苎麻CCoAOMT基因全长cDNA克隆与序列分析

【目的】试图分离和克隆苎麻内源咖啡酰辅酶A甲基转移酶基因。【方法】采用RACE技术克隆基因，对序列应用ClustaW 1.82软件进行在线分析，将苎麻mRNA序列、mRNA编码区序列以及氨基酸序列与已报道的其它植物的相应序列进行多重序列排列比较并构建系统树。【结果】获得了苎麻CCoAOMT cDNA全长序列(GenBank注册号：AY651026)；苎麻咖啡酰辅酶A甲基转移酶是氧甲基转移酶类；苎麻CCoAOMT基因mRNA序列与已报道的其他植物的相应序列不能聚为一类，其差异明显大于其它植物间的差异。苎麻CCoAOMT基因mRNA编码区序列与玉米（Zea mays：ZMA242980、ZMA242981）的同源性高于其他植物。推导的苎麻CCoAOMT酶蛋白氨基酸序列与杨树（Populus balsamifera：AJ224894、AJ224896）、美洲山杨（Populus tremuloides：PTU27116）的同源性高于其他植物。【结论】苎麻CCoAOMT基因cDNA与其它植物的相应序列具有同源性。     

苎麻CCoAOMT基因干扰表达载体构建及对烟草的转化

根据已克隆的苎麻CCoAOMT(咖啡酰辅酶-A-氧甲基转移酶)基因cDNA序列,以其编码纤维素合成酶底物结合和催化合成结构域的 cDNA 序列为目标,采用PCR扩增方法引入克隆的酶切位点,分别将其正、反方向克隆到植物RNA干扰表达质粒PFGC5941 T-DNA上CHSA内含子两侧,构建了植物表达苎麻CCoAOMT基因的干扰重组Ti载体.将该载体转入根癌农杆菌LBA4404后,采用农杆菌介导法对木质素研究的模式烟草WS38进行了遗传转化,抗性筛选和分子检测表明,成功获得了转基因植株.转基因植株生长延缓,表明可能存在基因表达干扰现象.     

苎麻线粒体基因CoxⅡ和atpA与细胞质雄性不育相关性分析

 【目的】探讨线粒体CoxⅡ和atpA基因与苎麻CMS的关系。【方法】根据GenBank报道的双子叶植物线粒体CoxⅡ和atpA基因编码区高度保守序列设计简并引物,通过PCR技术从苎麻细胞质雄性不育系、保持系和恢复系(简称“三系”)mtDNA中扩增目的基因片段;采用DNA Walking策略从3′端和5′端扩增基因片段的未知侧翼序列,分离完整的线粒体CoxⅡ、atpA基因;基于全基因序列和基因表达(RT-PCR法)分析这两个基因在苎麻“三系”间的差异。【结果】分离的苎麻CoxⅡ和atpA基因片段与GenBank中一些双子叶植物同类基因的同源性分别高达95%和97%以上,获得的CoxⅡ、atpA全基因包含了完整的开放阅读框。“三系”的CoxⅡ基因在mtDNA水平、转录水平、蛋白质水平上均无明显差异。雄性不育系atpA基因在mtDNA水平、氨基酸序列和蛋白质二级结构上与保持系和恢复系存在比较明显的差异;RT-PCR分析还表明,不育系atpA基因在现蕾期和开花后期的表达量明显低于可育系。【结论】CoxⅡ基因与苎麻CMS可能无关,而不育系atpA基因的序列变异和/或异常表达可能与苎麻CMS关系密切。     

mRNA差异显示分离西瓜核雄性不育基因的相关cDNA片段

【目的】揭示西瓜核雄性不育发生的分子机理。【方法】应用mRNA差异显示技术,研究西瓜核雄性不育材料Se18不育株和可育株雄花花蕾中基因表达的差异。【结果】获得了西瓜细胞核雄性不育两用系不育相关特异cDNA片段T12C/B0315S-359和育性相关特异cDNA片段T12C/B0315F-175、T12G/B0318F-260。经过序列比较,T12C/B0315S-359与美洲杨树一段未知的cDNA序列同源性较高(82%);T12C/B0315F-175与葫芦科植物中编码细胞色素C装配蛋白的ycf5基因高度同源(98%);T12G/B0318F-260与植物中硫氧还蛋白过氧化物酶(Thioredoxinperoxidase,TPx)基因高度同源(84%)。【结论】经序列分析初步认为,这3个片段与西瓜细胞核雄性不育的发生有重要相关性。     

油松苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与序列分析

利用同源克隆的方法,从油松(Pinus tabulae ormis)中克隆得到苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因的cDNA和DNA序列,cDNA序列全长2 157 bp,编码718个氨基酸,包含有完整的ORF,命名为TaPAL(GenBank登录号:JX280460).通过核苷酸序列多重比较表明,TaPAL基因与其他植物PAL基因高度同源,预测的蛋白序列包含与水稻、玉米PAL相同的脱氨基位点和催化活性位点.PAL系统进化树显示,TaPAL与松科类植物PAL聚类关系最近.另外,对比发现TaPAL基因组DNA序列与cDNA序列完全一样,表明该基因无内含子.     

紫稻型水稻线粒体cox Ⅲ基因转录本的RNA编辑

紫稻细胞质雄性不育系是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系.使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术.得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体细胞色素C氧化酶亚基cox Ⅲ基因转录本cDNA序列.通过与水稻"93-11"线粒体基因组序列比对发现,樱香A cox Ⅲ cDNA序列中.没有发生RNA编辑;而樱香B cox Ⅲ cDNA序列中有13个编辑位点,11个为C-T编辑,2个为T-C编辑.在樱香B cDNA序列中的13个编辑位点位于13个密码子中,所编码的氨基酸有10个发生改变.这些氨基酸的改变大大增加了蛋白质的疏水性.研究表明,RNA编辑在合成具正常功能的COX Ⅲ多肽的过程中具有至关重要的作用.同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关.     

怀地黄液泡质子泵焦磷酸水解酶基因的克隆与生物信息学分析

为了克隆地黄功能基因,根据NCBI GenBank核酸数据库中5种已知植物生长素诱导的器官膨大基因(ARGOS)碱基序列的保守区,利用CLUSTAL 2.1和DNAMAN 4.0软件设计简并引物,采用RT-PCR技术扩增出一个cDNA片段,测序表明,获得基因cDNA片段序列长度为495bp。经过NCBI数据库BLAST分析,发现它与莲花、蓖麻、烟草、苜蓿、葡萄、碧桃、灰绿藜7种植物的液泡膜质子泵焦磷酸水解酶基因同源性很高,在83%～86%,因此获得的基因是地黄液泡膜质子泵焦磷酸水解酶基因。     

苎麻UDPGDH基因的cDNA克隆及表达分析

【目的】分离苎麻尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶（UDPGDH）基因。【方法】通过简并引物RT- PCR 结合 RACE 技术和半定量RT-PCR。【结果】成功克隆苎麻Boehmeria nivea (Linn.) Gaud.尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶（UDPGDH）基因cDNA序列,序列长1 837 bp,编码一480个氨基酸的蛋白质（GenBank No.EF178294）。半定量RT-PCR分析显示,UDPGDH在苎麻根、皮、茎和叶组织中均有表达,其表达量为茎＞皮＞叶＞根,相对表达量依次为0.7075,0.3051,0.2651,0.1490。【结论】苎麻UDPGDH与其它植物相应序列具有较高同源性,在苎麻茎中有较高的表达。     

苎麻木质素合成酶CAD基因的cDNA克隆及表达分析

采用PCR结合RACE技术克隆苎麻栽培种湘苎3号CAD基因全长cDNA序列;再运用qRT–PCR技术对木质素含量不同的代表性苎麻品种湘苎1号、湘苎3号、湘潭大叶白和城步青麻的CAD基因在其茎秆韧皮部和木质部的表达进行定量分析;使用1%间苯三酚和25%盐酸对4种苎麻茎横切片进行特异染色,观察品种间木质素染色度。结果表明,获得的苎麻CAD基因cDNA序列全长为1 378 bp(GenBank登录号,KF758396),编码359个氨基酸,推导为苎麻肉桂醇脱氢酶(BnCAD)。该推导蛋白质与已报道的几种植物木质素合成酶CAD的同源性均达90%以上,其中与蒺藜苜蓿的同源性达97%。运用qRT–PCR方法对BnCAD基因表达的定量分析结果显示,苎麻CAD基因在湘苎1号和湘苎3号的韧皮部表达水平明显高于其在木质部的表达水平,而在城步青麻木质部的表达水平高于其在韧皮部的表达水平,该基因在湘潭大叶白的韧皮部和木质部表达量接近。4种苎麻茎横切片的木质素染色结果表明,品种间木质素染色度与CAD基因在其韧皮部的表达量成正相关。     

苎麻COMT基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR法结合cDNA末端快速扩增（RACE）法从苎麻中克隆了与木质素合成相关的COMT基因的全长cDNA序列。所获得的COMT基因全长1318bp,包含一个开放阅读框1098bp,编码365个氨基酸。序列相似性检索结果表明,苎麻COMT全长cDNA与杨树COMT基因的序列同源性达82%,其编码的氨基酸序列与杏的COMT氨基酸序列同源性最高,达93%。同时还检索到该氨基酸序列包含一个O-甲基转移酶的保守结构。     

水稻滇一型不育系及保持系花药mRNA差异显示*

 运用mRNA差异显示技术,对水稻滇一型雄性不育系和保持系花药基因表达差异进行了比较研究。以专门设计用于差异显示的90对PCR引物组合,分析滇一型10对不同品系的不育系和保持系花药基因表达差异。结果表明:这90个引物组合均有扩增产物,扩增的cDNA片段在100～2000bp之间;不育系和保持系花药cDNA扩增带型相似。在这90个引物组合中仅有15对引物组合在单对的不育系和保持系间显示多态性,而且大多数的多态性引物组合仅扩增出一条差异带。在所找到的差异中,一般总是保持系有一条带,而不育系没有对应的带或是一条很弱的带。该结果表明不育系和保持系花药mRNA差异很少。所幸的是,在这些引物组合中,只有T8×P1引物组合(5′-ATGCTGAGTGATATCTTTTTTTTTG×5′-ATTAACCCTCACTAAATGCTGGGGA-3′)在10对不育系和保持系间扩增出一个共同的差异cDNA片断:保持系在750~1000bp之间有一条带,而不育系没有对应的带或是一条表达很弱的带,这很可能就是保持系和不育系的育性基因表达差异的结果。     

辣(甜)椒细胞质雄性不育胞质基因的遗传效应

以辣(甜)椒细胞质雄性不育系(CMS)21A、延A、8A及相应的保持系21B、延B、8B和恢复系湘紫、LS7为材料,首次系统研究3个CMS不育胞质基因的遗传效应。结果表明,辣(甜)椒雄性不育细胞质基因的遗传效应之一表现为单性结果在不育系间有明显差异。不育胞质基因对F1代株高、株幅、单株结果数、果实大小、产量等主要农艺性状有一定正效应和促进作用,不育胞质基因对繁种没有影响。不育系的扩繁与保持以及F1杂交种子的繁制以大棚人工辅助授粉为最佳,单株结果数和单果种子数显著高于露地人工辅助授粉和自然授粉。     

甘蓝型油菜胞质雄性不育系C MS22A的选育与遗传 I.双低不育系C MS22A的选育及其败育类型研究

甘蓝型双低油菜CMS2 2A是河南省农业科学院棉花油料作物研究所利用 384A中的雄性不育源、采用单株成对连续回交的方法育成的双低油菜细胞质雄性不育系。其突出表现为雄性不育彻底且遗传稳定 ,配合力高 ,抗病抗倒 ,品质优良。CMS2 2A属典型的败药型雄性不育系 ,雄蕊败育短缩至雌蕊基部 ,♂ /♀ <0 .5 ,花药退化变小、无花粉。雌蕊发育正常 ,花瓣虽变小皱缩 ,但花瓣开张正常 ,可以正常接受外来花粉、受精结实。不育率稳定保持在 99%以上。     

陆地棉胞质雄性不育系与保持系线粒体基因组RFLP分析

【目的】研究棉花细胞质雄性不育（CMS）系与保持系线粒体基因组的差异,为克隆棉花CMS基因奠定基础。【方法】以atpA, atp6, atp9, ccmB, ccmC, ccmFN1, cob, coxI, coxII, coxIII, matR, nad1bc, nad2, nad4, nad5, nad6, nad7c, nad9, rpl5, rrn18等20个线粒体基因保守序列为探针,利用Southern blot方法对棉花细胞质雄性不育系、保持系线粒体基因组进行RFLP分析。【结果】发现atpA、atp9、ccmB、nad1bc、nad6、nad7c、rrn18等基因在棉花不育系和保持系间存在明显RFLP多态性,其中atpA的差异最明显。【结论】atpA是棉花CMS系和保持系线粒体基因组间的一个明显差异位点。CMS系比保持系缺失一个rrn18拷贝。     

orf224基因与芸薹属种间杂种雄性不育性的相关性

orf224是在甘蓝型油菜(Brassica napus)波里马(Polima)胞质中发现的一个与细胞质雄性不育(Cytoplasmicmale sterility,CMS)相关的线粒体基因.大白菜(B.campestrisssp.pekinensis)CMS系CMS3411-7是由Polima不育系和大白菜自交系3411-7杂交后,以3411-7为轮回亲本经多代回交选育得到的.以CMS3411-7为母本分别与小白菜(B.campestrisssp.chinensis)自交系S71、大白菜自交系K1和菜心(B.campestrisssp.chinensisvar.utilis)自交系B1杂交得到3个杂交种CS71、CK1和CB1.以CMS3411-7、CS71、CK1和CB1为材料,以Polima为对照,利用多聚酶链式反应(Polymer-ase chain reaction,PCR)技术与田间实验育性观察相结合的方法,研究了orf224与几个芸薹属种间杂种雄性不育性之间的相关性.结果显示:在这4个材料中尽管均含有orf224基因,但CMS3411-7和CB1表现为雄性不育,CS71和CK1表现为雄性可育.这就表明,orf224虽是CMS的因子,但它必须和核基因进行互作才能发挥作用.     

甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复系轮回选择群体的建立

在被测交的５个甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复系中，没有１个能使显性细胞核雄性不育系恢复可育性。分别以纯合型显性细胞核雄性不育系Ｒｓ１０４６和显性细胞核雄性不育杂种中杂３号作父本与具有不育细胞质的波里马细胞质雄性不育恢复系花叶恢杂交，成功地将显性细胞核雄性不育基因导入到波里马细胞质雄性不育恢复系花叶恢中。以作者自己选育的具有不同来源的双低甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复系作父本与得到的具有波里马细胞质的显性细胞核雄性不育株不断回交，并将所有回交后代种子混合种植，建立起了一个甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复系的轮回选择群体。     

抗除草剂油菜雄性不育系选育及利用研究

对抗草甘膦油菜“Quest”的抗性遗传研究结果表明,油菜对草甘膦的抗性为显性性状,由1对基因控制,抗草甘麟基因在F2和BC1群体遵循孟德尔分离规律。以抗草甘膦油菜“Quest”和双低雄性不育系“G851A”、保持系“G851B”为亲本材料,经5个轮回世代的回交、自交和测交,育成了抗除草剂油菜雄性不育系“K851A”和保持系“K851B”。“K851A”不育系株型紧凑,不育性彻底,双低品质稳定,且具有除草剂抗性,组配的杂交组合K851A/C-1平均产量达3426.0 kg/hm2,较对照增产12.84%。     

一个玉米细胞质雄性不育系的鉴定及遗传分析

【目的】阐明新育成的雄性不育系农系928cms-Q1261的胞质类型、败育时期和遗传机制,为其育种应用提供依据。【方法】将不育系在不同年份、不同地点种植,鉴定育性表现,通过测交、姊妹交、反交对不育性的遗传进行分析,利用特异引物进行PCR扩增鉴定胞质类型,通过石蜡切片法在光学显微镜下观察小孢子发育过程。【结果】农系928cms-Q1261雄穗无花药外露,花粉败育彻底,不育性表现稳定;质不育基因来自自交系Q1261,为S型;核不育基因来自农系928,由1对隐性基因控制;小孢子从单核晚期开始自溶,成熟期完全降解;自交系郑58能保持其不育性。【结论】农系928cms-Q1261属于S型不育胞质,是一种无花粉型的细胞质雄性不育系,其恢复系广泛。