Cloning and analysis of APX gene promoter in Populus tomentosa

[目的]研究毛白杨抗坏血酸过氧化物酶(APX)的基因启动子在转录调控中的作用,为进一步探讨抗坏血酸过氧化物酶启动子在植物抗逆中的应用奠定基础.[方法]依据毛白杨与毛果杨基因的高度同源性,以毛果杨LG-IX染色体上抗坏血酸过氧化物酶启动子序列为模板设计引物,从毛白杨总DNA中克隆一段启动子序列.[结果]克隆出的抗坏血酸过氧化物酶启动子序列长1234 bp,与毛果杨同源基因的同源性高达81.96％.该启动子包含多种可能与胁迫相关的顺式作用元件保守序列,这些顺式作用元件参与光调节转录、激素信号和植物防御信号的应答,PpAPX-IX基因在老叶叶肉和老叶叶脉中表达较多,老叶中表达较多,在新叶中表达较少;在生长旺盛的部分比如根和形成层表达量很低或不表达.[结论]该启动子能为组织特异性启动子,受多种逆境胁迫产生的化学信号的诱导在成熟细胞中特异性表达,可以构建该启动子连接PBI101的表达载体.     

毛白杨抗坏血酸过氧化物酶启动子克隆与分析

[目的]研究毛白杨抗坏血酸过氧化物酶(APX)的基因启动子在转录调控中的作用,为进一步探讨抗坏血酸过氧化物酶启动子在植物抗逆中的应用奠定基础.[方法]依据毛白杨与毛果杨基因的高度同源性,以毛果杨LG-IX染色体上抗坏血酸过氧化物酶启动子序列为模板设计引物,从毛白杨总DNA中克隆一段启动子序列.[结果]克隆出的抗坏血酸过氧化物酶启动子序列长1234 bp,与毛果杨同源基因的同源性高达81.96%.该启动子包含多种可能与胁迫相关的顺式作用元件保守序列,这些顺式作用元件参与光调节转录、激素信号和植物防御信号的应答,PpAPX-IX基因在老叶叶肉和老叶叶脉中表达较多,老叶中表达较多,在新叶中表达较少;在生长旺盛的部分比如根和形成层表达量很低或不表达.[结论]该启动子能为组织特异性启动子,受多种逆境胁迫产生的化学信号的诱导在成熟细胞中特异性表达,可以构建该启动子连接PBI101的表达载体.     

干旱胁迫下甘蔗苗期根系全长cDNA文库构建及EST序列分析

[目的]构建甘蔗根系全长cDNA文库,并进行测序,为分离克隆甘蔗抗旱候选基因奠定基础.[方法]在干旱胁迫条件下,以新台糖22号甘蔗根系为材料,采用SMART技术构建cDNA文库,并进行EST序列分析.[结果]文库构建质量鉴定结果显示,文库库容量为1.0×106 PFU/mL,重组率约95%,文库插入片段长度在500~2000 bp,平均长度约1102.1 bp.挑选526个阳性克隆进行单向测序后,共获得523个ESTs序列,去除载体、接头序列以及长度低于100 bp的序列后,进行聚类分析并组装,共得到468个Uni-ESTs,其中congtig 29个,singlets 439个,分别占总数的6.5%和93.5%.通过与NCBI非冗余蛋白库进行BLASTX比对,发现444个Uni-ESTs在GenBank有同源序列,占94.87%;获得24个未知蛋白功能基因,占5.13%.[结论]构建了干旱胁迫下甘蔗苗期根系全长cDNA文库,获得523个ESTs序列和468个Uni-ESTs,并获得一批新的未知蛋白功能基因.     

Construction of full-length cDNA library and its EST sequence analysis in sugarcane root at seedling stage under drought stress

[目的]构建甘蔗根系全长cDNA文库,并进行测序,为分离克隆甘蔗抗旱候选基因奠定基础.[方法]在干旱胁迫条件下,以新台糖22号甘蔗根系为材料,采用SMART技术构建cDNA文库,并进行EST序列分析.[结果]文库构建质量鉴定结果显示,文库库容量为1.0×106 PFU/mL,重组率约95％,文库插入片段长度在500～2000 bp,平均长度约1102.1 bp.挑选526个阳性克隆进行单向测序后,共获得523个ESTs序列,去除载体、接头序列以及长度低于100 bp的序列后,进行聚类分析并组装,共得到468个Uni-ESTs,其中congtig 29个,singlets 439个,分别占总数的6.5％和93.5％.通过与NCBI非冗余蛋白库进行BLASTX比对,发现444个Uni-ESTs在GenBank有同源序列,占94.87％;获得24个未知蛋白功能基因,占5.13％.[结论]构建了干旱胁迫下甘蔗苗期根系全长cDNA文库,获得523个ESTs序列和468个Uni-ESTs,并获得一批新的未知蛋白功能基因.     

棉花蕾铃离层脱落相关基因的克隆及其表达分析

[目的]研究激素与棉花蕾铃脱落的关系,为解析离层脱落相关基因的表达、调控及功能鉴定提供基础资料.[方法]以50 mg/L赤霉素(GA3)和250 mg/L乙烯利(CEPA)分别处理的棉花蕾铃离层cDNA为Tester,H2O处理的棉花蕾铃离层cDNA为Driver,利用抑制消减杂交(SSH)技术构建经GA3和乙烯处理后的消减文库,反向Northern blo-tting筛选出离层差异表达的EST序列,然后进行基因功能注释与功能分类,并分析蕾铃离层差异表达基因的组织表达模式和GA3诱导表达规律.[结果]以GA3处理的离层cDNA为Tester、H2O处理的离层cDNA为Driver,所构建的cDNA文库命名为GA文库;以CEPA处理的离层cDNA为Tester、H2O处理的离层cDNA为Driver,所构建的cDNA文库命名为CE文库.从构建的两个消减文库(GA和CE)中共筛选出29个在离层差异表达的EST序列,通过基因功能注释与功能分类,可将这些EST序列分为翻译相关、代谢相关、信号传导、转录相关、蛋白合成、能量代谢、抗逆相关、基因组序列和未知功能等九大类,其中与翻译相关的EST序列占24.14%,说明经激素处理后棉花蕾铃离层有大量的蛋白合成.从消减文库中挑选10个差异表达基因(EST序列)进行RT-PCR分析,结果发现以GA3处理棉花蕾铃离层后部分相关基因的表达模式会发生变化.[结论]棉花蕾铃离层经激素处理后能激活脱落相关基因的表达,进而影响器官脱落,是其对逆境胁迫反应的结果.     

新疆双峰驼纳米抗体噬菌体展示文库多样性的生物信息学分析

[目的]骆驼免疫系统中只存在重链抗体,其可变区VHH片段是最小的天然抗体片段.通过对双峰驼VHH基因进行序列分析,了解双峰驼VHH基因特征,分析VHH文库多样性组成.[方法]采用新疆双峰驼VHH特异引物扩增全部抗体基因片段,连接到M13噬菌粒载体上,与pⅢ蛋白融合表达在噬菌体表面,构建噬菌体展示文库.基因测序和菌落PCR方法,分析文库大小和阳性克隆插入率.NCBI-IgGBLAST工具对抗体序列进行IMGT编号命名,WebLogo工具分析抗体保守序列分布频率,MEGA6软件对VHH序列进行同源性比对和系统进化树构建.[结果]利用免疫的新疆双峰驼淋巴细胞,构建了库容量为1.4 ×109的VHH抗体噬菌体展示文库.对91个随机挑选的文库TG1单菌落进行PCR.结果表明该文库VHH阳性插入率为97;,DNA测序表明文库多样性为97.8;.对91个克隆DNA测序结果进一步分析表明,这些基因中除2个为常规VH抗体外,其余均为重链VHH抗体.根据抗体序列中的特征氨基酸分布,将91个抗体序列划分为7个亚群.[结论]构建的新疆双峰驼VHH文库多样性较好,生物信息学分析揭示出文库中多样性克隆的分布和特征,有助于新疆双峰驼纳米抗体噬菌体展示文库的进一步构建.     

低温处理与常温凡纳滨对虾基因差异表达文库的构建及分析

[目的]筛选出对虾耐寒相关基因,为今后进一步研究对虾耐寒分子机理提供科学依据.[方法]利用SSH技术构建低温处理与常温凡纳滨对虾的基因差异表达文库,并通过斑点杂交、克隆测序分析及候选基因RT-PCR扩增等对差减获得的耐寒相关功能基因进行验证.[结果]在构建的正、负文库768个克隆中有152个为低温高表达克隆、331个为常温高表达克隆;将正文库100个克隆拼接可获得ESTs同源群39个,其中已知基因29个,主要涉及能量代谢、表达调控、信号传导、细胞免疫、抗细胞凋零、蛋白质加工及其他基因等;将负文库50个克隆拼接可获得ESTs同源群18个,其中已知基因17个,主要涉及细胞免疫、维持细胞代谢、物质转运、信号传导及其他基因等.经RT-PCR验证,从正文库中筛选出的HSPB1、NGT4和NGT7基因在低温条件下的表达量显著高于常温.[结论]综合运用SSH、斑点杂交、克隆测序和RT-PCR可有效筛选并验证凡纳滨对虾耐寒相关基因,为揭示对虾耐寒分子调控机制奠定基础.     

草鱼肠道组织抑制性消减表达序列标签的初步分析

以致病性嗜水气单胞菌(Aeramonas hydrophila)人工感染的草鱼肠道组织为材料,采用抑制性消减杂交技术,构建了草鱼肠道组织消减cDNA文库,对文库克隆的序列测定和初步生物信息学分析,共获得147个草鱼肠道表达序列标签(EST).序列同源性搜索结果表明,97个EST代表了46个已知基因,其余50个EST为未知序列.与细胞防御相关的EST有43个,分属13个基因.     

烟草叶片全长cDNA文库构建及EST序列分析

【目的】构建烟草叶片全长cDNA文库并测序,发掘与烟叶发育、代谢和抗逆相关的基因,为进一步研究功能基因奠定基础。【方法】以烟草苗期叶片为试验材料,利用改进的Cap-trapper法构建烟草叶片全长cDNA文库。利用测序技术获得大量的EST序列,采用生物信息分析手段,对所测EST进行拼接和功能注释。【结果】构建了烟草叶片的全长cDNA文库,该文库滴度为1.2×106 pfu•mL-1,平均插入片段在1.4 kb左右。利用该文库测序了5 280个克隆,获得5 233条高质量表达序列标签（EST）,序列拼接出3 922个单一基因;同源比对分析表明,89.7%的基因与已知功能基因具有较高的同源性,这些基因涉及细胞生长、信号转导、翻译合成、抗逆反应和能量代谢等功能;并详细鉴定了部分与烟碱合成和抗病相关的基因。【结论】通过Cap-trapper法成功构建了高质量的烟草幼苗叶片全长cDNA文库;大规模EST测序分析挖掘到大量与烟草幼苗叶片发育、抗逆、抗病、烟碱代谢相关的侯选基因。     

固相磁珠扣除杂交法筛选奶牛Y-X精子差异表达基因

[目的]筛选出奶牛Y-X精子差异表达基因.[方法]利用固相磁珠扣除杂交技术分选高纯度奶牛Y精子对X精子的表达基因,获得的差异片段经SMART扩增后构建Y精子对X精子消减杂交cDNA质粒库,克隆测序,在线进行序列同源性分析.[结果]筛选出的4条候选基因均与牛EST数据库中的序列高度同源,其中之一确认为牛Sry基因,其余3条牛未知功能基因.[结论]基于磁珠上的固相扣除杂交技术有利于简单快速的富集差异表达基因,可用于筛选奶牛Y-X精子候选差异表达基因.     

溃疡病菌Botryosphaeria dothidea粗毒素产生的条件及特性

为了研究溃疡病菌的致病机制,以葡萄座腔茵Botryosphaeria dothidea产生的毒素对北京杨Populus×beijingensis愈合组织的褐化程度为评价指标．对溃疡病菌产生粗毒素的条件和粗毒素的基本特性进行了初步研究。结果表明,溃疡病菌在改良Fries No．3液体培养基,25℃温度,光照,振荡培养,21d后所得的粗毒素毒性最强;该病原茵在偏酸性和中性条件（pH5．60和7．00）下易于产毒;产生的粗毒素对热不稳定,经121℃高温,0．11MPa压力处理15min后,其生物活性丧失;这种粗毒素对酸碱具有一定的稳定性,pH4．69及8．69时,粗毒素的生物活性虽有一定程度的下降。但与自然pH条件下的粗毒素的生物活性差异不显著。图5表3参18     

杨树与溃疡病菌互作中过氧化物酶的细胞化学定位

为了从细胞水平上研究过氧化物酶在杨树与溃疡病菌互作过程中的作用、过氧化物酶在细胞器中的定位与活性变化,以及过氧化物酶在杨树与溃疡病菌互作中的机制,该文以抗性不同的毛白杨(高抗种)和北京杨(高感种)为研究材料接种溃疡病菌葡萄座腔菌,利用DAB细胞化学染色技术研究过氧化物酶在细胞中的分布及活性。通过分析酶活性区域的电子密度发现:无论抗病种还是感病种,接种后均发现细胞中有过氧化物酶活性反应;抗病种过氧化物酶活性不仅明显高于该种未接种的对照,也明显高于接种处理后的感病种,并且定位更广泛,在细胞壁、细胞间隙、叶绿体膜、线粒体膜及质膜上均有大量定位;感病种酶反应产物主要分布于细胞壁上,在质膜、局部核膜上有少量定位,且定位范围及强度均小于抗病种。      

苹果轮纹病菌对代森锰锌的敏感性

[目的]研究苹果轮纹病菌对代森锰锌的敏感性,为今后该病菌对代森锰锌抗药性的检测和治理提供基本的理论依据。[方法]以海棠轮纹病菌作为对照,采用菌丝生长速率法测定了77个苹果轮纹病菌对代森锰锌的敏感性。[结果]EC50值处于1.428 5～34.067 1 mg/L,平均为（13.676 5±6.358 8）mg/L,与代森锰锌对5个野生海棠轮纹病菌菌株的EC50平均值（10.140 5±2.035 2）mg/L无明显差异。正态检验表明,77个苹果轮纹病菌菌株对代森锰锌的敏感性符合正态分布。[结论]山东省未发现对代森锰锌产生抗药性的轮纹病菌菌株,EC50平均值（13.676 5±6.358 8）mg/L可作为苹果轮纹病菌对代森锰锌的敏感性基线。     

溃疡病菌Botryosphaeria dothidea粗毒素产生的条件及特性

为了研究溃疡病菌的致病机制,以葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea 产生的毒素对北京杨Populus × beijingensis愈合组织的褐化程度为评价指标,对溃疡病菌产生粗毒素的条件和粗毒素的基本特性进行了初步研究。结果表明,溃疡病菌在改良Fries No.3液体培养基,25 ℃温度,光照,振荡培养,21 d后所得的粗毒素毒性最强;该病原菌在偏酸性和中性条件（pH 5.60和7.00）下易于产毒;产生的粗毒素对热不稳定,经121 ℃高温,0.11 MPa压力处理15 min后,其生物活性丧失;这种粗毒素对酸碱具有一定的稳定性,pH 4.69及8.69时,粗毒素的生物活性虽有一定程度的下降,但与自然pH条件下的粗毒素的生物活性差异不显著。图5表3参18     

树木溃疡病菌Botryosphaeria dothidea不同菌株致病力分化与产毒强弱的关系

为了研究溃疡病菌致病力分化与其产毒强弱间的关系,以来源于不同地区、不同寄主上的13个葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea菌株及其毒素原液（培养滤液）对北京杨Populus × beijingensis的 30 cm长枝条的致病程度及毒害程度为评价指标,对供试13个溃疡病菌菌株致病力分化、产毒强弱以及致病力分化与产毒强弱间的关系进行了研究。结果表明:供试13个溃疡病菌菌株致病力分化和其产毒强弱差异均极显著,达到0.01显著水平。聚类分析将13个菌株分成强、中、弱等3种不同的致病类群和强、中、弱等3种不同的产毒类群。不同溃疡病菌菌株产毒强弱与其致病力强弱有明显的正相关性,相关系数为0.854。图7表3参13     

山核桃干腐病病原菌的鉴定

葡萄座腔菌科Botryosphaeriaceae真菌是很多木本植物溃疡病和枯梢病的重要病原菌。已有报道认为:山核桃干腐病病原菌为茶藨子葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea,但对于葡萄座腔菌科其他真菌与山核桃干腐病的关系还没有深入研究。分离得到了山核桃干腐病相关病原菌,通过比较其形态学特征和核糖体DNA内转录间隔区(rDNA ITS)序列特征,将分离得到的供试菌株分为3组。根据形态学特征和基于ITS序列的系统发育分析,3组菌株分别鉴定为Botryosphaeria dothidea,B.fabicercianum和B.obtusa。其中B.dothidea为优势菌株,分离频率为71.42%,B.fabicercianum和B.obtusa分离频率分别为14.28%。经致病性测定,上述分离菌株均能引起健康山核桃Carya cathayensis枝条发病,但致病性存在差异。在山核桃上发现的B.obtusa和B.fabicercianum为首次报道。     

凡纳滨对虾肌肉组织cDNA全长文库的构建

【目的】为了在短期内获得大量凡纳滨对虾肌肉组织的功能基因表达信息,为深入了解功能基因在凡纳滨对虾肌肉组织中的表达提供分子生物学依据。【方法】通过构建凡纳滨对虾肌肉组织的全长cDNA文库,并进行EST测序分析。【结果】文库质量分析表明,初始文库库容约8．50×10^6 CFU,重组率在95％左右,插入片断大小为0．5～4．0kb,多数在1．0kb以上。随机测序72条cDNA,可得到有功能注释的37条全长cDNA和18条编码未知蛋白的基因序列。通过Gene Ontology功能分类可将有功能注释的37个基因分为蛋白质合成、细胞骨架、细胞信号传导、代谢、转运、能量、转录、抗病及防御、生殖发育和未知功能基因等10类,其中蛋白质合成类基因最多（27．03％）,与细胞骨架（13．51％）、细胞信号传导（13．51％）及代谢类基因（13．51％）共占67．56％。【结论】构建凡纳滨对虾肌肉组织的全长cDNA文库,可实现短期内获得大量凡纳滨对虾肌肉组织的功能基因表达信息.     

三倍体毛白杨硬枝扦插容器育苗基质的筛选(英文)

[Objective] The experiment was aimed to select effective and economical media for container seedling of triploid clones of Populus tomentosa that was carried out. [Method] The sandy loam, peat, perlite, vermiculite, riversand, sludge were taken as media of hardwood cutting and survival rate, seedling height were taken as indexes to select media for container seedling of triploid clones of Populus tomentosa. [Result] Different mixedmedia had great influence on survival rates of container seedlings. Taking peat and vermiculite with the proportion of 5∶2 (M10) or peat ,vermiculite with the proportion of 7∶2 (M11) or sandy loam (M1) as media would generate higher cutting survival rate that was higher than 90.0%. There were significant differece in height increments of container seedlings. Taking sandy loam, peat and vermiculite with the proportion of 6∶2∶2(M5)or sandy loam (M1), seedling height of 60-days the seedling was over 37.0 cm. [Conclusion] According to cost analysis of nursery medium, the optimum medium for hardwood cuttings container seedling-raising of triploid clones of Populus tomentosa was sandy loam.     

3个毛白杨病程相关蛋白基因的克隆及表达

运用电子克隆及RT-PCR技术,以水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）诱导下的毛白杨（Populus to-mentosa Carr.）叶片总RNA为模板,分离获得3个病程相关蛋白基因,分别命名为PtPR-1、PtPR-5与PtPR-10。生物信息学分析后发现,这3个基因所编码的蛋白PtPR-1、PtPR-5和PtPR-10分别具有SCP、THN和Bet_v1保守结构域,其中PtPR-1和PtPR-5均包含一段25 bp的信号肽,成熟蛋白序列与其他物种相比同源性较高;而PtPR-10无信号肽,蛋白序列与其他物种相比差异性较大,其基因组序列还存在一段91 bp的内含子。另外,实时荧光定量PCR技术分析结果表明,SA和MeJA处理后,PtPR-1与PtPR-10表达模式和转录水平均有较大差异,而Pt-PR-5的表达则未见显著变化,由此可推测,PtPR-1可能受SA和JA双重诱导,而PtPR-10可能只受SA诱导表达,在SA和JA两种信号通路的互作下,表现出不同的诱导表达模式。     

First Report of Botryosphaeria dothidea Causing Sweet Osmanthus Leaf Dieback in China

Sweet osmanthus is one of the ten traditional famous flowers in China.The occurrence of the diseases caused by fungi other than Botryosphaeria spp.has been reported mainly from China on sweet osmanthus.A leaf dieback of sweet osmanthus caused by Botryosphaeria sp.was found for the first time in 2007 in Nanning City,Guangxi,China.The objectives of the present study were to isolate and characterize the causal organism of sweet osmanthus leaf dieback.The fungus was isolated from the lesions of affected sweet osmanthus leaves and its pathogenicity to sweet osmanthus was confirmed using a detached-leaf-inoculation method.The identification of the pathogen was carried out mainly based on the morphological characters and molecular analysis of internal transcribed spacer （ITS） sequences.The morphological characters of the pathogenic isolate GHX6 were agreed with that of Botryosphaeria dothidea.The ITS sequence of the isolate was amplified with primers ITS1 and ITS4,and submitted to GenBank （accession no.GQ368251）.Molecular analysis based on ITS sequence comparison between the isolate GHX6 and the other related fungi derived from GenBank supported that the causal agent of the sweet osmanthus leaf dieback belonged to Botryosphaeria dothidea.This is the first report of Botryosphaeria dothidea causing leaf dieback on sweet osmanthus in China.