小麦TaTDR-Like基因的克隆及表达分析

【目的】克隆小麦绒毡层退化基因（Tapetum degeneration retardation,TaTDR-Like）,研究其组织表达及不同育性材料间花药不同发育时期的时空表达模式,为深入揭示小麦花药异常发育的分子机制打下理论基础。【方法】以普通小麦品种西农1376（MF-XN1376）为材料,通过PCR扩增克隆得到TaTDR-Like基因的3个同源拷贝,利用生物信息学分析TaTDR-Like蛋白特性及TaTDR-Like基因启动子顺式作用元件,利用实时荧光定量PCR检测TaTDR-Like基因的组织表达情况及在可育、不育材料花药不同时期中的时空表达模式,利用酵母双杂交技术进行自激活检测,并构建植物融合表达载体35S-TaTDRLD-EGFP,通过农杆菌介导转入烟草叶片表皮细胞,观察TaTDRL-D蛋白亚细胞定位情况。【结果】成功克隆小麦TaTDR-Like基因,发现该基因存在3个同源拷贝即TaTDRL-A、TaTDRL-B和TaTDRL-D,分别编码550、553、557个氨基酸,其蛋白分子量分别为58.50、58.90和59.21 kD,等电点（pI）分别为4.77、4.66和4.63。TaTDR-Like蛋白均在C端有1个bHLH保守结构域,其中TaTDRL-A与TaTDRL-B的保守结构域相似度达100%,与TaTDRL-D的保守结构域相似度为96%,TaTDRL-D与OsTDR、AtAMS保守结构域相似度分别为98%和88%;系统发育进化树表明TaTDR-Like蛋白与大麦（KAE8787147.1）、二穗短柄草TDR（XP_014756384）、水稻TDR（Os02g0120500）和拟南芥AMS（AT2G16910.1）的进化关系较密切;启动子分析表明TaTDR-Like基因启动子处含有较多光响应元件、非生物应激反应、激素响应元件等顺式作用元件;组织特异性表达分析显示TaTDRL-D在花药中的表达量最高,而TaTDRL-A和TaTDRL-B在幼穗表达量较高;对花药发育不同时期表达分析显示TaTDRL-D在花药发育单核早期表达量最高,之后逐渐降低,单核晚期到三核期不育材料（CMS-XN1376）表达量均高于可育材料（MF-XN1376）;自激活检测结果表明TaTDRL-D具有转录激活活性;亚细胞定位显示TaTDRL-D蛋白定位于细胞核。【结论】TaTDRL-D基因可能参与小麦花药发育,负调控花药育性。     

红麻TIR1基因克隆及其表达载体构建

[目的]分析红麻运输抑制剂响应蛋白1(TIR1)基因在不同组织和不同发育时期花药中的表达情况,并构建其超量表达载体和干扰载体,为研究该基因在雄蕊发育中的调控功能打下基础.[方法]根据红麻花药转录组数据,利用生物信息学方法,克隆TIR1基因cDNA序列,实时荧光定量PCR(qPCR)分析TIR1基因在红麻保持系722B和不育系722A根、茎、叶及不同发育时期花药中的表达情况,并构建超量表达载体和干扰载体.[结果]TIR1基因的开放阅读框(ORF)为1761 bp,编码586个氨基酸(GenBank登录号KY613992).qPCR检测结果显示,与不育系722B相比,不育系722A TIR1基因在四分体期花药中呈显著下调表达(P<0.05,下同),在茎和双核期花药中呈显著上调表达,在单核期花药中极显著上调表达(P<0.01);而在根和叶中,保持系722B和不育系722A中TIR1基因表达水平差异均不显著(P>0.05).超量表达载体pBI121-GFP-TIR1和干扰载体pART27-pK-Tz-Tf构建成功.[结论]红麻TIR1基因编码一个富含亮氨酸重复的F-box蛋白.红麻不育系722A的单核期花药TIR1基因表达较保持系722B极显著上调表达,可能与花药败育有关.构建的超量表达载体和干扰载体,可用于红麻TIR1基因功能及其与雄蕊发育的关系研究.     

拟南芥花粉与花药发育相关基因调控的研究进展

拟南芥是重要的模式植物,基因高度纯合,用理化因素易获得突变体且易获得突变植株,是研究植物基因组的理想材料;被子植物的花是其有性繁殖的重要器官,花的正常发育对于植物的生长和繁殖有重要意义。为其他植物花粉花药生长发育的研究提供参考,从花粉萌发及其突变体小孢子表达、花粉识别及水合、花粉壁的发育模式、花粉管的生长发育、药开裂及花粉粒释放和花药的育性等方面对拟南芥花粉与花药发育相关基因的调控机制进行概述。     

水稻OsRbohB基因原位杂交载体的构建 及其在花药中的表达分析

为研究水稻呼吸爆发氧化酶基因OsRbohB在花药中特定的表达模式,构建了原位杂交探针载体Pbsk-OsRbohB,通过体外转录获得DIG标记的原位杂交探针,以不同发育时期的水稻花药为材料进行原位杂交试验.结果发现,OsRbohB基因主要在水稻花药发育第8～10期的绒毡层和小孢子中表达,在第9期达到高峰,第10期开始下降.推测OsRbohB主要参与水稻花药早期的发育,该研究为进一步研究OsRbohB基因在水稻活性氧产生中的作用提供参考.     

棉花花药全生育期均一化全长cDNA文库的构建和分析

【目的】深入了解棉花花药发育的分子机制,并为其不育机理的研究提供参考序列。【方法】构建棉花花药全生育期的均一化全长cDNA文库并测序获得9 896条高质量的EST,利用生物信息学和荧光定量相结合法对所得数据进行系统分析。【结果】该cDNA文库库容为1.2×107,插入片段分布在1—3 kb。将所测得的高质量EST进行拼接得到6 643条unigenes,平均长度为779 bp。经过序列比对注释和生物信息学分析,得到一系列在棉花花药发育过程中起重要作用的基因,并获得28条参与花粉壁合成的基因。荧光定量结果表明,这些基因均在花药发育前期优势表达,尤其是在四分体时期表达量最高。【结论】获得大量的棉花花药表达基因,并分析得到一些调节棉花花药发育的重要途径以及参与棉花花粉壁合成相关基因。     

甘蓝纤维素合成酶基因BoCesA的克隆与序列分析

为研究甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因在干旱胁迫下的表达模式,通过同源克隆得到甘蓝纤维素合成酶基因的cDNA全长,利用生物信息学软件分析该基因的特征;构建含BoCesA和GFP的融合表达载体,通过基因枪转化洋葱表皮细胞试验对该基因进行亚细胞定位;利用荧光定量PCR分析基因在不同组织中的表达情况及干旱胁迫下的表达模式。甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因的cDNA全长为2 721bp,编码906个氨基酸,在N端含有锌指结构域和2个跨膜区,C端含有6个跨膜区,除包含植物纤维素合成酶基因共有的保守区外,还包含2个高突变区。通过氨基酸序列比对分析,发现甘蓝的该基因与拟南芥的AtCesA3基因同源性较高。亚细胞定位表明BoCesA基因初步定位于细胞质膜上。荧光定量PCR分析表明该基因在叶中的表达量高于茎和根中的表达量,在NaCl、PEG处理下BoCesA表达量呈现先升高后下降的趋势。通过对甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因在NaCl、PEG胁迫下的表达分析,预测该基因对干旱胁迫有响应,它的表达受干旱胁迫的影响,这为进一步研究基因功能奠定了基础。     

拟南芥花粉与花药发育相关基因调控的研究进展

植物的花是被子植物有性繁殖的重要器官，花的正常发育对于植物的生长和繁殖有重要意义；拟南芥是重要的模式植物，基因高度纯合，用理化因素易获得突变体且易获得突变植株，是研究植物基因组的理想材料。为其他植物花粉花药生长发育的研究提供参考，从花粉萌发及其突变体小孢子表达、花粉识别及水合、花粉壁的发育模式、花粉管的生长发育、药开裂及花粉粒释放和花药的育性等相关基因的调控机制进行概述。     

猕猴桃实时荧光定量PCR分析中内参基因的筛选

为筛选在猕猴桃中稳定表达的内参基因,以确保其基因表达分析结果的可靠性。应用实时荧光定量PCR技术分析了ACTB,TUB,18S rRNA和GAPDH四个常用植物内参基因在华特猕猴桃不同组织及果实不同发育时期的mRNA表达情况。经Ge Norm软件分析发现,4种内参基因的表达稳定性各异,TUB和ACTB在6种不同组织中表达均稳定,TUB和ACTB组合适合作华特猕猴桃不同组织基因表达的内参基因;18S rRNA在果实不同发育时期的表达最稳定,18S rRNA和TUB组合最适合作为分析华特猕猴桃果实不同发育时期基因表达的内参基因。     

蓖麻GA20-氧化酶基因表达分析

为研究GA20氧化酶基因在蓖麻中的表达情况,以具有典型代表的4种高秆和4种矮秆蓖麻品种为材料,采用实时定量PCR和荧光定量PCR技术,对GA20氧化酶基因在蓖麻的不同器官及器官发育的不同阶段的表达特异性进行分析。结果表明,蓖麻的矮化不是由GA20氧化酶基因的突变所引起;GA20氧化酶基因在种子和嫩叶中的表达量最高,在成熟叶中可大量表达,在茎中可微量表达,在根中可痕量进行表达;同一生长时期,高秆品种的GA20氧化酶基因表达量明显高于矮秆品种,不同生长时期高秆品种GA20氧化酶基因的表达量呈现由高到低再升高的变化趋势,而矮秆蓖麻GA20氧化酶基因的表达量始终处于相对较低水平。该研究结果为进一步阐明蓖麻GA20氧化酶基因的功能特征及揭示其参与调控植物生长的分子机制提供了参考。     

湖北海棠小孢子发育时期与花器形态的相关性

【目的】观察湖北海棠小孢子不同发育时期的花器外部形态及细胞学特征，找出小孢子发育时期与花器外部形态的相关性，为花药或小孢子培养提供细胞学依据。【方法】采摘湖北海棠同一植株固定枝条上大小不同的花蕾作为试验材料，其中一部分取出花药用4′,6-二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）荧光染液染色后压片，用于观察小孢子不同发育时期的细胞学特征变化，另一部分用于观测花蕾和花药的大小及颜色，并建立小孢子发育时期与花蕾外部形态特征的关系。【结果】湖北海棠小孢子发育经历四分体时期、单核早中期、单核靠边期和二胞花粉时期，最终发育为成熟花粉，各时期特征明显。小孢子各发育时期与花蕾大小和花药颜色密切相关，当花蕾纵径为1.45～3.43 mm、花药颜色为深红色时，小孢子处于四分体时期；当花蕾纵径为4.46～6.29 mm、花药为红色时，小孢子绝大多数处于单核早中期；当花蕾纵径在7.14～9.86 mm、花药为粉红色时，小孢子大多进入单核靠边期；当花蕾纵径为10.11～12.19 mm、花药颜色逐渐转变为粉黄色时，小孢子大部分处于二胞花粉时期。【结论】花蕾大小及花药颜色可作为判断小孢子发育时期的依据，据此可便捷地找到适宜时期的小孢子。     

敖汉细毛羊体侧部与腹股沟部皮肤免疫基因的差异表达研究

[目的]从免疫基因中挖掘调控羊毛性状的候选主效基因。[方法]利用芯片技术,检测敖汉细毛羊体侧部与腹股沟部皮肤免疫基因的差异表达。[结果]差异倍数在2.0以上的免疫基因共46个,并对其中6个基因进行了实时定量PCR验证,其结果表明芯片数据和实时定量PCR验证结果相符率达66.67%,说明芯片数据是可靠的。[结论]免疫赦免机制可能参与羊毛的生长调控。     

BcA9启动子调控的反义BcMF12对白菜基因沉默的效果

 【目的】探讨花药绒毡层特异启动子BcA9调控的反义BcMF12基因对白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis, syn. B. rapa L. ssp. chinensis）基因沉默的效果,明确其对花粉发育的影响。【方法】在从白菜花蕾cDNA中克隆BcMF12基因的保守区段的基础上,将白菜花药特异表达启动子BcA9与反义BcMF12基因融合,构建反义表达载体,并经农杆菌介导导入到白菜基因组中,利用抗生素筛选和分子检测筛选出转基因植株。【结果】PCR和Southern检测结果表明,BcA9启动子驱动的反义BcMF12-GUS报告基因已整合到白菜基因组中;Northern杂交显示转基因植株花蕾和花中的BcMF12在mRNA水平的表达明显受到抑制,而且花粉萌发率显著下降。【结论】BcA9调控的反义BcMF12基因明显抑制了BcMF12的表达,从而影响白菜花粉的发育。     

荧光定量PCR技术优化及在草莓上的应用

[目的]为优化荧光定量PCR技术体系并在草莓研究中应用.[方法]以二倍体草莓(Fragaria vesca‘Ruegen’)为试材,草莓当中两个β-肌动蛋白基因家族成员Actin1和Actin2为内参基因,对比分析10 μL和20 μL反应体系条件下荧光定量PCR扩增反应.[结果]内参基因引物组合Actin1的扩增效率等指标优于Actin2;10μL反应体系中的扩增效率等指标优于20 μL反应体系;内参基因Actin1在10 μL反应体系下是草莓最优的荧光定量PCR技术体系.[结论]优化了草莓荧光定量PCR体系并应用该技术体系检测了草莓CrRLK1Ls家族成员的时空表达情况.     

不结球白菜谷胱甘肽还原酶基因NhccGR1的克隆与表达分析

利用cDNA-AFLP技术,从芜菁花叶病毒(TuMV)侵染的不结球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)幼叶中分离到1条编码谷胱甘肽还原酶的基因片段,通过电子克隆得到其cDNA全长为1 503 bp,编码501个氨基酸,命名为Nhc-cGR1。对该基因进行生物信息学分析,并利用实时定量PCR研究其在TuMV侵染和水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、乙烯(ET)诱导下的表达情况。结果表明:该基因作为病原相关基因参与了TuMV病害响应,并通过增加自身表达量来激活细胞内的信号转导途径,诱导各种防卫反应相关基因的表达;同时,SA和JA抑制该基因的表达,外施ET能诱导其正向表达。     

枸杞LbMYB1基因的克隆与表达分析

在前期的枸杞花药蛋白质组学研究鉴定差异表达蛋白的基础上,采用RT-PCR技术,从宁夏枸杞"宁杞1号"花药中克隆了一个花药发育差异表达MYB类蛋白基因。生物信息学分析表明,该基因编码R2R3类MYB转录因子的典型结构域,与其他物种MYB蛋白的氨基酸的相似性达72%以上,属于R2R3类MYB蛋白基因家族。将该基因命名为Lb MYB1,Lb MYB1包含一个975 bp的开放阅读框,编码324个氨基酸残基,分子量79.2 kv,等电点为4.95。实时定量RT-PCR检测表明,Lb MYB1基因在花药四分体形成时期高丰度表达,在花中的表达量也较高,果实中表达量较低,在根、茎及叶中未检测到表达,推测Lb MYB1基因可能与花药发育中有关。本研究为后继进一步探讨Lb MYB1蛋白在枸杞花药发育过程中可能发挥的调控功能及其分子机理提供参考。     

大白菜查尔酮合成酶基因BrCHS1的克隆与特征分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径前期的1个关键酶。本研究从大白菜花瓣中克隆到1个查尔酮合成酶家族基因,命名为BrCHS1。序列比对发现BrCHS1氨基酸序列与其他物种CHS氨基酸序列的同源性多数在80%以上,利用实时荧光定量PCR技术分析BrCHS1在大白菜黄色和白色花各种花器官中的表达水平,结果表明:BrCHS1在黄色花瓣中的表达量远高于其他花器官。以FT50×H1的F2代分离群体为试材,根据BrCHS1周围序列设计SSR1引物,寻找与大白菜白色花基因紧密连锁的分子标记,结果显示,BrCHS1基因与白花性状基因并不连锁。     

棉花GhSPS1的克隆及表达模式分析

【目的】克隆棉花蔗糖磷酸合成酶基因（sucrose-phosphate synthase,SPS）,并分析该基因在组织和纤维发育不同阶段及不同非生物胁迫下的表达模式。【方法】采用genome-walking及over-lap PCR方法,获得了棉花中一个蔗糖磷酸合成酶基因--GhSPS1,通过半定量PCR法检测GhSPS1在不同非生物胁迫条件下的表达模式,采用实时荧光定量PCR法对GhSPS1及GhSUS3、GhINV、GhCESA4进行组织和纤维发育特异性表达分析。【结果】克隆得到的GhSPS1全长4 545 bp,包含10个内含子、11个外显子,其开放读码框为3 108 bp,编码1 035个氨基酸,且该基因在ABA、低温处理条件下表达量增加,在高温胁迫下,表达量先升高后降低。实时荧光定量PCR结果显示,GhSPS1及GhSUS3在各种组织中都有表达,其中,在0 DAF、3 DAF的胚珠及18 DAF的纤维中表达量最高,而GhINV、GhCESA4则分别在3-15 DAF的纤维、18 DAF的纤维中表达量最高。【结论】克隆得到的GhSPS1属于SPSA基因家族,能参与ABA、低温、高温等非生物胁迫应答,且可能在纤维发育的起始期及次生壁增厚初期发挥作用。     

Establishment of Real-Time TaqMan-Fluorescence Quantitative RT-PCR Assay for Detection and Quantification of Porcine Lipoprotein Lipase mRNA

Porcine lipoprotein lipase （LPL） cDNA was cloned as the standard for real-time quantifying LPL mRNA and the TaqMan-fluorescence quantitative PCR assay for detection was established. The total RNA extracted from Longissimus dorsi of porcine was reverse-transcribed to cDNA. LPL cDNA was ligated with pGM-T vector and transformed into Escherichia coli TOP10. Plasmid DNA extracted from positive clones was verified by PCR amplification and sequenced. LPL was amplified by real-time fluorescence quantitative PCR from the plasmid DNA. The concentration of DNA template purified was detected by analyzing absorbance in 260 nm and then the combined plasmid was diluted to series as standard for fluorescence quantitative PCR （FQ-PCR）. The method of LPL mRNA real-time PCR was well established, which detected as low as 103 with the linear range 10^3 to 10^10 copies. The standard curves showed high correlations （R2 = 0.9871）. A series of standards for real-time PCR analysis have been constructed successfially, and real-time TaqMan-fluorescence quantitative RT-PCR is reliable to quantitatively evaluate FQ-PCR mRNA in L. dorsi of porcine.     

LAT52启动子在甘蓝花药中的表达模式

[目的]验证花药特异性启动子LAT52能否在甘蓝花药中发挥功能。[方法]从番茄中扩增得到LAT52核心序列608 bp,进行序列分析,连接LAT52启动子到双元表达载体p BI121,转化农杆菌GV3101,用农杆菌浸染法侵染甘蓝幼苗下胚轴,获得2株阳性植株,对转基因甘蓝植株的花蕾、花药及花粉进行GUS染色。[结果]LAT52核心序列608 bp具多个与花粉特异性表达相关的元件,浸染的LAT52启动子仅在花药及花粉中表达出蓝色,其他部位未染上蓝色。[结论]LAT52启动子仅在甘蓝花药及花粉中特异性表达。