毛竹微管蛋白的分子特征及PeTUA3的功能

【目的】微管蛋白是植物细胞骨架的重要组成部分,在植物细胞分裂与生长、细胞形态维持、细胞内物质运输和细胞壁的生物合成等过程中均发挥着重要作用。为全面了解毛竹微管蛋白的分子特征,开展了毛竹微管蛋白全基因组鉴定与分析,并初步研究了Pe TUA3基因的功能,以期为揭示微管蛋白在毛竹生长发育过程的作用提供参考依据。【方法】采用生物信息学的方法开展毛竹中微管蛋白基因的全基因组分析,利用转录组数据和实时荧光定量PCR技术分别分析微管蛋白基因的组织表达模式及其随笋高度增加的表达变化,通过在拟南芥中异位表达及表型观察初步研究Pe TUA3基因的功能。【结果】在毛竹基因组中共获得18条微管蛋白基因序列,编码蛋白具有完整的保守结构域,蛋白长度为430～634 aa,分子量为48.31～69.89 k Da。在与水稻、拟南芥微管蛋白构建的系统进化树中,被聚类到2个亚家族(TUA和TUB),且毛竹各微管蛋白成员与水稻的亲缘关系更近,这些基因分别命名为Pe TUA1-Pe TUA6和Pe TUB1-Pe TUB12。亚细胞定位预测显示PeTUAs均定位在细胞质中,而PeTUBs均定位于细胞核中。基于转录组数据的基因组织特异性表达分析表明,不同微管蛋白基因在毛竹7个不同组织中的表达量存在着一定的差异,如Pe TUA3、Pe TUA6、Pe TUB2和Pe TUB3在各个组织中均有较高的表达,而Pe TUA2和Pe TUB12在各组织中表达量均较低。实时荧光定量PCR结果显示,随着毛竹笋高度的增加,6个TUA亚家族成员基因的表达均呈现上调趋势,而TUB亚家族成员基因中有8个呈现上调趋势,4个表现为波动变化,表明它们在笋的不同发育阶段可能发挥着不同的作用。在拟南芥中正义表达Pe TUA3促进了转基因植株的生长,尤其是对主根的伸长有明显促进作用,而转反义Pe TUA3则抑制转基因植株的生长,主根生长明显受到抑制。【结论】从毛竹中鉴定了6个TUA基因和12个TUB基因,各基因的分子特征存在着一定的差异,并且各基因在毛竹不同组织以及不同发育阶段笋中呈现出不同的模式,说明它们在不同组织以及同一组织的不同生长发育阶段可能发挥着不同的功能;过量表达Pe TUA3能够影响转基因拟南芥的生长,说明Pe TUA3对毛竹的快速生长可能具有重要的作用。     

杨树油菜素内酯合成基因DET2的克隆与功能分析

[目的]DET2基因编码一个5α-还原酶,是油菜素内酯(BRs)合成过程中的关键限速基因。研究DET2基因在杨树生长发育中的作用,对于进一步研究油菜素内酯在木本植物中的调控机制有重要意义。[方法]从银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa,‘84K’)克隆得到拟南芥AtDET2同源基因PagDET2,利用生物信息学对其进行序列比对、生化特征分析、构建系统发育进化树。通过RT-PCR分析其在杨树中的表达模式。构建由CaMV 35S强启动子驱动的过表达载体,通过农杆菌介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagDET2-OE转基因植株。分析过表达DET2基因对于转基因植株内源BRs含量、植株生长和抗逆的影响。[结果]克隆了包含全长编码区PagDET2基因全长,可编码一个长度为257个氨基酸的蛋白质。其蛋白序列与毛果杨、拟南芥、水稻、棉花、大豆、番茄DET2蛋白同源性较高,说明该基因在进化过程中相对保守。PagDET2在84K杨不同组织中均检测到表达,其在茎中的表达较高。通过ELISA检测植物BRs含量发现,过量表达DET2可以显著提高杨树内源BRs含量。过量表达DET2基因,可以导致转基因植株的高生长,但对盐胁迫更加敏感。[结论]DET2基因作为BRs合成的关键基因,在杨树中过量表达可以显著提高内源BRs含量,促进植株增高。DET2转基因植株的获得为进一步分析BR参与木本植物生长发育的调控机制奠定了基础。     

AtMET1基因在84K杨中的遗传转化及诱导表达分析

[目的]研究拟南芥甲基化转移酶基因AtMET 1在银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa ‘84K’)中的诱导表达特性,为建立杨树甲基化诱导变异体系、进而实现杨树品种改良等奠定基础。[方法]以白杨派优良品种84K杨的无菌苗叶片为受体材料,采用农杆菌介导法将化学诱导启动子与AtMET1基因导入84K杨基因组中;经潮霉素筛选获得抗性植株,通过常规PCR检测、DNA测序等方法对抗性植株进行鉴定。通过化学诱导剂17-β-雌二醇对随机挑选的1个转基因株系离体叶片进行诱导处理,处理时间为0、3、6、12、24、48、96、144 h,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测外源基因AtMET1表达量变化。[结果]本研究共获得了潮霉素抗性芽648个,经生根筛选获得18株抗性植株,经分子检测证实全部为转基因植株,分别标号为AM-1～18#。qRT-PCR结果显示:化学诱导剂17-β-雌二醇处理3 h时,目的基因AtMET1的表达量即达到最大值,随后在处理6 h时表达量下降,处理12 h时有所回升,处理24 h后表达量降低至不足12 h时的一半。[结论]化学诱导剂17-β-雌二醇能迅速有效地调控转基因杨树中AtMET1基因的表达,为进一步研究MET1基因在杨树基因组甲基化调控方面的作用机制奠定基础,也为今后杨树化学诱导表达研究及品种改良提供新思路、新方法。     

‘84K’杨组氨酸激酶基因PaHK3b的克隆及功能分析

[目的]本研究克隆了银腺杨‘84K’(Populus alba×P. glandulosa ‘84K’)组氨酸激酶基因PaHK3b启动子及编码区,并对其表达进行检测及功能鉴定,为深入研究PaHK3b基因在杨树生长发育的调控作用提供线索,为杨树分子育种及品种改良奠定基础。[方法]根据毛果杨(P. trichocarpa Torr.Gray)基因组信息,设计引物克隆‘84K’杨组氨酸激酶基因PaHK3b启动子及CDS序列,并对其保守结构域和启动子顺式作用元件进行分析;同时,对‘84K’杨进行植物激素处理(10μmol·L~(-1)ABA、10μmol·L~(-1)6-BA、10μmol·L~(-1) IBA、10μmol·L~(-1)GA3及10μmol·L~(-1)水杨酸(SA))及非生物胁迫处理(42℃高温、0℃低温、200 mmol·L~(-1) NaCl和5%PEG6000),利用实时定量PCR(qRT-PCR)方法检测PaHK3b基因表达情况与表达响应差异,并采用原核表达方法初步确定PaHK3b基因的生物学功能。[结果]PaHK3b基因编码框区长度为3 060 bp,编码1 019个氨基酸,PaHK3b蛋白具有CHASE、HisKA和REC等典型的细胞分裂素受体结构域。PaHK3b基因启动子序列中不仅含有大量TATA框和CAAT框常见核心元件,还包含低温响应元件LTR、防御与胁迫响应元件TC-rich repeats、赤霉素响应元件GARE-motif、水杨酸响应元件TCA-element等顺式作用元件,这些元件与杨树的激素响应和逆境胁迫响应密切相关。qRT-PCR分析表明:PaHK3b基因在叶片中表达最高,根部中等,茎中最少;另外,与正常条件下相比,在高温、低温、NaCl及PEG处理时,PaHK3b基因表达量与对照明显增高,分别为对照的2.67、2.61、2.28、1.87倍;用IBA诱导处理时,基因表达量与对照相比差异不大,而在6-BA、ABA、GA3及SA处理时,基因表达量与对照相比均呈下调表达;在添加5%PEG6000的LB液体培养基中,转入PaHK3b基因原核表达载体的大肠杆菌菌株生长速度显著高于对照,在添加50～150 mmol·L~(-1)NaCl的LB固体培养基上,转入PaHK3b基因原核表达载体的大肠杆菌菌株单克隆生长均好于对照。[结论]‘84K’杨PaHK3b基因启动子含有逆境和激素响应元件,表明PaHK3b基因与杨树植物激素信号及非生物胁迫信号响应密切相关。经非生物胁迫处理、激素处理及原核表达证实,杨树PaHK3b基因参与杨树植物激素信号响应,并在其抗逆境胁迫过程中发挥重要调控作用。     

银腺杨84K茎段瞬时转化体系的建立

【目的】我国需要大量人工林来满足木材需求,而速生林的木材品质有待改良。研究木材形成的基因调控是材性改良的基础。为加速鉴定木材形成相关基因的研究,建立一种快速、便捷、高效的瞬时转化体系尤为重要。【方法】采用显微切片,观察1年生银腺杨84K休眠茎段水培下的形成层活动规律;以其作为瞬时转化受体,增强型绿色荧光蛋白(e YGFP)作为报告基因,构建表达载体,采用农杆菌介导真空渗透侵染方法进行84K茎段的瞬时转化。并通过L9(34)正交试验对农杆菌GV3101侵染浓度、真空渗透侵染时间、真空渗透侵染次数及侵染后培养时间进行优化。【结果】银腺杨84K 1年生枝条室温水培条件下可以解除休眠,形成层在水培15天左右活动已比较旺盛,并出现新分化的导管。培养约30天,木质部大量积累。这说明枝条经1个月时间可以完成形成层的分化、木质部的形成等木材形成的全过程。从形态上观察,形成层、木质部和韧皮部的生长发育过程与正常树木没有差异。采用农杆菌介导真空渗透侵染方法,茎段及切片在激发光下可在形成层区域观察到绿色荧光,说明茎段转化成功。进一步通过正交试验分析,表明4个转化条件对转化率的影响依次为:侵染后水培天数真空渗透侵染时间菌液浓度真空渗透侵染次数。农杆菌介导真空渗透瞬时转化银腺杨84K茎段的最优组合是农杆菌重悬液浓度OD600为0.9、真空渗透侵染20 min、真空渗透侵染2次、侵染后水培15天。【结论】建立了农杆菌介导的银腺杨84K茎段真空渗透侵染瞬时转化体系。这一体系可快速鉴定参与维管组织分化相关基因的功能,有助于揭示木质部发育的调控机制。同时该方法也可为研究其他木本植物的木材形成相关基因提供借鉴。     

银腺杨转Cry I Ac和API双价抗虫基因的研究

在建立以银腺杨(84K)叶片为外植体的再生系统基础上,通过农杆菌介导法把Cry I Ac和API双价抗虫基因导入银腺杨(84K)基因组中.转化杨树叶片,在含有卡那霉素的培养基上诱导不定芽和诱导生根,获得了400株卡那霉素抗性转化再生植株.抗性植株经PCR检测,有70株呈阳性.通过Southern杂交和ELISA检测进一步证明Cry I Ac和API双价抗虫基因已整合到银腺杨(84K)基因组中,拷贝数1～2个,并得到了表达.转化植株用杨扇舟蛾幼虫进行饲虫试验,结果表明昆虫幼虫的死亡率高达60.0%～80.0%.同时,存活幼虫的生长发育也受到了明显抑制.本研究结果为杨树抗虫育种提供了新的种质资源.     

Co-rrp基因小干扰RNA载体的构建及烟草中的遗传转化

为研究油茶种子成熟调控蛋白基因的功能,以pCAMBIA1304质粒为载体,根据油茶种子成熟调控蛋白基因的cDNA序列设计了小干扰RNA(Si RNA)序列,构建了油茶种子成熟调控蛋白基因小干扰RNA植物表达载体pCAMBIA1304-si RNA,并借助农杆菌介导叶盘法将pCAMBIA1304-si RNA转化到野生型烟草中,获得了稳定表达的转基因烟草苗。为下一步的油茶种子成熟调控蛋白基因的功能鉴定奠定了基础。     

银腺杨转Cry I Ac和API双价抗虫基因的研究

在建立以银腺杨（84K）叶片为外植体的再生系统基础上，通过农杆菌介导法把CryⅠ4c和API双价抗虫基因导人银腺杨（84K）基因组中。转化杨树叶片，在含有卡那霉素的培养基上诱导不定芽和诱导生根，获得了400株卡那霉素抗性转化再生植株。抗性植株经PCR检测，有70株呈阳性。通过Southern杂交和ELISA检测进一步证明CryⅠ4c和API双价抗虫基因已整合到银腺杨（84K）基因组中，拷贝数1～2个，并得到了表达。转化植株用杨扇舟蛾幼虫进行饲虫试验，结果表明昆虫幼虫的死亡率高达60．0％～80．0％。同时，存活幼虫的生长发育也受到了明显抑制。本研究结果为杨树抗虫育种提供了新的种质资源。     

毛白杨PtoWOX11/12a对杨树扦插苗生长发育的影响

【目的】WOX转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,在植物胚胎建成、干细胞分裂和分化的维持以及器官的形成过程中发挥重要调控作用。本研究分析毛白杨Pto WOX11/12a基因对转基因84K杨叶形、茎等生长发育的影响,分析毛白杨不定根诱导过程中及过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中Pto WOX11/12a基因、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的表达模式,为深入研究WOX基因对植物生长发育的调控机制提供参考。【方法】对在温室生长1~3个月的过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因以及非转基因84K杨(对照)的叶形、株高和地径进行比较;通过组织切片对转基因和非转基因84K杨的第5、9和13节间的解剖学特征进行分析,并对各节间的形成层和木质部宽度进行比较;利用实时荧光定量PCR(q PCR)技术,分析Pto WOX11/12a、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在毛白杨不定根产生过程中及在过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中的表达模式。【结果】在叶形上,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨叶片长度与非转基因84K杨(对照)没有显著差异,但是宽度显著大于对照;抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的叶长和叶宽都明显小于对照,且叶边缘呈现锯齿状缺刻。在植株的株高和地径方面,过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的株高和地径都明显低于对照,且存在显著差异;茎解剖分析发现,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度小于对照,形成层细胞层数多,而抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度同样小于对照,但与过表达植株相比,木质部宽度相对变大,形成层细胞层数变少。q PCR结果显示Pto WOX11/12a基因在毛白杨不定根产生过程中被诱导并持续表达,而生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在诱导培养3天后表达量才迅速增加,但在过表达Pto WOX11/12a转基因植株中表达量升高,在抑制表达植株中表达量降低。【结论】Pto WOX11/12a基因的过表达或者抑制表达都影响了转基因84K杨叶的发育、茎的高生长和径向生长(次生木质部发育);Pto WOX11/12a基因在杨树不定根形成和生长过程中发挥作用涉及到生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的参与。在生根过程中,Pto WOX11/12a基因和生长素合成基因YUCCA1及YUCCA8在表达时间上存在时间间隔。高水平的Pto WOX11/12a抑制了生长素合成相关基因的表达,导致过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨由于更容易形成分生组织,促进了根原基的形成,产生比较多的不定根。在不定根生长过程中,YUCCA1及YUCCA8基因上调表达,可促进生长素合成和根部分生组织细胞的分裂;在茎中,二者上调表达促使过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨形成层活动的增强,继而影响木质部的分化,木质部变窄。     

干旱和高盐胁迫下钙离子依赖核酸酶基因CDD对银腺杨84K生长发育的影响

【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为揭示杨树CDD基因在抗逆中的作用提供参考。【方法】以过表达PtoCDD和敲除PagCDD转基因银腺杨84K组培苗为材料,对其进行模拟干旱和高盐处理,分析其受干旱、高盐非生物胁迫条件下的表型变化,包括植株高、不定根数目。通过切片观察,分析不同处理条件下茎段木质部大小变化。利用qRT-PCR分析在不同处理条件下CDD转基因植株中水通道蛋白基因(PIP)的表达。【结果】与84K对照相比,在正常条件下CDD转基因植株株高没有显著差异,而干旱、高盐条件下CDD缺失突变体植株显著高于对照和CDD过表达植株,而过表达植株极显著低于对照及突变体。说明CDD过表达增强了杨树对干旱、高盐的敏感性,而敲除CDD后降低了杨树对干旱、高盐的敏感性。组织切片分析显示,在正常条件下木质部细胞层数呈现CDD过表达对照84KCDD缺失突变体,而在干旱、高盐条件下木质部细胞层数为CDD过表达对照84K CDD缺失突变体。表明CDD参与了木质部细胞分化过程,并当受到干旱、高盐胁迫时,CDD的表达对木质部分化过程的影响尤为明显。不定根数目统计显示,在正常条件和高盐条件下植株不定根数目呈现为CDD缺失突变体对照84KCDD过表达,且差异均达到显著水平或极显著水平,而干旱条件下差异不显著。表明CDD差异表达引起的不定根数目上的变化在一定程度上反映了杨树对干旱和高盐胁迫的敏感性。qRT-PCR分析显示,CDD过表达和CDD缺失突变体植株中均表现出多个PIP基因诱导高表达。表明CDD的表达变化可引起PIP基因不同成员的诱导表达,从而改变杨树的水分利用。【结论】杨树CDD的缺失或过量表达引起不定根数目的变化,同时改变了杨树的水分利用,影响对干旱和高盐胁迫的敏感性,导致胁迫下生长的变化。上述结果表明CDD参与杨树响应干旱和高盐胁迫过程。     

An improved transformation system for Lombardy poplar (Populus nigra var. italica)

We report an improved transformation system for Lombardy poplar (Populus nigra var. italica). A new binary vector, pBF2, with 11 unique restriction enzyme sites and the normal neomycin phosphotransferase II (NPTII) gene was constructed for the transformation of Lombardy poplar. Genetically transformed adventitious shoots were directly regenerated after cocultivation of stem segments with Agrobacterium tumefaciens EHA105 that harbored a binary vector with genes for the NPTII and enhanced green fluorescent protein. Successful transformation was confirmed by fluorescence microscopy, immunoblotting and Southern blotting analyses, and resistance to kanamycin and geneticin. This transformation system requires less time than our previous method for the regeneration of transgenic shoots. When explants were incubated on a smedium containing dithiothreitol, the transformation frequency increased to approximately 20%.     

杨树维管组织特异启动子的克隆与启动活性分析

启动子在基因表达调控中起关键性作用,它在很大程度上决定所控基因表达的时间、空间和强度。依据拟南芥ATH1芯片分析杨树维管形成时期特异表达基因的结果,选取了差异表达基因NST3,通过BLAST比对在杨树EST数据库(PopulusDB)中找到同源性较高的基因NAC068。以毛白杨为材料,在其基因组中克隆得到该基因5'侧翼区901 bp长的片段,命名为pProNAC068,将该片段置换pBI121载体中的CaMV35S启动子,并在84K杨中检测报告基因GUS的表达情况。经过GUS活性检测分析发现:该启动子可以控制外源基因在次生维管组织中特异表达,从而为基因工程中有目的的控制外源基因在维管组织中的表达奠定基础。     

Transgenic poplar with enhanced growth by introduction of the ugt and acb genes

The transgenic poplar (Populus tremula L.) was obtained by transfer of the ugt and acb genes via triparental mating, which was employed to deliver large fragments of TDNA as a cluster. Freshly harvested seeds of local poplar were placed on MS agar medium and plantlets were obtained. After 1 year of subcultivation, plantlets were infected with a transconjugant of triparental mating with target ugt and acb genes into axillary buds. The transformed sprouts so obtained were cut and subcultivated on agar medium with an addition of 0.6 mg/l indole-3-butyric acid as an auxin source. The transformed sprouts showed GUS activity and resistance to gentamycin and kanamycin. The integrity of the target ugt and acb genes into poplar genome was demonstrated via PCR and Southern blot hybridisation. The transgenic poplar plants revealed a higher growth energy, corresponding to a higher content of IAA as opposed to control plants. Both transgenic and non-transformed plants were potted into soil for outdoor acclimatisation and subsequently transferred to earth in beds. Growing outside during 3 years, the transgenic poplar demonstrated a higher growth rate with fast bud and branch development.     

Green fluorescent protein as a tool for monitoring transgene expression in forest tree species

The gene coding for green fluorescent protein (GFP) from the jellyfish Aequorea victoria was successfully used as a vital marker for the transformation of three woody plant species, black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP), white pine (Pinus strobus L.) and poplar (Populus spp.). The gfp gene and the gene conferring resistance to kanamycin (nptII) were introduced by microprojectile bombardment or Agrobacterium tumefaciens-mediated technology. Screening by fluorescence microscopy of the transformed plant material, under the selection of kanamycin, identified five to eight cell lines from each tree species that clearly expressed GFP. Expression of GFP was observed in somatic embryonal cells of the coniferous species and in stem sections of poplar. For all species, GFP transgene expression was stable over multiple subcultures. Stable integration of the gfp gene into plant genomes was confirmed by Southern hybridization or polymerase chain reaction (PCR) analysis. We conclude that GFP can be used as a vital marker and reporter protein in transformation experiments with gymnosperms and deciduous trees.     

苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因转化美洲黑杨的研究

本研究首先建立了美洲黑杨叶片外植体的再生系统，并利用Ｈｏｒｓｃｈ等人１９８５年发明的叶盘法，将分别带有嵌合基因ＮＰＴＩＩ和１．８ｋｂ或２．１ｋｂ Ｂｔ．基因的土壤杆菌ＬＢＡ４４０４与美洲黑杨叶片共培养。采用３０ｍｇ／ｌ和５０ｍｇ／ｌ两种浓度的卡那霉素筛选转子，约２８天左右的时间，有不定芽从外植体切口处形成。两种卡那霉素浓度下共形成２７５个伸长芽，存活了１８７株。这１８７株分别进入卡那霉素３０ｍｇ／     

Agrobacterium tumefaciens‐mediated transformation for targeted disruption and over expression of genes in the poplar pathogen Sphaerulina musiva

Sphaerulina musiva causes both leaf spots and cankers on poplar. Leaf spots can lead to defoliation and cankers on branches and primary stems can lead to stem breakage and tree mortality. The recent availability of both the S. musiva and Populus trichocarpa genomes offers a great opportunity to study host–pathogen interactions. To better understand the factors involved in S. musiva pathology, we present a strategy for the transformation of this species using Agrobacterium tumefaciens. Binary plasmids were generated with hygromycin B phosphotransferase (hph) flanked by upstream and downstream sequences of polyketide synthase‐like (PKS‐L1) gene to generate targeted gene disruptants by homologous recombination. Plasmids were also constructed for constitutive expression reporter genes eGFP and mCherry to help with histological characterization of the pathogen during infection. Gene knockouts were identified by PCR and confirmed by sequencing and Southern blotting. No significant differences were observed in melanin production between PKS‐L1 disruptants and wild type isolates. Colonies expressing reporter genes were identified by fluorescent stereomicroscopy. This method is a promising tool for the characterization of pathogen genes through reverse and forward genetics and for introducing markers for histopathological study.     

梨果实细胞分裂期内参基因表达稳定性分析

【目的】果实细胞分裂期是果实品质调控的关键时期,qRT-PCR技术在果实品质研究中发挥着重要作用,qRT-PCR技术中内参基因的选择关系到检测结果的准确性。为了筛选出适合分析梨果实细胞分裂期基因表达水平的内参基因。【方法】分别以杜梨、香梨和鸭梨梨花露红期、盛花期的花托和授粉后10、20、30、40 d的梨果肉为研究材料,应用qRT-PCR技术,对TUB2、TUB1、TUB3、Actin1、Actin2、UBI、EF1α和GAPDH这8个内参基因在不同梨品种果实细胞分裂期的表达情况进行了分析,利用geNorm和NormFinder对候选内参基因的稳定性进行了分析评价;以FWL1为目标基因,验证了候选基因在同一花期不同梨品种之间表达的稳定性。【结果】Actin1在花期花托中的表达稳定性最高,TUB2在果期的表达稳定性最高,TUB2在总样本中的表达稳定性最高。以FWL1为目的基因对表达稳定性不同的TUB2、Actin1、Actin2和TUB1这4个候选基因的验证结果表明,以TUB2、Actin1和Actin2为内参基因时,FWL1在同一时期不同梨品种之间的表达模式基本一致,使用TUB1作为内参基因得到的FWL1在杜梨、香梨和鸭梨中的表达模式与应用TUB2作为内参基因时的表达模式完全不一致。【结论】Actin1是研究梨花期花托基因表达分析的首选内参基因;TUB2是研究果期果肉基因表达分析的首选内参基因,也是梨果实细胞分裂期基因表达分析的首选内参基因。     

磷脂酰肌醇合成酶PIS基因植物表达载体的构建

磷脂酰肌醇(PI)是真核细胞中主要的磷脂组分,磷脂酰肌醇合成酶(PIS)是磷脂酰肌醇合成途径中的关键酶,它的功能是催化myo-肌醇和CDP-DG反应产生磷脂酰肌醇。将玉米PIS基因与载体pCAMBIA2300-35s连接,得到植物表达载体pCAMBIA2300-35s-PIS,该载体带有CaMV35s启动子、PIS基因、终止序列及一个CaMV35s启动子启动的NPTⅡ抗性筛选基因。将构建好的PIS植物表达载体转入农杆菌中,用于将来国槐等木本植物的转化。     

Identification and evaluation of reference genes for normalization in quantitative real-time PCR analysis in the premodel tree Betula luminifera

Betula luminifera is a commercial tree species that is emerging as a new model system for tree genomics research. A draft genomic sequence is expected to be publicly available in the near future, which means that an explosion of gene expression studies awaits. Thus, the work of selecting appropriate reference genes for q PCR normalization in different tissues or under various experimental conditions is extremely valuable. In this study, ten candidate genes were analyzed in B. luminifera subjected to different abiotic stresses and at various flowering stages.The expression stability of these genes was evaluated using three distinct algorithms implemented using ge Norm,Norm Finder and Best Keeper. The best-ranked reference genes varied across different sample sets, though RPL39,MDH and EF1 a were determined as the most stable by the three programs among all tested samples. RPL39 and EF1 a should be appropriate for normalization in N-starved roots,while the combination of RPL39 and MDH should be appropriate for N-starved stems and EF1 a and MDH should be appropriate in N-starved leaves. In PEG-treated(osmotic) roots, MDH was the most suitable, whereas EF1 a was suitable for PEG-treated stems and leaves. TUA was also stably expressed levels in PEG-treated plants. The combination of RPL39 and TUB should be appropriate for heat-stressed leaves and flowering stage. For reference gene validation, the expression levels of SOD and NFYA-3were investigated. This work will be beneficial to future studies on gene expression under different abiotic stress conditions and flowering status in B. luminifera.