青花菜P450CYP79F1全长克隆、表达及其与不同器官中莱菔硫烷含量的相关性分析

【目的】克隆青花菜细胞色素家族P450CYP79F1,分析其序列特征,阐明其在不同发育时期器官中的表达情况及其与莱菔硫烷含量的关系,为进一步揭示莱菔硫烷合成机理提供科学依据,为青花菜品种改良和新品种选育奠定基础。【方法】通过5′和3′端RACE克隆技术获得青花菜CYP79F1全长序列,利用DNAMAN 6.0进行基因拼接、氨基酸序列分析和蛋白二级结构预测,结合在线分析程序和软件进行基因和编码蛋白生物信息学分析;利用荧光定量PCR技术研究CYP79F1在不同发育器官中的表达情况;结合HPLC方法测定各相应时期器官中莱菔硫烷含量,包括青花菜发育时期的根、茎、叶,成熟花球,抽薹期花蕾(顶端蕾、成熟蕾、开花前1 d的蕾和花)和种子;对CYP79F1表达量与和莱菔硫烷含量进行相关性分析。【结果】获得了CYP79F1全长序列,Gen Bank登录号为MG012890,该基因全长2 014 bp,包含一个1 620 bp的开放读码框(ORF),编码540个氨基酸;编码的蛋白与甘蓝、白菜、芥蓝和油菜等同源蛋白的相似性均在95%以上;生物信息学分析表明该基因编码的酶蛋白有2个信号肽和2个跨膜结构域,为亲水性稳定蛋白,Wolf Psort预测其亚细胞定位于细胞质中;CYP79F1在根和茎中的表达量较高,叶中表达量最低,在花器官发育时期,自顶端蕾到花发育过程中呈现逐渐降低的表达趋势,种子中该基因表达量与花处于同一水平。Pearson相关性分析显示,青花菜发育时期的根、茎、叶、成熟花球、抽薹期花蕾和种子中莱菔硫烷含量与CYP79F1表达量无显著相关关系,但抽薹期花蕾自顶端花蕾到花中莱菔硫烷生成量与CYP79F1表达量呈显著正相关关系(R=0.96,P0.05),CYP79F1在调控莱菔硫烷的生成方面起重要作用,尤其是在生殖器官花蕾的发育过程中,能够显著上调莱菔硫烷的生成量。【结论】CYP79F1在青花菜不同发育器官中对莱菔硫烷的生成发挥着重要调控作用,可能与青花菜不同器官中莱菔硫烷含量多样性密切相关。     

大白菜细胞质雄性不育的分子鉴定及序列分析

为了获得3种大白菜细胞质雄性不育系Ogu CMS,Pol CMS,CMS96和保持系间的多态性以及定位大白菜CMS96不育系所属的不育类型,利用设计的atp6,orf222单一和混合引物PCR扩增3组11份同核异质大白菜细胞质雄性不育系和保持系mtDNA。结果表明,atp6引物在大白菜Ogu CMS不育系扩增的200 bp片段为其特异带;orf222引物仅在大白菜Pol CMS和CMS96不育系有扩增产物,但二者有3点完全不同:大白菜Pol CMS不育系扩增产物为675bp,CMS96不育系扩增产物为669 bp,二者相差6个核苷酸,后者定名为大白菜CMS96-orf222。大白菜CMS96-orf222与甘蓝型油菜Nap CMS的nad5c基因和Nap-orf222基因同源性均为99%,E值为0.0;大白菜Pol CMS的675 bp序列具有ORF224开放阅读框,没有保守结构域,而大白菜CMS96的669 bp序列具有ORF222开放阅读框和保守结构域YMF19。另外,atp6和orf222混合引物多重PCR扩增产物存在明显多态性:800 bp为大白菜保持系的差异带型;2 300 bp和1 500 bp为大白菜Pol CMS不育系特异带型;200 bp为大白菜Ogu CMS不育系特异带型;690 bp为大白菜CMS96不育系特异带型。该方法仅用一次PCR反应快速地将3种大白菜细胞质雄性不育系和保持系一次性全部区分开,为大白菜分子育种和常规育种更好地相结合提供了简单、快速、准确和重复性好的方法和手段。     

“十三五”我国青花菜遗传育种研究进展

"十三五"期间,我国青花菜遗传育种研究快速发展并取得了重要研究进展,选育出一批优异的青花菜新品种和育种资源,雄性不育制种瓶颈得以突破,国产青花菜新品种的市场占有率由2010年的不足5%提升至当前的15.36%,应用基础研究快速发展,遗传育种技术已达到国际先进水平。本文从青花菜种质创新、新品种选育、育种技术等方面系统综述了2016年以来我国的科研成果和科研进展,并提出了青花菜产业存在的潜在问题及未来发展趋势。     

茄子单性结实候选基因的表达分析

对茄子单性结实抑制差减文库中的1 248个差异表达unigenes在GeneBank数据库中进行BLAST比对分析,结果表明1 109个unigenes具有同源序列,其编码的蛋白包括甲硫氨酸亚砜还原酶、MADS-box转录因子、组蛋白和隐花色素等,涉及到果实发育的多个方面,139个unigenes没有同源序列,可能为新基因。利用荧光定量PCR研究10个差异表达unigenes在茄子单性结实果实和非单性结实果实发育过程中的表达模式,分析表明,在低温条件下,unigenes Z569和Z707在单性结实果实发育中特异表达,可能与单性结实果实的形成有关,可作为研究单性结实的候选基因。     

结球甘蓝抗寒性配合力分析及优良抗寒组合选育

通过自交分离和抗寒性鉴定,选育出经济性状优良的结球甘蓝抗寒自交系逾30份,以其中6份抗寒性有一定差异的自交系为试材,按照Griffing双列杂交方法Ⅳ进行甘蓝抗寒性配合力及遗传力分析。结果表明：甘蓝抗寒性遗传符合加性-显性模型,以加性效应为主,随着寒害程度的增加其加性效应所占比重增加|一般配合力方差在总遗传方差中所占比重较大,一般配合力/特殊配合力的均方比大于7,且差异达极显著水平,因此在甘蓝抗寒育种中应重视早期世代的选择。结合配合力测定结果及田间经济性状调查结果,初步明确两个优良抗寒越冬甘蓝新组合。     

茄子甲硫氨酸亚砜还原酶（SmMsrA）基因cDNA全长的克隆和分析

 以茄子单性结实品系D-10花后7 d的单性结实果实为试材,并以在茄子单性结实抑制差减文库中差异表达的EST片段Z569为基础,利用RACE技术,获得一个934 bp的cDNA全长序列,为甲硫氨酸亚砜还原酶A基因,命名为SmMsrA。基因编码区共600 bp,编码199个氨基酸。氨基酸序列分析显示该基因编码的蛋白具有甲硫氨酸亚砜还原酶基因家族结构域和保守基本序列GCFWG,与杨树甲硫氨酸亚砜还原酶A（MsrA）蛋白三级结构相似性较高,为67%。蛋白多序列比对和进化树分析表明,SmMsrA与番茄MsrA蛋白的同源性最高（92%）,进化距离最近。采用荧光定量PCR对单性结实品系D-10和非单性结实品系03-2中不同结实性果实发育过程中SmMsrA的表达量进行测定,结果表明：在不同结实性的子房和果实发育过程中SmMsrA基因都有表达,单性结实品系在低温条件下开花当天子房中的SmMsrA的表达量最高。     

甘蓝杂种致死材料的鉴定与遗传分析

杂种致死是一种生殖隔离类型,致死材料的鉴定及遗传分析不仅有助于了解杂种致死的遗传机制,还可以为致死基因的定位和克隆奠定基础。利用已知携带杂种致死基因的甘蓝自交系09-211、09-222、10-260和其他自交系配制的杂交组合为试材,鉴定携带致死基因的新材料,并对甘蓝杂种致死性状进行了遗传分析。结果表明:11-204和11-176是2个新的甘蓝致死材料;11-176与09-222及10-260具有遗传等效性,而11-204与09-211具有遗传等效性;甘蓝杂种致死性状是由2个显性基因互补控制的,其中1个致死基因来自09-211或11-204,另1个致死基因来自09-222或10-260或11-176,其遗传模式符合Dobzhansky-Muller(DM)模式。     

蔬菜转基因研究进展

自1984年报道获得第一例完整转基因植株以来[1],随着分子生物学技术的不断完善,植物的转基因研究发展很快,特别是蔬菜的转基因研究,为蔬菜的育种、病虫害防治及品种改良做出了巨大的贡献.     

四种甘蓝雄性不育类型差异基因表达分析

通过cDNA-AFLP分析了4种甘蓝(Brassicaoleracea)雄性不育类型的花粉败育特异中断基因表达特点,并对不同特异表达类型分别选取代表性TDFs克隆测序。结果表明,表达差异在转录片段多态性上能反应出不同雄性不育类型在细胞学水平上的败育时期和特征差异,4种不育类型中萝卜胞质不育(OguCMS)与可育类型遗传距离最近。实验未检出萝卜胞质不育特异中断的TDFs,说明其特异中断基因数目较少,因此检测到这一类基因较为困难。三种代表黑芥胞质不育(NiCMS),隐性核不育(Ms-cr1)和显性核不育(Ms-cd1)特异中断表达的TDFs共计46条。序列分析结果表明,黑芥胞质不育,隐性核不育和显性核不育类型分别与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶,具RNA识别结构域(RRM)的蛋白,质膜类钙转运ATP酶基因表达受阻有关。     

高山(高原)夏菜中的甘蓝

近几年,甘蓝生产季节、种植地区、栽培方式发生了很大的变化,尤其是高山(高原)夏菜中的甘蓝发展迅速,中甘系列甘蓝以其优良的品质受到生产者和消费者的欢迎。