稻米品质遗传分析研究现状

水稻是我国主要的粮食作物之一,近65%的人口以稻米为主食。随着人们生活水平不断提高,对稻米品质的要求日趋提升,改善稻米品质尤为迫切。因此,优质水稻品种选育成为水稻育种研究的重要课题。本文对稻米外观品质、加工品质、蒸煮食味品质和营养品质等性状的QTL定位、克隆和功能研究进行了概述,以期为稻米品质改良育种提供参考依据。     

不同茶树品种中CsNUDX1基因催化功能、启动子结构及功能分析

香叶醇是茶树中重要的萜烯类化合物,在不同茶树品种中的积累存在较大差异。茶树核苷二磷酸水解酶（Nucleosidediphosphatehydrolase,Nudix）基因CsNUDX1-cyto可促进香叶醇及其糖苷在茶树中的积累。为探究该基因在不同茶树品种中的催化功能及调控差异,分析了7个茶树品种中香叶醇的积累差异及CsNUDX1-cyto时空表达变化,同时分析了该基因的催化功能及其启动子结构和功能差异。结果显示,CsNUDX1-cyto表达量与香叶醇含量变化呈显著正相关（r=0.805）;香叶醇在中国变种茶树嫩梢中的含量显著高于阿萨姆变种茶树。农杆菌介导的本氏烟草遗传转化体系表明,不同茶树品种的CsNUDX1-cyto均能促进香叶醇的生物合成。启动子活性分析显示,云抗10号茶树品种中CsNUDX1-cyto的启动子活性较弱;结构分析表明,云抗10号茶树品种CsNUDX1-cyto启动子在转录起始位点–33处有185碱基的序列插入,使得增强元件CAAT-box位于–133处（其他品种CAAT-box均位于–47处）。研究结果表明不同茶树品种中的CsNUDX1-cyto均能够促进香叶醇的...     

梅花花器官发育相关基因PmSOC1-like的功能初探

SOC1/TM3(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1/Tomato MADS-box gene 3)是MADS-box家族一员,它能够整合多条开花途径的开花信号,调节植物由营养生长向生殖生长的转变。在从梅花长蕊绿萼品种中克隆到3个SOC1同源基因PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3的基础上,构建由CaMV35S启动子驱动的植物表达载体,并在拟南芥中过量表达,以研究其功能。通过对转基因植株表型观察发现,3个PmSOC1-like基因都具有使野生型拟南芥提前开花的作用。其中,PmSOC1-2作用最强,PmSOC1-1居中,PmSOC1-3作用最弱。对转基因拟南芥内源成花基因的qRT-PCR检测说明,PmSOC1-like基因主要是通过上调其下游花分生组织特性基因(AGL24、LFY、AP1和FUL)来促进植物开花;此外,PmSOC1-1和PmSOC1-2还导致了花瓣细丝状、花萼叶片化、花瓣和花萼宿存等花器官形态的改变,说明它们可能还具有影响花器官发育的功能。研究结果将有助于阐明梅花由营养生长向生殖生长转变的分子机制。     

玉米ZmMYB59基因启动子的克隆及功能分析

为研究ZmMYB59基因启动子的表达模式,以玉米自交系‘B73’幼苗基因组DNA为模板,克隆ZmMYB59基因2个启动子片段分别命名为MYB59-P-1、MYB59-P-2,构建GUS植物表达载体pCXGUS-MYB-1K,pCXGUS-MYB-2K,并通过农杆菌介导法转化水稻‘日本晴’获得GUS植物表达载体转基因植株。通过PlantCARE软件进行生物信息学分析,发现ZmMYB59基因启动子中具有ABRE和CCGTCC-box等重要的顺式作用元件。GUS染色结果显示:1)pCXGUS-MYB-1K的种子没有着色,表明其未驱动GUS在种子中表达,pCXGUS-MYB-2K的种子胚乳边缘着色,表明其驱动的GUS在种子胚乳边缘表达;2)种子萌发期pCXGUSMYB-1K只有芽尖着色,表明其仅驱动GUS在芽尖表达,pCXGUS-MYB-2K芽尖和根均着色,芽尖着色较深,根维管束细胞少量着色,表明其驱动的GUS主要在芽尖表达,而在根部维管束组织中表达较弱;3)苗期pCXGUSMYB-1K,pCXGUS-MYB-2K植株的根、茎、叶均能着色,但后者着色较深,表明ZmMYB59基因的启动子可能是组成型启动子,同时也说明MYB59-P-1是启动子发挥正常调控功能所必须的,但启动能力不强,推测MYB59-P-2中可能存在增强启动子表达的顺式作用元件。     

杉木蔗糖转运蛋白SUT基因的克隆和功能分析

蔗糖转运蛋白又称蔗糖-质子共转运蛋白，简称SUT(sucrose transporter)或者SUC(sucrose carriers)，主要担负植物光合产物——蔗糖的跨膜运输与分配调控，在植物体内完成使蔗糖从“源”到“库”的运输。采用CTAB法提取杉木总RNA，通过RT-PCR得到cDNA，设计基因特异性引物，从1年生无性系杉木幼苗嫩叶中克隆SUT基因，并利用生物信息学方法分析SUT的基本结构、进化关系、理化性质。结果表明，在电泳图上总RNA的结构完整，28 S的亮度约为18 S的2倍；A260/A280为2.20，A260/A230为2.31；杉木SUT基因编码区全长为1 782 bp，共编码593个氨基酸，是具有SUT基因家族的典型12个跨膜区；通过系统进化树的分析发现，杉木SUT与无油樟SUT的亲缘性较高，SUT蛋白属于疏水性蛋白。     

利用全基因组重测序技术研究182份大麦和青稞的基因组结构变异

为探明大麦(Hordeum vulgare L.)和青稞(Hordeum vulgare var.nudum)基因组结构变异与表型和环境适应差异的遗传机制，以大麦基因组为参考，基于182份大麦和青稞样品的全基因组重测序数据，进行了基因组结构变异分析。结果表明：182份大麦和青稞样品的平均测序深度约为12 X，共获得74 262个结构变异，包含48 078个缺失(65%)、13 461个插入(18%)、7 012个倒位(9%)和5 711个染色体内易位(8%)。大麦参考基因组18.72%(7 440/39 734) 的基因位于结构变异区内。许多与基因组结构变异相关的基因参与了光系统和防御反应过程。研究认为，基于182份大麦和青稞的基因组结构变异分析结果将为大麦和青稞建立一个比较完善的结构变异数据集，并将加深对大麦和青稞物种进化和表型差异分子机制的认识。     

绢毛委陵菜PsWRKY40的克隆与耐镉功能分析

以绢毛委陵菜(Potentilla sericea)为材料，克隆得到PsWRKY40的c DNA全长序列。该基因的开放阅读框长978bp，编码325个氨基酸，属于WRKY家族GroupⅡ亚族。荧光定量PCR分析表明，PsWRKY40被NaCl、CdCl₂和甘露醇显著诱导表达。将PsWRKY40异源转化拟南芥，转基因植株在镉处理后，其对Cd的抗性显著高于野生型植株，AtSOD、AtPOD和AtCAT的表达量显著提高。上述结果表明PsWRKY40可被镉诱导，可能参与绢毛委陵菜抗镉调控。     

毛竹PeGRF1基因克隆及初步功能分析

为了探究生长调控因子(GRF)转录因子在竹笋-茎秆生长中的作用,本研究以毛竹(Phyllostachys edulis)为材料,通过RT-PCR方法进行GRF基因的克隆,应用生物信息学方法对其序列进行分析,利用RT-qPCR对其在毛竹竹笋-幼竹的生长过程中的表达模式进行分析,并通过在拟南芥中异位表达初步分析其功能.结果 表明,从毛竹中克隆获得1个1164bp的GRF基因,命名PeGRF1,其编码387个氨基酸;蛋白序列分析表明PeGRF1具有完整的GRF特征结构域WRC和QLQ.进化分析显示,PeGRF1与水稻等单子叶植物的GRFs聚类在较近的分支,亲缘关系较近.在毛竹竹笋生长过程中,PeGRF1主要在幼嫩竹笋中表达,在快速生长阶段的表达量明显高于生长缓慢时期,在竹笋顶端及中部的表达量明显高于基部.过量表达PeGRF1能增加转基因拟南芥的株高.本研究结果可为阐明GRF基因在竹子的生物学功能提供了参考.     

桃乙烯应答因子PpERF1a的克隆与功能分析

以‘丰光’油桃嫩梢组织为试材，克隆了1个ERF家族基因并命名为PpERF1a（ppa018178m）。该基因全长为600 bp，编码199个氨基酸，含有1 个典型的AP2 结构域。亚细胞定位结果显示PpERF1a定位于细胞膜和细胞核。在拟南芥中超量表达PpERF1a，共获得15个阳性转基因株系。与对照相比，转基因植株出现发育不良的表型，其中6株持续长出莲座叶，但不抽薹；6株能够抽薹开花，但不结实且生长势明显弱于对照；3株能够开花结实，但种子产量极低。这些结果表明PpERF1a在转基因拟南芥中具有调控生长发育的功能，为后期在桃中开展PpERF1a的功能研究提供了有益的启示。