甘、芥种间杂交后代DH株系K0959 PEG干旱

【目的】了解甘、芥种间杂交后代抗旱材料K0959在干旱胁迫处理下相关基因的表达情况。【方法】利用cDNA-AFLP技术,以经25% PEG-6000胁迫处理的K0959植株叶片为材料,比较其与非胁迫处理对照的基因表达差异。【结果】从128个引物组合中筛选出16个引物组合,可获得30余条差异片段;经二次扩增,可获得15个大小为102～384 bp、在胁迫中表达的差异片段。通过对片段的克隆测序、同源性比对,15个差异片段中,有7个片段与拟南芥的mRNA同源性较高,其中4个片段（2B, 2D, 3-2B和14B）为非重复的TDFs;1个片段（3D）与甘蓝的同源性较高,1个片段（2C）与甘蓝型油菜的mRNA同源性较高,而6个大小为102～240 bp的片段（D2-1、6A和9-2C等）在GenBank中与已知基因或序列无任何同源性,可能为尚未发现的新基因。其中6个已知功能的TDFs片段分别参与能量、新陈代谢、细胞运输途径以及细胞周期和DNA加工等过程。【结论】获得的差异表达基因对于了解甘、芥种间杂交后代油菜抗旱性形成的调控机制具有参考价值。     

甘、芥种间杂交后代DH株系K0959PEG干旱胁迫差异表达研究

[目的]了解甘、芥种间杂交后代抗旱材料K0959在干旱胁迫处理下相关基因的表达情况.[方法]利用cDNA-AFLP技术,以经25% PEG-6000胁迫处理的K0959植株叶片为材料,比较其与非胁迫处理对照的基因表达差异.[结果]从128个引物组合中筛选出16个引物组合,可获得30余条差异片段;经二次扩增,可获得15个大小为102~384bp、在胁迫中表达的差异片段.通过对片段的克隆测序、同源性比对,15个差异片段中,有7个片段与拟南芥的mRNA同源性较高,其中4个片段(2B,2D,3-2B和14B)为非重复的TDFs;1个片段(3D)与甘蓝的同源性较高,1个片段(2C)与甘蓝型油菜的mRNA同源性较高,而6个大小为102~240bp的片段(D2-1、6A和9-2C等)在GenBank中与已知基因或序列无任何同源性,可能为尚未发现的新基因.其中6个已知功能的TDFs片段分别参与能量、新陈代谢、细胞运输途径以及细胞周期和DNA加工等过程.[结论]获得的差异表达基因对于了解甘、芥种间杂交后代油菜抗旱性形成的调控机制具有参考价值.     

cDNA-AFLP法筛选红树植物盐应答基因

 【目的】分析红树植物盐胁迫下基因表达谱,分离识别耐盐相关基因。【方法】分别对红树植物-秋茄进行海水和淡水处理。分时提取总RNA进行等量混合,获得两种不同处理的样品池。采用cDNA-AFLP技术进行表达差异分析。【结果】256对引物组合共筛选了约15 000个cDNA片段,获得差异片段61个。差异基因表达模式分为2类,即海水处理诱导上升和下调表达,其中上升表达的基因片段为36个,下调表达的基因片段为25个;其中38个可视为已知基因。按照其功能分类可分为8大类：基础代谢、跨膜蛋白、信号转导、蛋白质代谢、转录因子、细胞骨架、抗病蛋白、假想蛋白,而其中又以基础代谢相关基因所占比重最大。【结论】构建了红树植物-秋茄在盐胁迫下的基因表达谱,从基因组水平上识别了一批受盐胁迫诱导或抑制表达、与耐盐相关的基因,这些新基因可用于耐盐的分子机理研究。     

小麦种子萌发期水分胁迫诱导表达差异cDNA的研究

以小麦幼芽为材料,采用mRNA差异显示方法和银染技术,对经过用16%(-0.5 MPa)PEG-6000溶液处理不同时间而诱导表达的小麦基因进行分离,共得到cDNA差异片段16条。其中4条差异条带呈表达减弱,其余差异条带均呈表达增强。测序结果与GenBank数据库比对,2个cDNA片段与已知基因同源,WSI241与编码胚后期丰富蛋白的Em基因同源性达100%,WSI208与ARA-1 mRNA同源性达88%。大部分都是功能未知的EST序列。其中WSI483(454 bp)与小麦干旱胁迫幼苗cDNA同源性达100%;WSI232与小麦干旱胁迫叶cDNA同源性达100%。WSI301与小麦盐胁迫芽鞘cDNA同源性达98%,WSI267与小麦热胁迫旗叶cDNA同源性达93%,WSI289与小麦ABA处理胚cDNA同源性达92%,WSI268与镰刀菌感染的小麦穗同源cDNA同源性达97%。经反向Northern验证,有6个cDNA呈阳性。可用探针或设计引物作进一步研究。     

利用cDNA-AFLP分析铜胁迫下紫鸭跖草基因差异表达(英文)

[目的]探讨紫鸭趾草在铜胁迫下部分基因的生物学功能,从分子生物学的角度研究植物的耐铜机理,拟通过该研究解决铜污染问题。[方法]以具有铜离子富集能力的植物紫鸭跖草(Setcreasea purpurea Boom)为试验材料。通过cDNA-AFLP以及银染技术,获得90个差异表达片段,扩增得到其中17个片段,经纯化鉴定最终获得6个差异片段的序列,并对其进行了BLASTX比对。[结果]6条差异表达片段可能在铜离子对紫鸭趾草的胁迫中产生作用。其中编号为E5MG-3的差异序列与拟南芥mRNA序列(登录号为AAM62956.1)同源性达49%;E4MB-2与马铃薯mRNA序列(登录号为A5A7I7.1)同源性达53%;E6MG-1与芋mRNA序列(登录号AAO62313.1)同源性达65%。由此推测差异表达基因与细胞信号传导、抗氧化、新陈代谢以及蛋白质修饰等有关。[结论]该研究为进一步揭示紫鸭趾草铜胁迫响应的调控网络奠定基础。     

胡杨叶与根中特异性表达基因的表达谱分析

以2年生胡杨实生苗为研究材料,通过NaCl溶液处理24 h,分别收集NaCl处理后的细嫩白根及叶片,采用CTAB法抽提胡杨盐胁迫下的叶与根的RNA,用基因芯片技术研究胡杨盐胁迫后叶与根中基因的差异表达。经过比对,差异10倍以上的基因共有175个,其中在叶中表达上调的有120个,在根中表达上调的有55个。     

水杨酸诱导黄瓜幼苗抗冷性的基因表达

水杨酸(Salicylic acid,SA)能诱导植物提高抗生物胁迫和非生物胁迫(冷胁迫等)的能力.为研究SA对非生物胁迫下植物基因表达的影响;以黄瓜("新优30")幼苗为试材,用SA(3 mmol/L,pH6.0)溶液和蒸馏水处理后,经7℃冷胁迫48 h,提取叶片总RNA并反转录cDNA,利用mRNA差异显示技术分离出12个差异表达cDNA片段.经反向斑点杂交验证其中2个(SICCL 1和SICCL 2)为高差异表达片段.序列测定和Blast分析表明,SICCL 1与甜瓜中黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)相关基因AM734282有88%同源性;SICCL 2与毛柽柳中NaHCO,胁迫相关基因THL24h-106有86%同源性.由此推测,SA诱导植物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的能力可能是通过诱导植物某些相同基因的表达来实现的.     

中华水韭耐重金属胁迫基因的分离

以中华水韭为试验材料,用200μmol·L-1的氯化镉溶液和2g·L-1的硝酸铅分别对其进行胁迫处理,采用cDNA-AFLP技术分离差异表达基因,通过Blast（The Basic Local Alignment Search Tool）同源性比对分析基因功能,为寻找耐重金属胁迫相关基因和揭示水韭对环境变化响应的分子机理奠定基础。试验结果如下：共有15条差异条带被成功克隆和测序,其中13条差异片段可以在数据库找到与之同源的序列。镉胁迫差异表达TDF9与ABC型（ATP-binding cassette）转运蛋白C亚族基因有84%同源性。铅胁迫差异表达TDF4和TDF7与环形锌指蛋白（RING Zinc Finger Protein）有75%同源性。这些基因的发现为揭示水韭对环境变化敏感的分子机理奠定基础。     

盐胁迫下小麦耐盐突变体后代差异cDNA的分离和鉴定

 采用cDNA AFLP(cDNA amplifiedfragmentlengthpolymorphism)技术分析了遗传背景相近的小麦后代突变体中 ,耐盐性较强的RH870 6 4 9(saltresistant,SR)和盐敏感的H870 6 34(saltsensitive ,SS)在盐胁迫和非胁迫情况下基因表达的差异。结果表明 ,其中 88.1%的条带在 4个样品中是一致的 ,只有 11.9%的条带在 4个样品中表现出差异。选取其中的 6 8个差异条带进行克隆 ,测序 35个 ,经Internet进行Blast比较 ,发现 11个片段 (31.4 % )与已知基因具有较高的同源性 ,主要涉及与离子转运有关的蛋白、与信号转导有关的蛋白以及与氧化胁迫有关的蛋白 ;另外2 4个片段 (6 8.6 % )与已知基因同源性较低或未发现同源性 ,可能是一些未知基因。     

利用高通量测序分析白花泡桐盐胁迫相关microRNAs

为了鉴定和研究白花泡桐中与盐胁迫相关的microRNAs(miRNAs),构建了对照组PF2和处理组PF2-S4 2个小RNA文库。采用高通量测序技术总共鉴定出来了33个已知miRNA和80个新miRNA,在这些miRNAs中分别有27个(3个已知miRNA和24个新miRNA)差异显著表达和有45个(13个已知miRNA和32个新miRNA)差异极显著表达.最后采用qRT-PCR技术验证了5个miRNA。     

水稻幼苗响应褐飞虱和稻瘿蚊的转录组分析

【目的】筛选出同时响应褐飞虱和稻瘿蚊取食的基因,揭示水稻幼苗应对2种害虫时基因表达层面的差异,为后续挖掘广谱抗虫基因和解析水稻抗虫机制打下理论基础。【方法】以水稻品种9311为供试植物,分别对15日龄的水稻幼苗进行褐飞虱和稻瘿蚊接虫处理,观测幼苗表型,并通过转录组测序技术分别对褐飞虱接入后24 h和稻瘿蚊接入后7 d的水稻幼苗进行转录组测序。以水稻日本晴基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,设定参数（|log₂ FC|>1且P<0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析和功能富集分析,研究水稻响应2种害虫的机制异同点。【结果】鉴定出响应褐飞虱取食的差异表达基因3963个,响应稻瘿蚊取食的差异表达基因1206个,有251个差异表达基因同时响应2种害虫,其中108个具有相同表达模式,143个具有相反表达模式。GO功能注释分析表明,褐飞虱取食显著影响植物体内细胞壁合成和缺水响应,而稻瘿蚊取食则对植物光合作用的影响更显著,具有相同表达模式的差异表达基因主要富集在光合作用、水杨酸合成、茉莉酸信号转导和伤害响应等生物学功能,而具有相反表达模式的差异表达基因仅富集在乙醛酸循环。KEGG信号通路富集分析表明,褐飞虱和稻瘿蚊取食均显著影响植物体内次生代谢物的合成,相同表达模式的差异表达基因富集到MAPK信号通路、植物激素信号转导通路及光合作用等6个通路,而相反表达模式的差异表达基因没有富集的通路。【结论】水稻应对褐飞虱和稻瘿蚊的基因表达调控存在相同点和不同之处,共响应2种害虫的调控通路可能在水稻抗虫过程中发挥重要作用。     

基因枪介导小麦条锈菌毒性突变的研究

为了得到带有明确遗传标记的毒性突变菌株,应用基因枪转化技术,以小麦条锈菌野生白化菌系为转化受体,以含有潮霉素抗性基因(Hyg)的质粒为插入载体,对基因枪介导小麦条锈菌插入突变的条件进行了研究。结果表明,当小麦条锈菌夏孢子萌动2 h,可裂膜承载压力为1 100 Psi时进行轰击转化,所得的小麦条锈菌夏孢子在含有潮霉素的培养基上萌发率最高,为36.09%。进一步将转化的小麦条锈菌夏孢子进行扩繁,在筛选品种上筛选,将筛选到的突变体在其上继代培养4代,获得了两个稳定的毒性突变菌株MM-2、MM-3。MM-2菌株对南大2419的毒性减弱,反应型由野生菌系的4型变为2型;MM-3菌株在南大2419的反应型由野生菌系的4型变为2、3型,毒性发生分化。采用中国鉴别寄主对突变体的毒性研究表明,各突变菌株的毒性均较原始菌系发生了明显改变。进一步用Hyg基因特异PCR在两个突变菌系中均扩增到目的片段,表明MM-2、MM-3的突变是由Hyg基因插入引起的。     

甘蓝型油菜FAD2基因调控序列的克隆及瞬时表达分析

油酸去饱和酶FAD2（fatty acid desaturase 2）是广泛存在于植物中的一种能催化油酸脱氢生成亚油酸的还原酶。根据GenBank上已知的甘蓝型油菜FAD2基因设计引物,以甘蓝型油菜（Brassica napus L.）叶片总DNA为模板,进行TAIL-PCR扩增,获得约1.4 kb片段并测序。序列比对结果说明该片段为已知的FAD2基因编码区上游序列。将该片段进行不同长度的5′端缺失,并用缺失后的序列替换pBI221-LUC质粒上的CaMV35S启动子,构建了甘蓝型油菜瞬时表达载体,进行油菜原生质体瞬时表达的初步研究,结果表明该序列5′端-669 bp至-1019 bp对报告基因表达水平有较大的影响。结合启动子预测分析结果,此片段中可能存在的赤霉素应答元件、光调控元件等顺式作用元件对FAD2基因的表达调控具有重要作用。     

6个小麦抗叶锈病近等基因系的cDNA-AFLP差异表达分析

应用cDNA-AFLP技术对小麦抗叶锈病近等基因系TcLr9、TcLr15、TcLr19、TcLr25、TcLr38、TcLr45和感病亲本Thatcher间的表达差异进行分析,共选用226对引物组合对其进行筛选,检测出7 554条条带,平均每对引物可获得33条扩增条带。筛选出68对引物能够在小麦抗叶锈病近等基因系TcLr9、TcLr15、TcLr19、TcLr25、TcLr38、TcLr45和感病亲本Thatcher之间扩增出特异表达条带,特异表达检出率为30.1%。68对引物共扩增出84条特异表达条带,并根据基因表达与否及表达量划分为9种不同的特异表达类型(I~IX)。其中,I、V和VII型特异表达类型为组成型表达,共49条;II、IV、VI和VIII型特异表达类型表达上调,共21条;III和IX型特异表达类型表达下调,共14条。有5种特异表达类型(IV、V、VI、VII、VIII型)可能与小麦的抗病反应相关,并且这5种特异表达类型又分为两类亚型,第一类亚型是小麦抗叶锈病近等基因系与小麦叶锈菌互作时特异表达(I V型)或者表达量明显增加(VI、VIII型),为诱导性特异表达类型;第二类亚型为组成型特异表达类型(V、VII型)。     

陆地棉显性无腺体近等基因系SSH文库的构建

[目的]应用抑制性消减杂交技术构建差异表达cDNA消减文库。[方法]以显性无腺体中棉所12（显无中12）和中棉所12（中12）提取棉花总RNA,以显无中12为驱动子,中12为检测子,利用SSH法建立差异表达cDNA文库进行克隆,并以NestedPcRPrimer1和2R对插入片段进行PCR扩增,分别以显无中12和中12总cDNA为探针进行反向Northern杂交,筛选差异表达克隆,进行序列相似性分析。[结果]通过建立差异表达cDNA文库共获得2280个克隆,通过反向Northern杂交共筛选363个差异表达克隆,测序后得到299个质量合格的EST序列,共56个重叠群,91个单拷贝。这些EsT所涉及的基因,主要是与代谢和次生代谢调节、生物合成、细胞凋亡、信号传导等有关联的cDNAs。[结论]SSH文库的构建和分析为显性无腺体形成相关基因的克隆和结构功能研究奠定了基础。     

小麦部分多基因家族的基因表达与耐热性获得的关系

采用两个耐热性有差异的小麦亲本Sturdy（感热）和Mustang（耐热）及其正反交组合,在热击条件下,对不同基因型的基因表达差异进行了研究。结果表明：随机引物和家族基因引物均能扩增出热击条件下的差异表达条带。包括父本特异表达型、母本特异表达型和正反交特异表达型。表明耐热性获得与热击蛋白的表达和其它基因的调控有关。     

扬稻6号差异表达基因与杂种优势关系分析

为探讨扬稻6号的杂种优势分子机理,以扬稻6号、特膏和明恢63配制的强、中、弱优势组合及其亲本为材料,利用DD-PCR技术。分析剑叶和幼穗的基因差异表达类型与主要农艺性状的杂种表现及杂种优势的关系。结果表明：千粒重与剑叶的DMP2（F1和父本表达的条带）和幼穗的UNP1（母本特异表达的条带）、UMONO（F1和双亲都沉默的条带）呈显著正相关,而与幼穗的UNF1（F1特异表达的条带）和MONO（F1和双亲都表达的条带）呈显著负相关。在超亲优势方面千粒重与幼穗的UNF1呈显著负相关。推测杂种优势可能受父本基因型影响较大。此外,分别克隆强、弱优势F1闻差异表达的条带,反Southem鉴定出40个差异表达基因。涉及光合作用、生物运输、逆境应答、转录调控、信号转导、糖代谢、氨基酸代谢等。     

玉米淀粉合成酶SSⅡa启动子的克隆及功能分析

【目的】克隆玉米Zea mays淀粉合成酶SSⅡa启动子,并分析其功能,为进一步研究和应用SSⅡa启动子奠定基础。【方法】通过NCBI上公布的玉米基因组序列,在网站Maize GDB上BLAST查找到SSⅡa 5'侧翼序列,利用PCR方法从玉米B73中克隆SSⅡa启动子;通过Plant Care在线分析启动子顺式作用元件,用特异性引物分别克隆出长度为1 407、867、633、483和365 bp的片段,与植物表达载体p CAMBIA3301连接,构建5种5'缺失体的植物表达载体,命名为P1、P2、P3、P4和P5。用农杆菌介导法转化拟南芥Arabidopsis thaliana,获得转基因拟南芥。【结果】以玉米B73基因组DNA为模板,用特异性引物SSⅡa F/SSⅡaR进行扩增,得到2 526 bp序列;除草剂筛选的阳性拟南芥植株PCR验证均检测出gus基因;GUS组织化学分析表明,5种类型启动子构建的表达载体在成熟期叶片、果荚中均显蓝色;gus基因定量分析表明,成熟期5种转基因拟南芥叶片中,gus基因表达量P1最高,其他基本一致;种子中gus基因表达量P1和P2相近,且高于P3、P4和P5。【结论】成功克隆玉米SSⅡa启动子;构建的5种SSⅡa启动子缺失体表达载体在转基因拟南芥中均具有活性,长度为1 407 bp(P1)和867 bp(P2)的启动子具有胚乳特异性。     

数字差异显示法在猪早期胚胎基因表达分析上的应用

借助于NIH生物信息中心Unigene里的数字差异显示软件平台,分析了猪植入前后早期胚胎发育9个EST文库的105 227个ESTs,筛选出了104个差异表达ESTs,对已知功能的差异表达基因进行GO分类分析,发现这些差异基因参与了广泛的生物功能和过程。同时,这些差异表达ESTs的聚类分析结果显示,体外和体内发育的囊胚基因表达存在较大的差异。对这些差异表达ESTs表达模式的分析结果显示,猪植入前早期胚胎发育阶段基因呈振荡模式表达,其中线粒体和核糖体相关基因的表达在囊胚中的表达丰度要明显高于其他阶段。表达数字差异显示的结果能为猪早期胚胎发育机理的研究提供线索。     

利用DD-PCR技术研究扬稻6号基因的差异表达

利用DD-PCR技术对扬稻6号参与的强优势组合（扬两优6号和两优培九）、明恢63参与的弱优势组合、R13参与的中强优势组合以及亲本的基因表达进行了分析。根据基因在杂交组合和双亲中的表达情况分为8种类型,统计30个引物组合在11个参试材料中的表现,获得314组差异条带,大小在250bp至1000bp之间,其中强优势组合的差异表达带型UNP1、UNF,和ABF。明显低于弱优势组合,而DMP2和MONO则明显高于弱优势组合。用8种类型所占的比例对各参试材料进行聚类分析,结果显示,扬稻6号参与的强优势组合和明恢63参与的弱势组合明显被分为两类,两者在基因表达模型上存在一定差异。此外,在基因表达水平上探讨了扬稻6号杂种优势的特殊分子基础。