基于WGCNA挖掘谷子淀粉合成相关基因

[目的]淀粉是植物发育过程中重要的能源物质,也是影响作物品质的重要物质之一。明确谷子淀粉合成调控相关基因对于开展谷子品质分子育种具有重要意义。[方法]本试验对谷子及其它5种禾本科作物直链淀粉合成关键基因Waxy进行聚类,并对其基因特征进行了分析;对Waxy基因在谷子中的表达模式进行分析;以名优谷子品种晋谷21为材料,构建淀粉合成相关基因的共表达网络。[结果]确定了6个物种中Waxy氨基酸序列系统发育关系、基因结构及蛋白基序,明确了Waxy蛋白具有糖基转移酶(GT_1)和淀粉合成酶催化区(GT_5)2个保守性结构域;确定了Si4g02980基因是谷子籽粒淀粉合成的主效基因。WGCNA筛选出含淀粉合成相关基因数目较多的2个模块,确定了一批包括转录因子的候选基因。[结论]本研究结果可为进一步鉴定和克隆谷子淀粉合成调控关键基因及谷子品质分子育种提供理论支撑。     

普通小麦Waxy蛋白及其分子标记研究进展

Waxy蛋白在普通小麦直链淀粉合成过程中起关键作用。从Waxy蛋白对面粉品质的影响、Waxy蛋白亚基电泳分离技术、Waxy基因以及Waxy位点分子标记的研究进展等方面进行了阐述,并对目前存在的问题进行了分析和展望。     

糯小麦及其Waxy基因的研究进展

小麦的淀粉分为直链淀粉和支链淀粉,在控制直链淀粉合成的酶中有一种关键的酶,称为Waxy蛋白,Waxy蛋白有3个基因位点,即Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1,在六倍体小麦中它们分别位于7A、4A和7D染色体上,当这3个位点的基因都缺失时,小麦就呈现糯性,糯小麦是指不含直链淀粉或者直链淀粉含量很低的小麦品种,它对小麦的淀粉以及面团等特性都有很大的影响,并且在食品和非食品工业中也有着重大的用处,所以在近几年来出现了糯小麦的研究和培育的热潮,研究者利用蛋白质电泳技术鉴别出部分突变的品系,并利用分子标记及其他手段人工培育出了糯小麦;随着研究的深入,研究者发现了Waxy基因的新的突变;对以上的问题进行了综述,并对其中的部分问题作了分析和展望。     

反义技术及其在植物基因工程中的应用

概述了反义技术的作用机制及其在现代植物研究中的应用。反义技术在调控植物淀粉的合成与果实成熟、改良作物品质、改变植物花色、增强植物抗病性和研究未知基因的功能等方面具有重要作用,并对反义基因技术的应用进行了展望。     

植物淀粉生物合成的研究进展

介绍了参与淀粉生物合成的5类酶的编码基因、酶学特性及其在淀粉合成中的作用,详细探讨了植物支链淀粉和直链淀粉的合成模型,同时提出了该研究领域尚待解决的问题,对其应用前景作了展望.     

利用Waxy基因检测不同玉米地方品种的遗传差异

为了解我国西南地区不同玉米品种间的遗传多样性,对5份玉米地方品种的Waxy基因部分编码区核苷酸序列进行克隆、测序及序列比对。结果表明,所选材料的Waxy基因序列长度约为1 370 bp,一致性为96.60%,大于3 bp的插入/缺失有8个。不同地方品种材料间的遗传相似系数在98.7%~99.6%之间,平均遗传相似系数为99.2%,根据聚类图将供试材料分为4类。说明Waxy基因具有较高的保守性,所选材料间存在一定的遗传多样性,利用Waxy基因序列可以将不同的玉米地方品种区分开来。Waxy基因序列可作为一种理想的分子标记,用于今后玉米地方品种的研究。     

基于淀粉合成基因TRAP标记的甘薯种质资源遗传多样性分析

为探究淀粉合成相关基因在甘薯种质资源中的遗传多样性,通过对锚定引物的筛选构建了基于淀粉合成基因的TRAP分子标记技术,并对59份不同作用类型的甘薯种质资源进行遗传多样性分析。TRAP分子标记筛选结果表明:SAI/me2、AGPase/em4和β-Amylase/me2这3对引物组合在分子标记中存在较为丰富的多态性片段,结果重复性好,可作为TRAP分子标记;其中,AGPase/em4分子标记的区分能力最强,能将59份甘薯资源进行较好的区分。甘薯种质资源遗传多样性分析结果表明:不同类型的甘薯种质资源之间无明显的遗传群体区分。研究表明,甘薯基因组为六倍体起源,其淀粉合成相关基因存在多基因遗传作用,在不同甘薯种质资源之间存在一定的遗传差异,因而可以开发成有效的分子标记。     

稻米胚乳直链淀粉含量的基因剂量效应

用不同直链淀粉含量的品种杂交获得的 F_1、F_2及亲本为材料,测定了单个胚乳的直链淀粉含量,以研究稻米胚乳直链淀粉含量的遗传。结果表明,蜡质位点的遗传由1个主效基因控制,F_1和 F_2的直链淀粉含量存在 Wx 基因剂量效应,有2个 Wx 等位基因对直链淀粉合成起着不同的作用,分离世代出现超亲个体,说明还存在修饰基因作用。     

水稻OsSBEIIb基因的克隆和时空表达特征及SNP位点多态性

水稻淀粉分支酶(OsSBEIIb)对水稻支链淀粉的合成至关重要,而水稻支链淀粉的含量与水稻支链淀粉和抗性淀粉的含量密切相关.为了明确OsSBEIIb基因在水稻淀粉合成中的作用,通过PCR技术扩增获得了湘早籼2号水稻的OsSBEIIb基因cDNA编码区序列.生物信息学分析表明,OsSBEIIb基因具有一个编码825个氨基...     

利用蜡质基因Wx改良稻米品质的研究进展

品质优良的稻米往往含有较低的直链淀粉,其含量决定于蜡质基因(Waxy,Wx)。目前Wx基因的多个等位变异已经被鉴定,并且应用到水稻的分子育种中。本文综述了Wx基因的等位变异类型,分子标记及其在分子育种中的应用,希望为选育低直链淀粉的优质水稻品种提供参考。     

山药糯性基因Waxy的克隆与分析

为克隆获得山药糯性基因Waxy,以糯性山药(WCS01)的基因组DNA为模板,采用PCR和TAIL-PCR相结合的方法克隆获得山药全长Waxy序列3 994 bp,含有13个外显子和12个内含子,内含子的长度变化幅度为72~153 bp,内含子中(A+T)的量为58.86%~72.64%,(G+C)的量为27.16%~39.87%,外显子与内含子的剪切都符合GT-AG原则。进化关系显示,山药Waxy基因与莲、油棕、金缕梅属和银缕梅属植物的同类基因具有高度相似性,亲缘关系较近。研究首次获得Waxy基因,为今后开展糯性山药品种分子辅助选育奠定了基础。     

基因工程技术在花椰菜育种中的应用

植物基因工程技术在花椰菜育种中起着重要的作用。主要从控制花椰菜主要性状基因的分离和转基因技术在花椰菜育种中的应用进展进行了论述,分析了植物基因工程在花椰菜遗传改良中的重要作用,对今后基因工程在植物遗传改良中的应用前景进行了展望。     

植物脂肪酸合成及其在基础抗性和生物固氮中的作用研究进展

综述了植物脂肪酸合成、酰基载体蛋白在脂肪酸合成中的作用、脂肪酸在基础抗性和生物固氮中的作用,旨在为植物遗传育种及脂肪酸合成及功能相关分子机制研究提供参考。     

植物蔗糖合酶生理功能研究进展

蔗糖合酶(sucrose synthase)是植物糖代谢过程的关键酶,催化蔗糖的合成与分解,在淀粉和纤维素的合成、果实品质的形成、固氮的建立、生殖生长以及糖信号转导等过程中发挥了重要的调控作用。为系统地认识蔗糖合酶及其在植物生命活动中的重要作用,本文概括地介绍了植物蔗糖合酶在结构与定位、生理功能、分子特征、合成与分解活性动态变化以及遗传改良等方面的研究进展,并展望了植物蔗糖合酶的研究趋势,以期为蔗糖合酶的研究提供参考。     

稻米食味品质的遗传和分子生物学基础研究

食味品质是最重要的稻米品质性状之一。从淀粉组成和结构与食味品质的关系、食味品质性状的基因定位和QTL分析以及淀粉合成过程中的关键酶及其基因对淀粉品质的表达调控等方面进行了综述 ,讨论了进一步开展稻米食味品质形成的遗传和分子生物学基础研究的可能途径     

4种薯蓣属植物GBSS基因的电子克隆与生物信息学分析

多种薯蓣属植物全基因组测序工作的完成,为利用生物信息学手段对薯蓣属植物的基因进行电子克隆、结构与功能分析以及分子进化分析提供了便利。淀粉是薯蓣属植物地下块茎的重要组成成分,颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)是淀粉合成过程中控制直链淀粉合成的关键酶。本研究以文成糯米山药GBSS基因序列为探针,电子克隆方法获得参薯、几内亚白山药、灌丛薯蓣和盾叶薯蓣4种薯蓣属植物的GBSS基因序列。通过生物信息学分析方法,比较分析4种薯蓣属植物GBSS基因结构、蛋白质结构及系统发育特点。结果可为进一步研究薯蓣属植物GBSS基因及其编码蛋白调控淀粉合成的分子机制提供科学依据。     

耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展

低温是影响植物生长发育及作物产量最主要的环境胁迫因子之一。从合成渗透调节物质基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、抗氧化酶类基因等全面系统地概述了耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展,以期为植物耐冷遗传改良及育种奠定基础。     

耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展（英文）

低温是影响植物生长发育及作物产量最主要的环境胁迫因子之一。从合成渗透调节物质基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、抗氧化酶类基因等全面系统地概述了耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展,以期为植物耐冷遗传改良及育种奠定基础。     

利用CRISPR/Cas9技术创制糯稻种质

基因组编辑技术已成为分子育种的重要手段。本研究利用CRISPR/Cas9系统,以直链淀粉含量合成基因Waxy(Wx)为编辑对象,构建敲除载体,利用农杆菌介导法转化优质粳稻品种圣稻22,共获得了20个T₀代转化株系,测序结果表明16个株系实现了对Wx基因的定点编辑,突变率为80%,纯合及双等位率为20%。稻米外观品质检测表明13个株系外观呈现糯稻表型,直链淀粉含量测定表明有3个株系的直链淀粉含量降至2.0%以下。可见,利用CRISPR/Cas9系统可以快速改良水稻品种的直链淀粉含量目标性状,在品种的定向改良方面具有巨大的潜力。     

RVA谱在稻米蒸煮食用品质评价及遗传育种方面的研究进展

在稻米的品质改良中,利用粘度速测仪测定稻米淀粉粘度特性作为估计稻米食用品质一个很重要指标。这种测定具有测定简单快速和用量小的特点。美、日等发达国家已经广泛水稻品质育种中应用。中国在近些年开始应用。对稻米淀粉RVA谱在稻米蒸煮食用品质评价,稻米淀粉RVA谱遗传及在育种上应用的研究进展进行了总结并提出了一些可能研究利用方向。RVA谱能较好地区分AAC相似的品种的食味。RVA与稻米食味、米饭质地以及其它与米饭食味相关的理化指标均密切相关,已经在杂交育种和诱变育种等育种上应用。RVA谱主要受单基因(Waxy)加性效应控制,可在F4代及其以后种子进行选择。不同地点环境对RVA谱影响很大。