菊花在形态、组织结构和基因表达方面对弱光的响应

【目的】探索2个菊花品种清露和公子对弱光响应的差异。【方法】设定自然光照和20%自然光照2个光照条件,测量叶片形态、茎解剖结构、叶片超微结构及相关基因的表达。【结果】生长在20%光照条件的植株徒长、节间变长,比叶重下降,经双因素分析发现,品种因子对节间长和叶柄长影响达到显著水平,光照因子对节间长、叶柄长影响达到极显著水平,对比叶重影响达到显著水平。弱光条件下清露表皮和皮层细胞呈不规则变形,维管束细胞显著变形,公子受到的影响较小。在弱光处理条件下,清露和公子叶片叶绿素a/b结合蛋白基因2(CmLhcb2)和1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因2(CmACO2)表达量均有不同程度的上调,清露叶片CmLhcb2在0～3 d内快速上调,CmACO2在第1天显著增加,第2天开始下降,而公子叶片中以上2个基因的表达量在0～4 d逐步增加。【结论】随着弱光处理时间的延长,清露在组织结构和超微结构方面都受到影响严重,而公子作了适应性调整来抵御弱光胁迫。     

MITF基因表达与绵羊季节性发情及产羔数关系初探

为初步探究MITF基因表达和绵羊季节性发情及产羔数的关系,本试验以季节性发情的苏尼特羊(Sunite sheep,SNT)和常年发情的小尾寒羊(Small Tail Han sheep,STH)为研究对象,利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析SNT在不同光照条件下(短光照、长光照)及STH不同繁殖时期(卵泡期、黄体期)的下丘脑等组织中MITF基因的表达差异及该基因在STH单、多羔母羊卵泡期繁殖器官(卵巢、子宫体、输卵管)中的表达差异。结果表明:1)MITF基因在2个绵羊品种的不同组织中广泛表达且繁殖器官(卵巢、子宫体和输卵管)中该基因表达量较高;2)在长光照条件下SNT垂体中MITF表达量极显著高于短光照条件下表达量(P0.01);3)STH卵巢中MITF表达量在卵泡期极显著高于黄体期(P0.01),而子宫体、输卵管中该基因表达量在黄体期显著(P0.05)或极显著(P0.01)高于卵泡期;4)单羔组STH子宫体、输卵管中MITF表达水平极显著(P0.01)或显著(P0.05)高于多羔组。综上,MITF基因表达与绵羊季节性发情及产羔数存在一定关联,需要进一步进行生物学功能验证。     

绵羊繁殖轴相关组织TPH1和TPH2基因表达分析及TPH2基因多态性与产羔数的关系

为探讨TPH1和TPH2基因在绵羊不同繁殖状态下的表达差异及TPH2基因多态性与小尾寒羊产羔数的关系,利用实时荧光定量PCR技术检测该2个基因在不同繁殖状态下成年苏尼特羊(短光照3只,长光照3只)和小尾寒羊(卵泡期3只,黄体期3只)的大脑、小脑、下丘脑、松果体、垂体、卵巢、输卵管、子宫、肾脏和肾上腺等10种组织中的相对表达量;同时采用Sequenom MassARRAY?SNP技术检测TPH2基因单核苷酸多态位点SNP在常年发情绵羊品种(小尾寒羊、湖羊和策勒黑羊)和季节性发情绵羊品种(滩羊、苏尼特羊和草原型藏羊)的多态性,并将基因多态性与小尾寒羊产羔数进行关联分析。结果表明:该2个基因在2个绵羊品种各组织广泛表达,TPH1基因在苏尼特羊下丘脑和松果体中短光照表达量极显著高于长光照(P0.01),在苏尼特羊垂体中短光照表达量显著高于长光照(P0.05),在小尾寒羊垂体和卵巢中卵泡期显著低于黄体期(P0.05);TPH2基因在苏尼特羊卵巢组织长光照下的表达量显著高于短光照(P0.05),TPH2基因在小尾寒羊下丘脑组织中卵泡期的表达量极显著高于黄体期(P0.01)。小尾寒羊中TPH2基因g.107854166CT和g.1078541669CT 2个SNP位点关联分析表明,该2个位点与季节性发情性状和小尾寒羊第1、2以及第3胎产羔数均无显著关联(P0.05)。综上,TPH1和TPH2基因在苏尼特羊绵羊下丘脑和松果体中呈季节性光照节律差异表达,暗示其可能参与季节性发情上游基因的调控,而TPH2基因可能参与调控小尾寒羊下丘脑中激素分泌和卵巢发育,但g.107854166CT和g.1078541669CT不是调控季节性发情和小尾寒羊产羔数的关键位点。     

小麦转录因子TabHLH041基因的克隆与表达分析

利用RT-PCR方法从小麦品种辽春10号中克隆得到1个b HLH转录因子基因Tab HLH041,并对其表达特性进行分析,以期为研究b HLH转录因子在小麦发育中的功能奠定基础。结果表明,Tab HLH041c DNA开放阅读框(ORF)长1 179 bp,编码392个氨基酸,Tab HLH041蛋白在C端含有1个b HLH结构域;该基因包括4个外显子和3个内含子。系统发育分析发现,Tab HLH041蛋白与大麦b HLH蛋白亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明,总体上该基因的表达具有昼夜节律性,在光照条件下表达量呈下降趋势,在黑暗条件下表达量呈上升趋势。在低温条件下,Tab HLH041基因的表达呈现前期被诱导、后期被抑制的特征,处理24 h时低温的抑制作用最明显;在高盐、外源ABA和干旱处理条件下,Tab HLH041基因的表达持续受到抑制。综上,Tab HLH041基因可能参与光周期及逆境胁迫的信号转导途径。     

山羊早期胎儿组织TET1与Wnt通路基因的表达变化及其相关性

【目的】通过检测TET1和Wnt信号通路相关基因以及DKK家族基因在山羊胎儿发育早期的表达变化,分析TET1与Wnt通路基因的相关性,为TET1调控山羊胎儿发育研究提供理论依据。【方法】选取12只健康大足黑山羊母羊,自然发情后与同一只种公羊自然交配。采用剖腹产手术的方法,分别获得妊娠20、25、30、60和90d的胎儿,对胎儿的生长指标(体重、体长)进行统计,并采集了60和90d胎儿的组织器官样品(心、肝、肺、肾、脑、皮肤),通过Real-time PCR(RT-PCR)检测各样品中TET1基因,DKK家族基因(DKK1、DKK2、DKK3)和Wnt家族基因(Wnt2、Wnt2b、Wnt4、Wnt5a、Wnt5b、Wnt7b、Wnt16)的相对表达量。利用SPSS软件分析山羊胎儿发育早期不同阶段TET1与WNT信号通路相关基因相关性以及基因表达显著性(P0.05)。【结果】山羊妊娠早期胎儿生长在60d后有显著变化。荧光定量检测结果表明,TET1基因表达随妊娠天数的增加呈上升趋势。Wnt家族基因在山羊胎儿发育中都检测到表达(Wnt2,-2b,-4,-5a,-5b,-7b,-16)。其中,Wnt2和Wnt7b表达量随胎儿发育逐渐增高;Wnt2b、Wnt5a、Wnt5b、Wnt7b在妊娠30 d时有显著高表达(P0.05);Wnt4在胎儿发育20 d时表达显著(P0.05);Wnt16基因在妊娠25 d有显著高表达(P0.05)。DKK家族基因表达检测结果显示,DKK1在胎儿发育早期阶段都有表达,DKK2/3在妊娠初期表达量较低,后期表达增高。通过组织中基因表达检测显示,TET1在90d胎儿肝、肺、肾和脑中的表达水平相比于60d胎儿组织升高,肝中表达量显著(P0.05)。Wnt家族基因Wnt2在组织器官中有相对活跃的表达,妊娠90d胎儿肺中表达量极显著(P0.01);Wnt16基因在胎儿皮肤组织中表达显著(P0.05),且维持在一个较高的水平;Wnt5a和Wnt7b在肾中表达显著(P0.05),其他Wnt基因在组织中都有表达。相关性分析显示,胎儿生长指标(体重、体长)变化与TET1的表达呈极显著正相关(P0.01);TET1在胎儿发育早期的表达与Wnt2、Wnt7b、Wnt16呈现正相关,与Wnt2b、Wnt4、Wnt5a、Wnt5b呈负相关,其中与Wnt5b呈显著负相关(P0.05),与Wnt7b呈极显著正相关(P0.01)。Wnt通路基因之间也有相互关系,Wnt2与Wnt4呈极显著负相关(P0.01)。Wnt2与Wnt7b,Wnt2b与Wnt5a、Wnt5b,Wnt5a与Wnt5b呈极显著正相关(P0.01)。Wnt4与Wnt5a呈显著正相关(P0.05)。【结论】获得了TET1与Wnt基因在山羊胎儿发育早期的表达模式,并进行了相关性分析,填补了这些基因在山羊方面的研究空白;TET1与Wnt基因对山羊胎儿早期的发育和组织的形成是一个动态的调控变化过程;TET1基因表达与部分Wnt基因呈现显著正相关,部分呈现显著负相关;Wnt通路基因之间表达量呈现一定的相关性。这些数据为TET1与Wnt分子调控山羊早期胎儿发育的机制深入研究提供了参考。     

2个大豆RNA依赖的RNA聚合酶基因GmRDR6a和GmRDR6b的克隆与分析

利用同源克隆的方法从大豆品种‘科丰一号’中分离出2个RDR6基因,分别将其命名为GmRDR6a和GmRDR6b基因,并对其进行序列分析、植物组织表达以及抗逆境胁迫表达分析。结果表明:GmRDR6a基因位于大豆基因组的6号染色体上,基因全长为4 389 bp,包含一个长度为744 bp的内含子,其ORF长度为3 615 bp,编码1 204个氨基酸,相对分子质量和等电点分别为297.5×103和4.86;GmRDR6b基因位于大豆基因组的4号染色体上,基因全长为4 002 bp,包含一个长度为387 bp的内含子,其ORF长度为3 615 bp,编码1 204个氨基酸,相对分子质量和等电点分别为296.89×103和4.86;GmRDR6a和GmRDR6b都含有RDRs家族的保守序列DLDGD;2个基因在所有被检测组织中均表达,并且在花中的表达量最高;荧光定量结果表明:在大豆花叶病毒(SMV)处理下,2个基因在抗病材料‘科丰一号’中的表达量均显著高于感病材料‘南农1138-2’,在非生物胁迫下,GmRDR6a基因在盐和干旱处理下根、茎、叶组织中的表达量均提高,其中盐处理下根中的表达量最高,ABA诱导条件下出现早期响应,但是在冷害处理下该基因的表达量没有明显变化;GmRDR6b基因在盐、ABA处理下,表达量很高,冷害处理下出现早期响应,但是在干旱条件下,该基因表达趋势不明显。     

玉米PIN家族基因在雌花序发育过程中的表达分析

生长素是一类重要的植物发育调控因子,其代谢和转运在植物的器官形成和分化中均发挥重要作用。植物特有的生长素外运载体PIN是一类膜蛋白,和生长素极性运输相关。本研究中,我们对玉米PIN基因家族的14个成员在雌花序发育过程中的表达模式进行了分析。除了未检测到ZmPIN9基因的表达外,其余13个基因根据表达模式可分为三类:第一类包括ZmPIN1a、ZmPIN1b、ZmPIN1d、ZmPIN5c和ZmPIN8五个基因,在SPM(小穗对原基)时期表达量最高;第二类包括ZmPIN1c、ZmPIN10b、ZmPINx和ZmPINy四个基因,在SM1(小穗原基早期)时期表达量最高;第三类包括ZmPIN2、ZmPIN5a、ZmPIN5b和ZmPIN10a四个基因,在F(花器官)时期表达量最高。为了进一步了解ZmPIN家族基因的表达模式,我们对这14个基因在不同组织器官中的表达模式进行了分析,依然未检测到ZmPIN9基因的表达,可能是其表达量极低或在特定部位或特定时期表达;ZmPIN5a基因在叶中的表达量最高;其余12个ZmPIN基因均在雄花序中高表达。这些结果说明ZmPIN基因在玉米生殖器官尤其是雌花序的发育过程中起重要作用。     

不同光照条件对兴国灰鹅FSHβ、PRL和VIP基因mRNA表达水平的影响

为研究不同光照条件对下丘脑-垂体-性腺繁殖调控轴的影响,对兴国灰鹅分别进行不同光照时间和强度的处理。结果发现,不同光照时间条件下,长光照试验组个体输卵管中FSHβ基因的表达量极显著低于对照组中的表达量(P0.01);在下丘脑中,试验组个体VIP基因的表达量显著高于对照组(P0.05);而PRL基因在两组相同组织中表达差异均不显著(P0.05)。在30和80勒克斯光照强度条件下,试验组和对照组在所检测的组织中FSHβ、PRL和VIP基因表达规律一致,表达水平差异均不显著(P0.05)。由此可见,光照时间对兴国灰鹅繁殖调控轴中的FSHβ、PRL和VIP基因表达的影响较大,为兴国灰鹅反季节调控繁殖提供理论依据,光照强度对兴国灰鹅繁殖调控的作用还需进一步的研究。     

金鱼Dmrt2基因表达分析

采用荧光定量PCR技术检测了Dmrt2基因的两个亚型Dmrt2a和Dmrt2b在金鱼(Carassius auratus)不同发育时期以及不同组织中的表达情况,用RACE技术克隆得到金鱼Dmrt2a cDNA序列的全长为1 755 bp,5’和3’非编码区长分别为188 bp和67 bp,推测的开放阅读框可编码499个氨基酸的多肽。分子系统进化分析表明金鱼Dmrt2a与其它鱼类Dmrt2a基因聚成一支,与斑马鱼(Daniorerio)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)、青鳉(Oryzias latipes)、罗非鱼(Oreochromis Niloticus)Dmrt2a的同源性分别为85%、61%、58%、58%。荧光定量PCR结果揭示,Dmrt2a在精巢中表达量最高,在卵巢中次之,而Dmrt2b在卵巢中表达量最高,在精巢中次之,二者在肾脏、消化道、肝脏、心脏和脑中都有表达,但表达量低;不同发育时期胚胎和仔鱼的Dmrt2a和Dmrt2b表达量变化很大,Dmrt2a在受精后24 h达到最高值,之后表达量降低,而Dmrt2b在孵化后仔鱼中表达量显著增加。     

棉花盐胁迫途径中蛋白磷酸化同源基因(GhSOS2)2种剪接体的克隆及表达分析

【目的】了解棉花在盐胁迫条件下相关基因的表达,并克隆与抗(耐)盐相关的重要基因。【方法】通过筛选棉花EST数据库,并对目标EST序列进行整合,对中棉所49在非盐胁迫和盐胁迫条件下进行处理并利用RT-PCR的方法克隆了质膜Na+/H+逆向转运蛋白途径中的1个蛋白磷酸化同源基因,命名为GhSOS2,并通过实时荧光定量PCR对其表达特征进行分析。【结果】序列分析表明,该基因成熟mRNA的剪接存在2种可选择性的剪接体,分别命名为GhSOS2a(GenBank登录号:GU188960)和GhSOS2b(GenBank登录号:GU188961),分别编码445和421个氨基酸残基。由于剪接方式的差异,导致GhSOS2a比GhSOS2b多出一个外显子(长度为72bp)。实时荧光定量PCR分析表明,GhSOS2a在非盐胁迫和盐胁迫条件下的根茎组织、叶组织均表达,但GhSOS2b仅在盐胁迫条件下的根茎组织、叶组织表达,且表达量远高于GhSOS2a。【结论】在棉花盐胁迫过程中,GhSOS2存在2种可选择性剪接体,而且可能主要是GhSOS2b参与棉花的质膜Na+/H+逆向转运蛋白途径并发挥一定作用。