早酥梨抗黑星病相关新基因Vnp1的克隆及其表达分析

在前期已克隆得到的早酥梨(Pyrus bretschneideri cv.Zaosu)抗病基因同源类似物Pb-Zs3(GenBank登录号:EU939783)的基础上,通过RT-PCR获得Pb-Zs3的cDNA序列,并利用RACE技术获得该基因的全长cDNA序列,命名为早酥梨抗黑星病相关基因(Vnp1),提交至GenBank(GenBank登录号:FJ763188).生物信息学分析表明,早酥梨Vnp1基因的全长cDNA序列为1200 bp,包含一个完整的921 bp的开放读码框架(ORF),编码306个氨基酸残基,预测其分子质量为34.6 kD.同时,该基因含有与抗病相关的功能结构域核酸结合位点(NB-ARC),同源性比对显示其与苹果黑星病菌(Venturia inaequails)诱导后的苹果EST序列ABEA004598(GenBank登录号:EB150292)同源性达71%.对早酥梨Vnp1基因进行半定量RT-PCR研究的结果表明,该基因在梨黑星病菌(Venturia nashicola)诱导后216 h内的叶片中的表达水平呈明显上升趋势.     

转N-酰基高丝氨酸内酯酶基因拟南芥的获得及其对软腐病的抗性

N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)是细菌群体感应中的关键信号分子,参与包括导致作物软腐病的胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora)在内的许多植物病原菌致病因子的表达.AHL内酯酶能降解AHLs使其达不到临界浓度,从而阻断病原菌的致病过程.将克隆到的AHL内酯酶基因aiiA置于CaMV 35S启动子下构建双元载体,利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),通过抗性筛选和分离获得纯合转基因拟南芥株系.PCR及RT-PCR分析表明,目的基因在转基因拟南芥中整合并表达.初步抗软腐病实验表明.接种病原菌2 d后,Ⅱ8、Ⅱ10和Ⅱ28转基因株系的发病率与对照相比显著降低;接种5 d后,Ⅱ 8、Ⅱ 10和Ⅱ28株系的病情指数分别为41.97%、43.53%和45.47%,而野生型达到63.9%.说明aiiA基因在拟南芥中的表达赋予了拟南芥对软腐病的抗性.     

大白菜BrWRKY33基因上游调控序列的克隆及其功能研究

根据大白菜EST和基因组序列,利用PCR技术从大白菜品种龙白二号（Brassica rapa subp.pekinensis cv.LongbaiⅡ）基因组中克隆转录因子基因BrWRKY33起始密码子上游大小1755bp的调控序列。然后,构建5＇端缺失突变体,与gus基因融合,构建植物表达载体。将载体转化拟南芥（Arabidopsis thaliana）哥伦比亚生态型（Columbia ecotype）,进行植物组织GUS化学染色分析。结果表明,BrWRKY33密码子上游-1755～-315区域存在的多个W-box元件可能与该基因表达的负调控相关,-315bp区域含有BrWRKY33基因转录必需的基本元件。对接种软腐欧文氏菌（Erwinia carotovora subsp.carotovora）后不同时期的植株进行染色,发现该病原菌侵染使转基因植株gus基因表达量增加,表明BrWRKY33基因在植物对软腐病抗性反应中具有一定的作用。     

不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

以不结球白菜(Brassicacampestrisssp.chinensis)抗病自交系雪克青为实验材料,通过RACE技术,获得了不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因的cDNA全长序列。序列分析发现,该基因全长1275bp,编码363个氨基酸,分子量40.66kD,等电点(pI)9.27。推导的氨基酸序列与芜菁bg1基因具有96%的同源性,与拟南芥bg2基因具有61%的同源性,与其它植物β-1,3-葡聚糖酶基因的同源性为49%￣57%。将该序列提交GenBank,登录号为AY836001。Southern杂交显示该基因在不结球白菜基因组中的拷贝数多于1个。半定量RT-PCR分析表明,该基因有低水平的组成型表达,在霜霉病菌(Peronosporaparasitica)诱导后24h其表达量达到高峰。     

甜瓜属野生种铝胁迫诱导基因ChAI的克隆及序列分析

应用同源序列克隆策略从铝盐胁迫处理的甜瓜属野生种(Cucumis hystrix Chakr.) 叶片中获得了612bp的片段,通过在EST数据库进行同源检索,发现一条甜瓜EST序列（GenBank登录号：AM724963.2）与之高度同源,据此设计引物并经RT-PCR扩增和序列拼接,最后获得了铝诱导基因cDNA序列全长,命名为ChAI (GenBank登录号：FJ968438 )。序列分析表明该基因全长967bp,其中开放读码框(ORF)长711bp编码236个氨基酸组成的多肽,5′ 和3′ 端非编码区长度各为15bp和241bp。DNAMAN同源性分析表明该基因与葡萄、棉花、羊乳（轮叶党参）、白骨壤（真红树植物）、拟南芥等植物的铝诱导蛋白的氨基酸序列具有78.6%以上的同源性。运用半定量RT-PCR技术对ChAI 基因的转录水平进行分析,根据该基因在铝胁迫下大量表达推测ChAI 与耐铝盐胁迫响应相关,但具体耐铝胁迫机制还有待深入研究。     

酰基高丝氨酸内酯酶在蜡状芽胞杆菌中可增强双效菌素抗软腐病

双效菌素(zwittermicin A,ZwA)是一种广谱、新型的抗生素,对很多植物病原菌具有抑制作用;酰基高丝氨酸内酯酶(AHL)通过降解植物病原菌群体感应(quorum-sensing)系统的信号分子,减弱致病基因的表达从而达到抗病的效果。结合这两种物质的不同抗病机理,将来自苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)中的AHL基因导入到蜡状芽胞杆菌(B.cereus)中,得到相应的重组菌株。实验表明,AHL基因在重组菌中可正常表达,并且不影响受体菌ZwA的表达和产量;感病实验证明,同时表达ZwA和AHL的重组菌对于胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora)感染马铃薯(Solanum tuberosum)所引起的病害的抗病效果比单独含产ZwA或AHL的蜡状芽胞杆菌的抗病效果有明显增强。说明结合ZwA和AHL的不同抗病机理来提高抗病效果是可行的。     

白菜WRKY转录因子cDNA全长的克隆及分析

参照拟南芥WRKY转录因子基因保守序列设计引物，利用RT-PCR及RACE技术克隆了白菜WRKY转录因子基因cDNA全长，命名为BcWRKY1 (GenBank登录号为AY836002)。序列分析发现，白菜BcWRKY1基因核苷酸序列长980bp，推导的氨基酸序列编码285个氨基酸残基，与拟南芥AtWRKY18 氨基酸序列的同源性为74%，与拟南芥AtWRKY60同源性为59%；与其它植物WRKY基因的同源性则较低。Southern杂交显示该基因在白菜基因组中为单拷贝。半定量RT-PCR分析表明，用2mmol/L的水杨酸处理后2h~8h，以及用霜霉病菌接种后6h~12h，白菜BcWRKY1基因的表达量最高。     

茶树海藻糖-6-磷酸合成酶基因(CsTPS)的克隆及表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖合成途径中的一个关键酶.目前,TPS基因的研究多数集中于细菌和真菌等,而对植物的研究较少.本实验通过对茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze)全器官转录组文库序列比对,获得一条与其他物种同源性较高的编码TPS基因的EST序列,通过RACE扩增后获得茶树TPS基因cDNA全长序列,命名为Cs TPS(GenBank登录号JQ742017).该基因cDNA全长3 125 bp,包含一个2799 bp的开放阅读框,编码932个氨基酸.多序列比对分析结果表明,Cs TPS基因编码的蛋白具有明显的TPS和TPP两个结构域.系统进化分析表明,其编码的氨基酸序列与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、烟草(Nicotiana tabacum)和番茄(Solanum lycopersicum)等植物的TPS同源性较高,且CsTPS与拟南芥TPS1(AtTPS1)的同源性高于TPS2(AtTPS2)和TPS3(AtTPS3).qPCR分析显示,CsTPS基因在茶树不同组织器官中呈现差异性表达.低温诱导促使老叶和嫩叶中的CsTPS基因上调程度明显大于根系,表明CsTPS基因可能参与了茶树抗寒机制.     

齿肋赤藓乙醛脱氢酶基因ALDH21的克隆与表达分析

本文采用RT-PCR方法,从齿肋赤藓（Syntrichia caninervis）总RNA中获得ALDH21基因cDNA序列,连接到pMD19-T载体上并转化E.coli DH5α,阳性克隆经PCR鉴定后测序,将测序结果与GenBank中山墙藓（Tortula ruralis）和小立碗藓（Physcomitrella patens）相关基因序列进行同源性比对。结果表明,实验成功克隆了S.caninervis的ALDH21基因的cDNA序列（GenBank登录号：GQ245973）,为一个完整的ORF,其长度为1452bp。该序列与T.ruralis和P.patens的cDNA序列同源性分别为98%和78%,推导的氨基酸同源性分别为97%和87%。生物信息学分析表明该蛋白质分子量为52.98kD,等电点pI为5.96,编码483个氨基酸,具备ALDH21蛋白家族特征;半定量RT-PCR结果表明：ALDH21在干旱胁迫状态时的表达量显著高于水合状态,说明ALDH21基因可能参与干旱胁迫应答。本文为进一步研究齿肋赤藓ALDH21基因的抗旱机理提供理论依据。     

天祝白牦牛金属硫蛋白基因(MT-1)全序列分子克隆及生物信息学分析

金属硫蛋白-1基因(metallothionein-1,MT-1)是一类广泛存在于动物体内的金属结合蛋白,除维持金属动态平衡和重金属解毒外,还可参与清除自由基、拮抗电离辐射和抗应激等。为深入研究MT-1基因参与动物机体抗逆性的分子机制,本研究采用RT-PCR和RACE(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得天祝白牦牛(Bos grunneins)MT-1基因全长cDNA序列,运用生物信息学方法分析MT-1蛋白的理化性质、结构和不同物种间的同源性,并利用RT-qPCR方法分析MT-1基因在天祝白牦牛各个脏器和组织中的表达丰度。结果表明,天祝白牦牛MT-1基因cDNA序列全长为408 bp(GenBank登录号:KF770836),开放阅读框(ORF)长186 bp,编码61个氨基酸,氨基酸的分子量为5.981 kD;氨基酸序列分析显示,天祝白牦牛MT-1基因编码氨基酸序列与牛(Bos taurus)的同源性高达100%,同时与大多数哺乳动物相似;荧光定量PCR结果发现,MT-1 mRNA在天祝白牦牛8个不同脏器和组织中均有表达,心脏中表达量最高。天祝白牦牛MT-1基因的成功克隆为进一步研究该基因的功能提供了基础资料。     

水稻抗瘟性研究进展

稻瘟病是水稻三大病害之一。目前对水稻抗瘟性的研究主要集中在抗瘟性基因的分子标记和抗瘟性（相关）基因的克隆两方面。本文结合作者自己的工作就以上内容的研究新进展作一评述。     

蔬菜作物抗病基因研究进展

分子生物学技术特别是分子标记技术的的飞速发展,为蔬菜作物抗病基因的克隆奠定了基础。抗病基因的克隆与鉴定则促进了寄主与病原物互作分子机制研究的深入。本文对蔬菜抗病基因的克隆策略、结构与功能、抗病基因的分布与排列以及抗病基因的抗病机制进行了综述,并对抗病基因的研究前景进行了展望。     

水稻抗病基因工程研究进展

简要综述了水稻(Oryaa sativa)抗病性的分子生物学机制。着重从抗病基因、防卫反应基因、植保素代谢、抗菌肽及病毒基因组组分的利用等方面综述了水稻抗真菌、细菌和病毒病害基因工程研究的现状及其进展。     

多抗小麦新品种扬辐麦5号的选育

为控制小麦黄花叶病及白粉病的危害,培育高产、多抗小麦新品种,以携带Pm4a抗白粉病基因高产小麦品种扬麦11为轮回亲本,以辐射诱变抗黄花叶病种质扬辐麦9311为供体亲本,通过回交转育方法,经辐射诱变和多年多点鉴定选择,育成高抗小麦黄花叶病、兼抗白粉病小麦新品种扬辐麦5号,2011年通过安徽省审定。该品种产量高,安徽省淮南麦区区域试验和生产试验较对照增产显著,小麦黄花叶病抗性达到高抗水平,抗白粉病,中抗纹枯病,品质指标达弱筋小麦标准,适合在长江中下游麦区种植。     

燕麦抗红叶病研究进展

对燕麦红叶病的发病机理、欧美燕麦抗红叶病育种、燕麦红叶病抗病基因分子标记等方面的研究进行了综述。     

Chi基因导入对转Bt棉花抗病虫性的影响

将几丁质酶(chitinase，Chi)基因导人国产抗虫棉GK19中，目前已选出既抗病又抗虫的棉花新株系，1999～2002年在北京对其抗枯萎病和黄萎病以及抗棉铃虫性进行了研究。     

蒺藜苜蓿全基因组抗病基因和基因扩张分析

利用BLAST(basic local alignment search tool)和HMM(hidden markov model)工具,对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)全基因组Mt2.0数据中含有核苷酸结合位点(NBS)结构的抗病基因进行了分析,包括NBS基因数量、类型、基因复制、物理位置分析和系统进化树关系分析.结果表明,在苜蓿全基因组中找到469个含有NBS结构的抗病基因,其中包括446个标准结构NBS基因、23个非标准结构NBS基因.通过对全基因组内标准NBS类型抗病基因进行物理位置和基因家族分析,发现苜蓿基因组中抗病基因存在明显的基因复制现象,基因的复制对苜蓿基因组中NBS类型抗病基因数量扩张起到了重要的作用.     

生物信息学分析苜蓿全基因组抗病基因和基因扩张现象

摘 要：本研究采用生物信息学方法,利用BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)和HMM(Hidden Markov Model)工具,对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)全基因组Mt2.0数据中含有核苷酸结合区NBS结构的抗病基因进行了分析,包括NBS基因数量、类型、基因复制、物理位置分析和系统发生学关系分析。结果表明,在苜蓿全基因组中找到469个有NBS结构的抗病基因,其中包括446个标准结构NBS基因、23个非标准结构NBS基因。通过对全基因组内标准NBS类型抗病基因进行物理位置和系统进化树分析,发现苜蓿基因组中抗病基因在进化过程中存在明显的基因复制现象,基因的复制对苜蓿基因组中抗病基因数量扩张起到了重要的作用。     

马铃薯AP1抗病传导链中蛋白元件的鉴定

酵母双杂交系统的建立为在体外研究蛋白质问的相互作用提供了可能，在验证植物与病原物相互识别过程中是否发生蛋白质与蛋白质的互作及研究植物抗病信号传递链中发挥了不可替代的重要作用。本研究以马铃薯抗病蛋白API编码基因为诱饵，从cDNA文库中捕获与API发生互作的蛋白，研究围绕API蛋白的与抗病有关信号传导途径。     

基因表达系列分析技术及其在植物抗病性研究中的应用

基因表达系列分析(SAGE)技术不仅能够全面地分析特定组织或细胞内表达的基因，还可以比较不同组织在不同时间、空间条件下基因表达的差异，从而发现新基因。SAGE技术在植物抗病性研究中的应用近几年发展很快。综述介绍了SAGE技术的原理、特点、实验方案、技术发展与演变。