木薯NAC转录因子Rd26基因克隆及表达

【目的】克隆木薯NAC转录因子Rd26基因(MeRd26)并检测其在干旱胁迫下的表达量,为Rd26基因抗旱调控机制研究打下基础。【方法】利用反RT-PCR克隆木薯叶片中的MeRd26基因,对其进行序列比对及系统发育进化树构建,研究其在栽培种Ku50和野生种W14间的变异情况,并用实时荧光定量PCR(qPCR)检测PEG-6000干旱胁迫下的MeRd26基因表达量。【结果】从木薯叶片中克隆获得的MeRd26基因,长度为1288 bp,包含1041 bp的开放阅读框,编码346个氨基酸,且含NAC保守结构域。系统发育进化树分析结果表明,MeRd26蛋白与杨树(Potri.011G123300.1)和杞柳(SapurV1A.0127s0020.1)的Rd26蛋白亲缘关系较近。基因结构变异分析结果显示,MeRd26基因有33个SNP位点和7个InDel位点,且大部分变异分布在非编码区及最后一个外显子的后半区域。基因表达检测结果显示,在正常大田种植条件下,栽培种Ku50叶片的MeRd26基因表达量是野生种W14的130倍,但在根中表达量差异较小;在干旱胁迫下,栽培种Ku50未展开叶、老叶和根中MeRd26基因表达被快速诱导,表达量随胁迫时间的延长而增加,在根中表达量最高,但在第1片完全展开叶中,MeRd26基因的表达被抑制,其表达量明显降低。【结论】MeRd26基因在转录水平上参与了木薯抗干旱胁迫反应,可作为候选基因用于木薯抗旱机制研究。     

木薯MeP5CS和MeP5CR基因克隆及其干旱胁迫下的表达分析

在不同浓度(0、20%、30%、40%、50%)PEG处理下考察木薯(Manihot esculenta Crantz)叶片中脯氨酸含量的动态变化。从木薯中分别克隆了Me P5CS和Me P5CR基因,对其序列进行生物信息学分析,并分析了Me P5CS和Me P5CR基因在20%PEG胁迫处理下各组织中的表达。结果表明,脯氨酸含量受渗透胁迫快速诱导,在一定范围内随PEG浓度升高而明显升高,表现出较好的相关性。序列分析表明,Me P5CS基因c DNA全长2 217 bp,编码738个氨基酸,含有P5CS保守结构域;Me P5CR基因c DNA全长828 bp,编码275个氨基酸,含有P5CR保守结构域,它们分别与麻风树和蓖麻中的P5CS、P5CR亲缘关系较近。Me P5CS和Me P5CR基因在转录水平受到渗透胁迫的调控。     

木薯Linamarase基因的克隆、表达及酶学特性分析

亚麻仁苷酶(Linamarase)是存在于木薯、巴豆等作物中的降解生氰葡萄糖苷Linamarin（亚麻仁苷）的酶,在结构上与芥子酶有很大的相似性,对它的研究有利于揭示生氰葡萄糖苷酶和芥子酶之间的关系以及芥子酶的起源问题。通过真核表达的方法,克隆了木薯Linamarase基因,构建酵母表达载体,转化毕赤酵母GS115,经诱导表达和亲和纯化,获得纯化的Linamarase重组蛋白。SDS-PAGE分析表明,重组蛋白分子量集中在71 kD左右。该酶最适反应温度在37℃左右,最适pH约为5。以pNPG为底物时,Km为1.70 mmol/L,最大反应速率Vmax为8.36 μmol/(min?mg)。     

4种大戟科作物嫩茎若干生理生化指标的比较

研究4种扦插能力差异较大的大戟科作物嫩茎碳水化合物、蛋白质等一些重要的生理生化指标,对探明大戟科作物的扦插机理具有重要意义。采用苯酚法测定嫩茎可溶性糖、淀粉含量,采用考马斯亮法测定嫩茎可溶性蛋白含量,采用石蜡制片、高碘酸-锡夫染色法检测各种嫩茎淀粉的分布情况。结果表明,木薯品种‘华南5号’（易扦插）、小桐子品系‘无系性1号’（易扦插）、木薯野生近缘种‘WH14’（难扦插）嫩茎可溶性糖含量较高,同时前两者淀粉含量也较高,而橡胶树品种‘热研7-33-97’（难扦插）嫩茎可溶性糖、淀粉含量最低。‘WH14’、‘华南5号’嫩茎的可溶性蛋白含量最高,而‘无性系1号’、‘热研7- 33-97’最低。高碘酸-锡夫染色发现4种作物嫩茎的淀粉分布有较大的差异,其中‘无性系1号’嫩茎皮层、韧皮部贮藏大量的淀粉,‘华南5号’初生木质部贮藏大量淀粉,而‘热研7-33-97’、‘WH14’嫩茎只在韧皮部中含有极少量淀粉。上述结果说明大戟科作物嫩茎的高含量淀粉在扦插生根中起重要作用,而其蛋白质含量与扦插生根难易程度不相关。     

脐橙晚熟突变体及其野生型果实柠檬酸代谢基因表达分析

‘奉节晚橙’（Citrus sinensis L. Osbeck）是来源于‘奉节72-1’脐橙的晚熟芽变。采用qRT-PCR方法测定了‘奉节72-1’与其晚熟突变体果实4个发育时期柠檬酸代谢相关基因的表达。结果表明,糖酵解途径中‘奉节72-1’脐橙基因的表达高于‘奉节晚橙’;但是柠檬酸合成相关基因CsCS4、CsPEPC1、CsPEPC2、CsPEPC4、CsME1、CsME4的表达水平低于‘奉节晚橙’。果实发育后期,‘奉节72-1’脐橙中CsACO1、CsGAD4、CsGS1等柠檬酸降解相关基因表达水平逐渐升高,且表达量高于‘奉节晚橙’。两者间柠檬酸含量的差异是代谢途径中多种基因共同作用的结果。通过相关性分析,推断CsME1、CsME4可能是影响柠檬酸含量差异的关键基因。     

棉花抗黄萎病QTL定位研究进展

QTL(quantitative trait locus)定位将控制数量性状的基因分解成单个孟德尔因子进行详细剖析,更为细致地了解数量性状的遗传规律,为加速棉花抗黄萎病的遗传改良奠定基础。本文概述了棉花抗黄萎病QTL定位理论和现状,讨论了棉花抗黄萎病QTL定位过程中存在的问题及在遗传改良上的应用前景。     

棉花高效体细胞胚发生及同步控制培养体系研究

棉花体细胞胚胎发生的频率低, 且体细胞胚的发育存在着不同步性, 给体细胞胚胎发生发育过程的生理学、生物化学和分子生物学的研究带来许多困难。本研究以陆地棉品种Coker201为材料, 建立了一种简单有效的棉花体细胞胚高频率发生和同步发育的培养体系。经过多次继代获得的胚性愈伤, 首先在液体培养基中振荡培养2 d使其分散, 然后过30目筛去除大的颗粒, 重新悬浮于同样的液体培养基中。悬浮培养14 d后, 过50目筛, 将筛上的胚性愈伤重悬浮于新鲜的培养基中, 并用吸管吸取悬浮液, 将其均匀地接种在表面垫有滤纸的同成分固体培养基(附加2.46 mmol L^-1 IBA和0.70 mmol L^-1 kinetin)上。培养21 d后, 用垫有滤纸的相同的固体培养基继代培养。利用这种培养体系, 获得的体细胞胚数量分别是单纯悬浮培养和固体培养(不垫滤纸)的16.5倍和4.0倍。其中, 球形胚、鱼雷形胚和子叶胚的同步发生率分别为70.2%、52.3%和73.0%。     

酵母表达芥子酶基因TGG4、TGG5的酶学特性差异研究

十字花科植物广泛存在芥子酶,并利用芥子酶以抵御病虫害的侵袭。TGG4和TGG5是在拟南芥中发现的新型芥子酶基因,二者基因序列极为相近。本试验通过对转TGG4和TGG5基因酵母的诱导表达及相应重组蛋白的纯化,探讨两个蛋白的酶学差异性。结果表明:TGG4、TGG5的最大Vc激发浓度都为1mmol/L;但是在最适反应温度和最适反应pH上,两个重组蛋白略有不同,TGG4和TGG5的最适温度分别为67℃和57℃,而最适pH分别为6.5和5.5,TGG4比TGG5要耐高温耐碱性;这两个重组蛋白酶活性都受NaCl的抑制。     

实时荧光定量PCR检测木薯海藻糖合成酶基因（MeTPS1-3）干旱胁迫下的表达

采用实时荧光定量PCR的方法测定木薯SC124和KU50两个品种在模拟干旱胁迫下海藻糖合成酶基因（MeTPS1-3）的转录水平变化。结果显示,与正常水分组相比：干旱处理2 h后,SC124根、茎、下部成熟叶和上部幼叶MeTPS1-3基因的表达量没有明显变化;而在KU50中,根部相对表达量上升了12倍,茎、下部成熟叶和上部幼叶没有明显变化。干旱处理24 h后,SC124根部相对表达量上升约30倍、茎部有微小的上升、下部成熟叶片却有小幅下降、上部幼叶部位上升约4倍;在KU50品种中,根部上升约14倍,茎部有微小的下调,下部成熟叶和上部幼叶表达量下调。木薯遭受干旱胁迫时,根部MeTPS1-3基因上调表达最明显,由此推测其在木薯抗干旱胁迫中起重要调控作用。     

高氰和低氰木薯生氰葡萄糖苷酶Linamarase基因的组织表达差异分析

旨在降低或去除木薯的生氰糖苷,获得安全无毒木薯新品种。本研究以高氰和低氰5 个品种的木薯为材料,通过RT-PCR 方法,研究了生氰葡萄糖苷酶基因Linamarase 在木薯中的表达情况。木薯Linamarase 基因只在地上部分表达;5 个木薯品种,包括低氰和高氰品种,在块根中也均未检测到Linamarase 基因的表达。在地上部分中,顶芽的表达量要远远大于茎和成熟叶片的表达量,而且低氰和高氰品种在顶芽的表达量基本相同,但是低氰品种茎及成熟叶片中Linamarase 的表达量比高氰品种相对较高。木薯生氰糖苷酶Linamarase 在不同木薯品种不同组织的表达情况的不同,可以为筛选安全无毒木薯品种提供一个参考。