枇杷LTR类反转录转座子RT序列的克隆及分析

【目的】揭示枇杷LTR类反转录转子座RT序列在枇杷基因组中的异质性,为枇杷转座子进化和多样性研究提供依据。【方法】以普通枇杷野生种质的叶片为材料,通过简并引物从枇杷基因组中扩增得到Ty1-copia和Ty3-gypsy类反转录转座子反转录酶序列,并对其序列变化特点进行生物信息学分析。【结果】最终获得38条Ty1-copia类RT序列和24条Ty3-gypsy类反转录转座子RT序列。其中Ty1-copia类反转录转座子RT序列的长度为257~266 bp,序列相似率为22.6%~97.6%,聚类结果显示,其核苷酸序列存在Maxium、TAR和Angela 3个支系。将核酸序列翻译为氨基酸后,有4条序列发生移码突变,12条序列发生终止密码子突变。Ty3-gypsy类反转录转座子RT序列的长度为429~438 bp,序列相似率为48.1%~99.3%,聚类结果显示,其核苷酸序列存在Tat和Reina2个支系。将核酸序列翻译为氨基酸后,有3条序列发生移码突变,7条序列发生终止密码子突变。对序列同义突变率与非同义突变率的分析结果显示,枇杷Ty1-copia和Ty3-gypsy类RT序列dN/dS均小于1。与其他植物反转录转座RT氨基酸序列进行比对,发现枇杷、梅、苹果、李可能具有共同起源。【结论】所获得的枇杷反转录转座子反转录酶氨基酸序列具有高度异质性,序列在进化过程中受到纯化选择的作用。对不同物种反转录转座RT氨基酸序列进行比对,结果表明,反转录转座子在枇杷和其他物种间可能存在横向传递。     

植物启动子研究进展

植物启动子是植物基因转录所需的重要调控元件。现结合近几年对启动子的相关研究,从启动子的结构及其功能、分类、克隆和功能分析方法等方面对其进行概述。重点归纳了植物组织特异性启动子的分类及其近期研究应用进展,并提出了植物启动子未来的研究重点。     

植物细胞质雄性不育的研究进展

细胞质雄性不育(CMS)是植物普遍存在的一种现象,在生产应用与基础研究中具有显著优势。利用CMS雄性不育系进行杂交制种是当前杂种优势利用的有效途径,具有F1纯度高、制种简单、亲本不易流失等优点。本文综述了细胞质雄性不育分子机理的研究进展,讨论了叶绿体基因组(cp DNA)及线粒体基因组(mt DNA)与细胞质雄性不育的关系,为以后植物雄性不育及其育性恢复基因的研究提供理论参考。     

植物乙烯信号转导研究进展

结合最新研究进展,综述了植物乙烯信号转导途径中的各级元件,其中包括受体的组成结构和功能,CTR1 的负调控模式,MAPK 级联是否参与乙烯信号转导,EIN2 向细胞核传递信息的方式,EIN3/EILs、ERF 的作用机制及调控机制等,并对今后有待解决的问题及研究方向进行展望。     

桑科植物叶绿体基因组研究进展

叶绿体基因组具有半自主性和母性遗传特征,揭示其功能对于研究植物起源、系统进化及物种鉴定、分类具有十分重要的作用.桑科植物具有食用、药用、生态修复及作为工业原料等多种用途.其叶绿体基因组为双链环状结构,由4个部分组成,即1个大的单拷贝区域(large single-copy,LSC)、1个小的单拷贝区域(small single-copy,SSC)、2个反向重复区域(inverted repeat,IRs).基因组大小约160 kb,编码110～130个基因,包括蛋白质编码基因、tRNA\rRNA\ ncRNA等.桑科植物叶绿体基因组上存在SSR和SNP位点,同时还发现有密码子使用偏好性.该研究对近年来桑科植物叶绿体基因组的研究现状、应用以及发展趋势进行了综述,为进一步理解桑科植物叶绿体的功能机制提供参考依据.     

葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组研究进展

线粒体和叶绿体均是植物细胞生命活动中十分重要的细胞器,其基因组独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。葫芦科作物线粒体是目前已知植物线粒体基因组中最大、最复杂的,而叶绿体基因组却相对保守。本文使用葫芦科作物中目前已测序的线粒体和叶绿体基因组序列,通过对葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组的结构特点、基因含量、内含子、RNA编辑、重复序列、水平基因转移等方面比较分析,重点介绍了葫芦科甜瓜属线粒体基因组父系遗传研究进展和叶绿体基因组在葫芦科作物系统发育中的应用等热点问题,以期为更好地解析葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组的进化、遗传方式差异等科学问题奠定基础。     

DREB类转录因子及其在植物抗逆基因工程改良中的应用进展

DREB(Dehydration responsive element-binding protein)转录因子即脱水应答元件结合蛋白质能特异结合启动子中含有的DRE/CRT(Dehydration-responsive element/C-repeat)顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力。文章综述了DREB类转录因子的结构特征、功能、基因表达调控机制及其在植物抗逆基因工程改良中的应用等方面的研究进展。     

TFL1调控蔷薇科植物开花时间的分子机制

蔷薇科包含很多具有重要经济价值的园艺植物,它们的开花模式多样,而不同的开花模式又直接影响了开花观赏期和果树产期,在园艺生产上非常重要。以拟南芥为代表的模式植物中,TERMINAL FLOWER1(TFL1)基因调控开花的分子机制已被深入研究,它是调控植物花芽分化的关键基因,可以维持花序的无限生长状态,延迟拟南芥的开花时间。然而,人们对蔷薇科植物开花调控机制的了解还比较有限。在本文,我们回顾了TFL1同源基因在蔷薇科植物开花时间调控分子机制方面的研究进展,并着重阐述了TFL1同源基因在各种蔷薇科植物开花转型以及童期向成熟期转换过程中的表达规律和遗传功能,为今后深入研究TFL1调控蔷薇科植物开花时间以及童期变化的分子机制提供了重要的基础。     

MrMYB1-MrbHLH1:一个有潜力的园艺植物转基因可视化报告基因

将杨梅果实中参与花色苷生物合成的转录因子编码基因MrMYB1和MrbHLH1同时搭载到双元表达载体的多克隆位点内,重组成双价表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法将其分别转入烟草、番茄和森林草莓,成功转化MrMYB1-MrbHLH1的烟草、番茄和森林草莓不定芽因大量积累花色苷而呈红色,与野生型或假阳性不定芽相比,表型差异明显;转化35S::MrMYB1-MrbHLH1的烟草和番茄植株中可显著积累花色苷呈红色,且该性状可稳定遗传。MrMYB1-MrbHLH1在3种园艺植物具有调控花色苷积累而使阳性转化植物部分组织器官呈现红色的功能,是1个有潜力的遗传转化可视化报告基因。     

园艺植物丛枝菌根抗非生物胁迫的作用机制研究进展

围绕干旱、盐渍、重金属和温度胁迫等非生物逆境，综述了丛枝菌根在提高园艺植物抗逆性中的作用，阐述了丛枝菌根特异性转录因子调控植物抗逆性的分子机制，探讨了植物生长调节剂、光环境、CO2浓度、营养元素等外源因子在增强丛枝菌根抗逆性效应上的作用，以期为利用丛枝菌根提高园艺植物抗逆性提供参考。     

森林草莓6mA甲基转移酶基因鉴定及功能分析

通过生物信息学手段，鉴定出森林草莓（Fragaria vesca）基因组中两类可能的6mA甲基转移酶基因5个（3个MT-A70、2个DAMT基因）。对细菌、真菌、动物和植物中的6mA甲基转移酶基因的系统进化分析及染色体定位表明，森林草莓MT-A70基因可分为3个亚家族，且在动、植物分化前就已经存在：两个DAMT基因由物种特异的串联重复产生，且结构变化快，推测其在进化历程中功能发生了分化。转录组数据及实时定量荧光PCR分析显示，各个基因均具有时空表达特异性和非生物胁迫响应。其中1个DAMT基因表达量在果实中较高且随果实成熟上调，推测可能参与调控果实成熟。此外，这5个基因在冷胁迫下表达水平有不同程度下调：而在热胁迫下各基因表达量变化显著不同。由此推测6mA甲基转移酶基因可能参与了森林草莓的生长发育和对冷、热胁迫的响应。     

花椰菜中器官早期发育调控相关的miRNA(Bra-miR07)的克隆及功能研究

在前期通过高通量小RNA测序获得若干在花椰菜器官早期发育过程中呈现差异表达的未知功能miRNA基础上,重点对其中1个在花椰菜下胚轴和子叶中表现为显著差异表达的miRNA(命名为Bra-miR07)进行克隆鉴定及功能分析。研究表明,Bra-miR07前体序列全长为270 bp,可形成稳定的二级发夹结构。Bra-miR07在花椰菜子叶中呈现显著高表达。进一步构建了Bra-miR07的过表达载体并采用浸花法转化拟南芥,获得Bra-miR07过表达的转基因拟南芥株系。表型分析显示,Bra-miR07过表达可显著影响拟南芥植株生长。与野生型相比,过表达Bra-miR07株系表现为生长缓慢,植株矮小,育性降低等发育受阻特征。因此,上述结果预示着Bra-miR07可能也在花椰菜器官发育过程中发挥重要作用。     

基因瞬时表达技术在园艺植物上的应用研究进展

 基因瞬时表达技术是近年来发展形成的一种快速高效的基因功能分析方法，应用广泛。本文综述了基因瞬时表达技术的原理、影响因素及其在园艺植物上的应用，指出该技术在当前应用中存在的不足并提出建议及展望。     

茄科植物WRKY转录因子的研究进展

WRKY蛋白是植物中最大的具有重要作用的转录因子家族之一,通过特异性结合启动子区域的W-Box来调控基因的表达,其成员参与了茄科(Solanaceae)植物的生长、发育、代谢、生物和非生物胁迫响应和激素信号的转导等进程。综述茄科植物WRKY转录因子表达模式和在生物和非生物胁迫中调控作用的研究进展。     

植物对锗的吸收利用及其生理功能研究进展

锗(Ge)是一种影响植物细胞代谢的矿质元素,在某些植物的药理作用中起关键作用,含锗有机化合物的医疗保健作用也引起越来越多的关注。植物是人体摄取营养物质的重要来源,通过植物吸收环境中的锗转化成生物有机锗,再被人体吸收是一种安全有效的利用锗的途径。本文综述了锗元素的自然分布和存在形态,植物对锗的吸收和器官分布,以及锗元素对植物生长发育和抗逆生理的影响,以期为有机锗的植物化富集合成提供理论依据。     

园艺植物中三倍体的应用现状及育种前景分析

对三倍体在园艺植物中的应用现状进行概述并对其育种前景进行分析。三倍体产生途径中,2n配子途径值得重视,自然条件下或经人工诱导少数植物能高频产生2n配子(超过80%),一些与2n配子产生相关的基因已被鉴定;此外,自然细胞融合、多精受精被用于植物三倍体的创制;培养内多倍体(Endopolyploid)细胞再生植株,有助于获得四倍体亲本。在三倍体筛选、鉴定方面,除传统的形态学、细胞学方法外,QF-PCR、SSR、SNP等分子标记也得到应用。目前三倍体已在40多种园艺植物中直接应用,除较为常规的无籽、高产、抗性强等特点外,营养成分含量高、树形矮化是三倍体在园艺植物中应用的新亮点。利用三倍体培育非整倍体对多样化材料的创制有重要意义;值得注意的是,三倍体杂种中亲本之一的基因组仅占1/3,与传统杂交育种结合,可能对缩短育种周期有利。