玉米脱水素基因家族的鉴定与分析

脱水素(dehydrin,DHN)属于LEA蛋白第二家族成员,是一种植物中广泛存在的亲水性蛋白,在干旱、低温和高盐等非生物胁迫的环境中起到重要作用。通过生物信息学方法对玉米全基因组DHN家族成员进行了鉴定,并进一步对其系统发育、基因结构、染色体定位和基因复制以及表达模式进行了系统分析。结果显示,在玉米DHN基因家族中共有5个家族成员,多物种系统发育进化树分析、基因结构以及基序分析都表明DHN家族成员在进化上具有高度的保守性。基因复制和物种间微共线性分析表明,在5个玉米DHN基因中存在着1对片段复制基因(ZmDHN1-ZmDHN2),玉米、高粱和水稻3个物种间存在2对直系同源基因(ZmDHN2-Sb04g032250.1,ZmDHN2-Os02g44870.1)。通过转录组表达数据分析表明,玉米DHN家族基因在不同发育时期具有不同的组织表达模式;同时,诱导表达模式分析表明ZmDHN基因的表达受到盐和干旱胁迫的显著诱导。该研究结果将为进一步鉴定玉米DHN家族重要的基因成员并对其开展功能分析奠定基础。     

鸭Ⅰ型禽副粘病毒YH99V株F基因的克隆和序列分析

从患病鸭群中分离到一株引起鸭产蛋锐减而不死亡的病毒,经鉴定该病毒属于Ⅰ型禽副粘病毒,命名为YH99V株。以YH99V株的基因组RNA为模板,用RT-PCR一步法扩增出其F基因的cDNA序列,然后将其克隆至pMD18-T载体中,对其进行序列测定。结果表明,所克隆的基因片段长度为1 750 bp,含有1个1 662bp的开放式阅读框架(ORF),编码553个氨基酸。将YH99V株F基因序列和推导的氨基酸序列与国内外新城疫毒株的F基因相应序列比较后发现,它们的核苷酸序列同源性分别在82.7%-99.6%,氨基酸序列同源性为87.2%-99.3%。YH99V株在F蛋白裂解位点区的氨基酸序列与弱毒株在这一区域的序列完全相同,表明为弱毒株。根据F基因的全核苷酸序列,进一步绘制了Ⅰ型禽副粘病毒株F基因的系统发育树。分析结果显示YH99V株与Lasota等参考毒株同属于基因Ⅱ型,表明它们具有较近的亲缘关系。     

家蚕谷氨酸转运蛋白基因克隆及序列分析

谷氨酸转运蛋白(EAAT)主要存在于神经、神经原及神经胶质细胞浆膜上,对胞外谷氨酸浓度进行调节,在维持细胞正常的生理状态、避免神经元过度兴奋方面起着重要的作用.利用鳞翅目粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)和双翅目拟暗果蝇(Drosophila pseudoobscura)的谷氨酸转运蛋白序列为问询序列,在家蚕基因组数据库中进行同源检索,找到2个EAAT基因的同源基因(BmEAAT),并进行了克隆测序.两个BmEAAT基因均含8个外显子,编码蛋白均为膜蛋白,各有8个跨膜结构域.多物种的同源基因序列的系统发生分析结果表明:家蚕的两个EAAT拷贝至少在鳞翅目与双翅目分化前就已存在.基因芯片数据显示BmEAAT的两个拷贝在家蚕5龄3天的组织表达模式有明显差异,表明这两个基因的功能可能已经分化.     

班皮桉及其近邻树种CCR基因分子变异分析

选取伞房属班皮桉及其近邻树种共5部类16个样本提取基因组DNA,用2对引物进行PCR扩增,采用凝胶直接纯化,改进测序反应后测序.以Eucalyptus gunniiCCR作对照,通过ClustalW进行比对分析序列变异和MEGA 3进行系统进化分析.结果显示:在所得到的伞房属16个样本CCR序列中,A,C,G和T 4种核苷酸所占比例分别为24.92%,23.18%,23.22%和28.67%,A T含量明显高于G C.共发现292个变异位点,占分析位点总数的9.71%,变异除118个转换和97个颠换外,有93个位点的插入/缺失,其中简约信息位点185个,占63.36%.部分变异位点重叠.转换与颠换比值为1.22∶1.00.CCR系统发育树显示:E.gunnii是一个单独分枝,5部类亲缘可以分辨开来,Rufaria尤其明显.Rufaria最早产生分歧,其次是Ochraria和Cadagaria,Blakearia分歧属最迟进化.     

Study on Phylogenetic Relationships of Five Breeds of Pigs by Random Amplified Polymorphic DNA（RAPD）

RAPD was used to study the genetic divergency and phylogenetic relationships of five breeds of domestic pigs,including Min pig,Duroc,Yorkshired,Landrace and Junmu I pig. We selected fourteen primers from eighty random primers,caculated genetic distance index matrix and constructed phylogenetic tree with UPGMA methods. Genetic distance index matrix indicated that the genetic relationship between Junmu I pig and Landrace was the closest and the farthest between Duroc and min pig.     

五种麻黄亲缘关系的RAPD分析

应用RAPD技术对5种麻黄亲缘关系进行了分析.从100条引物中筛选出18条重复性好,多态性高的随机引物.18条引物共扩增出103条带,其中多态性带为89条,占总扩增带的87.5%,平均每条引物扩增出4.9条多态性带.对这103条带进行聚类分析,结果表明:5个麻黄种间遗传差异明显,具有丰富的遗传多样性;膜果麻黄与其他4种药用麻黄的差异较大;木贼麻黄和斑子麻黄相对独立;草麻黄与中麻黄遗传距离较近,具有较为相似的遗传关系,这与传统的植物分类学结果一致,说明RAPD标记适用于麻黄植物的遗传多样性研究.     

锦香草及其近缘种的亲缘关系ITS序列分析

为厘清锦香草及其近缘种的亲缘关系,为其杂交育种提供数据基础,收集我国锦香草及其近缘种短毛熊巴掌与长柄熊巴掌等样品46份,对供试样品核糖体基因(nrDNA)的内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列进行分析,并构建系统进化树,对其系统发育关系进行研究。结果表明:供试材料的ITS1、ITS2和5.8S的序列长度分别为246、230、160~161 bp;ITS1与ITS2序列存在变异位点426个,信息位点232个;5.8S序列存在202个变异位点,信息位点84个。根据ITS序列构建进化树:供试材料可分为2支,锦香草与短毛熊巴掌在进化树中聚为一支,分支内部互相嵌入;长柄熊巴掌单独聚成一支。以上结果显示,锦香草、短毛熊巴掌亲缘关系较近,它们与长柄熊巴掌亲缘关系较远,该结果支持《Flora of China》将短毛熊巴掌处理为锦香草的异名,长柄熊巴掌为独立种。     

Biological and molecular characterization of tomato brown rugose fruit virus and development of quadruplex RT-PCR detection

Tomato brown rugose fruit virus(ToBRFV) is a novel tobamovirus firstly reported in 2015 and poses a severe threat to the tomato industry. So far, it has spread to 10 countries in America, Asia, and Europe. In 2019, ToBRFV was identified in Shandong Province(ToBRFV-SD), China. In this study, it was shown that ToBRFV-SD induced mild to severe mosaic and blistering on leaves, necrosis on sepals and pedicles, and deformation, yellow spots, and brown rugose necrotic lesions on fruits. ToBRFV-SD induced distinct symptoms on plants of tomato, Capsicum annumm, and Nicotiana benthamiana, and caused latent infection on plants of Solanum tuberosum, Solanum melongena, and N. tabacum cv. Zhongyan 102. All the 50 tomato cultivars tested were highly sensitive to ToBRFV-SD. The complete genomic sequence of ToBRFV-SD shared the highest nucleotide and amino acid identities with isolate IL from Israel. In the phylogenetic tree constructed with the complete genomic sequence, all the ToBRFV isolates were clustered together and formed a sister branch with tobacco mosaic virus(TMV). Furthermore, a quadruplex RT-PCR system was developed that could differentiate ToBRFV from other economically important viruses affecting tomatoes, such as TMV, tomato mosaic virus, and tomato spotted wilt virus. The findings of this study enhance our understanding of the biological and molecular characteristics of ToBRFV and provide an efficient and effective detection method for multiple infections, which is helpful in the management of ToBRFV.     

萝卜ALMT基因家族的鉴定与表达

为探究萝卜铝激活苹果酸转运蛋白(ALMT)家族成员对生物和非生物胁迫的响应,本研究通过生物信息学方法对萝卜ALMT家族成员进行鉴定,并利用转录组数据对其进行表达分析。结果显示,萝卜基因组中包含17个ALMT基因,分布于8条染色体。该家族成员外显子数量为5~7个,预测N-端含有5~6个跨膜结构,在染色体上的分布不均匀。萝卜ALMT基因家族成员启动子上有多种激素响应、胁迫响应、组织和器官生长发育与环境响应的顺式作用元件,表明萝卜ALMT基因家族成员的表达受多种条件的调控。对它们在不同组织和发育时期,以及对Agrobacterium tumefaciens的侵染和重金属(铅、镉和铬)胁迫的响应研究发现,RsALMT1和RsALMT13可能参与抵抗A. tumefaciens的侵染;RsALMT3可能调控叶片气孔的开放,而RsALMT7、RsALMT11和RsALMT14可能调控叶片气孔的关闭;RsALMT15可能参与绿肉萝卜根肉中叶绿素的积累;RsALMT16在抵御铅胁迫过程中发挥重要作用。以上结果将为进一步研究萝卜ALMT家族成员在生物和非生物胁迫响应中的功能与分子机制奠定基础。     

玉米11个ZmbZIP基因的鉴定及表达特征分析

以玉米自交系郑58为试验材料,利用生物信息学方法和qPCR技术,设置200 mmol/L NaCl、20%PEG6000、4 ℃低温和硝态氮或铵态氮缺乏等胁迫试验,对11个ZmbZIP基因进行生物信息学分析,探测这些基因应答低温、干旱、盐害、缺氮等胁迫时的响应表达模式。系统进化树分析结果表明,11个ZmbZIP基因可以细分为2个亚组;qPCR分析结果表明,不同亚组的ZmbZIP基因在玉米不同组织中呈现不同的表达特征,同一亚组的基因呈现类似的表达模式,反映了ZmbZIP基因在玉米生长发育进程中生物学功能的保守性和分化性。人为模拟盐、干旱、低温和氮缺乏等胁迫的结果表明,ZmbZIP基因受到各种逆境因子的广泛调控,亚组I中的ZmbZIP1、ZmbZIP6和ZmbZIP13的表达量同时受NaCl溶液胁迫诱导而上调(相对表达量上调2倍),受PEG6000胁迫抑制下调;亚组II中的ZmbZIP38、ZmbZIP77、ZmbZIP112和ZmbZIP124同时受盐、PEG6000和低温胁迫诱导上调,硝态氮缺乏胁迫抑制ZmbZIP1、ZmbZIP6和ZmbZIP134基因表达,而铵态氮缺乏胁迫下,这3个基因表达明显上调,推测这些基因广泛参与应答逆境胁迫响应途径。