桃PGIP基因及其启动子的克隆与分析

桃流胶病是一种严重危害桃树的真菌性病害,为研究PGIP基因在桃抗流胶病及抗其它真菌性病害中的作用,本研究以桃抗流胶病品种‘南京白沙’叶片为材料,对其PGIP基因及启动子序列进行克隆与分析。克隆测序获得了‘南京白沙’桃PGIP基因cDNA序列（GenBank登录号：HQ453972）和PGIP基因组DNA序列以及起始密码子上游453bp的启动子序列（GenBank登录号：HQ453974）,并将该PGIP基因命名为PpPGIP2。‘南京白沙’桃PpPGIP2序列分析显示,该DNA序列具有完整的阅读框,无内含子,与GenBank中登录的李属PGIP基因序列同源性在93%～98%之间,与测序完成的桃全基因组中该基因的序列同源性为96%;PpPGIP2编码的氨基酸序列分析显示,该氨基酸序列含有2个典型的亮氨酸重复序列,信号肽为第1～第24个氨基酸残基;PGIP基因的序列聚类图显示,除了科、属、种间的同源性差异外,桃的种内PGIP基因同源性也有较大差异;PpPGIP2启动子序列分析发现3个抗病相关元件,分别为：GT1CONSENSUS、SEBFCONSSTPR10A和WBOXATNPR1,另外还有与激素调控、胁迫有关的调控元件。本研究对‘南京白沙’桃PGIP基因和启动子的克隆与分析,将为进一步研究桃PGIP基因的表达调控及其功能分析提供参考。     

苹果α-法尼烯合酶基因的启动子序列及同源基因

本文通过设计引物进行PCR扩增α-法尼烯合酶(AFS)基因的5'端区段并测序,获得510bp的‘国光’苹果AFS基因启动子和5'端非翻译区(5'UTR)序列,已在GenBank注册(登录号FJ263961)。序列分析结果表明,该序列具有典型的启动子特征,在转录起始点上游-46bp处有一个TATA盒,-93bp处有一个CAAT盒,-84bp处有一个W盒和-436bp处有一个热胁迫反应顺式作用元件GAAATTTTTT。与‘皇家嘎拉’苹果的AFS基因启动子序列(GenBank登录号AY786553.1)比对,本研究发现‘国光’苹果AFS基因启动子序列中有6个碱基(-186T,-207T,-283C,-301A,-413A和-433A)发生变异,‘皇家嘎拉’苹果AFS基因启动子序列相应位置的碱基分别为碱基缺失、-206C、-282G、-300G、-412G和-432G。重要的是,其中‘国光’苹果-413A碱基变异为G发生在一个热胁迫反应顺式作用元件GAAATTTTTT中,苹果虎皮病发生和AFS基因的转录表达是否受到这一碱基变异的影响值得进一步探讨。本研究结果还表明,在苹果AFS基因启动子和5'UTR序列中存在一个正向...     

苹果基因邻近未知序列的PCR扩增方法

利用已知基因序列设计3个巢式PCR引物p14、p15和p16,然后设计3'端为常见酶切位点、5'端为随机引物序列p17的9个酶切位点引物.用p14外引物与9个酶切位点引物进行第1轮PCR扩增,其中前5个反应采用较低的退火温度,目的是将酶切位点引物的5'端序列引入到PCR产物中,其余反应则以此PCR产物为模板采用较高的正常退火温度进行,目的是为了使整个酶切位点引物能稳定地结合到最初反应形成的产物上.为提高PCR产物的特异性和产量,用p15和p16引物分别与p17引物配对进行第2轮和第3轮PCR扩增,电泳检查发现PCR产物条带后进行纯化和测序.为保证序列的正确性,利用测得的DNA序列再设计新引物f3x,将f3x与p14(或p15)配对、直接用提取的DNA为模板进行PCR扩增和测序.利用此方法成功地获得了苹果FPPS基因邻近的启动子序列528bp和5'UTR序列142bp,并已在GenBank注册(登录号FJ263960),利用Blastn发现这是GenBank中首次发表苹果(Malus domestica Borkh.)法尼基焦磷酸合酶基因(FPPS)启动子序列.     

番茄不孕病毒BJ株系基因组测定与侵染性克隆

番茄不孕病毒(Tomato aspermy virus,TAV)可侵染包括藜科(Chenopodiaceae)、茄科(Solanaceae)等在内的24个双子叶家族和3个单子叶家族的100多种植物,是具有重要经济价值的植物病毒之一.为研究TAV BJ株系(Tomato aspermy virus,TAV-BJ)的基因组功能,本实验对TAV-BJ基因组克隆测序,并构建侵染性克隆.以TAV-BJ侵染心叶烟(ic otiana glutinosa)的总RNA为模板,RT-PCR获得其RNA2和RNA3;以TAV-BJ的dsRNA为模板,RT-PCR获得全长RNA1,目的片段PCR产物克隆测序获得TAV-BJ基因组全序列信息.RNA1全长3 409 nt,编码994个氨基酸的1a蛋白;RNA2全长3 023 nt,含2个开放阅读框(open reading frame,ORF),2a ORF编码829个氨基酸的2a蛋白,2b ORF编码78个氨基酸的2b蛋白;RNA3全长为2 216 nt,包含2个ORF,3a ORF编码247个氨基酸的3a蛋白,外壳蛋白(coat protein,CP)ORF 编码219个氨基酸的CP蛋白(TAV-BJ基因组RNA1、2和3 GenBank登录号分别为HQ424163,HQ424164和HQ424165).TAV-BJ基因组cDNA克隆体外转录成RNA并接种于心叶烟上,结果表明转录产物在寄主上的症状反应和TAV-BJ病毒粒子RNA的接种相一致,TAV-BJ基因组cDNA侵染性克隆具有活性.由TAV-BJ各个基因片段与缺失2b基因的黄瓜花叶病毒Fny株系(Cucumber mosaic virus,CMV-Fny△2b)构建的假重组病毒接种于心叶烟,结果显示TAV-BJ的RNA2和RNA3能恢复CMV-Fny△2b在寄主上症状反应.嵌合型RNA3F3aTcp和RNA3T3aFcp的症状反应结果表明,F1F2△2bRNA3 T3aFcp在寄主上产生花叶症状与F1 F2△2bT3相一致.本研究获得TAV-BJ的基因组序列,成功构建侵染性克隆,同时发现TAV-BJ的3a基因具有CMV-Fny的2b基因的某些功能.     

胡须鸡β-防御素Gal-1-Gal-13基因克隆、序列分析及其在组织中分布

用设计的特异性引物,采用RT-PCR技术扩增到胡须鸡β-防御素基因Gallinacin-1(Gal-1)～Gallinacin-13(Gal-13)共13个基因编码区全长片段.通过克隆、测序获得13个基因的cDNA核苷酸序列,GenBank登陆号为:DQ858311～DQ858323.比较分析胡须鸡13种β-防御素Gal-1(a)～Gal-13,Gal-1基因与GenBank中注册的防御素基因氨基酸序列的同源性.均在96.5%～100%之间.利用Clustax软件对所获得的13种胡须鸡β-防御素基因进行系统发育树分析,结果显示Gal-1、Gal-1(a)、Gal-2、Gal-3、Gal-4、Gal-5、Gal-6、Gal-7、Gal-8、Gal-12和Gal-13在同一大的分支上;Gal-9和Gal-10在同一分支;Gal-11独在一分支上.用RT-PCR方法分析胡须鸡β-防御素Gal-1～Gal-13基因在不同组织中的分布,结果发现:Gal-1、Gal-2、Gal-4、Gal-5、Gal-6、Gal-7和Gal-10的表达分布非常广泛,Gal-3、Gal-8、Gal-9、Gal-11、Gal-12和Gal-13的分布少.     

苹果两个新S-RNase基因克隆与46个品种S基因型的PCR分析

蔷薇科苹果是一个典型的配子体型自交不亲和性果树树种,确定苹果品种的S基因型对于合理配置授粉树和杂交育种亲和性亲本选择具有重要意义.研究从苹果(Malus domestica)品种达尔文和金沙依拉姆中克隆得到了两个新S-RNase基因,分别命名为S53-RNase和S54-RNase,它们在GenBank上的登录号分别为FJ602074和FJ602075,并对46个苹果品种基因组DNA进行S等位基因特异性PCR扩增,鉴定了其S基因型.     

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.     

茶树生长素抑制蛋白基因CsARP1的克隆与表达分析

从茶树休眠芽抑制消减杂交文库中分离得到生长素抑制蛋白基因的3＇-片段,以休眠芽为材料,利用RACE技术克隆了其cDNA全长,并利用荧光定量PCR研究了该基因在不同休眠阶段芽的相对表达量。结果从茶树休眠芽中获得一个全长为711bp的生长素抑制蛋白基因CsARP1（GenBank登录号为HQ225758）。该基因开放阅读框...     

玉米Ubi-1启动子驱动挪威鼠Hspa4基因植物表达载体的构建

根据Genbank中挪威鼠（Rattus norvegicus）Hspa4基因序列(登录号：NM 153629)和玉米Ubi-1启动子序列(登录号：DQ141598 )设计引物,采用RT-PCR和PCR技术分别进行克隆。测序及同源性分析结果表明：Hspa4基因片段含有2530bp,编码840个氨基酸;获得的启动子Ubi-1序列大小为1992bp;克隆的序列与相应原序列同源性分别为99.96％和99.55%。以植物表达载体pCAMBIA1301质粒为基础,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1301-Ubi-Hspa4,为利用Hspa4基因改良植物抗逆性打下了基础。     

西农萨能奶山羊PPARγ基因启动子结构与功能分析

过氧化物酶增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPARγ)是核受体家族成员,作为配体激活型转录因子,在调控脂肪酸代谢和脂滴形成等方面发挥重要作用。为分析PPARγ基因启动子结构及功能,完善奶山羊(Capra hircus)乳脂代谢调控网络,本研究以西农萨能奶山羊全血DNA为模板,通过PCR技术扩增PPARγ基因5′侧翼序列,并克隆得到7个长度不同的缺失片段,分别连接pGL3-basic载体构建重组体,利用双荧光素酶报告系统检测各重组质粒活性,结合生物信息学分析确定其转录核心区域;并通过启动子定点突变和过表达CCAAT增强子结合蛋白α(CCAAT enhancer binding protein alpha,C/EBPα)研究转录因子C/EBPα对PPARγ基因的转录调控。结果表明,克隆得到的PPARγ基因启动子序列全长为2 328 bp(包含转录起始位点上游2 181 bp,GenBank登录号:MG770492.1),启动子上无典型的真核生物元件TATA框,但存在C/EBPα、肝X受体(liver X receptor,LXR)、胆固醇调节元件结合蛋白(sterol-regulatory element binding protein,SREBP)及特异性蛋白1(specificity protein 1,SP1)等多个转录因子结合位点;缺失片段分析结果表明,PPARγ基因启动子核心区域位于转录起始位点上游194~108 bp,且启动子上存在负调控元件;转录因子C/EBPα通过结合位于启动子上游119 bp处的C/EBPα结合元件而调控PPARγ基因的转录。本研究为后续开展PPARγ调控羊奶脂肪酸代谢的机理研究提供了资料。     

主枝开张角度对盆栽红富士苹果 13C和 15N分配、利用的影响

以3年生盆栽红富士苹果 (Malus domestica Borkh.cv. Red Fuji)/平邑甜茶 (Malus hupehensis)为试材,研究了主枝开张角度对盆栽红富士苹果对13C分配及15N-尿素分配、利用的影响。结果表明,根系13C分配率随主枝开张角度的增大而减少,在秋梢生长期对照、枝条水平和枝条下垂3处理根系的13C分配率分别为46.39%、36.39%和26.73%;而叶片13C分配率则随主枝开张角度的加大而增大,3处理叶片的13C分配率分别为30.15%、42.40%和54.97%。主枝开张角度降低了植株15N利用率,在秋梢生长期差异显著。对照、枝条水平和枝条下垂3处理植株15N利用率分别为5.29%、3.87%和4.05%,对照显著高于开张角度处理。在春梢旺长期和秋梢生长期,主枝开张角度处理新梢的15N分配率显著降低,叶片15N分配率有所升高;春梢停长期,主枝开张角度处理地上部多年生枝干与新梢的15N分配率显著低于对照。     

新疆苹果皱果类病毒(AFCVd)的检测与序列分析

采集新疆焉耆地区的老果园中的苹果（Malus domestica Brkn）树枝条、叶片和韧皮部,提取总RNA,根据GenBank中的AB104558序列设计引物,利用RT-PCR技术扩增出苹果皱果类病毒（Apple fruit crinkle viroid ,AFCVd）特异条带,通过回收、克隆和测序,结果表明,获得的10条序列,已在GenBank中登录（登录号：EU031507～EU031516）。利用带有AFCVd目的DNA的质粒为模板,成功地合成了地高辛标记的cDNA探针,该探针能很好地用于AFCVd的检测。并利用原位RT-PCR技术做进一步检测,证明苹果叶片中有苹果皱果类病毒存在,主要分布在叶肉细胞的细胞核中。     

14个苹果AP2/ERF转录因子基因的克隆与表达分析

为探究AP2/ERF转录因子在苹果(Malus pumila Mill.)生长发育以及生物或非生物胁迫应答下的功能,本研究利用同源比对和逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法,克隆苹果MdAP2/ERF全长cDNA序列并进行生物信息学分析。采用Array技术检测MdAP2/ERF在苹果16种不同组织中的表达情况,RNA-seq技术检测MdAP2/ERF在苹果斑点落叶病菌(Alternaria alternata apple pathotype, AAAP)侵染下的表达特性,RT-qPCR技术检测MdAP2/ERF在NaCl和甘露醇胁迫下的表达模式。结果表明,共获得了MdERF9-10、MdERF12-15、MdERF20-21、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69共计14个MdAP2/ERF基因,其GenBank登录号依次为MG099818-19、MG099821-24、MG099829-30、MG099839、MG099846和MG099855-58,开放阅读框(ORF)分别为966、540、1 260、843、1 056、1 011、1 347、1 047、669、615、1 956、1 455、1 365和1 101 bp。进化分析表明,MdERF12、MdERF37、MdERF20分别属于DREB亚家族A-2、A-4和A-6组;MdERF30、MdERF15、MdERF14/MdERF21和MdERF9/MdERF10/MdERF13分别属于ERF亚家族B-1、B-3、B-5和B-6组;MdAP2D66-69属于AP2亚家族。亚细胞定位预测结果显示,MdERF9-10、MdERF12-15、MdERF20、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69可能位于细胞核;MdERF21可能位于线粒体。Array分析结果显示,14个MdAP2/ERF在16个检测组织中均有不同的相对表达水平。RNA-seq结果显示,MdERF12、MdERF14、MdERF15、MdERF20和MdAP2D66/67/69响应斑点落叶病菌侵染;在150 mmol·L^-1 NaCl处理下,MdERF10、MdERF12、MdERF13、MdERF15、MdERF20、MdERF30和MdERF37转录水平上调,而MdERF14和MdAP2D68转录水平下调;在300 mmol·L^-1甘露醇处理下,MdERF10、MdERF30、MdERF37和MdAP2D66-69转录水平上调,MdERF14转录水平下调。综上表明,MdAP2/ERF基因呈组成型表达,并受斑点落叶病菌、NaCl或甘露醇胁迫诱导或下调,可能参与调控苹果生物胁迫和非生物胁迫应答的过程。该研究结果为进一步揭示AP2/ERF转录因子调控苹果生长发育及逆境胁迫的机理奠定了理论基础。     

甘薯交替氧化酶基因家族生物信息学与表达分析

为分离甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]交替氧化酶(AOX)基因家族成员,分析其在甘薯应答生物和非生物胁迫中的响应模式,本试验在筛选甘薯基因组的基础上,进行基因克隆和测序,最终从心香甘薯中获得3个AOX基因家族成员.基因结构分析结果表明,3个甘薯AOX基因的cDNA全长依次为963、1 080和1 ...     

马铃薯α-淀粉酶基因的克隆及生物信息学分析

本研究利用RT-PCR从马铃薯（Solanum tuberosum）茎段总RNA中扩增、克隆了一cDNA分子。该cDNA分子含有一长为1224bp的开放读框,可编码一含407个氨基酸残基的多肽、理论分子量为46.40kD、可能为亲水性的胞外酶。因其氨基酸序列同源于α-淀粉酶,故将该基因命名为amyA1（NCBI收录号：GQ406048.1）。采用半定量RT-PCR方法检测了amyA1基因在马铃薯茎、叶等不同组织中的表达强度,表明在茎组织中的表达丰度略高。利用生物信息学软件分析了amyA1密码子的偏好性,以期为选择适宜的表达系统提供依据;同时对amyA1的理化性质、细胞内定位、保守结构及高级结构进行了预测。基于NCBI数据库中有物种代表性的29种α-淀粉酶基因序列构建了基因进化树。与NCBI收录的马铃薯α-淀粉酶基因（NCBI收录号：M79328.1）的核苷酸及氨基酸序列同源性达98%。第20至第348范围内的氨基酸残基含有与淀粉酶13家族及亚家族相似的催化活性域（PF00128、SM00624）,第349至第407范围内的氨基酸残基含有α-淀粉酶C-末端β折叠区域（PF07821）。蛋白质结构预测表明氨基酸残基序列有维持淀粉酶活性的（β/α）8桶状结构以及其它几个功能域结构。所构建的基因进化树表明,2个马铃薯α-淀粉酶基因与木薯、苹果的序列同源性较高,与菜豆的次之,与水稻、大麦和玉米等单子叶植物的序列同源性较低。     

苹果杂交后代植株果实着色性状的遗传分析和预测

苹果着色问题是影响我国许多产区苹果质量的重要因素,本研究利用苹果着色相关基因MdMYB1（GenBank登录号：DQ886414）设计引物进行PCR扩增,开发出一个酶切位点为HaeⅢ的CAPS标记Mb2,该标记可用于区分杂交亲本‘富士’和‘嘎拉’苹果及分析其杂交后代植株。进一步利用Mb2标记对该杂交组合的后代植株进行遗传分析,结果表明,可将77个后代植株分为2组,一组42个后代植株含有来自‘嘎拉’亲本的非红色性状等位基因以及来自‘富士’亲本的非红色性状等位基因或者红色性状等位基因,其果实颜色预测为非红色与红色或者非红色与桔红色;另一组35个后代植株含有来自‘嘎拉’亲本的红色性状等位基因以及来自‘富士’亲本的非红色性状等位基因或者红色性状等位基因,其果实颜色预测为桔红色与红色或者只有红色。本研究结果将为选育优质苹果新品种提供依据和方法参考。     

不同供氮水平下幼龄苹果园氮素去向初探

以2年生红富士/平邑甜茶为试材,采用田间小区和15N微区相结合,研究了不同供氮水平下幼龄苹果园氮素去向。结果表明,施用氮肥显著增加了植株生物量和吸氮量,而氮肥利用率随施氮量的增加显著降低;N75、N150和N225的氮肥利用率分别为31.28%、22.95%和19.38%。土壤残留氮量随施氮量的增加而显著增大,且残留氮素主要分布于060 cm土层,深层渗漏量很小。整个作物土壤体系氮素回收率随施肥量的增加显著降低,损失率显著增高。N75处理的氮素回收率为60.41%,显著高于N150（46.41%）和N225处理（40.88%）;且损失率最低（39.59%）,显著低于其它两个处理。氨挥发损失随施氮量的增加显著升高,N2O损失量各处理间无明显差异;氮素损失中氨挥发和N2O损失所占比例较低,较多的氮素通过反硝化和径流等途径损失。     

贮前苯胺蓝染色预测苹果冷藏末期表皮病害

为了实现对苹果贮藏末期表皮病害的预测,以红富士苹果（Malus domestica Borkh cv. Fuji）为试材,通过苯胺兰染色的方法,研究了苹果采后苯胺兰染色与果实贮藏末期几种表皮病害的关系。结果表明：富士苹果采后苯胺兰染色指数与贮藏末期的好果率呈明显负相关,相关系数为-0.947;果实苯胺兰染色的级别与二氧化碳伤害指数和腐烂指数密切相关,其决定系数分别为0.9779和0.8394,但苯胺兰染色的级别与贮藏末期果实的虎皮病和皮孔斑点病之间无明显的相关性。因此,苹果采后苯胺兰染色可用于预测果实贮藏末期的好果率。     

Development of apple superficial scald, soft scald, core flush, and greasiness is reduced by MCP.

1-Methylcyclopropene (MCP) was used to evaluate the role of ethylene in development of apple (Malus x domestica Borkh.) physiological disorders during storage. Granny Smith, Red Chief Delicious, and Fuji apple fruit were treated with MCP at a concentration of 1 microL L(-)(1) for 12 h at 20 degrees C. For all varieties stored at 0 degrees C, ethylene production and respiration rates were reduced for several months following MCP treatment, and firmness and titratable acidity of treated fruit were higher compared to controls. Apples treated with MCP did not develop superficial scald or peel greasiness through 6 months storage plus ripening at 20 degrees C for 7 days. Core flush was not observed in MCP-treated fruit until 6 months after treatment when the incidence was still lower compared to control fruit. MCP delayed the rise in production of alpha-farnesene and reduced accumulation of its oxidation products.