大豆B类花器官特征基因的生物信息学分析

大豆花器官较小且闭花授粉,导致人工杂交效率低,品种遗传基础狭窄。MADS-box基因家族成员APETALA3(AP3)和PISTILLATA(PI)作为花发育ABCDE模型中的B类基因,共同控制花瓣与雄蕊的形成,在花器官形态建成中发挥重要作用。为明确大豆中B类基因的进化模式,并探究其在不同大豆品种中的遗传变异,本研究通过生物信息学手段对大豆B类基因进行了基因结构、系统进化、保守基序、共线性、单倍型分析及物理性质预测等研究。结果显示：大豆基因组中11个B类基因,分别属于3个亚组,其中GmAP304(Glyma.04G027200)、GmAP306(Glyma.06G027200)、GmAP303(Glyma.03G111500)、GmAP316(Glyma.16G105600)和GmAP312(Glyma.12G118100)属于paleoAP3亚组,GmTM601(Glyma.01G169600)和GmTM611(Glyma.11G073700)属于TM6亚组,GmPI13(Glyma.13G034100)、GmPI14(Glyma.14G155100)、GmPI04(Glyma.04...     

大豆14-3-3蛋白与转录因子蛋白GmMYB173的互作

14-3-3蛋白家族在真核生物中普遍存在,可与其他蛋白相互作用,调控多种生理生化过程。MYB基因家族作为植物中最大的一类转录因子,广泛参与了植物的生长发育和代谢调控。本研究通过分析1个从自贡冬豆中克隆的MYB转录因子GmMYB173的亚细胞定位情况,发现GmMYB173在细胞核中特异表达;序列分析发现GmMYB173与GmMYB176相似,具有1个14-3-3蛋白的潜在结合结构域,即pST结合结构域。通过重叠延伸PCR (SOE-PCR)删除了GmMYB173序列中pST结合结构域编码序列,发现GmMYB173细胞核表达特异性消失。酵母双杂交互作分析表明,大豆基因组中所有具有表达的16个14-3-3蛋白GmSGF14a~GmSGF14p均能与GmMYB173互作。β-半乳糖苷酶活性分析发现,与GmMYB173互作最强的是GmSGF14n,GmSGF14k、GmSGF14e和GmSGF14o其次。这些结果说明14-3-3蛋白不仅与GmMYB173互作,且可能调控其在细胞内的定位,有助于研究14-3-3蛋白与GmMYB173的互作关系及其在大豆生长发育中的作用。     

大豆GmFT2a启动子InDel区结合蛋白的筛选

GmFT2a是大豆光周期反应中的关键基因,为研究其表达调控的分子机制,以光周期敏感品种自贡冬豆和钝感品种黑河27为材料,比较分析两品种Gm FT2a启动子序列的差异,发现在自贡冬豆GmFT2a启动子区存在两个含有光反应元件的插入片段T1和T2,而黑河27无上述片段。根据光响应元件I-box和Sp1的序列,构建诱饵载体,利用酵母单杂交技术筛选自贡冬豆叶片cDNA文库,获得一个与T1元件结合的MYB转录因子。该转录因子的获得为进一步研究GmFT2a表达调控的分子机制提供了新的线索。     

大豆分子育种研究进展

分子育种技术的研究和应用是近十余年来世界大豆生产发展的重要科技动力。2011年,国内外在大豆分子育种相关领域取得了新的进展。在分子标记开发与辅助育种方面,发掘出与产量、发育、品质、抗病和抗逆等性状相关的新的分子标记或QTL;在新基因挖掘方面,克隆了与光周期反应、共生固氮、品质及抗逆性相关的基因,并分析了其功能。在大豆转基因育种方面,遗传转化体系的优化取得了新的进展,转化效率有所提高,同时对一些功能基因(包括来自其它物种的一些基因)进行了功能评价和育种利用价值评估。转基因大豆继续保持良好的发展势头,并且出现一些新的发展方向。该文对这些研究进展进行了综述,并对今后的发展趋势进行了展望。     

大豆嫁接体系中砧木或接穗保留叶片数对接穗生长发育的影响

以早熟品种黑河27为砧木,晚熟品种自贡冬豆为接穗,通过嫁接并结合去叶处理,创造砧木和接穗叶片数各不相同的嫁接体,观察砧木及接穗的叶片数目对接穗发育的效应,分析大豆叶片中可传导开花诱导物质和抑制物质的有无、作用方式及其对植株发育的影响。结果表明,在长日照(16 h)条件下,与黑河27嫁接,导致自贡冬豆在嫁接后第30天(出苗后第41天)开花,而自体嫁接的自贡冬豆在试验结束前(>120 d)仍未开花,说明在非诱导光照条件(长日照)下,早熟品种黑河27的叶片可产生可传导的开花促进物质,并通过嫁接传导至晚熟品种自贡冬豆的顶端分生组织,诱导其实现成花转变。砧木诱导接穗开花的效应大小与其所保留的叶片数目呈正比,证明上述可传导物质对大豆开花的促进作用存在剂量效应。接穗去叶可导致自身花期提前,花数增加,显示晚熟接穗的叶片在长日照下可产生开花抑制物质。接穗上的花朵和荚果数目与其保留叶片数呈反比,证明开花抑制物质阻止生殖器官的发育,且其作用也具有剂量效应。接穗去叶部位对其成花发育状态亦有一定影响。本文提出,在大豆生长发育过程中,叶片根据光周期信号的变化,调节开花促进物质和开花抑制物质的多少和比例,进而协调营养生长和生殖生长的进度,保证生命周期的完成。