小麦DEAD-box基因家族鉴定及其低温下的表达模式分析

DEAD-box RNA解旋酶是RNA代谢途径中的关键酶,在RNA代谢过程中调控植株的生长发育和抗逆性。目前,尚未见有人对小麦DEAD-box基因家族进行系统鉴定与分析。为探究小麦DEAD-box基因的功能,本研究以水稻DEAD-box基因家族基因为参照,从小麦全基因组数据库中共鉴定到134个小麦DEAD-box家族基因,并利用生物信息学对其家族成员的理化性质、基因结构、进化树和共线性进行分析。结果表明,小麦DEAD-box蛋白多数为弱碱性蛋白,亚细胞定位分布广泛,核分布最多;小麦与水稻DEAD-box家族基因亲缘性较高,小麦DEAD-box蛋白结构域与核心基序排列有序稳定,高度保守;小麦DEAD-box家族基因在进化过程中可能发生了节段性复制事件,水稻与小麦DEAD-box基因无序共线性连线,说明DEAD-box基因在进化过程中可能存在染色体异位突变。进一步以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号(Dn1)和东农冬麦2号(Dn2)为材料,对其转录组库中低温差异表达的7个DEAD-box基因进行qRT-PCR分析,结果表明,这7个基因在不同品种和不同组织中表达量均有差异。Dn1中DEAD-box基因的表达量在 -10 ℃达到峰值,而Dn2中DEAD-box基因的表达量在-25 ℃达到峰值。     

寒地冬小麦TaEXPA7同源基因的遗传转化及其功能分析

膨胀素是一类具有非酶活性的细胞壁松弛蛋白,广泛参与植物生长的各个阶段,其表达受非生物胁迫如低温等调控。为了探究寒地冬小麦(Triticum aestivum)膨胀素基因 TaEXPA7-A/B/D的功能,本研究将 TaEXPA7-A/B/D三个基因分别转入拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,利用抗性筛选和PCR鉴定,分别获得了过表达 TaEXPA7-A/B/D三个基因的转基因拟南芥植株,分别观察并测定了 TaEXPA7-A/B/D三个基因对转基因拟南芥生长和低温胁迫下生理指标的影响。结果表明,转基因拟南芥的根长、侧根数目、株高、开花后2周内的花序和角果数目均显著高于野生型;4℃低温处理后,转基因植株中抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性及可溶性糖的含量相比于野生型均维持在较高的水平,且MDA的积累量较低。以上结果表明, TaEXPA7-A/B/D三个基因的过表达显著促进了转基因拟南芥的生长,并使植株在低温条件下维持更好的抗氧化和渗透调节能力。     

水貂多巴胺受体D1基因多态性及与自咬行为的关系

以多巴胺受体D1基因（DRD1）作为候选基因, 分析该基因对水貂自咬行为的影响。本试验采用聚合酶链式反应法,首次从美洲黑貂脚部肌肉组织扩增出多巴胺受体D1基因的部分序列片段,并测序,现已将该序列提交到GenBank上,得到序列号为EU249297。通过序列比较,在179位点处发生了(T→C)转换,但并没有导致氨基酸的变化。采用单链构象多态性(PCR-SSCP)方法进行了多态性检测,结果在不同个体中检测到3种基因型：AA、AB和BB型。对该基因的不同基因型与自咬行为的关系进行分析。结果表明,DRD1多态性对水貂自咬行为的影响差异显著（P<0.05）。在该群体中A等位基因的频率均高于B等位基因,AA型的基因型频率均高于BB型的基因型频率;自咬行为组AA基因型的频率远低于健康组,BB和AB基因型个体分布频率比较差异显著。      

不同牛群体间钙蛋白酶1基因第14内含子4685bp位点的多态性分析

本研究采用PCR-RFLP技术分析了钙蛋白酶1(CAPN1)基因第14内含子4685bp位点在东北地区特色养殖品种草原红牛、延边黄牛及不同二元杂交品种红安格斯牛×西门塔尔、利木赞×西门塔尔、德国黄牛×西门塔尔和夏洛莱×西门塔尔等群体间的多态性。结果表明,4685bp位点无论是基因型频率还是等位基因频率,在以上牛群体间均存在较大差异。延边黄牛中CT基因型作为优势基因型其频率达到0.53,CC及TT基因型频率差异不大,分别为0.27和0.20;德国黄牛×西门塔尔二元杂交牛中TT、CT基因型具有非常高的基因型频率,分别达到0.50和0.40,而CC基因型则只有0.10,T等位基因频率高达0.70,C等位基因频率仅为0.30。其他二元杂交品种无论是基因型频率还是等位基因频率上均与延边黄牛相类似。本研究中最值得关注的是草原红牛中4685bp位点仅存在1种基因型,即为TT型,未发现C等位基因的存在。3种牛群体间4685bp位点基因型频率的比较,为进一步分析该位点与肉质嫩度的相关性奠定了基础。     

一株嗜热纤维素分解菌的分离及其酶学性质的初探

利用海南热泉附近腐烂朽木及土壤,筛选分离到一株具有较高纤维素酶活性的纤维素分解菌WQ-50,经生理生化特性及遗传分析初步鉴定其为环状芽孢杆菌属菌株。当以复筛培养基发酵培养时, 该菌株在55℃、pH 6条件下生长较好。在该条件下,以经碱预处理的玉米秸秆粉为唯一碳源发酵培养5 d时产酶达到最大值,羧甲基纤维素酶活性为6.8 IU/mL,滤纸酶活性为3.5 IU/mL。     

六倍体小麦CBS基因家族全基因组分析

Cystathionineβ-synthase(CBS)基因家族在植物生长发育以及响应胁迫过程中具有重要作用,目前对CBS基因家族的研究报道较少。异源六倍体普通小麦(Triticum aestivum L.,AABBDD)作为重要的粮食作物,其CBS基因尚未得到系统研究。为研究小麦中CBS基因的特征,本研究对小麦全基因组进行了分析,共发现136个属于32个同源组的CBS基因,系统发育树分析将其分为8组。将这些基因定位于小麦染色体上,并对它们的基因结构、保守基序以及结构域做进一步分析,发现三联体中的CBS结构域蛋白(CDCP)具有相似的结构。在不同温度下,大多数CBS基因的三联体具有相似的表达模式。在低温及冻害条件下CBS基因在小麦抗寒过程中发挥重要作用。     

寒地冬小麦TaEXPB12同源基因在拟南芥中的遗传转化及功能分析

扩展蛋白（Expansin）是一类具有非水解活性的细胞壁松弛蛋白，参与调控植物的生长发育和胁迫抗性。为探究寒地冬小麦扩展蛋白基因TaEXPB12-A/B/D的功能，本研究将克隆自高抗寒冬小麦品种东农冬麦2号的TaEXPB12-A/B/D三个基因转化到拟南芥中，利用抗性筛选、PCR和Western-blot鉴定，分别获得了过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因的转基因拟南芥植株。进一步对转基因拟南芥的生长情况进行观察，并测定低温胁迫下转基因拟南芥的存活率、体内抗氧化酶活性以及丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖的含量。结果显示，过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因可促进拟南芥根的伸长以及根毛和侧根的生长，且转基因拟南芥的叶宽、叶片数目、株高均显著高于野生型；低温处理后转基因拟南芥体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性以及可溶性糖、Pro的含量均维持在较高水平，且MDA的含量较低。以上结果表明，TaEXPB12-A/B/D三个基因的过表达显著促进了转基因拟南芥的生长，并提高了转基因植株在低温胁迫下的存活率。     

小麦品种东农冬麦2号根中TaEXPA7部分同源基因的克隆及表达特性分析

膨胀素(expansin)是植物生长发育过程中诱导细胞壁松弛和伸展的蛋白,包括EXPA、EXPB、EXLA、EXLB四个基因家族,对植物根系的形成及快速发育具有重要作用。本试验以寒地冬小麦品种东农冬麦2号两叶一心期的根为材料,克隆了TaEXPA7基因的3个CDS全长,其氨基酸序列同源性较高,仅信号肽处有两个氨基酸不同,其核酸序列长度均为777bp,编码258个氨基酸,分别命名为TaEXPA7-A、TaEXPA7-B、TaEXPA7-D,且分别定位于2AL、2BL、2DL染色体。蛋白均含有DPBB-1和Pollen-allerg-1两个保守结构域,分子量为27 670.74Da,等电点为8.09,均为疏水性蛋白;与节节麦、二穗短柄草的相似性分别为99%和92%。采用两叶一心期的根进行qRT-PCR分析发现,TaEXPA7-A/B/D三个基因在根尖中的表达量均较高,伸长区和成熟区次之;对冬小麦根进行低温、干旱和激素处理后,这三个基因均下调表达,并且TaEXPA7-B基因的相对表达量较高,TaEXPA7-D的相对表达量较低。由此可见,多倍体小麦不同染色体上的基因在应对不同环境胁迫时,表达以及应答模式存在差异,并且在不同的环境胁迫下,发挥主导作用的染色体也存在差异;此外,该基因在根中的表达可能与低温、干旱以及外源激素的胁迫有一定的关系,可能是促进根系生长的重要基因。