灰葡萄孢基因中微卫星序列分析

微卫星(SSR)一般是指由单、双、三、四、五和六核苷酸重复单元串联排列的简单重复序列,它广泛分布于生物基因组内,在不同生物中,微卫星DNA的数目、类型及其分布情况存在很大的差异.本研究主要统计了已公布的灰葡萄孢基因序列中的SSR数量及类型,在灰葡萄孢的564个预测基因区域中发现669个微卫星序列,其中大多数基因(477个基因)只含有1个碱基SSR,占含SSR基因总数的71.3％;72个基因含有2个碱基SSR,13个基因含有3个碱基SSR,含4个和5个碱基SSR的基因则各只有1个.所有SSR序列中,出现数量最多的为3个碱基和6个碱基的SSR序列,分别达到了135次和330次,1个碱基、2个碱基、4个碱基和5个碱基的SSR则分别出现了7、41、64和92次.SSR碱基数越多,重复的次数越少,重复次数最少的SSR是6个碱基的AGAGGG重复.重复次数最高的SSR为122次,是3个碱基的AAT重复,这表明,在选择压力下,SSR趋向于密码子的整数倍,这与其他物种的分析结果一致.发现大多数含有SSR的基因并没有明确的功能描述,这可能是由于这些基因受到SSR的影响而在进化上变化较快所致.     

从绵羊UniGene数据库中筛选微卫星标记的初步研究

为了利用生物信息学方法筛选绵羊微卫星标记,利用SSRIT和SSRFinder软件对绵羊UniGene数据库的4 081个簇进行搜索,筛选绵羊EST-SSRs标记。结果表明,从绵羊UniGene数据库中搜索到微卫星136个,含有微卫星的序列121个,占整个EST序列数据库的3.0%,其中双碱基重复47个,三碱基重复54个,四碱基重复3个,五碱基重复4个,六碱基重复28个。在这些微卫星序列中,AC/TG重复在双碱基类型中最丰富,CTG重复在三碱基类型中最常见,分别占双碱基和三碱基微卫星序列总数的64%和29%。根据筛选到的微卫星序列设计并合成引物30对,在设计的30对引物中,20对引物有扩增产物,且条带清晰,其中有2对引物在小尾寒羊品种内呈现多态。     

简单重复序列TTC调控AtHip1基因表达初探

拟南芥AtHip1基因启动子含有一个保守的TTC重复位点,序列预测该TTC位点与水杨酸应答元件相似。定量PCR分析表明AtHip1表达受水杨酸诱导,处理4h后表达量达峰值,随后表达水平逐渐降低。构建5′端启动子系列缺失载体并转化拟南芥分析启动子功能。GUS染色和转基因表达分析显示AtHip1启动子-399至-184碱基(base pair,bp)位置的序列片段缺失导致启动子活性降低并丧失水杨酸应答功能。上述结果表明携带有TTC重复位点的启动子区段属AtHip1基因转录调控核心区且具有响应水杨酸信号的功能。     

枸杞转录组SSR分布特征分析及其与基因组SSR分布特征的比较

通过Illumina Hi Seq 2500高通量测序平台,利用RNA-Seq技术对青杞1号品种整体转录活动进行检测,并对得到的序列采用生物信息学手段进行拼接后查找SSR,然后与基因组SSR进行比较。结果显示,转录组共获得5 411个重复单元长度为2~6碱基的微卫星重复序列,2碱基重复的微卫星最为丰富,共2 666个,占49.27%,其中AG/CT基序的重复数量最多;3碱基重复类型有2 609个,占重复序列总数的48.22%;4碱基重复118个,5碱基重复10个,6碱基重复8个,分别占重复序列总数的2.18%、0.18%、0.15%。而基因组共获得14 733个重复单元为2~6碱基的微卫星重复序列,3碱基重复的微卫星最为丰富,共9 799个,占66.51%,其中GTT/CAA基序的数量最多。青杞1号转录组SSR与基因SSR在重复序列分布上存在显著差异。     

DNA指纹技术在农作物种子检测上的应用

1.什么是DNA指纹染色体是遗传物质,遗传信息贮存于染色体内的DNA分子中。每个DNA分子含有很多个基因,基因的复制就是通过DNA的复制来完成的。DNA由以碱基、核糖和磷酸构成的核苷酸长链组成,核苷酸排列方式叫序列。DNA序列中存在三种类型：单拷贝序列、中等程度重复序列和高度重复序列。     

9个地方绵羊品种mtDNA D-loop高变区序列分析

对中国9个绵羊品种的103个个体mtDNA D-loop高变区(763 bp)进行了研究,结果表明:获得的序列长度范围为522～683 bp,可归为21种分子类型,各分子类型在绵羊品种间分布趋于一致,不存在特异性,而在品种内却存在异质性;绵羊mtDNA D-loop区序列长度变异主要是由于75 bp基元重复序列重复次数的不同(2、3或4个)和少数碱基的插入或缺失造成的;103个个体mtDNA D-loop区序列中A T碱基组成比例(64.7%)明显高于G C碱基组成比例(35.3%),说明了绵羊mtDNA D-loop区是A、T碱基富集区,且为高突变区,碱基突变类型包括转换、颠换、插入和缺失,且碱基转换频率远高于碱基颠换频率.     

枸杞基因组微卫星特征分析

利用Illumina HiSeq2500高通量测序技术对枸杞大麻叶品种进行简化基因组测序,对得到的序列利用生物信息学手段进行拼接后查找SSR。结果表明:共获得14 733个重复单元长度为2~6碱基的微卫星重复序列。其中3碱基重复的微卫星单元最为丰富,共9 799个,占66.5%;其次是2碱基重复类型(4 042个)和4碱基重复类型(519个),分别占重复序列总数的27.4%和3.5%;另外5碱基重复281个,6碱基重复92个,分别占重复序列总数的1.9%和0.6%。通过分析发现3碱基重复类型丰度最高,优势序列为GTT/CAA、ACA、ATC;而6碱基重复丰度最低,其优势序列为TGTGTA、CATATA、AGCACC;在枸杞基因组微卫星序列中,A和T碱基含量相对较丰富。分析还发现,当枸杞基因组重复次数增加时,微卫星的丰度呈现出下降的趋势,随着基序长度的增加,下降的趋势越快,这意味着枸杞基因组中重复单元较短的微卫星变异速率比重复单元较长的微卫星变异速率快。     

烟草雄蕊特异表达启动子TA29的克隆及序列分析

采用SDS法提取烟草(Nicotiana tabacum)叶片总DNA,根据GenBank中相关序列设计并合成1对特异引物,通过PCR扩增获得一特异片段,并将其连接到pMD8-T载体上进行克隆测序.结果表明:该片段全长543 bp,与GenBank中报道的序列(AX012339)存在1个碱基的差异,同源性达99.8％;同时,采用生物软件对其进行序列分析,发现该片段含有启动子必备的核心元件:1个TATA-box、8个启动序列元件[PyPyAN (T/A) PyPy]以及1个CAAT-box、1个Cap site、1个I-box等元件,还存在与花粉特异性调控相关的AGAAA和GTGA等2个元件,推测该序列功能与雄蕊特异表达启动子TA29功能相同,从而为后期植物表达载体的构建及转基因奠定了基础.     

苎麻EST-SSR引物开发和高多态性位点分析

根据NCBI数据库中苎麻表达序列标签EST数据设计7对EST-SSR引物,筛选出2对多态性引物,增加SSR的可用引物数量,进一步完善SSR分子标记体系;采用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳、基因分型和测序等3种方法,分析苎麻2个高多态微卫星位点。结果表明:一个微卫星不仅有重复单元次数的变化,而且其两翼也存在简单序列变异,包括核苷酸插入、删除和碱基替换;另一个复合型微卫星各组分均存在碱基增加或删除和碱基置换。根据该位点序列的高变异性,将其作为SNP分子标记,用于苎麻系统发育关系及居群遗传学研究。     

云南松基因组微卫星序列特征分析

为了更好地了解云南松基因组特征,分析了云南松基因组中微卫星序列的分布特征,采用FLAF-seq测序技术,共获得1 970条微卫星重复序列,利用MISA通过对Unigene序列的分析,鉴定出7种类型的SSR。7种微卫星序列中主要以单碱基重复类型为主,共1 104个,约占重复序列总数的56.04%,其次是双碱基和三碱基重复类型,分别占总数的27.66%和11.68%,四碱基重复类型数量30个,占重复序列总数的1.52%,五碱基、六碱基重复类型在总重复序列中占比最少,均为0.2%,混合微卫星占2.7%。在单碱基重复类型中占优势的重复单元是A/T碱基,双碱基重复类型中占优势的重复单元是(AT)_n/(TA)_n碱基,三、四、五碱基重复类型中,占优势的重复单元不明显,但几种碱基重复类型中,都包含着丰富的A和T。所得到的微卫星重复序列中以长度20bp序列的微卫星数量最多,微卫星长度≥20bp的只占总数的10.81%。可为后续云南松遗传多样性的研究及SSR引物筛选等提供一定的理论依据。     

Integrating the physical and genetic map of bread wheat facilitates the detection of chromosomal rearrangements

The bread wheat genome harbors a high content of repetitive DNA, which is amenable to detection and characterization using fluorescence in situ hybridization(FISH) karyotyping. An integrated genetic map was derived from a recombinant inbred population bred from a cross between a synthetic hexaploid wheat and a commercial Chinese bread wheat cultivar, based on 28 variable FISH sites and 150 000 single nucleotide polymorphism(SNP) loci. The majority(20/28) of the variable FISH sites were physically located within a chromosomal region consistent with the genetic location inferred from that of their co-segregating SNP loci. The eight exceptions reflected the presence of either a translocation(1 R/1 B, 1 A/7 A) or a presumptive intra-chromosomal inversion(4 A). For eight out of the nine FISH sites detected on the Chinese Spring(CS) karyotype, there was a good match with the reference genome sequence, indicating that the most recent assembly has dealt well with the problem of placing tandem repeats. The integrated genetic map produced for wheat is informative as to the location of blocks of tandemly repeated DNA and can aid in improving the quality of the genome sequence assembly in regions surrounding these blocks.     

AtDREB2B基因的克隆及植物表达载体的构建

[目的]获得耐旱转录因子的植物表达载体,进而转化植物获得耐旱性提高的新植物株系。[方法]提取脱水处理的拟南芥总RNA,利用AtDREB2B特异引物通过RT-PCR扩增出1.2kb片段,并将其克隆至pBS-T上,测序。[结果]序列分析表明,该克隆序列与GenBank上登录AtDREB2B基因序列的一致性为100%。进一步通过片段的亚克隆,将其构建至植物表达载体pCAMBIA1301和pBin438上,分别由rd29A启动子和重复35S启动子调控基因表达。[结论]成功构建了2种AtDREB2B的植物表达载体,并通过冻融法转化根癌农杆菌GV3101,为农杆菌介导的AtDREB2B基因对植物的遗传转化奠定基础。     

绵羊Oct4基因启动子序列的克隆及其与猪和牛序列的比较分析

为探明绵羊Oct4基因启动子的结构特点,用PCR方法克隆获得了绵羊Oct4基因启动子,并对绵羊、牛和猪Oct4基因的上游调控序列进行对比分析。结果显示,成功扩增获得长度为2 951 bp的绵羊Oct4基因启动子;绵羊、牛和猪Oct4基因的上游调控序列均含有4个保守区域(CR1–CR4),且4个保守区域在3个物种间具有高度同源性;CR1区域富含GC碱基对,且序列上的Sp1/Sp3位点与激素反应元件HRE在3个物种中具有100%的同源性;绵羊和牛、猪的上游调控序列富含GC,并存在大量的CCC(A/T)CCC位点。     

猪FAM213B基因mRNA和启动子的克隆及序列分析

【目的】获得猪FAM213B基因完整mRNA和启动子序列,研究猪FAM213B基因表达,为探讨母猪妊娠的建立和胚胎发育调控机制奠定基础。【方法】通过5'RACE和3'RACE技术,获得基因完整mRNA序列,分析不同物种该基因氨基酸序列相似性;通过PCR克隆启动子区,并通过双荧光素酶报告基因载体系统转染猪子宫内膜细胞,研究其转录活性。【结果】猪FAM213B基因mRNA全长808 bp,其中5'UTR、CDS区和3'UTR长度分别为67、609(含终止密码子)和132 bp(不含poly A序列),在17~106位氨基酸之间存在硫氧还蛋白折叠结构域;与猪FAM213B基因其他2个潜在转录本相比,三者都包含硫氧还蛋白折叠结构域,但蛋白三级结构存在较大差异;猪FAM213B氨基酸序列与山羊、牛和绵羊高度相似,相似性分别为94.03%、93.03%和91.54%。克隆获得2 261 bp(-2 231/+30)的基因启动子序列,将其连接至双荧光素酶报告基因载体,转染猪子宫内膜细胞,发现获得的启动子片段能够启动下游报告基因的转录,在启动子区存在潜在的典型NFκB等转录因子结合位点。【结论】本研究获得猪FAM213B基因转录本长度为808 bp,其蛋白存在硫氧还蛋白折叠功能结构域,其启动子序列(-2 231/+30)在猪子宫内膜细胞中具有较强的转录活性。     

牛Nramp1基因启动子的克隆及其活性分析

 【目的】牛Nramp1基因是主要的抗病候选基因,但其转录调控的分子机制尚不清楚。本研究欲确定牛Nramp1基因的启动子区域,找到启动子核心序列和主要的调控区,探索Nramp1基因表达机制。【方法】采用基因克隆、DNA测序、半定量RT-PCR和荧光素酶报告基因系统等技术手段,构建牛Nramp1基因5′侧翼区长片段及固定3′端的不同节段的pEGFP-N1和/或pGL3重组质粒,分别转染293T和RAW264.7细胞,并进行脂多糖(LPS)诱导,对不同片段的启动子活性进行定性和定量测定。【结果】牛Nramp1基因5′侧翼区长片段具有较强的启动子活性,+58—-89区域具有基本的启动子功能,+58—-1 748启动子活性最强。进一步研究表明,-89—-205 bp区域、 -278—-1 495 bp区域存在着正调控元件,在-205—-278 bp区域内存在着负调控元件;另外,LPS能显著增强启动子活性,其诱导牛Nramp1基因的表达具有细胞特异性和剂量依赖性。【结论】成功构建了含推测的牛Nramp1基因启动子片段的重组报告基因载体, 确定了启动子核心区域和主要的调控区域。     

CMV启动子与艾美耳球虫基因侧翼序列对黄色荧光蛋白表达调控作用的研究

探索CMV启动子与艾美耳球虫基因侧翼序列对串联型黄色荧光蛋白(YFP)表达的调控作用,将含有串联型YFP、CMV启动子、柔嫩艾美耳球虫组蛋白4(Histone4)上游启动序列和肌动蛋白(Actin)下游调控序列的重组载体pCMV-YFP-YFP、pH4-YFP-YFP-ACT电转染Vero细胞和柔嫩艾美耳球虫子孢子,观察荧光情况.结果证明,CMV启动子不能驱动YFP在柔嫩艾美耳球虫中正常表达,而其自身基因的侧翼序列能够启动和调控串联型YFP在柔嫩艾美耳球虫中的正常表达.     

伪鹅观草高分子量麦谷蛋白基因启动子的克隆

通过PCR克隆的方法,从二倍体伪鹅观草St基因组中克隆到了高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-1St1的启动子,该序列全长959bp,序列比对及结构分析表明,它与麦类高分子量麦谷蛋白亚基基因的启动子序列的一致性很高,达到82%,包含有典型麦谷蛋白亚基基因启动子的顺式作用元件。系统进化分析表明,它与大麦的D-hordein基因启动子的进化关系比较近,属于典型的x型亚基基因的启动子。     

鸭CD8α基因启动子的分析及其转录活性

【目的】对鸭CD8α基因启动子活性区域进行分析,为鸭CD8α基因功能和表达调控机理研究提供依据。【方法】利用前期基因组步移技术获得的鸭CD8α基因的启动子区序列,制备一系列启动子缺失突变体（-625/-1 bp,-1 110/-1 bp,-1 413/-1 bp,-2 151/-1 bp）,定向亚克隆至荧光素酶表达载体pGL3-Basic 中,构建荧光素酶报告基因重组载体,采用 Lipofectamine 2000 将重组质粒瞬时转染DT40细胞,分析CD8α基因启动子系列缺失突变体在细胞内的转录活性。【结果】鸭CD8α基因 5′侧翼区长片段具有较强的启动子活性,-1110--625启动子活性最强,且-625--1和-625--1 110 bp区域均存在正调控元件。【结论】成功构建了荧光素酶报告基因真核表达载体,确定了鸭CD8α基因调控区,为进一步研究其转录调控机制奠定了基础。     

稻曲病菌T-DNA插入突变菌株B1241侧翼基因克隆

【目的】分析稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)致病力减弱的T-DNA插入突变菌株B1241的生物学性状和致病力,并结合分子生物学手段研究其T-DNA插入位点的侧翼基因,以解析突变基因在稻曲病菌生长和致病过程中的作用,从而为阐明稻曲病菌致病机制提供理论基础。【方法】以野生菌株P1作为对照,观察并检测突变菌株B1241的菌落形态、生长速率、孢子形态、产孢量等生物学性状;采用注射接种的方法将菌丝和孢子的混合液接种于水稻穗苞中,统计每穗发病的病粒数,分析B1241的致病性变化;突变菌株B1241在不含有潮霉素的PSA平板上转接5代之后,PCR检测T-DNA插入的稳定性并通过Southern杂交分析B1241中T-DNA插入的拷贝数;利用HiTail-PCR获得T-DNA插入位点的侧翼序列,经NCBI比对得到侧翼基因;运用RACE-PCR克隆插入位点侧翼基因全长;qRT-PCR分析侧翼基因的表达情况。【结果】经生物学特性观察及田间接种发现,与野生菌株P1相比,突变菌株B1241在固体培养基MM、PSA和TB3上的菌落和孢子形态以及生长速率无显著差异,其致病力、产孢能力均呈极显著下降。B1241在不含潮霉素的PSA平板上转接5代之后,仍能扩增到GFP和HPH基因,说明T-DNA已经稳定地插入到其基因组中。Southern杂交结果显示T-DNA在该突变菌株中以单拷贝的形式插入。经扩增并比对侧翼序列,T-DNA的插入位点处少了28 bp的稻曲序列,有37 bp在T-DNA及稻曲病菌基因组中都没有比对到。NCBI比对发现,侧翼基因Uvt-1241与UV-8b菌株的UV8b-7878基因同源,开放阅读框长2 317 bp,包含81和106 bp的2个内含子,编码709个氨基酸。经RACE-PCR获得基因全长2 650 bp,5'非编码区长度为14 bp,3'非编码区长度为319 bp。T-DNA插入在基因Uvt-1241的启动子区域,位于起始密码子之前516 bp处。qRT-PCR分析结果表明,Uvt-1241在该突变体中表达量下降。该基因编码一个糖基水解酶18家族的蛋白,同时含有一个保守结构域D××D×D×E。【结论】稻曲病菌突变菌株B1241中,T-DNA插入到基因Uvt-1241的启动子区域,从而导致该启动子功能部分缺失,基因表达量下降,使得突变菌株的生长、产孢等生物学特性及致病力发生改变,由此推测该基因可能在稻曲病菌生长及致病过程中起着重要的作用。     

普通小麦TaZIP29-7B基因的克隆及表达研究

金属离子在小麦生长过程中起重要作用,但土壤中金属离子含量过高,会对小麦生长造成损害。锌铁转运蛋白ZIP家族(ZRT,IRT-like protein,ZIP)广泛存在于植物中,参与多种金属离子的转运,也能提高植物的耐盐性。利用同源克隆技术获得 AtZTP29在小麦中的同源基因TaZIP29-7B,并获得其启动子序列,利用生物信息学技术对所获得的基因以及启动子序列进行初步分析,预测启动子顺式作用元件,通过实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术分析小麦 TaZIP29-7B基因在根和叶中在不同金属离子溶液处理下的表达情况,以研究该基因在小麦体内中对重金属转运的作用。结果表明:序列分析显示 TaZIP29-7B基因(登录号MK203894)编码277个氨基酸,TaZIP29-7B蛋白为疏水性蛋白,定位在细胞膜上,存在信号肽,属于分泌蛋白,第89～263位置间的结构功能域ZIP,属于典型的ZIP超级家族结构域,具有8个跨膜区;进化分析显示TaZIP29-7B与单子叶植物山羊草(Aegilops tauschii)ZIP29蛋白同源性最高;启动子中存在多种响应胁迫的顺式作用元件;qRT-PCR结果显示,小麦 TaZIP29-7B基因在外界重金属盐的变化下表达量有所变化。说明研究结果为进一步改良小麦抗盐性提供了参考。