNA文库。【结果】经反向Northernblot杂交检测,共得到97个阳性克隆。利用分子生物学软件对测序后的序列进行质量检测和聚类、拼接,共得到93个UniESTs,其中包括86个singletons和7个contigs。将上述EST序列在GenBank上进行BLAST比对,有83个EST片段找到了与之匹配的同源序列,有10个EST片段未找到同源序列,推测可能是新基因。【结论】其中很多EST与拟南芥、水稻或玉米蛋白质数据库中的热激蛋白具有很高的同源性。将以上序列应用GeneOntology进行功能分类,发现在胚胎发育早期细胞防御和代谢过程占主要位置;在胚胎发育晚期细胞防御和抗渗透胁迫功能是非常重要的。     

中国野生华东葡萄抗霜霉病抑制消减文库构建及初步分析

 【目的】分离和获得中国野生华东葡萄抗霜霉病相关基因片段的EST序列。【方法】以高抗霜霉病的中国野生华东葡萄（V.pseudoreticulata）白河-35-1 株系为材料,以田间接种葡萄霜霉菌的幼嫩叶片为处理,以田间自然生长的未接种幼嫩叶片为对照,分别提取RNA,采用抑制消减杂交技术构建抗霜霉病基因的消减正交和反交两个文库,在文库中,选择3个EST序列,用半定量PT-PCR检验构建文库中EST片段的表达情况。【结果】构建的文库中EST片段的大小在150～900 bp,经筛选文库,得到正交库有效的ESTs 85条,反交库ESTs 29条,所获序列经过BLASTn和BLASTx网上序列比对,其中有78条ESTs与GenBank中其它植物相关基因序列有较高的同源性,31条为未知功能序列,已登录GenBank 114条ESTs,登录号:FG106789-FG106902。进一步利用半定量RT-PCR 对文库中3个基因的表达情况进行了分析,证明这些EST序列是可以表达的。【结论】经初步分析这些序列的功能,涉及抗病信号传导、能量代谢、蛋白质代谢、核酸代谢、光合作用及膜运输和代谢等方面,其中获得与抗病直接相关的ESTs 23条,下一步是通过对获得的EST序列进行末端快速分析（RACE）技术,获得抗霜霉病基因全长序列,并进行原核和真核表达研究验证基因全长序列功能,为研究葡萄抗霜霉病的基因提供依据。     

中国美利奴超细型与哈萨克羊毛囊兴盛期皮肤组织消减cDNA文库的构建

【目的】筛选影响绵羊羊毛性状的重要候选基因,为研究羊毛性状形成的分子机制奠定基础。【方法】利用抑制性消减杂交技术构建中国美利奴超细型和哈萨克羊兴盛期皮肤组织间正、反向消减cDNA文库,并对差异基因进行测序和生物信息学分析;应用半定量RT-PCR和实时荧光定量RT-PCR对部分差异基因进行鉴定。【结果】①从所构建绵羊皮肤组织的正、反向消减cDNA文库中分别获得153和143个ESTs,其中分别包括5和4个未知功能的ESTs,推测可能是新基因;对部分已知功能ESTs进行了GO聚类分析、通路分析和蛋白互作分析,结果显示粗、细毛羊之间存在一定差异;②文库中的3个差异基因KRTAP8-2、Trichohyalin和KRTAP3-2均能在皮肤中特异性地高表达,其中KRTAP8-2和Trichohyalin基因在中国美利奴超细型羊皮肤组织中的表达丰度分别是哈萨克羊的3.45和2.07倍,而KRTAP3-2基因在哈萨克羊皮肤组织表达丰度是中国美利奴超细型羊的1.87倍。【结论】成功构建了中国美利奴超细型和哈萨克羊皮肤组织间抑制性消减cDNA文库,初步筛选出一批可能影响羊毛性状的差异表达ESTs。     

马铃薯块茎低温反应抑制差减文库的构建及鉴定

本研究以4℃(Tester)和20℃(Driver)处理的马铃薯野生种Solanum berthaultii的无性系CW2-1块茎为材料,构建马铃薯块茎低温反应抑制差减文库以进一步筛选差异表达基因。通过PCR鉴定后,获得了含有2 112个阳性克隆的差减杂交文库。采用反向Northern方法对差减文库进行筛选鉴定,得到274个含有显著表达差异基因（P/N>3）的阳性克隆。从274个克隆中挑选了53个克隆进行测序和同源比对分析,合并后获得29个代表不同基因的非重复序列片段,表明文库具有较高质量。并随机选取了其中4个EST进行基因表达分析,结果显示,在耐低温糖化的S. berthaultii块茎中,4℃下贮藏的块茎基因表达强度高于20℃贮藏的块茎;同在4℃贮藏条件下,S. berthaultii和易低温糖化栽培种E1的块茎中基因的表达量亦存在差异,证明所构建的差减文库富集了马铃薯块茎对低温响应的基因。     

西瓜与枯萎病菌非亲和互作的表达序列标签分析

目的从整体水平上阐明西瓜与枯萎病菌非亲和互作基因表达的特征。方法用SSH方法构建枯萎病菌接种处理后不同时间点的cDNA文库,对其中获得3895条高质量的表达序列标签(EST)序列进行分析。结果在测定4431条cDNA序列中,序列拼接后获得1756条unigene,经过注释和分析,发现可能参与西瓜与枯萎病菌非亲和互作的转录因子、激酶和防卫基因,及茉莉酸和木质素生物合成途径等。结论在西瓜与枯萎病菌互作的SSH-cDNA文库中,与抗病防御相关基因约占36.3%,初步了解了西瓜与枯萎病菌非亲和互作过程中基因表达信息,这些基因的发现为在分子水平上研究西瓜与枯萎病菌的互作机制以及相关重要基因的克隆与功能分析奠定基础。