RAV基因对拟南芥和大豆不定芽再生的影响

RAV基因是具有AP2/ERF结构域的转录因子家族成员之一,以拟南芥rav突变体和GmRAV干涉(GmRAV-i)大豆的不同外植体为材料进行愈伤组织诱导,分别在芽诱导培养基中加入不同浓度的外源细胞分裂素2-ip和6-BA,考察平均不定芽数和不定芽再生频率。结果表明:与野生型材料相比,拟南芥rav突变体和GmRAV-i大豆在适宜的2-ip和6-BA浓度下平均不定芽数和不定芽再生频率均有所降低。证明RAV基因同系物在不同植物间具有功能保守性,并且在细胞分裂素存在下促进植物不定芽的再生。     

大豆基因组GmRAV同源基因的生物信息学分析

利用Phytozome数据库、NCBI网站,和MEGA4.0、ClustalX软件对大豆(Glycine max)基因组中RAV同源基因进行了生物信息学分析,发现大豆RAV基因有4个拷贝,分别分布于第1、2、10和20号染色体上;RAV蛋白含有AP2/ERF (53～ 108)和B3( 172～ 286)结构域.豆科植...     

大豆RNA依赖的RNA聚合酶基因GmRDR1的克隆与表达特性分析

为了寻找大豆抗病新基因,培育大豆新型抗性品种,利用同源克隆的方法从大豆品种科丰1号中分离出1个新的GmRDR1基因,并对其进行序列分析,组织表达、抗逆境胁迫表达分析及该基因的亚细胞定位研究。结果表明:GmRDR1基因位于大豆基因组的第2号染色体,基因全长为3 956 bp,其中ORF为3 378 bp,编码1 125个氨基酸,相对分子量和等电点分别为279.72×103和4.63;GmRDR1含有RDRs家族的保守序列"DLDGD";该基因在所有被检测组织中均表达,并且在叶中的表达量最高;荧光定量结果发现:在大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)处理下,GmRDR1在抗病材料科丰1号中的表达量显著高于感病材料南农1138-2。盐及干旱胁迫下,48 h之内,该基因的表达量明显升高,SA诱导条件下该基因在6 h出现了早期响应,冷害处理下24 h表达量出现了突然的升高。GmRDR1基因的亚细胞定位结果表明:该基因所编码的蛋白定位在细胞核里。根据以上结果判定GmRDR1基因参与了大豆对SMV的抗性反应,并且能够强烈响应盐和干旱的胁迫,因此该基因在大豆抗逆分子育种中具有较好的应用价值。     

大豆BADH基因的生物信息学、多样性及功能分析

为研究大豆中甜菜碱醛脱氢酶(BADH)在大豆中的分子机理及生物多样性,通过基因序列同源比对搜索到两个与水稻同源的大豆BADH基因,利用Phytozome、Netphosk3.0 Server等网站及数据库对其进行生物信息学分析,结合已有的重测序数据分析1 598份大豆种质中BADH基因序列的多态性,并测定突变体的2AP含量.结果表明:大豆中有两个与水稻BADH基因同源性较高的基因序列Gm06g186300和Gm 05g0330550,基因全长分别为3 959和6 008 bp,编码蛋白均属于稳定蛋白质,二者同源性高达90％.两个蛋白的氨基酸数目、分子量和等电点等非常相似;亲水性和磷酸化位点分布较一致,均无跨膜结构域,在细胞核出现的可能性最大,且二者进化关系极其相近;α螺旋和无规则卷曲是两者的主要成分,BADH1和BADH2有1个共同的结构域Pfam-Aldedh,且分布大致相同.对1 598份大豆种质BADH基因序列突变位点进行分析,有29份材料BADH2基因发生6个碱基序列突变导致了移码突变,这种突变可能与大豆的芳香性表型有关.对BADH1及BADH2在大豆不同部位的基因表达量分析发现各部位的表达量相差很大,均以根部表达量最高,可能与根部较高的抗旱能力有关.     

大豆不育系内源激素及基因表达与衰老的关系

为探究大豆不育系产生持绿现象的原因,选用异交结实率不同的大豆不育系和配套保持系为材料,通过测量鼓粒期大豆叶片中生理生化指标含量以及调控衰老相关基因GmSARK、GmCYN1和GmSGR1的相对表达量,分析植物内源激素和基因表达与衰老之间的关系。结果表明:不育系的赤霉素、细胞分裂素含量高于其同型保持系;脱落酸含量、GmSARK、GmSGR1、GmCYN1基因的相对表达量低于其同型保持系;生长素、乙烯含量与其同型保持系间无显著性差异。大豆不育系与其同型保持系脱落酸、乙烯和细胞分裂素共同调节大豆衰老基因的表达程度,进而影响大豆衰老,是引起大豆不育系持绿现象的部分原因。     

大豆体细胞胚诱导再生的影响因素和相关基因的研究进展

大豆是世界上重要的油料和经济作物,也是种植面积最大的转基因作物。大豆体细胞胚再生途径的转基因方法至今仍没有较大突破,主要原因是体细胞胚诱导再生频率低且不稳定,同时受基因型影响明显,这些原因限制了其在不同大豆品种中的应用。文章对影响大豆体细胞胚频率的基因型、激素、p H及其它因素进行了梳理总结,从同源克隆、基因定位和重测序等方面对体细胞胚诱导再生的相关基因的研究进展情况进行了详细综述。并对大豆体细胞胚诱导再生的应用前景和存在问题进行了归纳分析,旨在为大豆体细胞胚诱导再生的进一步研究提供参考。     

大豆酰基载体蛋白硫酯酶基因及其启动子表达方式的初步分析

利用实时定量PCR方法,检测大豆酰基载体蛋白硫酯酶(acyl-ACP thioesterase)基因在大豆各组织中的表达方式,结果显示该基因在大豆根、茎、叶、花中的表达活性低,而种子中的表达活性较高。利用PCR方法,克隆大豆acyl-ACP thioesterase基因5’端上游2 057 bp序列,命名为AP。在线启动子预测软件分析结果表明AP序列中含有多种典型的种子特异表达元件,如RY repeat、SEF1 motif、SEF3 motif、SEF4 motif、E-box、ACGT等顺式作用元件,推测大豆acyl-ACP thioesterase基因启动子具有种子特异表达活性。     

大豆GmPR10基因启动子的克隆及序列分析

GmPR10基因是病程相关蛋白PR10(pathogenesis-related proteins 10)在大豆中的同源基因。为探明大豆GmPR10基因的表达调控规律,应用PCR技术从大豆抗疫霉根腐病品种绥农10号中克隆了GmPR10基因上游2 235 bp的启动子序列pGmPR10,定向替换pBI121载体的CaMV35S组成型启动子,构建植物表达载体pBI121/pGmPR10/GUS,并转化农杆菌侵染烟草叶盘。GUS染色结果表明,pGmPR10受聚乙二醇(PEG)、低温(4℃)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)诱导表达,因此推测GmPR10基因可能参与植物激素调节植物生长发育的过程,以及生物胁迫和非生物胁迫条件下植物对环境响应的过程。此外,利用PLACE和Plant CARE在线启动子预测工具分析pGmPR10,结果表明:pGmPR10含有启动子的一般结构TATA-box和CAAT-box,光应答元件,生长素和细胞分裂素响应元件,热激元件,低温应答元件,干旱应答元件以及ABA、SA、JA应答元件等。     

大豆phyA下游基因预测和表达分析及敲除载体构建

为了进一步研究大豆光周期调控通路中E3和E4的下游基因,为获得其突变体植株奠定基础,以拟南芥远红光响应受体phyA下游的重要信号传递因子PIF3、LAF1、FHY1和FHL的序列作为参考序列,在Phytozome 12数据库中查找其相似序列,进行序列比对和进化树分析,确定它们在大豆中的同源基因并采用qRT-PCR方法进行组织表达分析,使用CRISPR/Cas 9系统设计同源基因的敲除靶点并通过发根系统验证靶点的有效性.结果 显示:AtPIF3在大豆中有6个同源基因,AtLAF1在大豆中有4个同源基因,AtFHL在大豆中有2个同源基因,而AtFHY1在大豆中没有同源基因.4个LAF1基因主要在顶端生长点表达,6个PIF3和2个FHL基因主要在荚中表达.共鉴定出12个有效靶点,能够分别将大豆中6个PIF3、4个LAF1和2个FHL基因成功敲除.研究结果为进一步获得稳定的大豆突变体材料和大豆phyA下游基因的功能研究提供了理论基础.     

栽培大豆二列状互生叶序基因初步定位

二列状互生叶序表现为所有三出复叶呈平面状排列,为给栽培大豆(Glycine max)二列状互生叶序的形成机理解析提供参考,促进大豆密植条件下株型研究和分子遗传改良,本研究利用大豆品种中品661经EMS诱变获得的二列状互生叶序新种质皖中黄601与中黄13配置杂交组合,调查F5植株株型,利用F5交互互生性状和二列状互生性状分别构建混池,采用BSA-seq方法进行基因定位,并进行GO功能注释分析.结果表明:BSA-seq测序结果与参考基因组平均比对效率为94.30％,平均覆盖深度为38.01×.SNP-index和Indel-index方法关联分析,在14和15号染色体定位到4个候选区域,区段内共包含216个基因,GO分析表明其中4个基因响应细胞分裂素,4个基因响应乙烯,1个基因响应赤霉素,8个基因响应生长素.不同类型二列状互生叶序顶端分生组织和叶节的细胞分裂素含量显著低于交互互生叶序,与交互互生大豆不同的是,二列状互生大豆顶端分生组织的细胞分裂素含量明显低于叶节部位,说明细胞分裂素分布的差异可能是二列状互生叶序形成的重要原因.