BraSDG8 RNA干扰载体的构建及其对拟南芥的遗传转化

BraSDG8是拟南芥SDG8的同源基因,同属于ASH1家族,与开花调控相关。在克隆得到BraSDG8全长cDNA序列的基础上,选取其中一段保守片段构建RNA干扰载体pFGC5941-BraSDG8,并通过农杆菌GV3101介导,浸花法转化野生型拟南芥Col,获得了1株稳定遗传的转基因植株,为进一步研究BraSDG8的基因功能奠定了良好的基础。     

BraSDG2 RNA干扰载体的构建和拟南芥的遗传转化

多倍化是植物进化过程中的自然现象,也是植物进化的重要源泉。在前期的研究中,通过生物信息学分析发现二倍体的白菜型油菜中存在两个拟南芥SDG2的同源基因BraSDG2a(Bra037086)和BraSDG2b(Bra039562)。经序列比对,选取258 bp的保守序列构建RNA干扰载体pFGC5941-BraSDG2-RNAi。通过浸花法转化野生型拟南芥(Col-0),经抗性筛选及PCR检测,获得1株表型稳定的转基因植株。通过对T4代转基因拟南芥(纯合体)的表型观察发现,BraSDG2 RNA干扰转基因植株具有拟南芥sdg2突变体相似的生物学表型,植株弱小、种子稀少。本试验为进一步研究Bra SDG2的生物学功能奠定基础。     

不同生态型拟南芥FLC基因的序列分析

[目的]对拟南芥春化作用相关基因FLC的序列分析。[方法]先期经过对拟南芥自然群体的春化反应的QTL分析,发现拟南芥5号染色体上有一个与开花有关的QTL,本实验就是运用序列分析确定它与FLC基因是否具有同源性。[结果]意大利拟南芥与瑞典拟南芥在第27位、第461位、第501位、第638位、第738位、第884位碱基上不同。虽然这些碱基有所不同,但是密码子编码出来的第9个氨基酸、第167个氨基酸、第246个氨基酸,由于密码子的简并性,编码的蛋白质均相同。[结论]拟南芥具有丰富的遗传多样性,其FLC基因序列长度高度保守、碱基变异位点丰富密码子的简并性它们均编码同一种氨基酸对拟南芥生长没有影响。这表明拟南芥的基因序列会受到环境的影响。     

杨树PtYbeY基因克隆及转化拟南芥的研究

为了探究杨树YbeY基因的功能,以毛果杨为材料,采用同源克隆法克隆PtYbeY基因,应用农杆菌介导的花蕾浸泡法异源转化拟南芥atybeY突变体植株,表型分析其生物学功能。序列分析表明,杨树PtYbeY基因的CDS全长1 761 bp,编码568个氨基酸,含有UPF0054 domain和HAD hydrolase-like domain双结构域。异源转化后拟南芥突变体植株由黄色表型恢复为野生型绿色的表型。表型分析结果显示杨树PtYbeY基因可以回补拟南芥atybe Y基因突变体的表型,暗示着这两个同源基因有类似的生物学功能,这为进一步阐明PtYbeY的功能及作用机制奠定了分子基础。     

毛竹cab-PhE11基因的克隆与序列分析

采用RT-PCR技术和RACE-PCR技术,从毛竹(Phyllostachys edulis)中分离了捕光叶绿素a/b结合蛋白基因cDNA编码区全长,命名为cab-PhE11(GenBank登记号:EU327783)。该基因全长1154 bp,编码区cDNA全长753 bp,编码250个氨基酸。生物信息学分析表明,在cab-PhE11编码的蛋白第62~239位包括典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域,还包含1个N-糖基化位点、1个酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、5个N-肉豆蔻酸化位点以及1个丙氨酸富集区。序列相似性分析结果表明,cab-PhE11编码的氨基酸序列与玉米、绿豆、拟南芥、烟草等的cab基因有较高的相似性,都在80%以上,该基因属于lhcb6类基因。     

拟南芥ATMYB2转录因子的cDNA序列分析及其细胞定位

根据GenBank中收录的拟南芥At Myb2基因(GenBank登录号:AK229140)的cDNA序列设计1对引物,对拟南芥中叶片提取的总RNA进行扩增和克隆,并将拟南芥ATMYB2蛋白氨基酸序列进行同源性比较和蛋白定位分析.结果表明:At Myb2基因cDNA全长为816 bp,编码272个氨基酸和1个终止密码子,具有2个典型的MYB类转录因子基因的DNA结合区,分别为23-70、79-118位氨基酸,属于典型的R2,R3-MYB转录因子;经过氨基酸比对发现,拟南芥ATMYB2蛋白与水稻的ATMB18蛋白同源性最高,为44.60%.对拟南芥At Myb2基因进行RT-PCR扩增,结果表明基因片段未发生任何突变;通过拟南芥ATMYB2与EGFP形成融合蛋白对AT-MYB2进行了定位,发现ATMYB2蛋白在细胞核内能够表达,符合作为转录因子的表达特征.     

甜荞花同源异型基因FeMADS1的克隆和序列结构分析

采用同源克隆方法,并结合RACE技术,从甜荞花芽分离得到1个A类MADS-box基因FeMADS1的cDNA全长,GenBank登录号为KM386627,其cDNA全长1 107bp,包括1个编码234个氨基酸、长为705bp的开放阅读框。序列同源比对和分子系统发生分析表明,其蛋白与拟南芥AGL8(FUL)的相似性最高,属A类MADS-box基因亚家族中的euFUL进化系,含MADS、I、K和C末端4个明显的结构域,并且K结构域包含K1、K2和K3共3个保守的富含疏水氨基酸残基的亚结构域,C末端结构域含FUL型基因2个特有的模体:FUL motif和paleoAP1motfi。     

玉米ZmERD4基因的分离及转基因株系的获得

为了获得转ZmERD4基因玉米植株,验证ZmERD4在玉米育种中的应用价值,通过同源克隆的方法在抗旱性强的玉米自交系CN165中克隆了ZmERD4基因全长cDNA,该基因全长2 073 bp,包含一个编码591个氨基酸的开放阅读框;推导的氨基酸序列和水稻中的OsERD4(XP476646)有82％的相似性,与拟南芥中的...     

甘蓝型油菜雄性不育基因BnaX.MS1.a的克隆及其amiRNA载体的构建

根据拟南芥MS1基因已知保守序列设计特异性引物,分离克隆甘蓝型油菜中与拟南芥MS1基因同源的基因片段。应用PCR-Walking技术获得甘蓝型油菜核雄性不育基因BnaX.MS1.a,其全长3 424 bp。BnaX.MS1.a基因与拟南芥MS1基因全长序列同源性为60.3%,编码序列同源性为89.5%。根据基因序列比对结果推测开放阅读框长2 004 bp,编码667个氨基酸,分子量为765 kD,等电点为8.01。BnaX.MS1.a基因编码的氨基酸序列与已知拟南芥MS1基因编码的氨基酸序列同源性达93%。构建BnaX.MS1.a基因的amiRNA载体转化甘蓝型油菜,旨在研发核不育基因工程油菜。     

德保矮马生长激素基因的克隆与序列分析

克隆和分析德保矮马的生长激素(GH)基因全序列.阳性重组质粒测序表明:德保矮马GH基因碱基序列全长1 922 bp(GenBank登录号为EU939447),包含完整的5个外显子和4个内含子.与纯血马比较,有19个碱基位点突变,其中11个位于外显子区域,有义突变4个,第924位碱基C→T致使第70位氨基酸由Thr→Ile,第1 249位碱基C→T使第112位氨基酸Pro→Leu,第1 287位碱基A→T使第125位氨基酸Ser→Cvs,第1 309位碱基A→C使第132位氨基酸Asp→Ala.以GH编码区构建物种的亲缘进化树,GH基因在进化中比较保守.     

芸薹属AC 基因组MTP1 基因的生物信息学分析

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtMTP1基因序列为参考,利用白菜(Brassica rapa)、甘蓝(Brassica oleracea)、甘蓝型油菜(Brassica napus)全基因组数据对MTP1基因进行全基因组水平鉴定,通过Blastn比对和保守结构域分析,在芸薹属AC基因组中共鉴定到8个MTP1基因,其中白菜1个、甘蓝3个、甘蓝型油菜4个(A亚基因组3个、C亚基因组1个)。生物信息学分析结果表明,在蛋白质理化性质、二级结构、跨膜结构域、磷酸化位点等方面,3个物种中的MTP1基因间各有差异,并使用甘蓝型油菜转录组数据比较分析4个BnMTP1基因在不同组织部位的表达模式。     

不结球白菜S位点受体激酶基因片段的克隆与表达分析

以不结球白菜自交不亲和系03的基因组DNA和柱头cDNA为模板,利用引物SRKF/SRKR扩增获得长度为964 bp和646 bp的SRK基因片段。序列比较分析表明,克隆的基因片段属于SRK基因的激酶域,该序列包含4个外显子和3个内含子,编码215个氨基酸,与芜菁、甘蓝、芥蓝等SRK基因有90%以上的相似性。荧光定量PCR分析结果表明:自交不亲和系03和自交亲和系105不同组织中SRK基因的表达水平存在显著的差异,SRK基因主要在自交不亲和系的柱头中高度表达,自交亲和系中该基因的表达主要分布于叶片、花蕾和柱头组织中。     

芸薹属作物花粉发育相关基因MS1的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学分析芸薹属作物MS1基因的结构功能,为作物杂种优势利用提供理论参考.[方法]以拟南芥花粉发育关键基因AtMS1为参考序列,通过BLAST比对获得同源基因序列,运用生物信息学方法对其编码氨基酸序列进行预测分析.[结果]从甘蓝型油菜、白菜、甘蓝等芸薹属作物基因组中获得4条同源序列,与AtMS1基因的相似性在88.0%以上,均含有3个外显子,其CDS序列长度均为2004 bp,编码667个氨基酸.4个芸薹属作物MS1蛋白均含有1个植物同源结构域(Plant homeodomain,PHD),属于亲水性不稳定蛋白,定位于细胞核,磷酸化以丝氨酸(Ser)为主,以苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)为辅;二级结构均由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成,其中α-螺旋所占比例最高,在40.00%以上,β-转角所占比例最低,仅为10.00%左右;其三级结构大致相同,均为球状的功能结构域.4个芸薹属作物MS1蛋白和AtMS1蛋白序列的相似性为95.69%.4个芸薹属作物MS1蛋白的PHD结构域序列高度保守,仅有3个位点氨基酸残基存在差异.19个不同植物的MS1同源蛋白聚为两大类,其中琴叶拟南芥、亚麻荠、萝卜的MS1蛋白与4个芸薹属作物MS1蛋白及拟南芥AtMS1蛋白聚为一类,均属于十字花科植物,即MS1蛋白的聚类结果与植物系统分类结果相吻合.[结论]芸薹属作物MS1基因属于PHD-finger基因家族,其序列高度保守,参与调控花粉发育成熟过程.     

芸薹属物种（B. napus,B. oleracea,B. rapa） MAPK1家族的克隆、进化和表达特征

【目的】克隆甘蓝型油菜、甘蓝和白菜MAPK1家族,分析3个物种MAPK1转录表达器官特异性。【方法】在电子克隆的基础上,利用RACE（rapid amplification of cDNA ends）技术获得3个物种MAPK1全长cDNA序列和gDNA序列。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析3个物种MAPK1家族的器官特异性表达特征。【结果】从甘蓝型油菜、甘蓝和白菜中克隆了MAPK1家族共4个成员基因BnMAPK1-1、BnMAPK1-2、BoMAPK1和BrMAPK1,它们的gDNA长度为2 512—2 525 bp,均有3个外显子和2个内含子,最长标准mRNA为1 599—1 620 bp,ORF均为1 100 bp。系统进化分析表明,甘蓝型油菜MAPK1家族来自于甘蓝和白菜MAPK1之和,其中,BnMAPK1-1对应于BoMAPK1,BnMAPK1-2则对应于BrMAPK1。qRT-PCR结果显示3个物种MAPK1在所有检测器官中均有表达,但器官特异性在种间差异显著,暗示快速进化。【结论】克隆了甘蓝型油菜、甘蓝和白菜MAPK1的全长cDNA序列和gDNA序列,支持甘蓝和白菜通过天然种间杂交形成异源四倍体物种甘蓝型油菜的假说,芸薹属MAPK1基因和蛋白在序列和结构上非常保守,但转录表达的器官特异性上进化极快,近缘种间差异显著。     

Cloning and Molecular Identification of A Fatty Acid Desaturase 2 Gene in a and C Genome of Brassica Species

The fatty acid desaturase 2 (fad2) gene was proven to be a major locus for high oleic acid (C18:1). Brassica napus is an amphidiploid species originating from a spontaneous hybridization of Brassica rapa and Brassica oleracea. B. napus contains multiple copies in genome for most of the genes, including fad2 genes. The research cloned nine fad2 genes from 3 varieties of B. rapa and 3 varieties of B. oleracea, respectively. Alignment of the nine fad2 sequences from B. rapa and B. oleracea detect-ed 6 single nucleotide polymorphic sites, which resulted in 6 amino-acid substitutions. The nucleotide substitutions at position 743 bp in the fad2-A gene and position 947 bp in the fad2-C gene were used as 3’ end of al ele-specific primers. In use of the al-lele-specific primers to amplify fad2 gene, we could identify if the fad2 gene originated from A genome or C genome. Besides, the research found that fad2 genes in C genome are more conserved in evolutionary process than those in A genome. The fad2 expression data reported in this study revealed that fad2-A from B. rapa was not only expressed in siliques same as fad2-C from B. oleracea, but also expressed in a high level in stems. Not even the less, fad2 gene from B. napus was expressed higher in roots and flowers. Al these results provided evidences that fad2, though it was expressed differently in B. rapa and B. oleracea, but it was regulated by the same approach in B. napus.     

甘蓝型油菜生物节律钟输出基因BnGI的克隆和表达分析

利用同源克隆的方法,以拟南芥GIGANTEA基因为种子序列,在甘蓝型油菜中克隆得到GI基因,命名为BnGI。序列分析结果表明:该基因编码区全长为3 516bp,编码1 171个氨基酸,与白菜GI基因序列同源性达99%,与拟南芥GI基因同源性达87%。成熟蛋白的等电点为6.59,分子量为127.15kDa,亚细胞定位预测在细胞核定位。荧光半定量检测结果表明:BnGI基因在根、茎、顶端分生组织、叶、花等中均有表达,但表达水平具有组织特异性。     

十字花科植物17个物种PIN3基因的系统进化分析

为了探明十字花科植物不同物种PIN3基因之间的进化差异,运用Brassica Database数据库及十字花科基因数据库在线平台,对拟南芥(Arabidopsis thaliala)、红花荠菜(Capsella rubella)、芜青(Brassica rapa)、油菜(Brassica napus)、甘蓝(Brassica oleracea)等17个已完成基因组测序的十字花科物种的18个(油菜含有2个)PIN3同源性基因进行分析,并对其推导的编码蛋白(PIN3)进行了系统进化分析。结果表明,18个PIN3序列间的相似性为86.74%,PIN3推导蛋白之间的相似度为90.93%,蛋白等电点约为7.15~9.44,芜青PIN3等电点明显偏高。PIN3的氨基酸比对分析结果表明,在多个糖基化位点出现具有种属差异性和符合进化关系的氨基酸替换现象,盐芥属植物中条叶蓝芥(Thellugiella parvula)PIN3在更多的位点出现氨基酸的替换,这可能是导致十字花科不同种属PIN3蛋白的功能和活性出现差异的原因。     

不结球白菜BrCBF基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

运用RT-PCR和RACE技术从不结球白菜中克隆到1个抗寒相关基因,命名为BrCBF,基因登陆号为DQ402470.其cDNA全长1 003 bp,含有648 bp的完整开放阅读框,编码216个氨基酸,该基因编码的蛋白序列与拟南芥、荠菜、甘蓝型油菜编码的氨基酸序列有极高的同源性,且具有CBF典型的保守结构域AP2.     

白菜型油菜BrDAD1基因的克隆及其植物反义载体的构建

应用聚合酶链式反应技术(PCR)扩增了白菜型油菜BrDAD1基因及自身的启动子基因Pro-DAD1,并将其分别克隆到pMD18-Tvector载体上,对重组子进行PCR检测和限制性内切酶分析,并测定了该基因及启动子全序列。结果表明,该基因及启动子全长分别为1 270 bp与1 335 bp。将白菜型油菜BrDAD1基因反向克隆到植物表达载体pCambia 1300的自身启动子基因Pro-DAD1启动子下游,构建了该基因的植物反义表达载体pCamDAD1。     

大白菜CBF4基因的克隆和遗传进化分析

采用RT—PCR法,从大白菜（Brassica rapa subsp．pek／nens／s）河头早中克隆了拟南芥CBF4的同源基因BrCBF4,并对它的序列特征、蛋白结构和遗传进化进行了分析。结果表明,BrCBF4全长663bp,编码一个包含220个氨基酸残基和具有典型AP2结构域的蛋白,并且含有两个潜在的豆蔻酰化位点。遗传进化分析表明,BrCBF4与BjDREB1—2的关系最近,与拟南芥AtCBF4同属一个类群,而AtCBFI,2,3与大白菜的BrCBF1,2,3及其它芸薹属植物相关基因分属另一个类群。推测BrCBF4与BjDREB1—2．AtCBF4为直系同源基因,在功能上相似,而与BrCBF1,2,3存在功能上的分化。本研究为进一步研究BrCBF4在大白菜非生物逆境响应中的功能奠定了基础。