中国普通小麦品种醇溶蛋白组成分析

利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)方法,鉴定分析了148份我国重要小麦品种和高代品系的醇溶蛋白组成。在ω-、γ-、β-和α-四个区中,共鉴定出48种不同的组成模式。其中ω-区29种,出现频率最高的模式是A6;γ-区9种,出现频率最高的模式是B;β-和α-区各5种,出现频率最高的模式分别是B和A。148个样品共表现出114种醇溶蛋白组成类型。在所分析的样品中,ω-区的A3、C、H、M和X几种模式是以前国内外未曾报道的。另外还发现,1 B L.RS易位系在中国小麦品种中出现的频率较高,为41.2%,这可能是中国小麦品种品质普遍较差的一个原因。这些研究结果将为小麦育种工作者有效利用小麦种质提供参考。     

不同烃链长度咪唑类离子液体对玉米幼苗生长的影响

为探讨离子液体(ILs)对农业生物的毒性,以典型农作物玉米为材料,采用水培法研究三种不同烃链长度离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C4mim]Cl)、1-己基-3-甲基咪唑氯盐([C6mim]Cl)和1-辛基-3-甲基咪唑氯盐([C8mim]Cl)在不同浓度下对幼苗的根、茎生长以及部分生理生化指标的影响。结果表明:三种离子液体对玉米幼苗根、茎干重均有显著抑制作用。由EC50值得出,抑制程度表现为[C4mim]Cl[C6mim]Cl[C8mim]Cl,且对根重的抑制大于茎重。随三种离子液体处理浓度增加,玉米幼苗根、茎抗氧化酶系(SOD、POD、CAT、APX)总体呈下降趋势,而丙二醛(MDA)含量显著升高,表明氧化胁迫可能是离子液体产生毒性的重要原因。     

青稞B组醇溶蛋白基因5''上游调控区的TAIL-PCR克隆及序列分析

为了阐明青稞种子中B组醇溶蛋白合成的遗传调控机制,为分子改良大麦和小麦籽粒品质奠定基础,以青稞品种Z09和Z26的基因组DNA为模板,根据已克隆的青稞B组醇溶蛋白(B-hordein)基因的5'端序列设计三个基因特异的反向引物,分别与随机简并引物配对,进行热不对称嵌套PCR(Thermal asymmetric interlaced PCR,TAIL-PCR)扩增,从两份西藏青稞材料中分离克隆出2个B-hordein基因的上游调控序列.序列测定结果表明,两个扩增片段长度分别为395和396 bp,加上已知B-hordein基因中的GSP2引物序列与翻译起始密码子之间198 bp的长度,则可得到约600 bp的B-hordein基因5'上游调控序列.将所得序列与Genbank中的三个贮藏蛋白基因的对应区段进行序列比对,所得序列与来自野生智利大麦(H.chilense)的B3-hordein基因(Genbank登录号:AY998010)、普通小麦(T.aestivum)的低分子量麦谷蛋白亚基基因(Genbank登录号:X07747)和栽培大麦(H.vulgare)的B-hordein基因(Genbank登录号:X03103)具有81%～95%的序列相似性.推测其TATA box位于-80 bp,CAAT-like box位于-140 bp处.另外,在-300 bp处存在一个胚乳盒(Endosperm Box,EB),包含EM基序和GCN4基序.EM基序高度保守,GCN4基序有一个核苷酸位点的突变.此外,在约-560 bp处存在一个胚乳盒类似结构.     

小麦胁迫响应转录因子基因TaSNAC1的克隆与表达分析

胁迫响应NAC转录因子参与植物非生物胁迫过程,过表达水稻(Oryza sativa)SNAC1可显著提高植株耐旱、耐冷和抗盐性。本研究同源克隆了小麦(Tricum aestivum)TaSNAC1基因(GenBank登录号No.JN621240),分析了其表达产物的亚细胞定位,并利用实时定量RT-PCR分析了其在不同组织、PEG和NaCl胁迫下的表达。该基因包含一个内含子,编码329个氨基酸残基的蛋白产物。TaSNAC1与其他禾本科植物SNAC1蛋白高度相似,其与大麦(Hordeum vulgare)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、水稻、玉米(Zea mays)和高粱(Sorghum bicolor)SNAC1序列相似性依次为97.3%、86.3%、81.1%、79.1%和79.2%。TaSNAC1可能以二聚体形式存在,包含核定位信号和典型的NAM结构域,100~107位的"WKATGXDK100-107"核心基序处于一段β折叠中,其弯曲产生的凹面可能直接参与DNA结合。瞬时转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶肉细胞原生质体的实验表明,TaSNAC1特异定位于细胞核中。盐胁迫条件下,叶和根中TaSNAC1的表达量均升高,且表达模式相似,但根中响应更显著;PEG胁迫下,根中TaSNAC1对胁迫的响应较快且幅度较大,而叶中响应较慢且幅度较小。研究结果提示,TaSNAC1参与小麦的非生物胁迫响应过程,在耐旱、抗盐遗传改良中具有潜在应用价值。     

普通小麦HMW谷蛋白亚基与蛋白质含量和沉降值的关系

对148个不同小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基与蛋白质含量、沉降值之间的关系进行了研究。结果表明:G lu-1三位点控制的亚基等位变异与品质性状关系密切。A 1位点1亚基和N出现的频率基本相当,对蛋白质含量效应N>1,对沉降值1>N;B 1位点7 9亚基对出现频率最高,其次为7 8,各亚基对蛋白质含量效应为17 18>7 8>7>7 9>6 8>14 15>13 16,对沉降值的作用为7 8>13 16>17 18>7 9=7>14 15>6 8;D 1位点5 10亚基对频率高于2 12,各亚基对蛋白质含量效应以5 10>2.2 12>2 12>2 10,沉降值效应以2.2 12>5 10>2 12>2 10。具有亚基N,17 18,5 10组合类型的小麦品种可成为蛋白含量较高的品种;1,7 8,2.2 12组合类型的小麦品种可成为加工品质较好的品种。     

生物技术综合大实验教学探讨

生物技术综合大实验教学是培养学生动手能力、创新能力及逻辑思维能力的重要手段。从课程设计的思想及目标、课程设计内容及教学模式3个方面探讨生物技术类综合性实验教学改革,以为生物技术综合大实验教学提供指导。     

可去除选择标记的DREB基因双T-DNA载体共转化玉米

通过体外重组构建双T-DNA双元载体pCDMARpWDT-Hyg,选择标记基因hpt(hygromycin phospho-transferase)和抗逆转录因子基因DREB分别位于两个独立的T-DNA。用农杆菌介导法转化玉米胚性愈伤组织,通过在抗性培养基上严格筛选,在获得的再生转化植株中,同时整合hpt基因和DREB基因的共转化率达到26·3%。该转化系统的建立为下一步得到无选择标记的转基因植株奠定基础。此外,本实验还通过gus基因的瞬时表达分析了农杆菌转化玉米的影响因素。     

玉米<>iDUF581基因家族的分子进化及干旱胁迫下表达模式

利用生物信息学方法,从玉米中鉴定到45个DUF581基因家族成员,与其他物种该家族基因的比较和系统发育分析表明,DUF581基因在物种间理化性质较保守;基于系统发育树,该家族基因可分为Ⅰ~Ⅵ 6个进化枝,进化枝Ⅱ~Ⅵ内的玉米DUF581基因结构保守,含有1~2个外显子,而进化枝Ⅰ内的家族成员平均含有5个外显子;玉米DUF581基因散布于10条染色体上;基因复制分析表明玉米的14个串联复制基因位于4个串联复制基因簇中,两对片段复制基因Zm00001d002530/Zm00001d017646和Zm00001d017646/Zm00001d051496同时又属于串联复制基因;在正常生长条件下,接近半数（22/45）的玉米DUF581基因在玉米的3种组织（叶、雌穗和雄穗）、4个生长发育时期（V12、V14、V18和R1期）内呈现组成型表达,并且在雌穗和雄穗两个生殖组织内有较高的表达水平;干旱胁迫下,26个DUF581呈现差异表达,V14和V18期的雌穗以及V12和V14期的雄穗中差异表达基因都被下调,而雌穗V12和R1期的大部分差异表达基因都被上调;此外,大部分复制基因对表现出差异的表达模式。     

DREB基因双T-DNA植物表达载体的构建及验证

W34基因经pGEM-T-EASY载体,克隆到pBDREB载体EcoRI位点,得到在Amp平板上生长的转化子pBW34-DREB质粒;质粒pBW34-DREB、pSPROK、pBlueks分别经Pst I／KpnI、KpnI／EcoRI、PstI／EcoRI双酶切,三片段连接构建成中间表达载体pBWD-Tnos;再用SmaI／EcoRV双酶切pBWD-Tnos。将回收的DREB基因的完整的表达结构元插入到经SmaI酶切的质粒载体pCDMAR-Hyg中,构建成双T-DNA植物表达载体pCDMAR-pWDT-Hyg,大小为13．59kb,经酶切鉴定,证明构建的载体与预期设计的一致。将此双T载体用农杆菌介导法转化玉米胚性愈伤组织,期望得到无选择标记的安全的转基因植物。     

青稞B组醇溶蛋白基因5′上游调控区的TAIL-PCR克隆及序列分析

为了阐明青稞种子中B组醇溶蛋白合成的遗传调控机制，为分子改良大麦和小麦籽粒品质奠定基础，以青稞品种Z09和Z26的基因组DNA为模板，根据已克隆的青稞B组醇溶蛋白（B-hordein）基因的5’端序列设计三个基因特异的反向引物，分别与随机简并引物配对，进行热不对称嵌套PCR（Thermal asymmetric interlaeed PCR，TAIL-PCR）扩增，从两份西藏青稞材料中分离克隆出2个B-hordein基因的上游调控序列。序列测定结果表明，两个扩增片段长度分别为395和396bp，加上已知B-hordein基因中的GSP2引物序列与翻译起始密码子之间198bp的长度，则可得到约600bp的B-hordein基因5’上游调控序列。将所得序列与Genbank中的三个贮藏蛋白基因的对应区段进行序列比对，所得序列与来自野生智利大麦（H．chil-ense）的B3-hordein基因（Genbank登录号：AY998010）、普通小麦（T.aestivum）的低分子量麦谷蛋白亚基基因（Genbank登录号：X07747）和栽培大麦（H．vulgare）的B-hordein基因（Genbank登录号：X03103）具有81％～95％的序列相似性。推测其TATAbox位于-80bp，CAAT-likebox位于-140bp处。另外，在-300bp处存在一个胚乳盒（EndospermBox，EB），包含EM基序和GCN4基序。EM基序高度保守，GCN4基序有一个核苷酸位点的突变。此外，在约-560bp处存在一个胚乳盒类似结构。