文心兰 PAD4 基因克隆及表达分析

为了研究文心兰（Oncidium hybridum）抗病相关基因 PAD4 在文心兰抗病种质资源培育中的功能,采用 RT-PCR 结合 RACE 法,从巧克力文心兰(Oncidium Sharry Baby ‘Sweet Fragrance’)中克隆得到一条全长 2 214 bp 的基因的 cDNA 序列,开放阅读框长 1 894 bp,预测可编码 647 个氨基酸,5′UTR 长度为 65 bp,3′UTR 长度为 255 bp。生物信息学分 析表明：PAD4 编码的蛋白属于水解酶超家族,有 6 个跨膜螺旋,无信号肽,亚细胞定位预测其主要定位于细胞质膜上。 系统进化树表明,文心兰 PAD4 与同为兰科植物的小兰屿蝴蝶兰（Phalaenopsis equestris）、铁皮石斛（Dendrobium catenatum）、深圳拟兰（Apostasia shenzhenica）亲缘关系最近。同源分析结果显示,与铁皮石斛的 PAD4 蛋白同源性最 高（78.08%）。实时荧光定量 PCR 分析显示,PAD4 在文心兰不同组织部位中都有表达,在假鳞茎中的表达量最高,其 次是下端叶,在根中的表达量最低。接种软腐病病原菌显示,PAD4 在感病文心兰中表达量上调,侵染后 4 h 时快速响 应并达到最高值。SA（salicylic acid）和 CaCl2 都能够诱导 PAD4 的表达,都在 24 h 时达到最高峰。研究表明,PAD4 基因可能在文心兰抗病过程中有重要作用。     

橡胶树α-维管蛋白基因HbTUA1的克隆及表达分析

利用橡胶树胶乳EST文库克隆到一个TUA基因,命名为HbTUA1（GenBank登录号：KC333454）。该基因cDNA全长1 580 bp,其中5′UTR长45 bp,3′UTR长167 bp,编码区长1 368 bp,编码449个氨基酸。HbTUA1蛋白具有TUA类蛋白保守的GTP结合域。荧光定量PCR分析显示,HbTUA1基因在橡胶树胶乳中的表达量最高,其次是树皮和芽,而在种子和叶片中的表达量最低;在胶乳中,HbTUA1基因的表达显著受割胶和伤害诱导,在不同死皮程度的橡胶树中也存在明显差异。初步表明HbTUA1基因可能参与橡胶树胶乳再生与胁迫应答调控。     

霍山石斛HMGR基因的克隆及其定量表达分析

获得甲羟戊酸生物合成途径中的关键酶基因——3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因的信息是确定该基因与倍半萜类石斛碱含量相关性的重要基础工作。本研究采用RT-PCR结合RACE技术,以霍山石斛原球茎为材料,克隆得到霍山石斛HMGR基因的全长c DNA序列,其在Gen Bank中的登录号为KF011508。HMGR基因全长2 240 bp,包含144 bp的5′-UTR,407 bp的3′-UTR(含poly A),开放阅读框为1 689 bp,共编码562个氨基酸。生物信息学分析表明:该蛋白可能是定位于细胞质的一种疏水性不稳定蛋白,无信号肽,不含卷曲螺旋结构,具有14个功能位点、27个磷酸化位点,其二级结构由α螺旋、β折叠和无规则卷曲组成。系统进化树分析表明,该基因与黄姜HMGR基因亲缘关系最近,聚为同一类,主要负责催化萜类化合物生物合成途径中的辅酶A和甲羟戊酸的生成。q PCR结果显示:霍山石斛HMGR基因在茎中的表达量最高,而根中的表达量最低。     

2种多胺对铁皮石斛瓶内开花的影响

以铁皮石斛无根组培苗为试验材料,研究不同浓度的外源腐胺（Put）和精胺（Spm）对铁皮石斛瓶内开花的影响。结果表明：培养基中添加适量的Put和Spm可提高开花率。当Put浓度为0.4 mg/L时,铁皮石斛瓶内开花率最高,为30.47%;Spm浓度为0.2 mg/L时,铁皮石斛瓶内开花率最高,为22.26%;Put浓度为0.2 mg/L时,铁皮石斛始花期最短,为83.33 d,观赏期最长,为43.33 d。Put浓度为0.4 mg/L时,植株可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;对照处理下植株全N含量达最高;Spm浓度为0.6 mg/L时,植株C/N比达最大。Put浓度为0.4 mg/L时,有利于铁皮石斛组培苗碳氮化合物的积累,可提高铁皮石斛的开花率;Put浓度为0.2 mg/L时,能使花期提前,延长观赏期。Spm浓度为0.4 mg/L时,有利于铁皮石斛组培苗株高增长和生根,促进铁皮石斛组培苗的营养生长。     

水稻纹枯病菌RsPhm基因的克隆及其表达分析

【目的】为了阐明苯酚2-单加氧酶基因(Rs Phm)在水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1ⅠA)黑化中的功能,【方法】采用常规PCR和RT-PCR技术对该基因进行克隆和生物信息学分析,通过荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测在儿茶酚胁迫下该基因的相对表达量。【结果】生物信息学分析结果表明,Rs Phm基因的DNA和c DNA全长序列分别为2 628 bp和1 983 bp,编码660个氨基酸。系统进化树分析显示,Rs Phm基因在立枯丝核菌(R.solani)不同融合群中具有较近的亲缘关系,在不同真菌之间在进化上具有一定保守性。通过q RT-PCR技术分析了在不同浓度儿茶酚胁迫下水稻纹枯病菌Rs Phm基因的转录表达情况。外源儿茶酚能提高Rs Phm基因的表达量,在12.5μg/m L浓度下表达量最高,极显著上调35.7倍,在25μg/m L和50μg/m L浓度下表达量分别上调19.1倍和28.4倍,但在100μg/m L浓度下表达量仅上调2.1倍。【结论】获得了Rs Phm基因全长序列,了解了其基本生物学信息,明确了其在儿茶酚胁迫下的表达模式。研究结果为科学、系统地阐明水稻纹枯病菌Rs Phm基因调控黑色素形成机制奠定了理论基础。     

玉米大斑病菌亲环素基因的克隆及表达规律分析

利用简并引物PCR结合RACE技术获得S. turcica中亲环素基因的全长,并通过Real-time PCR技术检测该基因在病菌侵染结构发育过程中的表达模式。结果表明,玉米大斑病菌亲环素基因开放阅读框全长1 125 bp,3′UTR 154 bp,5′UTR 93 bp,编码374个氨基酸,将此基因命名为CyPs1,并将其cDNA序列提交GenBank,获得登录号EU679371.1,Protein ID为ACD62431.1。系统发育树分析显示,CyPs1与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、蓝莓枯枝病菌(Neofusicoccum parvum)等物种的亲环素同源性可达到90%以上。该基因在病菌分生孢子萌发、附着胞形成及侵染阶段均有表达,至附着胞形成和侵染菌丝形成阶段,转录水平分别升至分生孢子时期的2倍和3倍。     

橡胶树HbSiR基因克隆与表达分析

硫醇是橡胶树胶乳中重要的抗氧化剂,半胱氨酸是硫醇合成的前体,亚硫酸盐还原酶在半胱氨酸合成过程中起重要作用。从橡胶树中克隆编码铁氧还型亚硫酸盐还原酶的cDNA。结果表明:该cDNA全长2417 bp,包含2 070 bp的开放阅读框、183 bp的5′UTR和164 bp的3′UTR,命名为HbSiR(GenBank:KF765492)。组织表达分析结果显示:HbSiR在橡胶树的根、叶、木质部、树皮及胶乳均有表达;在‘热研8-79’的胶乳中HbSiR基因的表达量高于‘PR107’胶乳中的表达量,但随着排胶时间的延长,‘热研8-79’和‘PR107’胶乳中HbSiR的表达量均降低。初步推测HbSiR与胶乳硫醇的含量有关。     

霍山石斛PMM基因的克隆及其表达分析

为研究磷酸甘露糖变位酶基因(PMM)的功能及其在多糖生物合成中的表达调控机制,以霍山石斛原球茎为材料,利用RT-PCR技术,克隆PMM基因,对其cDNA序列和表达情况进行分析。结果显示:霍山石斛PMM基因cDNA序列长949 bp,包含一个747 bp的开放阅读框,共编码248个氨基酸,GenBank中的登录号为KY912084。生物信息学分析表明:该蛋白属于HAD超家族,可能是一种稳定的、不具有信号肽和跨膜结构的亲水蛋白。系统进化树分析表明,霍山石斛PMM与铁皮石斛、海枣、油棕、芦笋亲缘关系较近,处于同一分支。qPCR结果显示:PMM基因在茎中的相对表达量最高;在4种不同药用石斛比较中,鼓槌石斛的相对表达量最高,霍山石斛的表达量最低。本研究结果表明PMM基因可能不仅参与到石斛多糖的合成,还与其它化合物的生物合成相关。     

菠萝AcHMGR基因的克隆与表达分析

以菠萝(Ananas comosus L.cv.Comte de Paris)果实为材料,采用RT-PCR结合RACE方法得到3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶基因(命名为AcHMGR)的c DNA及基因组DNA全长。AcHMGR的c DNA全长2 407 bp,其开放读码框长度为1 740 bp,编码579个氨基酸;其基因组DNA全长为4 115 bp,从起始密码子到终止密码子的长度为3 764 bp,含有4个外显子和3个内含子。荧光定量PCR结果表明,对照的菠萝果实中,AcHMGR基因表达量在花后0 d最高,从花后30 d开始,其表达量急剧下降,之后维持在一个较低水平直到果实成熟。经20 mg/L N-(2-氯-4-吡啶基)-N'-苯基脲(CPPU)处理后,显著提高了AcHMGR基因在花后30 d果实中的相对表达量,为同期对照的1.8倍;但其他时期的相对表达量与对照相比无明显差异。研究结果表明,AcHMGR基因在菠萝果实早期发育过程中表达量较高,CPPU处理提高了AcHMGR基因的相对表达量并显著提高果实的重量,说明CPPU处理后AcHMGR基因可能在促进果实重量的增加中起着重要作用。     

龙眼古树胚性愈伤组织Dlwrky44基因的克隆及分析

参考龙眼转录组数据库信息,以莆田宝庵寺的龙眼古树“宝树”幼胚诱导的胚性愈伤组织作为试验材料,获得了龙眼古树wrky44基因的全长序列,命名为Dlwrky44,登录号为JF709012,共2313 bp,其中3′UTR458 bp,poly A尾长25 bp,5′UTR 735 bp,并包含1个1119 bp的开放阅读框,编码373个氨基酸.根据推导的氨基酸序列进行生物信息学分析结果表明:D1WRKY44蛋白是不稳定、亲水蛋白;无信号肽和跨膜结构,亚细胞定位于细胞核中;具有2个WRKY结构域,并具有核定位信号,在wrky家族中属第1类.系统进化树分析结果表明:龙眼古树DlWRKY44蛋白与柽柳亲缘关系最近.对龙眼古树EC Dlwrky44基因在不同低温胁迫条件下(0、5、10、15、20、25℃)处理12h的表达进行了分析,结果表明:Dlwrky44基因的表达量随着温度的逐渐降低,表达量逐渐升高,当温度升到15℃时,表达量达到最高.     

共生菌毒素对亚洲玉米螟和玉米小斑菌杀虫抑菌活性的测定

利用从全国采集的土样中收集到的28个品系的昆虫病原线虫,分离并筛选出28株高毒力共生菌菌株,对高毒力菌株的杀虫毒素进行初步提取,并以亚洲玉米螟和玉米小斑菌作为供试昆虫和供试真菌,对其杀虫抑菌活性进行测定。结果表明：共生菌毒素对两种病虫害均有一定的胃毒活性和抑菌作用,其中菌株5-5B毒素的杀虫抑菌活性最为明显,处理后120 h对亚洲玉米螟的平均校正死亡率为43.70%,抑菌圈直径为34.00 mm。     

Screening of Natural Plant Volatiles to Control the Potato ( Solanum tuberosum ) Pathogens Helminthosporium solani , Fusarium solani , Phoma foveata and Rhizoctonia solani

The potential utility of natural volatiles in various essential oils (EOs) from plants as fumigants to control potato tuber (Solanum tuberosum L.) pathogens was assessed. The antifungal effects of the volatiles at various concentrations were studied at 10 °C both in vitro using conidial suspensions of Helminthosporium solani, Fusarium solani var. coeruleum and Phoma foveata plated on agar, and in vivo by inoculating potato tubers. The effects of the volatiles on the mycelial growth of Rhizoctonia solani were also studied, but only in vitro. Vapours of many of the EOs tested exhibited some fungicidal activity but volatiles of garlic, Allium sativum, were, with few exceptions, most effective on all four pathogens in all experiments. An exposure time of at least 2 weeks was usually required for good control of disease development in vivo. Vapours of A. sativum never stimulated conidial germination, as was observed with some other oils, or damaged tubers, but those of Armoracia rusticana caused tuber collapse. Volatiles from thyme (Thymus vulgaris) EO showed antifungal activity in vitro on all four pathogens, but did not control F. solani, P. foveata or H. solani in vivo. In contrast, sage (Salvia officinalis) EO was ineffective against P. foveata and H. solani in the in vitro system, but controlled disease development in vivo at similar doses. The sometimes conflicting results obtained in the two test systems show that screening in vitro only is insufficient for evaluation of potent antifungal substances to be used in practice.     

甘蔗△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因（P5CS）的克隆及其表达分析

△~1-吡咯琳-5-羧酸合成酶是植物脯氨酸合成过程的关键酶.应用同源性克隆结合RACE技术获得甘蔗PSCS基因cDNA全长序列2714bp,其中5'端非编码区为226bp,3'端非编码区340bp,poly(A)上游有1个聚腺苷酸五碱基AATAAA;开放读码框为2 148 bp编码715个氨基酸,含双功能域;其编码的蛋白分子量为77.7 ku,等电点为6.47.序列比对分析结果表明,P5CS基因的4个主要功能区(domain)中亮氨酸功能区(Leucine domain)相对不保守,其它功能区均较为保守.对17个物种的P5CS基因进行聚类分析,结果与公认的生物学分类及进化关系吻合.对甘蔗P5CS在根、茎、叶的表达进行实时PCR分析,结果表明,该基因在茎、叶表达量相近,但在根的表达量极低.     

Prior weakening of Macrophomina phaseolina and Fusarium propagules for enhancing efficiency of Brassica amendments

In a two year field study, the effect of varying intensities of sub-lethal heating on the efficiency of Brassica amendments in controlling viable populations of Macrophomina phaseolina and Fusarium oxysporum f sp. cumini was determined in an arid region of India. After 30 d of dry summer exposure of pathogen infested soil, incorporation of mustard residues and oil cake (0.18% and 0.04% w/w) and then applying one irrigation caused significant reduction by 75.3–81.3% in viable counts of M. phaseolina that causes dry root rot of legumes and by 93.9% in counts of F.o. f. sp. cumini causing wilt of cumin (Cuminum cyminum L.) at 0–15 and 16–30 cm depths. Increasing duration of summer exposure to 60 d improved the reductions in viable propagules of M. phaseolina by 83.6–90.4% and in F.o. f. sp. cumini by 78.2–94.8% at same soil depths. At certain heat levels, reduction in viable population of Fusarium due to amendments and irrigation was greater than that recorded in Macrophomina. Significantly low levels of reduction in pathogenic propagules of Macrophomina (63.9–71.4%) and Fusarium (48.0–57.2%) under shade compared to unshaded conditions indicated that mild heating did not cause discernible weakening effect. In second season also, 89.2–91.5% and 78.5–95.8% reduction in counts of Macrophomina and Fusarium, respectively was achieved by the application of amendments after 60 d of summer exposure at 0–30 cm soil depth. These results suggested a new approach to improve the control of soil-borne plant pathogens in hot arid regions by combining prolonged sub-lethal heating, effective naturally available on-farm wastes as soil amendments and one summer irrigation.     

卡特兰ChCHS1和ChDFR1基因的克隆及表达分析

以卡特兰紫色花品种‘粉女郎’（Cattleya hybrid‘Pink Lady’）为材料,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中分离得到了一个查尔酮合酶（chalcone synthase, CHS）和一个二氢黄酮醇4-还原酶（dihydroflavonol 4-reductase, DFR）同源基因的cDNA全长,分别命名为ChCHS1和ChDFR1,GenBank登录号分别为KP171693和KP171694。序列分析结果发现：ChCHS1的cDNA全长1 508 bp ,编码394个氨基酸;ChDFR1基因的cDNA全长1 250 bp,编码350个氨基酸。同源性检索和生物信息学分析表明,这2个基因编码的蛋白都具有各自的功能位点和保守性特征多肽序列。氨基酸序列比对与系统进化树分析显示,ChCHS1、ChDFR1基因在兰科中与蕙兰、石斛兰关系最近,与百合科关系较近。相对实时荧光定量PCR结果表明,ChCHS1 和ChDFR1都在蕾期表达量最低,伴随花朵的开放,表达量逐渐上升,最终分别在花朵盛开期和接近开放时达到最高。     

橡胶树胶孢炭疽菌P型ATP酶基因CgATPase 01的敲除及表型分析

为了了解橡胶树胶孢炭疽菌的一个钙转运P型ATP酶基因Cg ATPase01的功能,本研究利用Splitmarker技术构建敲除载体,通过PEG介导原生质体转化对橡胶树胶孢炭疽菌菌株HBCg01的Cg ATPase 01基因进行敲除,根据表型变化及致病性检测对其功能进行分析。结果表明:通过Split-marker方法获得了敲除突变体△Cg ATPase01,表型分析发现该突变体与野生菌株间存在明显差异,病菌气生菌丝的颜色发生了改变,生长速率降低,产孢量下降,对橡胶树叶片的致病性减弱,推测该基因可能在橡胶树胶孢炭疽菌的产孢、生长发育和致病性等方面具有重要作用。本研究结果为进一步研究胶孢炭疽菌P型ATP酶基因功能和病原菌的致病机理奠定了基础。     

巴西橡胶树AnnHb1基因的克隆及表达分析

根据一个从巴西橡树胶乳cDNA文库中获得的EST片段的序列设计引物,通过RACE的方法获得了橡胶树编码annexin的cDNA,命名为AnnHb1。序列分析表明,AnnHb1长为1 198 bp,含有945 bp的阅读框,62 bp的5'-UTR和191 bp的3'-UTR,编码314个氨基酸,分子量为35.99 ku,等电点为8.18。该氨基酸序列与蓖麻、麻疯树、棉花、苜蓿、烟草和拟南芥中的annexin的同源性分别为82%、72%、72%、64%、60%和60%。半定量RT-PCR分析结果表明AnnHb1基因在愈伤、花、树皮、叶、胶乳中均有表达,其中在愈伤组织中表达量最低,树皮中表达量最高。     

龙眼胚性愈伤组织DlRan3A和DlRan3B基因启动子的克隆及其生物信息学分析

植物Ran蛋白与核质运输、微管形成等过程密切相关。通过Tail-RCR结合接头连接介导PCR法克隆了龙眼胚性愈伤组织(Embryogenic callus,EC)Ran家族DlRan3A和DlRan3B基因的5′调控序列,长度分别为1276和714 bp。结合生物信息学法,分析启动子的转录起始位点和顺式作用元件。结果表明:龙眼EC DlRan3A和DlRan3B基因启动子分别存在1处和3处转录起始位点,且除了含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还含有多个光响应元件、激素应答元件、防御与逆境胁迫响应元件等。龙眼EC DlRan3A和DlRan3B启动子转录活性可能受到光、激素信号及逆境胁迫因素的诱导,在龙眼体胚发生过程中的信号转导应答过程中发挥重要作用。此外,在DlRan3A启动子区预测到1个长度为214 bp的CpG岛,为后续研究该基因启动子甲基化水平及分子调控机制提供了线索。龙眼EC Ran基因启动子的克隆与生物信息学分析有助于揭示Ran在体胚发生过程中的作用。     

杜鹃红山茶离体快速繁殖

以杜鹃红山茶实生小苗为试验材料,探讨离体快速繁殖的方法。结果表明:茎段外植体在MS+BA 1 mg/L+IBA 0.01 mg/L+GA3 10 mg/L的培养基上培养60 d,侧芽萌发率高达68%;将这些萌发的侧芽连同原来的茎段外植体移至添加BA 0.2～0.4 mg/L的培养基培养1个月,74%的侧芽能够继续生长并形成丛生芽;再将丛生芽移至1/2 MS+IBA 4 mg/L+0.1%活性炭的培养基上培养1个月,得到大量伸长的芽条;将芽条切离母体后插植于1/2 MS+IBA 8 mg/L的培养基,60 d后生根率达到90%。通过以上过程繁殖得到的小苗质量良好,移栽1个月后的成活率可达90%。     

立枯丝核菌RsCAT基因的克隆及在菌核形成中的表达分析

在玉米纹枯病菌Rhizoctonia solani AG-1-IA中克隆CAT基因,利用生物信息学软件推测其理化性质、结构域、二级结构并构建该蛋白的三维模型,分析过氧化氢酶(CAT)在立枯丝核菌菌核形成中的作用。系统进化树分析表明,该蛋白与Laccaria bicolor同源性最高。利用real-time qPCR分析RsCAT在正常情况下和H_2O_2胁迫条件下的表达差异,结果表明,RsCAT在菌核形成过程中表达量持续升高,在第6天时表达量最高然后开始下降。在H_2O_2胁迫条件下,处理组CAT基因的表达量、菌丝生长速率均高于对照组,表明H_2O_2在菌核形成过程中作为一种信号分子促进了CAT基因的表达。初步判断RsCAT参与了玉米纹枯病菌菌核的形成,并且起到清除H_2O_2等自由基的作用。