植物矮化相关基因的研究进展

在许多植物上,矮化是一个优良的农艺性状遥近年来,各种矮化相关基因被鉴定和克隆,其中大部分是植物激素（如赤霉素、生长素、油菜素类固醇类等）合成、信号转导的相关基因,其功能缺失或过量表达会造成植株矮化的表型;此外一些多胺类合成基因、细胞壁相关基因、同源异型盒基因、转录因子类基因以及其他一些生长发育的重要基因也被发现其功能的缺失会造成植株矮化。就近年来发现的与植物矮化性状相关的基因进行总结,为进一步利用这些基因进行农艺性状改造及矮化机理研究提供参考。     

植物开花相关基因研究进展

从同源异型基因、花分生组织特性基因、开花时间相关基因三个方面对植物开花基因进行了介绍,特别是对花器官发育的开关基因——LEAFY在果树上的研究进展进行了详细地阐述;LFY同源基因在不同植物中的表达有所不同,不同植物LFY同源基因的功能尚需用进一步研究。     

辣椒WOX转录因子家族的鉴定、进化与表达分析

WUSCHEL(WUS)相关的同源异型盒（WOX）转录因子家族是一类植物特异性转录因子，维系植物干细胞动态平衡、茎尖分生组织形成、胚胎发育等重要生命活动。利用生物信息学方法，在遵辣1号辣椒中鉴定到10个WOX基因，命名为CaWUS—CaWOX13。CaWOXs不均等地分布在5条染色体上，被分为3个支系，亚细胞预测全部定位在细胞核上。不同支系间基因数目差异较大，同一支系的成员具有相似的基因结构和保守基序。CaWOX家族启动子包含14种有关植物生长发育、激素调控和逆境胁迫的作用元件，分布最广的为茉莉酸甲酯应答元件（MeJA responsiveness）。CaWOX家族内没有发现串联重复和大片段复制，但和拟南芥、番茄存在共线性关系。CaWUS作为关键蛋白，在蛋白质互作网络中承担枢纽作用。CaWOXs的基因表达量具有显著的差异性，部分基因在根、茎以及果实发育过程中具有重要的调控作用。     

马铃薯StKN1基因的cDNA克隆与分析

植物同源异型枢基因(Homeobox gene,HBG)广泛存在,是一类重要的转录因子编码基因,在生物进化中具有很强的保守性。利用GenBank登录的拟南芥、苜蓿、豌豆、烟草、番茄等同源异型枢基因保守区序列设计简并引物,通过RT-PCR技术,从马铃薯萌动的幼芽中获得了一个homeobox的cDNA基因,命名为StKN1,GenBank登录号为DQ494855.1。该基因片段长971 bp,经序列分析比对,与其他植物的HBG具有很高的序列相似性。系统进化分析将StKN1基因归入homeobox KNOX基因家族。     

甘蓝Ogura胞质雄性不育系发生同源异型转化的分子机制研究

为了揭示甘蓝Ogura胞质雄性不育系发生线粒体同源异型转化的分子机制,利用RT-PCR和转基因的方法分别进行了研究。 RT-PCR试验结果表明,甘蓝B基因AP3在雌蕊(心皮)发育初期异位高表达,C基因AG3在发生心皮化的雄蕊部位异位高表达,这可能导致了甘蓝Ogura胞质不育系线粒体同源转化的发生。而拟南芥转基因试验表明,线粒体定位表达载体p3301-ATP-ORF138能导致拟南芥雄性不育的发生,这说明orf138基因是发生线粒体同源异型转化的甘蓝Ogura胞质雄性不育系不育的决定因素。     

动物源qnr基因阳性肠杆菌I类整合子的研究

【目的】研究I类整合子在qnr基因阳性的动物源肠杆菌中的流行情况,探讨qnr基因与I类整合子之间的流行相关性。【方法】PCR测序检测从526株动物源肠杆菌中筛选到的14株qnr基因阳性株的I类整合酶,并对I类整合酶阳性菌的基因盒进行长片段PCR测序。【结果】14株qnr基因阳性动物源肠杆菌均携带I类整合子,且每个基因盒至少携带两个耐药基因。在所发现的基因盒中二氢叶酸还原酶（dfrA）和氨基糖苷腺苷酰转移酶（aadA）的检出率最高。本研究还检测到了1个携带林可胺核苷酸转移酶（linF）和2个携带利福平核糖基转移酶（arr-3）的基因盒子。2株aac(6')-Ib-cr基因阳性菌的aac(6')-Ib-cr基因也位于基因盒中,且均位于一空基因盒的下游。在本研究检测到的基因盒中,dfrA27-aadA2、dfrA12-orfF-aadA2和dfrA17-aadA5为检出率最高的基因盒排列。【结论】qnr 基因与I类整合子具有明显的流行相关性。     

高羊茅叶绿体表达载体构建及绿色荧光蛋白基因瞬时表达检测

 【目的】验证高羊茅叶绿体表达载体在高羊茅叶绿体中的瞬时表达情况,为今后在高羊茅叶绿体中稳定表达该载体,获得耐旱高羊茅的叶绿体转基因株系奠定基础。【方法】首先从高羊茅草叶绿体基因组中克隆16S/trnI-trnA/23S片段,作为定点整合同源片段。然后将耐旱相关基因酵母海藻糖合酶基因tps1与水稻叶绿体16S rRNA基因的强启动子Prrn、烟草叶绿体基因psbA的终止子构建表达盒（Prrn-tps1-TpsbA-ter）,连同草丁膦抗性基因bar表达盒、卡那霉素抗性基因nptII和绿色荧光蛋白基因gfp构建的融和基因表达盒一起克隆到定点整合同源片段之间,构建高羊茅叶绿体的稳定表达载体gTKGB。通过基因枪轰击法将gTKGB转化到高羊茅幼嫩叶片中,用激光共聚焦扫描显微镜对GFP的表达情况进行检测分析。【结果】克隆的高羊茅叶绿体基因16S-trnI-trnA-23S在NCBI登录号为：DQ490947－DQ490950。构建的叶绿体表达载体gTKGB转化高羊茅幼嫩叶片,在叶绿体中有很好的GFP表达。【结论】高羊茅叶绿体表达载体gTKGB可用于高羊茅叶绿体转化。     

转运真核表达盒的重组T7噬菌体构建

为了构建转运真核表达盒的重组T7噬菌体,并分别在体外、体内条件下检测其标签蛋白质EGFP的表达。以T7噬菌体基因组左侧578 bp处为插入位点,取上游400 bp和下游200 bp片段作为左右同源臂,并在其中插入表达EGFP基因的真核表达盒(EEB),构建同源重组质粒p UC-L-EEB-R。将该质粒载体转化T7噬菌体宿主细菌BL21,在噬菌体繁殖过程中完成同源重组,PCR筛选重组T7-EEB噬菌体。提取该重组噬菌体基因组转染Vero细胞后体外检测EGFP蛋白质表达,纯化的噬菌体免疫小鼠后体内检测EGFP蛋白质表达。结果显示,通过同源重组方法成功构建了携带真核表达盒的重组T7噬菌体,PCR检测和酶切鉴定均证明表达盒已正确插入。T7-EEB基因组转染真核细胞可见明显的EGFP蛋白质表达,免疫小鼠后活体荧光检测到EGFP蛋白质信号,在小鼠肝脏、脾脏组织中RT-PCR检测到EGFP基因的mRNA转录。表明同源重组方法可以用于构建重组T7噬菌体,噬菌体能够转运真核表达盒并实现蛋白质表达。     

斑马鱼Hoxa-11a基因克隆及序列分析

用PCR法从斑马鱼基因组DNA中扩增了Hoxa-11a基因的完整编码序列,并将其克隆到PCR-TOPO载体.该基因包括两个外显子,长度分别为622 bp和233 bp,其间的内含子为726 bp,共编码284个氨基酸.它与人、鼠、鸡、爪蟾和矛尾鱼Hoxa-11基因氨基酸序列的同源性分别为50.0%、51.3%、53.3%、56.7%和59.7%.除同源异型盒外,外显子Ⅰ区和内含子中也存在保守序列.外显子Ⅰ中丙氨酸同聚物与其两侧富含甘氨酸和丝氨酸亚区的积累是不同动物Hoxa-11基因长度变化的主要因素.     

内蒙古绒山羊Homeobox基因片段的克隆与序列分析

根据已公布的Hom eobox基因氨基酸序列保守区设计简并引物,利用PCR技术从内蒙古绒山羊血液基因组DNA中扩增Hom eobox基因家族成员。目的基因片段纯化后连接到pGEM-T载体上,经鉴定得到重组质粒。将110个重组质粒进行测序,测序结果通过与GenBank中序列比对分析,确定86条序列为Hom eobox基因,得到14个Hom eobox基因家族成员:Hoxa4,Hoxa5,Hoxa6,Hoxa7,Hoxb1,Hoxb2,Hoxb3,Hoxb6,Hoxb7,Hoxc6,Hoxd1,Hoxd3,Gbx1,Gbx2。每个基因片段由117个核苷酸组成,编码39个氨基酸。氨基酸序列非常保守,和其他物种的同源性非常高。     

ROUGH SHEATH2: a Myb protein that represses knox homeobox genes in maize lateral organ primordia

The regulation of members of the knotted1-like homeobox (knox) gene family is required for the normal initiation and development of lateral organs. The maize rough sheath2 (rs2) gene, which encodes a Myb-domain protein, is expressed in lateral organ primordia and their initials. Mutations in the rs2 gene permit ectopic expression of knox genes in leaf and floral primordia, causing a variety of developmental defects. Ectopic KNOX protein accumulation in rs2 mutants occurs in a subset of the normal rs2-expressing cells. This variegated accumulation of KNOX proteins in rs2 mutants suggests that rs2 represses knox expression through epigenetic means.     

茄子SmWOX13基因的克隆、亚细胞定位及序列分析

WUSCHEL-related homeobox基因编码保守的转录因子家族在植物发育中起着非常重要的作用。本文从茄子中克隆了SmWOX13基因,该基因cDNA序列全长1 233 bp,包含834 bp编码序列。推导氨基酸序列用于分析该基因的保守性及生成3D结构。扩增获得的基因组序列被用于该基因结构的分析。SmWOX13与GFP融合蛋白的亚细胞定位结果表明该蛋白被定位于细胞核。系统发生树显示茄子SmWOX13基因与番茄WOX8和拟南芥WOX13属于同一个分支。综上结果可表明茄子SmWOX13基因可能与之前报道的番茄和拟南芥WOX基因类似,参与了果实形状的控制。     

Regulation of chamber-specific gene expression in the developing heart by Irx4

The vertebrate heart consists of two types of chambers, the atria and the ventricles, which differ in their contractile and electrophysiological properties. Little is known of the molecular mechanisms by which these chambers are specified during embryogenesis. Here a chicken iroquois-related homeobox gene, Irx4, was identified that has a ventricle-restricted expression pattern at all stages of heart development. Irx4 protein was shown to regulate the chamber-specific expression of myosin isoforms by activating the expression of the ventricle myosin heavy chain-1 (VMHC1) and suppressing the expression of the atrial myosin heavy chain-1 (AMHC1) in the ventricles. Thus, Irx4 may play a critical role in establishing chamber-specific gene expression in the developing heart.     

NOBOX deficiency disrupts early folliculogenesis and oocyte-specific gene expression

Primordial ovarian follicles in mice form when somatic cells surround individual oocytes. We show that lack of Nobox, an oocyte-specific homeobox gene, accelerates postnatal oocyte loss and abolishes the transition from primordial to growing follicles in mice. Follicles are replaced by fibrous tissue in female mice lacking Nobox in a manner similar to nonsyndromic ovarian failure in women. Genes preferentially expressed in oocytes, including Oct4 and Gdf9, are down-regulated in Nobox-/- mice, whereas ubiquitous genes such as Bmp4, Kit, and Bax remain unaffected. Therefore, Nobox is critical for specifying an oocyte-restricted gene expression pattern essential for postnatal follicle development.     

An SNP caused loss of seed shattering during rice domestication

Loss of seed shattering was a key event in the domestication of major cereals. We revealed that the qSH1 gene, a major quantitative trait locus of seed shattering in rice, encodes a BEL1-type homeobox gene and demonstrated that a single-nucleotide polymorphism (SNP) in the 5' regulatory region of the qSH1 gene caused loss of seed shattering owing to the absence of abscission layer formation. Haplotype analysis and association analysis in various rice collections revealed that the SNP was highly associated with shattering among japonica subspecies of rice, implying that it was a target of artificial selection during rice domestication.