沙冬青根瘤菌固氮酶基因nifH PCR-RFLP分析

利用固氮基因nifH PCR扩增,nifH PCR-RFLP及扩增产物序列分析方法对分离自宁夏和内蒙古部分地区的沙冬青根瘤菌代表菌株的nifH 进行了遗传多样性和系统发育分析.结果表明,在80%相似水平上42株根瘤菌nifH PCR-RFLP基因图谱中有5个基因型聚类群.对不同基因型代表菌株的nifH PCR产物进行序列测定和系统发育关系分析,测试菌株在系统发育地位上与中慢生根瘤菌和中华根瘤菌相近,测试菌株与温带中慢生根瘤菌(Mesorhizobium temperatum isolate HAMBI 2583)序列相似性范围为95.6%～96.9%,与草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti strain CCBAU10062)基因序列相似性范围为99.8%～100%,基因序列同源性较高.本研究中nifH基因所揭示的沙冬青根瘤菌遗传多样性和系统发育关系说明沙冬青根瘤菌受染色体基因背景、地理环境以及菌株个体的进化而存在一定的差异.     

花生RuBPCase小亚基基因的克隆与序列分析

根据已知植物的核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(RuBPCase)小亚基基因序列设计简并引物,采用RT-PCR技术从花生叶片中克隆得到RuBPCase小亚基基因,命名为AhrbcS,Genbank登录号为KF607110,该基因编码区长度为549 bp,编码182个氨基酸.序列比对结果表明,AhrbcS编码蛋白与绿豆、菜豆、大豆、短绒野大豆和烟豆等具有较高的相似性.     

四川黑熊(Ursus thibetanus mupinensis)线粒体NADH脱氢酶亚基1基因(ND1)的序列分析

以四川境内的四川黑熊(Ursus thibetanus mupinensis)为研究对象,根据已报道的若干物种的NADH脱氢酶亚基1基因(ND1)序列信息设计引物. 运用PCR技术从四川黑熊毛囊组织的总DNA中扩增出ND1基因序列. 采用GenScan、Blast 2.1、ORF finder和Clustal W等软件分别对DNA序列进行预测、相似性比较、ORF查找以及多序列比对,并利用PredictProtein软件对蛋白质进行预测和结构分析. 结果表明;PCR扩增所得DNA序列长度为957 bp,包含了ND1基因,其ORF为957 bp,编码317个氨基酸,编码蛋白的分子量为35.6×103 Da,pI为7.83. 四川黑熊的ND1基因序列及其所编码的氨基酸序列与其它熊、浣熊和小熊猫等动物的ND1基因序列和对应的氨基酸序列具有较高的相似性.     

木薯细菌性枯萎病菌hrpG和hrpX基因的克隆和初步分析

根据黄单胞类病原菌hrpG和hrpX基因序列,设计简并引物,通过PCR扩增从我国木薯细菌性枯萎病菌中克隆到这2个基因.结果表明:10个菌株的hrpG基因编码区长度均为792 nt,编码263个氨基酸,相互之间最多有4个碱基和1个氨基酸的差异;而hrpX基因编码区长度均为1 431 nt,编码476个氨基酸,相互之间最多有4个碱基和3个氨基酸的差异.所获hrpG基因序列和辣椒斑点病菌等黄单胞菌同源基因相似性最高,核苷酸序列为95％,氨基酸序列为96％.所获hrpX基因核苷酸序列和辣椒斑点病菌等的相似性最高,为97％,而氨基酸序列和柑橘溃疡病菌等同源基因相似性最高,为99％.这2个基因的聚类分析结果表明,木薯细菌性枯萎病菌和豆褐色黄单胞菌、柑橘溃疡病菌和甘蓝黑腐病菌的亲缘关系最近.     

大豆NUDX基因家族全基因组分析

【目的】利用大豆基因组Wm82.a2.v1,以拟南芥NUDX基因序列作为参考,通过全基因扫描,在大豆基因组中鉴定大豆NUDX基因家族。【方法】通过比对不同植物NUDXs蛋白序列,分析其保守结构特征,并采用模式匹配的方法分析大豆中具有相同结构的蛋白。利用ProtParam、TargetP1和WoLF-PSORT在线程序,分析候选基因编码蛋白质的亚细胞定位,根据多序列比对结果,利用MEGA5.1进行系统进化分析,最终根据大豆转录组数据对上述挖掘到的基因的表达模式进行分析。【结果】在大豆基因组中共找到69个推定的NUDX基因,分布于20条染色体上,其中56个具有单nudix水解酶结构域。对这69个基因的系统进化分析表明,大部分的GmNUDXs具有2个拷贝,且在大豆基因组上成对出现,这反映出了古老的基因组复制事件。对69个基因的表达分析表明,GmNUDXs在大豆中的表达不具有组织特异性,但表现出了明显的丰度变化:69个基因中:24个基因具有高表达丰度,26个基因具有中等表达丰度,10个基因具有较低表达丰度,9个没有发现表达序列,表明这9个基因可能为假基因。【结论】从大豆基因组数据库中挖掘到69个GmNUDXs,分布于大豆的20条染色体上,在大豆中可能具有多种功能。     

应用变性梯度凝胶电泳和16S rDNA序列分析对山羊瘤胃细菌多样性的研究

 以取自3头安装有永久性瘤胃瘘管的土种山羊的瘤胃内容物为材料, 经过DNA抽提和PCR扩增, 扩增产物利用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE，一种DNA指纹技术)分析瘤胃细菌在两种日粮条件下的多样性。同时利用基因序列分析技术，分析了16个在DGGE胶上有匹配带的克隆的16S rDNA序列，并与现有的数据库进行了比较。结果表明，饲喂基础日粮时3头山羊瘤胃内容物的DGGE图谱有一定的相似性(43%～55%)；饲料中添加大豆黄酮一定程度上影响了瘤胃细菌的组成，DGGE谱带变化程度分别为1号36%、2号46%、3号30%。基因序列分析表明，DGGE图谱中优势条带的16S rDNA基因序列中有5个基因序列与基因数据库登录的相关序列的相似性大于97%，8个基因序列的相似性在90%～96%，余下的低于90%。相似性大于97%的5个克隆中，只有1个被鉴定为Prevotella sp.，其余4个都属于未被鉴定的瘤胃细菌。     

抗稻瘟病菌链霉菌JK-1聚酮合酶合成基因的克隆

利用前人已报道的经典的KA系列、LC系列及MT系列简并引物扩增Streptomyces JK-1基因组DNA,共获得10条目标片段,所有序列的GC含量均在70%左右,具有链霉菌的高GC含量特性。其中片段1与S.coelicolor A3(2)的AL939117.1基因序列在50%可比对序列上有90%的相似性,片段2与S.ambofaciens ATCC 23877的Am238663.1基因序列在95%可比对序列上有81%的相似性,片段10与S.avermitilis MA-4680的BA000030.3基因序列在93%可比对序列上有85%的相似性。其余7条序列与GeneBank数据库中的序列无相似性。分析结果表明,已获得了新的PKS基因的部分片段,这些片段可以作为下一步获得PKS基因全长的有效探针。     

基于Perl脚本的大豆核苷酸序列高通量提取

自从大豆全基因组测序完成和序列公布之后,阐明每个基因的生物学功能和调控网络成为当前的主要任务。基于Perl脚本开发了一套可以高通量、快速提取序列的程序,该程序可以批量提取大豆染色体某个区间的核苷酸序列并利用其他工具进行批量分析,还可用于某个基因在全基因组中的所有序列分析。本研究分别对大豆第4染色体Glyma04g00930.1～Glyma04g01740.1区间的基因序列和水通道蛋白基因家族成员TIP(液泡膜水通道蛋白)序列进行提取。结果发现:Glyma04g00930.1～Glyma04g01740.1区间共含有112个基因序列;大豆全基因组共有91个TIP基因,在20条染色体上均有分布,且在第12染色体上分布最多,多达10个,暗示该染色体可能对大豆的水分利用效率起着重要作用,基因所含内含子数为1～8个。序列提取所用的2个脚本程序可以从http://www.zlhyd.com/sxbi/soybean_strict.rar下载。     

纤维素酶系基因的克隆与序列分析

根据Gen Bank已报道的枯草芽孢杆菌的基因序列,设计特异性引物,经PCR分别从B.subtilis L、B.subtilis K基因组中扩增得到3个纤维素酶基因序列,基因片段分别长约700、1 500、1 700 bp。连接到T载体上进行测序,获得该3个纤维素酶基因片段的DNA序列,在线比对分析表明3个基因的部分碱基序列与已报道的纤维素酶基因的序列同源性达99%。这3个基因的全序列在Gen Bank中未见报道,且通过软件对比,三者没有任何相似性。根据3个纤维素酶基因的来源分别命名为Lcen、Ken、Kkg。借助软件分析确定Lcen基因全长699 bp,基因序列为1个完整的阅读框,连续编码232个氨基酸。Ken基因全长1 500 bp,连续编码499个氨基酸。Kkg基因全长1 686 bp,基因序列为1个完整的阅读框,连续编码561个氨基酸。3个基因均属于纤维素酶家族大类。     

不同基因型大豆GS活性动态规律研究

通过对不同基因型大豆GS活性变化规律的研究,结果表明：不同基因型大豆叶片GS活性变化趋势基本一致,呈双峰曲线。野生大豆茎秆和根系GS活性变化呈单峰曲线,其它品种呈双峰曲线。野生大豆荚皮GS活性呈持续下降的趋势,其它品种先上升后下降。除根瘤外其它器官GS活性野生大豆明显低于栽培大豆。不同器官GS活性比较顺序为：叶片〉根瘤...     

蒙古冰草GDSL酯酶/脂肪酶基因的序列及表达分析

为挖掘蒙古冰草(Agropyron mongolicum)中的GDSL酯酶/脂肪酶基因，以干旱胁迫下蒙古冰草转录组测序得到的Unigenes为对象，利用生物信息学方法对蒙古冰草GDSL脂肪酶基因进行理化性质、亚细胞定位、同源性以及系统发育进化分析，同时对不同干旱处理条件下的GDSL脂肪酶基因进行表达分析。结果表明：蒙古冰草中52个GDSL脂肪酶基因，蛋白质分子量在6.80～44.77 kU,66～420个氨基酸，pI 4.27～9.42;52个蒙古冰草GDSL脂肪酶基因亚细胞定位预测显示细胞外基质、叶绿体、细胞核、细胞质、细胞膜、细胞壁均有分布；将其与13个已知具有抗旱功能的GDSL脂肪酶基因进行同源性对比及进化树构建，蒙古冰草GDSL脂肪酶基因与水稻、大麦、拟南芥、木豆、大豆、蜡梅、辣椒的GDSL脂肪酶基因均有较高相似性。在干旱处理0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0 d及复水1.0 d,与对照(CK)相比，14个基因呈显著下调表达，38个基因呈现为上调表达。对6个蒙古冰草GDSL脂肪酶蛋白跨膜及信号肽和磷酸化预测结果显示，DN26944＿c0＿g1属于跨膜蛋白；DN269...     

基于叶绿体基因的香蕉遗传多样性研究

以7种不同来源的香蕉为材料,选择2个叶绿体基因组的非编码区序列(即rpl16内含子序列和psaA-ycf3基因间隔序列),进行PCR扩增、克隆转化及测序,采用邻接法(NJ)构建系统进化树,并测算了相对遗传距离.结果表明,巴西蕉与另外6个抗枯萎病香蕉品种间存在一定的遗传差异,但遗传差异程度不大.     

橡胶树HbSUT3的分子进化分析

【目的】揭示HbSUT3的分子进化特点,及其与产量的相关性。【方法】克隆获得橡胶树5个大规模推广品种、9个1981′IRRDB野生种质和7个橡胶树属其它种或变种共计21份材料的HbSUT3及其同源基因（统称为SUT3）的cDNA序列,以及其中10个材料的基因组序列,利用MEGA软件(版本4.02)对获得的序列进行基因序列分析,并采用NJ法构建分子进化树。【结果】橡胶树属不同材料的SUT3均由4个外显子和3个内含子组成,其cDNA编码区长度均为1 608 bp;不同材料序列的转换/颠换比均小于2.0,Ks值普遍大于Ka值;系统进化分析显示,高产的橡胶树种质趋于聚为一类,但橡胶属不同种的材料也可以聚在一起。【结论】橡胶树HbSUT3是一个进化相对保守的基因,其分子进化与橡胶树产量性状有一定的相关性,橡胶树属内的不同种和变种可能属于一个物种综合。     

黑豆NBS类抗病基因同源片段的克隆与分析

根据已克隆的抗病基因保守结构域设计简并引物,以湖南黑豆（HH）为试材,通过RT-PCR,从cDNA中扩增抗病基因同源序列,测序鉴定出2个含有通读阅读框的DNA片段：FNBSl、FNBS3。FNBS1大小为534bp,编码178个氨基酸;FNBS3大小为513bp,编码169个氨基酸。BLASTP分析表明,2个片段均具有NB-ARC结构域（与植物抗病有关）,并且包含p-loop、Kinase-2、HD等结构域。基因FNBSl与大豆基因RPMl-like编码的氨基酸序列的同源性为98％,基因FNBS3与大豆基因N-like 编码的氨基酸序列的同源性为99％,推测FNBS1、FNBS3可能是黑豆NBS-LRR类抗病基因的核心区域。     

大豆基因组中TOC1同源基因的生物信息学分析

利用Phytome、TAIR、NCBI网站及其数据库和MEGA 4.0、Clustal X软件,对大豆(Gly-cine max)基因组中TOC1同源基因进行了生物信息学分析,确定了GmTOC1基因及其在染色体上的物理分布、内含子-外显子结构,进行了氨基酸序列比对,并研究了其系统发育学地位。结果表明,GmTOC1与AtTOC1亲缘关系较近,都具有保守的调节区域,而且可能具有相似的生物钟调控功能。此外发现,大豆基因组中含有4个拷贝的TOC1同源基因,它们在生物进化过程中保留了与拟南芥同源的结构和功能。     

大豆SBP基因家族的序列特征、表达及进化分析

SBP基因家族是植物所特有的一类重要转录因子,由多个成员组成,主要参与植物生长、发育以及多种生理生化过程.试验在大豆基因组中鉴定49个SBP基因,被命名为GmSBP1~49.基于生物信息学手段,对大豆该基因家族49个成员的基因结构、染色体定位、蛋白保守序列、亚细胞定位、表达情况及进化关系进行分析.序列分析表明,SBP基因家族成员分散于不同染色体上,不同基因具有不同个数的外显子,其数目变异范围为1~14;该家族蛋白含有5个保守基序,尽管与SBP结构域有所重叠,但它们能形成6种不同的组织模式,这说明该基因家族序列变异较为复杂.表达分析结果显示,除GmSBP2和GmSBP11等6个基因没有相应的EST外,其余基因都有转录活性;在具有转录活性的基因中,只有GmSBP46显示出组成型表达模式,剩余基因表现出不同程度的组织特异性表达模式.拟南芥、水稻和大豆SBP蛋白的进化树揭示该家族具有8个类群,其中E类群只包括大豆SBP基因,其他类群中大豆SBP基因数目也是最多,这充分说明大豆SBP基因家族起源与进化的复杂性.研究为大豆SBP基因功能研究提供线索     

大豆转录因子基因GmMYB111的克隆及功能分析

【目的】克隆大豆MYB转录因子基因,进行序列分析和表达模式分析,并对其功能进行鉴定。【方法】通过对盐胁迫相关的数字表达谱（DGEP）数据分析,获得一个MYB转录因子GmMYB111;以盐胁迫处理的cDNA为模板,利用RT-PCR法分离克隆MYB基因cDNA编码序列;根据GmMYB111蛋白序列进行同源性搜索,得到与GmMYB111蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列;使用 MEGA5.05对GmMYB111蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建同源物种间系统进化树;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在大豆中受非生物胁迫诱导表达情况及组织特异性表达情况;利用拟南芥原生质体转化体系分析GmMYB111的亚细胞定位情况;通过酵母杂交系统检测其转录激活活性以及体外结合活性。【结果】根据前期江苏省农业科学院农业生物技术研究所盐土农业研究室盐胁迫相关的数字表达谱（DGEP）数据获得盐胁迫响应显著上调（27倍）的GmMYB111,利用RT-PCR方法从栽培大豆根组织中克隆该基因片段,序列比对发现其与已公布的Williams82基因组数据库序列一致,生物信息学分析表明,其编码的氨基酸序列具有MYB类转录因子的共同特征,其N端具有R2、R3两个MYB结构域,同时其C-端还存在一个富含酸性氨基酸的转录激活区;系统进化树分析表明,该基因编码的蛋白与GmMYB76、GmMYB12a以及苜蓿MtMYB61的亲缘关系最近; GmMYB111在大豆中的表达受高盐、干旱、冷害和ABA诱导表达,实时荧光定量PCR检测结果显示,在高盐和冷害胁迫下,GmMYB111呈上调表达,在干旱胁迫诱导后呈先上调后下调的表达模式,在ABA诱导下其表达量呈现波动式上调和下调表达;时空表达分析表明,GmMYB111为组成型表达,在大豆幼苗期和成熟期的表达量相对较强,成熟期的表达量相对较低,从不同组织来看,GmMYB111在茎、叶和花中表达量最高,在根中表达量相对较低,在豆荚中不表达;亚细胞定位结果显示GmMYB111定位于细胞核中,为典型的转录因子;酵母杂交系统检测表明,GmMYB111具有转录激活功能,并且能够与顺式作用元件TAACTG基序相结合。【结论】GmMYB111为典型的R2R3-MYB转录因子基因,具有转录激活活性及DNA结合活性,在大豆中的表达可能与大豆的非生物胁迫和ABA信号转导途径有关,推测其可能通过调节下游基因的表达来调控大豆对非生物胁迫的应答。     

大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1的克隆及功能分析

【目的】获得大豆疫霉根腐病抗性相关基因,为培育大豆抗病品种提供理论依据。【方法】在以大豆抗病品种绥农10构建的受疫霉菌诱导后差异表达的cDNA消减文库的基础上,选取文库中一条与其它植物的DR1基因具有较高同源性且上调表达的EST序列。通过RT-PCR方法从绥农10中克隆该基因,并构建到植物表达载体pCAMBIA3301上,以感病品种东农50的子叶节为外植体通过根癌农杆菌介导的方法进行大豆遗传转化。【结果】该基因全长805 bp,开放读码框为471 bp,编码156个氨基酸,在此命名为SDR1。遗传转化获得转基因PCR鉴定阳性植株5株,Real-time PCR检测T1转基因植株较非转基因植株SDR1表达量提高20倍以上的有3株,经Southern杂交分析表明,出现杂交信号的有3株。经离体叶片接种大豆疫霉菌,转基因大豆的抗性较非转基因大豆明显提高。【结论】成功克隆了大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1,并通过对过量表达的大豆转基因植株的抗病性鉴定初步确定了SDR1的抗病功能。     

大豆与棉花抗性基因类似物的同源性比较及其进化分析

已知许多植物抗病基因的蛋白质产物具有保守的结构域 ,如NBS、LRR、TM等。根据烟草的N基因、亚麻的L6基因和拟南芥的RPS 2基因的保守序列设计了 1对简并引物 ,并以应县小黑豆基因组DNA为模板 ,PCR扩增获得 16个不同的RGA片段 ,大小在 470～5 45bp ,且不同程度地含有抗病基因的保守序列 ,如GGVGKTT、GSRII、GLPL等。与已知大豆、棉花RGA进行比较 ,发现该试验获得的大豆RGA和用相同引物扩增获得的棉花RGA核酸序列以及相应的氨基酸序列之间同源性较低 ,与已经克隆的大豆RGA及其氨基酸序列之间相似性较高。在分子水平揭示了大豆及棉花RGA的起源及其进化。