玉米抗寒基因的克隆与表达研究

用DDRT-PCR技术研究玉米自交系承18在常温和不同低温处理下基因表达的变化,分离了10条差异表达的cDNA。序列分析结果表明:其中部分与前人克隆的抗逆cDNA同源,部分与信号传导相关基因同源,部分与功能未知的cDNA同源。用Northern杂交方法对差异片段MCI16做了进一步鉴定,同时还对玉米Cat3、拟南芥CBF1和FAD3基因在不同低温处理的玉米幼苗中的表达特性进行了研究,结果表明:MCI16、Cat3等基因受低温的诱导表达,对提高玉米的抗寒力起积极作用。     

四川小麦遗传材料抗病基因同源序列的多样性分析

为了加快小麦抗性亲本的选配，培育具有持久抗性的小麦新品种，根据大多数已克隆的植物抗病基因所编码蛋白产物的NBS—LRR（核苷酸结合位点和富舍亮氨酸区域，Nueleotide binding site—leucine rich repeat）和STK（丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶，Ser／Thr Kinase）保守结构域，合成24条简并引物，对四川省主要利用的82份小麦育种抗性亲本材料进行PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，筛选出多态性高的三对引物组合：Ptokin1N／Ptokin1N，cer31／XLRRINV2、AS3／S2，进一步扩增，共获得123条带，其中54条带具有多态性，多态率达43．9％。UPGMA分析把82份材料分为两大类，其中LB0485、C866—1、R116、R185为Ⅰ类，其余78份材料为Ⅱ类；Ⅱ类材料在遗传距离0．397处又分为Ⅱ-1和Ⅱ-2两个亚类。分析结果表明：（1）82份小麦供试材料间存在丰富的抗病基因同源序列的多样性，聚类分析结果与相应的抗性鉴定结果基本吻合；（2）国外引进的抗性材料与四川省广泛使用的小麦育种亲本材料的抗性背景不同，两者之问能够很好地区分开来；（3）R系材料具有广泛的抗性遗传基础，在大多数类群中均有分布。     

灌区水利工程建设管理存在的问题与思考

灌区水利工程建设对我国农业发展起着重要的作用,其贯彻了我国可持续发展的科学理念,缓解了我国水资源匮乏的压力。现在,我国的水资源污染问题日益严重,因此,灌区水利工程的建设是很有必要的,灌区水利工程可以实现水资源最大限度的利用。本文针对灌区水利工程建设管理当中存在的问题进行分析,并提出了相关对策。     

小麦淀粉合酶基因家族成员的表达差异分析

籽粒淀粉的含量和结构影响小麦的产量和品质,而淀粉合酶在淀粉合成中起着关键作用。植物淀粉合酶基因经多次复制和功能分化,形成了具有不同功能特性的多成员大家族。为揭示淀粉合酶基因家族成员间的序列特性和表达差异,本研究参考已知的水稻淀粉合酶蛋白序列,对小麦全基因组中的淀粉合酶基因进行鉴定,并对其进行差异表达分析。结果共鉴定到27个小麦淀粉合酶基因,这些基因分布在1A/1B/1D、2A/2B/2D、6A/6B/6D、7A/7B/7D染色体上,可分为Group A和Group B两大类,Group A包含TaGBSS、 TaSSⅠ、 TaSSⅡ三个亚家族,所编码的蛋白均具有motif1~motif10,且motif排列顺序一致;Group B包含 TaSSⅢ、 TaSSⅣ两个亚家族,所编码的蛋白都缺少motif9和motif10,另外 TaSSⅢ亚家族还缺少motif8。与玉米、水稻、高粱、拟南芥不同,小麦淀粉合酶基因没有 TaSSⅤ亚家族。同一亚家族内不同基因具有明显的表达差异,其中, TaGBSSⅠ、 TaSSⅡa和 TaSSⅢa在胚乳中特异表达;小麦相同部分同源群内的淀粉合酶基因间在不同组织和不同发育时期也存在表达差异, TaSSⅡa-B和 TaSSⅡa-D在授粉后20 d和30 d的胚乳中表达量比 TaSSⅡa-A高。差异表达的淀粉合酶基因启动子中的胚乳特异表达元件（RY-element、AACA-motif和ACGTOSGLUB1）存在类型和数量差异。     

不同类型玉米籽粒淀粉积累、相关酶活及基因表达差异分析

为探究不同类型玉米淀粉形成机理,对普通玉米、甜玉米、糯玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达进行测定,分析不同类型玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达之间的差异及相互关系。结果表明,不同类型玉米总淀粉和直链淀粉百分含量为:普通玉米>糯玉米>甜玉米,支链淀粉百分含量为:糯玉米>普通玉米>甜玉米,灌浆期间总淀粉和直链淀粉含量3个玉米类型间差异显著;灌浆期间,普通玉米各淀粉合成相关酶活性最高,甜玉米淀粉合成相关酶活性最低,糯玉米则介于普通玉米和甜玉米之间,但其GBSS酶活性很小。灌浆期间3个类型玉米除GBSS酶活性差异不显著外,其他淀粉合成相关酶活性差异显著;普通玉米淀粉合成相关基因表达量总体均高于甜玉米和糯玉米,甜玉米和糯玉米相关突变基因仍存在表达。表明不同类型玉米淀粉含量和组成上差异明显;普通玉米淀粉的形成需要淀粉合成相关酶相互作用,淀粉合成相关酶活性的缺失会改变淀粉组成;不同类型玉米淀粉合成相关基因表达差异显著,但都存在转录活性。对普通玉米进行相关性分析同时发现,淀粉的合成不仅受到转录调控,还受到转录后调控,淀粉的合成是淀粉合成各酶之间相互协调的结果。     

玉米基因sbe1 cDNA的克隆与原核表达

采用RT-PCR技术克隆了玉米基因sbe1 全长cDNA序列,在NCBI上序列比对后与文献报道的sbe1基因序列同源性达到99%。同时构建了原核生物表达载体pET32(a+)-sbe1,成功表达出了SBEⅠ蛋白。为进一步体外研究SBEⅠ的物理化学性质及催化机理奠定基础。     

玉米密码子用法分析

生物中普遍存在密码子使用偏性,这对外源基因的表达强度有着较大影响。本研究运用Codon W软件和CUSP程序对玉米基因组中的7402个蛋白质编码基因序列进行了分析,计算了编码氨基酸的密码子使用频率,并将其与人、酵母、大肠杆菌、果蝇等不同种类的模式生物及与拟南芥、烟草、水稻、小麦等双、单子叶植物进行比较,结果显示玉米密码子偏爱性与模式生物有不同程度的差异,与拟南芥、烟草双子叶植物的密码子使用频率差异较大,与水稻、小麦单子叶植物的密码子偏爱性一致。分析结果对玉米基因的转化及高效表达系统的选择等具有重要指导意义。     

拟南芥和水稻转录因子WRKY同义密码子的偏好性分析

WRKY是植物特有的转录因子家族,主要参与植物的各种防卫反应,调节植物生长发育等。本文运用多元统计分析和相关分析等方法,对拟南芥和水稻WRKY基因的密码子用法进行了分析,发现两个物种WRKY基因的碱基组成不同,水稻基因在密码子第1、2和3位的GC含量均高于拟南芥,第3位差异最大。但两个物种的WRKY基因存在共同的进化趋势,即基因的GC3s逐步增大。对应分析结果显示,拟南芥WRKY基因的密码子使用偏好性受碱基组成等多种因素共同影响,水稻主要受碱基组成和基因表达水平两个因素的影响。最后确定了拟南芥和水稻WRKY基因家族的最优密码子,分别为11个和27个。研究结果为深入开展WRKY基因的进化、表达调控和提高该基因家族新成员预测的准确性等具有重要指导意义。     

玉米waxy基因密码子偏好性分析

运用CHIPS、CUSP和CodonW程序对玉米waxy基因的密码子进行了分析,将分析结果与大肠杆菌、酵母基因组的密码子偏好性进行比较.结果表明,waxy基因对一些密码子的使用存在明显的偏好性,特别偏好于使用以G或C结尾的密码子,且玉米waxy基因与大肠杆菌、酵母的密码予偏爱性有较大差异,分析结果对玉米waxy基因在这两类表达系统中的表达具有一定指导意义.     

玉米catalase-3基因克隆及低温表达研究

应用RT-PCR技术,从玉米自交系承18经14℃冷锻炼处理的芽鞘中扩增出长1491 bp的Cat3全长cDNA。以pGEM-T Easy为载体,克隆了扩增片段,经酶切鉴定和DNA序列测定,确认为玉米Cat3基因。序列分析结果表明,该序列与GenBank中accession number:L05934的序列仅在两个核苷酸位点存在差异。同时采用Northern杂交方法对Cat3在不同低温处理的玉米芽鞘中的表达特性进行了研究,结果显示Cat3在经14℃冷锻炼处理的芽鞘中表达增强,表明该基因受低温的诱导表达,为玉米抗寒基因,对提高玉米的抗寒力起积极作用。