整体荧光原位杂交用于检测水稻特异DNA程序的研究

文章报道了整体荧光原位杂交应用于检测水稻特异ＤＮＡ的实验程序。利用该实验方法,以经地高辛（ＤＩＧ）标记的ｒＤＮＡ作为探针,成功地在水稻根尖和花药内部组织检测与探针互补的片段。对于实验方法,结果表明,整体荧光原位杂交的成功与否受到多种因素的影响,包括组织的种类、固定剂的种类以及固定后的处理方法（主要是酶解与否）等。检测根尖ＤＮＡ可以采用φ（福尔马林）＝１％固定加上酶解;检测花药（花粉发育处于单核期）     

利用CRISPR/CAS9技术定点编辑水稻花粉特异表达基因OsIPA

水稻雄配子发育是水稻得以繁殖的关键发育过程,同时水稻的雄性不育在水稻杂种优势利用中也发挥着重要作用。花药/花粉特异表达基因可能在雄配子发育中发挥关键作用。本研究利用CRISPR/CAS9技术对水稻品种明恢86中的花药特异表达基因OsIPA定点编辑,获得OsIPA突变体,以期研究OsIPA基因在水稻花粉发育过程中的功能。试验最终成功的对OsIPA基因第1外显子上的2个不同的靶位点进行了定点突变,经检测发现有24株T0代在相应的靶位点发生了突变,共有8种不同的类型,包括碱基缺失、替换以及单碱基的插入等不同类型。     

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.     

骨形态发生蛋白2（BMP2）基因在内蒙古绒山羊不同时期皮肤毛囊中的表达

 【目的】研究内蒙古绒山羊毛囊发育兴盛期和休止期BMP2基因在皮肤毛囊中的表达情况。【方法】功能分类基因芯片以及原位杂交技术。【结果】原位杂交结果表明,该基因在休止期毛囊毛干周围高表达,在兴盛期不表达;基因芯片结果显示,同兴盛期相比,休止期BMP2基因在皮肤中表达上调24.65倍。【结论】BMP2基因抑制内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育,与维持皮肤毛囊处于休止期有关;该基因主要在皮肤毛囊的毛干周围发挥作用,从而达到维持皮肤毛囊发育处于休止期的作用。     

2种水稻OsRhoGDIs基因在幼穗组织中的原位杂交分析

水稻OsRhoGDI1和OsRhoGDI2基因是通过酵母双杂交技术从幼穗中分离的新基因,其编码产物是与水稻Rho蛋白OsRacD相互作用的一类活性调控蛋白。为研究这2种OsRhoGDIs基因在幼穗组织中的表达特点,通过PCR扩增的方法制备了探针模板,并采用随机引物标记的方法,以地高辛对探针进行了标记,进而利用这2种探针与水稻幼穗组织石蜡切片进行RNA原位杂交,结果表明,OsRhoGDI1和OsRhoGDI2在幼穗组织中都有表达,但OsRhoGDI2基因的转录水平明显高于OsRhoGDI1基因,提示OsRhoGDI2可能是调控OsRacD活性的主要类型。     

低表达甘蓝花药发育相关基因小体积荧光定量反应体系的建立和可靠性分析

植物发育过程中很多重要基因拷贝数较低。为建立稳定可靠、适于低拷贝微量模板表达分析的实时qRT-PCR小体积反应体系,采用在甘蓝花药中表达量较少的AT-HOOK基因进行小反应体积荧光定量表达分析,研究小反应体积的扩增效率和可行性,并通过对其在甘蓝不同植物器官、不同花药组织和花药发育不同时期的表达特征的重复性和可靠性分析,最终建立了稳定可靠而且成本较低的10μL荧光定量分析体系,为进一步大规模深入研究甘蓝花药发育相关基因表达特征及发育调控基因功能分析奠定基础,同时也为其他低拷贝表达基因的研究提供参考。     

水稻种子特异表达基因OsEnS38的克隆与表达

以粳稻中花11为材料,利用生物信息学技术,结合RT–PCR,克隆了水稻OsEnS38的c DNA序列;其编码的蛋白序列包含2个Cupin_1保守结构域,属于典型的Bicupin亚家族。启动子分析发现,OsEnS38启动子区域含有多种与胚乳特异表达相关的顺式作用元件;q RT–PCR和原位杂交结果证实,OsEnS38在开花后7~14 d的种子中特异表达,在第10天的胚乳中表达量最高,达29.73;杂交信号在第7、10天的胚乳中高表达;共表达分析显示,共表达基因参与水稻胚后发育和生殖发育调控,表明该基因在种子发育和储藏物质积累过程中发挥作用。     

黄鳝性逆转相关基因的表达及定位分析

为研究F25 基因与黄鳝性逆转关系,首先利用荧光定量PCR 技术对该基因在各期性腺组织中的表达量 进行分析,然后利用原位杂交技术合成cRNA 探针对F25 基因进行杂交定位分析。结果显示,F25 基因在II、III 期卵 巢中仅有微量表达,而在IV 卵巢中表达开始迅速增加,同时随着卵巢发育成熟、排卵、退化表达量也呈现不同程度 的升高,在精巢中该基因的表达量达到最大值;经定位分析发现,该基因在早期卵巢中基本不表达,在IV、V 期卵巢 中主要在体细胞中表达,而在精巢雄性生殖细胞中基本不存在F25 基因的表达,由此推测F25 基因可能在性逆转过 程中起到一定的作用,且主要作用于性腺组织中的体细胞。     

花药绒毡层发育相关基因的研究进展

在花粉发育中,花药绒毡层具有重要功能.绒毡层发育中的任何异常都将导致花粉败育.近年来,在对花粉发育的研究中,鉴定并克隆了一些与绒毡层发育相关的基因.对花药绒毡层发育相关基因的克隆、表达、调控及基因工程应用等方面作了综述.     

用改进的DDRT-PCR技术进行小麦穗和花药特异表达基因的分析

本研究采用改进的DDRT-PCR技术对小麦穗和花药发育的不同阶段进行了差别表达分析，以找出穗和花药的特异表达基因。用30个随机单引物进行RAPD扩增，从展示的近1000条带中找出14条差别cDNA片段，然后以cDNA为探针进行反向Northem-Blot，结果得到一条在花药内特异表达增强的阳性片段，命名为S1176 450。     

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。     

水稻光温敏核不育系花药培养的初步研究

利用光温敏核不育系材料蜀光 6 37S、蜀光 5 70S、蜀光 5 82S ,研究了花粉发育的不同时期、头季稻和再生稻、低温预处理时间、诱导培养基和分化培养基等 5个方面对花粉愈伤组织的形成与绿苗再生的影响。结果表明 :小孢子发育单核中 ,晚期的花药诱导效果优于其他时期 ;头季稻的愈伤及绿苗诱导率明显高于再生稻 ;低温预处理时间的延长有利于花粉诱导率的提高 ,处理 8d左右达到最高诱导率 ;培养基SK3、NB对大多数材料的诱导效果优于其他培养基 ;增加IAA和少量的 6 -BA对提高分化率有益     

母源因子boule在光棘球海胆性腺中的表达与定位

为鉴定光棘球海胆Mesocentrotus nudus生殖细胞标记基因,通过基因克隆、荧光定量PCR及切片原位杂交等技术分析了光棘球海胆(湿体质量为76.8 g±10.0 g)母源因子(boule)基因的分子特征及动态表达模式。结果表明:光棘球海胆boule cDNA序列全长为1788 bp,其中,3′非编码区为601 bp,5′非编码区为146 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1041 bp,共编码346个氨基酸,包含一个保守的RRM结构域;荧光定量PCR结果显示,boule为母源因子,在整个胚胎发育时期均有表达;boule基因在处于生长期(stageⅡ)光棘球海胆的肠、管足、体腔液和性腺中均有表达,其中,boule基因在精巢表达量最高(P<0.05);在卵巢中表达量随卵母细胞的成熟而逐渐升高,在成熟期(stageⅣ)卵巢中达到最高,精巢中表达量仅在生长期(stageⅡ)及成熟前期(stageⅢ)有较高表达;切片原位杂交显示,boule基因在光棘球海胆精巢的生殖细胞中特异表达,卵巢中未检测到阳性细胞信号。研究表明,光棘球海胆boule基因是雄性生殖细胞标记基因,本研究结果可为海胆雄性生殖细胞发育相关研究提供数据资料。     

萍乡显性核不育水稻不育株与可育株同工酶比较分析

对萍乡显性核不育水稻纯合不育株、杂合不育株和隐性可育株幼穗发育期的叶片、幼穗和花药中3种同工酶表达进行了比较分析，结果表明：叶片中，不育株（纯合与杂合）与可育株的酯酶（EST）、过氧化物酶（POD）、细胞色素氧化酶（COD）的同工酶酶谱未见差异，且在幼穗发育的不同时期也基本相同；幼穗中，不育株（纯合与杂合）与可育株的EST、POD、COD的同工酶酶谱在雌雄蕊形成期存在差异，与可育株的同工酶酶谱相比，不育株除在谱带的显色速度、颜色和带宽上存在差异外，在谱带数及其分布未见差异；在单核期花药中，不育株（纯合与杂合）比可育株多1条EST、少2条POD和2条COD同工酶带，在三核期也呈上述特征。表明水稻显性核不育基因在叶片中不表达、幼穗中部分表达和花药中充分表达，水稻显性核不育基因表达具有组织的时空和特异性。花药发育过程中基因表达程序的扰乱是引起花粉败育的最主要的原因。     

花生球蛋白基因克隆及其表达分析

利用噬菌斑原位杂交技术从花生未成熟种子cDNA文库中筛选到一个花生种子贮藏蛋白基因全长cDNA,该cDNA包含一个1 886 bp的开放阅读框,可编码536个氨基酸残基,Northern分析发现,该基因在种子发育早期开始表达,在之后的各个时期表达水平均较高。     

枣ATP1基因克隆及其在雄性可育和不育品种中的表达分析

以枣树雄性不育材料JMS1及雄性可育品种‘月光’及花粉中度可育品种‘冬枣’为试材,克隆ATP1基因,并比较其在枣雄性可育和不育材料之间的表达差异。枣ATP1基因包含完整开放阅读框为1 530bp,其编码蛋白与苹果和西瓜同源蛋白相似性系数分别达95.88%和98.62%。ATP1基因在3个品种中不存在碱基差异,且确定该基因为线粒体基因。利用实时荧光定量PCR技术检测ATP1基因组织特异表达发现,JMS1的嫩枝、老枝、叶、蕾中ATP1基因的表达量较高,但在花、花药、花萼、子房中,JMS1的ATP1基因表达量均低于‘月光’。在单花发育前期JMS1中ATP1表达量高于‘月光’和‘冬枣’,在单花发育后期其表达量低于‘月光’,但高于‘冬枣’。枣花蕾发育早期ATP1基因异常高表达可能影响了ATP合酶的合成,可能与JMS1花粉完全败育的主要原因有关。     

巴西橡胶树雄性不育相关候选基因HbXTH23的表达

为了揭示HbXTH23基因在橡胶树雄性不育的功能与作用,从分子水平分析橡胶树雄性不育的机制,利用qRT-PCR对HbXTH23基因在橡胶树不同的组织器官及雄花不同发育时期的表达进行分析,并通过mRNA原位杂交技术以探明HbXTH23在橡胶树雄花中的特异性表达部位。荧光定量结果表明,HbXTH23基因在不育品种的雄花表达量明显高于在可育品种雄花的表达量,且明显高于在其他组织的表达量,而在胶乳中几乎没有表达。在雄性可育品种小孢子母细胞时期、四分体和单核小孢子时期3个阶段的变化呈现平缓上升的趋势,在不育品种中,则表现为先升高后下降的趋势,在四分体时期的表达差异最大。利用mRNA-FISH技术表明HbXTH23基因主要是在花丝（柱）、花药壁中表达,推测其在花丝（柱）和花药壁上的异常表达可能是导致雄花不育发生的原因之一。HbXTH23开放阅读框为861 bp,编码286个氨基酸,蛋白分子量为31.95 kDa,理论等电点7.62,总平均亲水性GRAVY为?0.288,氨基酸序列密集分布在负值以下,为疏水性蛋白。亚细胞定位预测HbXTH23蛋白存在于细胞壁、细胞质中。具有信号肽,其剪切位点位于第26和第27号氨基酸之间,HbXTH23与刺毛黧豆、烟草蛋白亲缘关系较近。     

水稻α-淀粉酶基因的表达模式与颖花开放的关系

【目的】淀粉降解与水稻浆片膨大和颖花开放过程密切相关,探究α-淀粉酶基因在颖花开放过程中的作用,为杂交水稻制种效率及产量的提高提供理论依据。【方法】在水稻扬花时,利用稀释碱性品红溶液进行离体穗子吸水试验,观察碱性品红在颖花中残留的组织,通过碘-碘化钾染色法确定11—14期（依据雄蕊发育分期）淀粉粒的分布变化,并通过RT-PCR、RT-qPCR和GUS报告基因检测多个α-淀粉酶基因在此期间的时空表达模式。【结果】水稻颖花开放前,内外稃片通过相互嵌合的钩合槽（marginal tissues of palea,mtp）将浆片和雌雄蕊封闭在内。当颖花开放时,浆片快速膨大,使得内外稃片的钩合点松开。扬花期间,离体穗子在稀释碱性品红溶液中吸水后,碱性品红染料主要残留在内外稃片钩合槽和浆片相连处组织以及花丝中。碘染试验显示,在12期（颖花开放前）,淀粉粒主要分布在雄蕊和内外稃片钩合槽,浆片中也有少量淀粉粒,在13—14期（颖花开放中）,内外稃片钩合槽和浆片中的淀粉粒均降解。RT-PCR分析发现OsRAmy2A和OsRAmy3D的表达量从12期开始上升,至13—14期表达量显著增强,到受精后1 d(...