玉米Mutator转座子结构特征和基因克隆的研究进展

Mutator（Mu）转座子是已发现的植物中转座活性最强的转座子,其较高的转座频率以及趋向于插入单拷贝功能基因转座的特性,使其成为构建玉米突变体库的一个主要方法。当前玉米B73品系基因组测序已经基本完成,利用反向遗传学方法,研究玉米基因的功能更为方便。文中简要介绍Mu转座子的结构特征以及Mu的分类,介绍3种克隆Mu转座子标签插入位点侧翼序列的技术,对Mu研究所存在的问题进行分析,展望Mu的应用。     

节节麦pbf基因的克隆、序列分析及原核表达

醇溶蛋白盒结合因子(prolamin-box binding factor,PBF)通过调控籽粒蛋白的表达效率进而影响面粉的加工品质。为给深入研究小麦籽粒PBF对籽粒蛋白质表达调控的分子基础提供参考依据,进而为小麦面粉加工品质的改良提供候选基因资源,利用特异引物组合pbfF1/pbf R1分别从两份节节麦(AS90、AS2386)中克隆出pbf基因后进行序列分析,并进一步构建pbf基因的原核表达体系。结果表明,从两份节节麦中克隆得到了2个不同类型的pbf基因(GenBank登录号分别为KJ544771和KJ544772),其中来源于AS2386的KJ544772与来源于普通六倍体小麦的1个pbf基因序列完全相同。推导的氨基酸序列分析表明,KJ544771和KJ544772所编码的蛋白质均为弱碱性的亲水蛋白,具有典型的DOF蛋白结构域。与其他远缘物种来源的PBF比对结果表明,该类蛋白在NLS核心、DOF结构域及Ser铰链区相对保守,而在C-端调控区变异较大,说明PBF蛋白具有种属特异性。同时,系统演化树显示,来源于节节麦AS2386的pbf基因与迄今已知的全部普通小麦的pbf基因具有高度的相似性,因此推测该种类型的节节麦很可能参与了最初的普通六倍体小麦的形成。此外,本研究成功构建了pbf基因的原核表达体系,可为后续功能验证的开展奠定基础。     

花生中UDP-glucosyltransferase基因的克隆及在非生物胁迫下的表达研究

通过RACE技术从花生叶片cDNA中克隆到了UDP-glucosyltransferase基因,命名为AhUGT83A1-like （Genbank注册号为KF411463）。该基因全长为1 530bp,ORF为1 380bp,编码460个氨基酸。序列比对与进化分析结果表明,该序列有保守的UDPGT结构域,并且与其它植物的UGT蛋白同源性较高。荧光定量PCR结果表明,AhUGT83A1-like基因在高盐和低温处理的花生根和叶片中均上调表达;在干旱处理时,根中表达也受到显著上调,但叶片中表达量则有明显下降。以上结果表明AhUGT83A1-like可能参与了花生对干旱、低温和高盐的抗性调控。ABA处理结果表明,AhUGT83A1-like在花生根中对ABA响应明显,但在叶片中对ABA没有明显响应,表明该基因在花生根中对非生物胁迫的调控可能是以依赖ABA的方式发挥作用的。?     

基于RNA-seq技术分析野生大麦穗部发育基因的表达谱及其转录动态

为明确野生大麦穗部发育过程中基因表达的动态变化,以来自以色列的野生大麦Mehula 1-2为材料,对其在穗部发育的4个关键时期（开花后3、8、13和18 d)进行RNA-seq分析,并与栽培大麦穗部的基因表达谱进行了比较。结果表明,在野生大麦穗发育的4个时间点共鉴定到17 163个基因,其中11 273个为差异表达基因,包括635个转录因子相关基因;功能富集分析表明,这些差异基因主要富集到物质合成、代谢过程、物质运输、抗逆等相关过程或通路上;野生大麦和栽培大麦穗部基因的表达谱比较分析发现,两者共同表达的基因显著富集到细胞器、催化、代谢、调节及抗逆等相关通路上,而在特异表达基因方面,栽培大麦主要集中于甲基转移酶、次生壁生物合成、核糖体蛋白等相关基因,野生大麦主要集中于逆境抗性、花青素合成、钙调蛋白等相关基因。本研究发掘的与穗部发育相关的关键基因,丰富了大麦穗部遗传改良基因资源,为进一步解析野生大麦穗部发育关键基因的表达特性和调控机制奠定了基础。     

油菜素内酯对低温胁迫下冬小麦 wrab17基因表达的影响

为了探索油菜素内酯（BR）对低温胁迫下 wrab17基因表达模式的影响,以寒地冬小麦品种东农冬麦1号（Dn1）为试验材料,利用qRT-PCR技术克隆得到 wrab17基因的cDNA序列,利用生物信息学方法分析该序列的特征,采用qRT-PCR技术检测低温（5 ℃、0 ℃、-10 ℃、-25 ℃）胁迫下该基因在冬小麦叶片和分蘖节中的表达情况以及BR对 wrab17基因表达量的影响。结果表明, wrab17基因的编码区序列长度为735 bp,包含500 bp的完整开放阅读框,可编码167个氨基酸,属于稳定蛋白质,该蛋白质无跨膜区和信号肽。qRT-PCR分析表明,低温胁迫下对照组和BR处理组的Dn1叶片和分蘖节中, wrab17基因的相对表达量分别在-10 ℃和-25 ℃时最高,且BR处理组 wrab17基因的相对表达量均高于对照组,推测BR可通过提高 wrab17基因的表达量来增强冬小麦的抗寒能力。     

东亚砂藓甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆及表达分析

[目的]克隆东亚砂藓甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因RjGAPDH,并对其进行生物信息学和表达分析。[方法]通过分析东亚砂藓转录组测序数据,利用RT-PCR技术克隆该基因的全长序列,并通过荧光定量PCR分析RjGAPDH基因在不同干旱胁迫时间的表达情况。[结果]该基因全长为1 208 bp,开放阅读框1 053 bp,编码350个氨基酸,预测蛋白分子量为38.66 kD,等电点pI为6.02,不稳定系数为23.97,为稳定蛋白;该基因编码的蛋白无跨膜区和信号肽序列,定位于细胞质。在快速干旱胁迫处理过程中,东亚砂藓RjGAPDH基因的表达量高于正常生长的材料(CK),能被诱导表达。[结论]RjGAPDH基因可能参与东亚砂藓对干旱的胁迫反应,为后续进一步研究其功能特征奠定基础。     

获得性遗传的表观遗传学机制

随着表观遗传学的兴起,获得性遗传研究开始复兴,现已发现大量获得性遗传现象,但获得性遗传作为一种进化机制仍没有得到广泛认同,其原因在于获得性（表型）遗传如何固化为基因型的研究没有取得进展.通过综合分析表观遗传学所揭示的获得性遗传事实,提出一种获得性遗传的表观遗传学机制,给出获得性（表型）转化为基因型的可能路径.     

大鲵热应激同源蛋白70基因cDNA克隆及表达分析

结合同源克隆和RACE技术克隆大鲵热应激同源蛋白70基因(hsc70)cDNA序列全长,通过半定量PCR方法分析其在大鲵肾脏、脑、肺、皮肤、肝脏、肾脏、脾脏、心脏、肌肉和垂体组织的表达特点。结果表明:大鲵hsc70基因cDNA全长为2 284 bp(GenBank登录号为HM998289),其中3′端和5′端非翻译区分别为87 bp(1~87)和253 bp(2 032~2 284),中间序列即编码区长为1 944 bp(88~2 031),编码647个氨基酸(AA);其核苷酸序列与其他物种相似性最高达83.5%,而编码的氨基酸序列则相对保守,与钝口螈的相似性达94%;根据其编码的AA序列构建进化树,结果大鲵hsc70首先与两栖类物种聚为一类,不同来源的hsc70基因与分类地位相似的物种分别聚类;半定量PCR结果表明,hsc70基因在大鲵的10种组织中都以较高的水平表达,但存在组织差异,在肾脏、脑、肺、皮肤、肝脏、胃、脾脏中表达量相对较高,在心脏中表达量次之,在肌肉和垂体中表达较低。     

紫甘蓝COP1基因的克隆及表达模式分析

光照是植物生长发育的一个重要的环境因素,COP1是光调控植物发育的一个分子开关。本实验以"早红"紫甘蓝为实验材料,分两组置于光照(光照16h,28℃;黑暗8h,18℃)及完全遮光培养箱培养,至幼苗时提取RNA,进行COP1的cDNA克隆,并通过半定量RT-PCR方法分析COP1在不同处理下的表达情况。结果表明:COP1 cDNA全长为1863bp,编码620aa,分子量为70.325kD;在无光条件下生长的紫甘蓝幼苗虽然仍有少量花青素合成,但是其花青素含量明显低于光照条件下生长的紫甘蓝幼苗;COP1基因在无光条件下的表达量明显强于有光条件,表明COP1对紫甘蓝中花青素的合成起负调控作用。本文旨在探索在不同光照条件下紫甘蓝中COP1基因与其花青素合成的关系,为后期揭示花青素表达调控机制奠定基础。     

我国小尾寒羊多胎性状基因的研究进展

综述了小尾寒羊的FecB基因、BMPR-IB基因、BMP15基因和ESR基因的突变及其对产羔数的影响,表明:与FecB基因紧密连锁的遗传标记都与小尾寒羊的多胎性能有关系;BMPR-IB基因是影响小尾寒羊高繁殖力的一个主效基因,可以用于对小尾寒羊产羔数的辅助选择;BMP15基因中的突变位点对小尾寒羊的高繁殖力没有显著影响;ESR基因可能是控制小尾寒羊多胎性能的一个主效基因或与之存在紧密的遗传连锁。旨在为小尾寒羊主效基因的研究提供有益的参考。