扁蓿豆叶绿体基因组密码子偏好性分析

为阐明扁蓿豆（Medicago ruthenica）叶绿体基因组密码子使用模式，以其50条蛋白编码序列（CDS）为对象，利用软件CodonW 1.4.2、Excel以及在线程序对其ENC，RSCU，GC含量、中性绘图、PR2-plot、最优密码子等进行分析得到以下结果：基因组平均GC含量为40.58%，其中GC1>GC2>GC3；ENC的取值介于35.77～56.62之间，表明密码子使用偏好性较弱；基因组中共有30个密码子RSCU>1，其中29个以A/U结尾；ENC-plot绘图分析结果中多数基因分布于标准曲线下方，22个基因ENC比值在—0.05～0.05之间，密码子偏好性主要受选择影响；PR2-plot分析表明碱基T的使用频率大于A，G大于C，说明密码子偏好性还受其他因素影响；该基因组中共有UUU，UUA，ACU等11个最优密码子并均以A/U结尾。以上研究结果可为扁蓿豆叶绿体基因组优良基因利用提供理论与基础。     

贝母属植物叶绿体基因组候选SNP位点应用分析

贝母属植物是中国中药材的宝库,由于形态上难以区分,在民间应用、临床应用和中药市场中还存在混淆应用、以次充好的现象,急需开发基于新型分子标记位点的精准检测方法。本研究应用多重序列比对、SNP筛选等生物信息学分析手段,对贝母属15种植物28条叶绿体基因组序列进行分析。结果发现,贝母属叶绿体基因组DNA同源性达97.22%,通过分析共发现SNP位点5879个,其中川贝母类鉴别候选位点71个,川贝母鉴别候选位点4个,瓦布贝母鉴别候选位点37个,太白贝母鉴别候选位点147个,浙贝母鉴别候选位点91个,湖北贝母鉴别候选位点271个,平贝母鉴别候选位点1393个,伊贝母鉴别候选位点89个。本研究还对SNP位点在精准鉴定、精确定量应用方面进行了讨论,可为川贝母中药资源鉴定提供技术支撑。     

生物学自主设计型实验探索——以叶绿体DNA提取为例

指出了分子生物学是生命科学相关学科的主干课程,具有很强的实践性。同时,学生掌握分子生物学的实验方法和技术手段,对培养自身科研能力具有重要意义。结合当前高校对于绿色植物叶绿体DNA提取的实验,从丰富教学方法、更新教学手段、改进考核方式等方面进行了改革与探索。以期提高学生学习质量,强化实验技能及综合能力培养,为高校培养高素质创新型人才奠定基础。     

Wood identification of JapaneseCyclobalanopsis species (Fagaceae) based on DNA polymorphism of the intergenic spacer betweentrnT andtrnL 5′ exon

DNA was extracted from wood samples of six representativeCyclobalanopsis species (Fagaceae) growing in Japan that cannot be distinguished from one another by conventional microscopy. A part of the intergenic spacer region betweentrnT andtrnT 5 exon was amplified and sequenced. The sequences obtained from wood samples were grouped into three DNA types by a single nucleotide polymorphism as reported previously in leaf samples: I (Quercus acuta, Q. sessilifolia, Q. salicina), II (Q. myrsinaefolia, Q. glauca), and III (Q. gilva). Thus,Q. gilva can be distinguished from the otherQuercus species, and the others are separated in two subgroups based on DNA polymorphism. The present findings support the possibility of wood identification based on DNA polymorphism.     

基于叶绿体基因组探讨地黄属及其近缘类群的系统发育关系

利用叶绿体基因组序列对地黄属及其近缘类群的系统发育关系进行研究。基于GenBank公共数据库,下载地黄属及相关类群的叶绿体全基因组序列52条(50个物种),包括广义玄参科物种23种、近缘类群17种和外类群8种(木犀科和苦苣苔科),分别采用最大似然法及贝叶斯推断进行系统发育分析。结果表明,叶绿体全基因组数据能够显著提高系统发育分析的支持率;广义玄参科不是一个单系;除外类群外,我们共得到5个分支,分别为列当科、泡桐属、肉果草属、玄参属、车前科。地黄属形成一个单系,为列当科其它属的基部类群。列当科内物种间叶绿体基因组大小及所包含的基因数目均差异显著。本研究结果支持APG系统对相关科属的处理,包括将婆婆纳属、腹水草属、毛地黄属从广义玄参科移出至车前科;火焰草属、钟萼草属、马先蒿属、地黄属移出至列当科;泡桐属独立为泡桐科。     

芝麻黄化突变体YL1的叶片解剖学及光合特性

表型性状标记在作物遗传育种中具有重要的应用价值。在芝麻地方种质"庙前芝麻"中发现了能够稳定遗传的黄化突变体YL1,对该突变体的叶片解剖特征、光合特性及农艺性状的比较分析表明,突变体YL1黄化心叶和平展叶在各个发育时期的叶绿体结构均与同时期野生型存在明显差异,下表皮气孔保卫细胞数是正常叶的2倍左右。YL1的叶绿素a、总叶绿素、类胡萝卜素含量均只有同时期正常含量的30%~40%,叶绿素b含量只有正常叶的20%;光合速率在初花期及以前均显著低于同期正常叶,但到终花期与正常叶相当;YL1的生育期和初花期显著推迟,株高和单株蒴果数明显降低,每蒴粒数和千粒重略微降低。显微观察表明,YL1的叶绿体形态结构发育不规则,基粒和基粒片层数目明显少于野生型,使得叶绿素含量过低,属于叶绿体发育异常导致的叶绿素缺少型突变体。     

增铵对小白菜生长和叶绿素含量的影响

在营养液中添加一定量的铵态氮能提高作物生物量和叶绿素含量。为研究增铵对植物生长及叶绿素含量的影响机理,采用了6个NO3-∶NH4 浓度比为5·0∶0·0、5·0∶2·5、5·0∶5·0、5·0∶7·5、5·0∶10·0和0·0∶5·0的处理对小白菜进行培养试验。结果表明,在5mmolL-1硝态氮存在时,适当添加一定量的铵态氮(2·5mmolL-1)小白菜生物量和叶面积分别增加39·6%和16·3%,叶面积与生物量显著相关(r=0·941,p<0·01)。营养液中铵态氮浓度与叶片SPAD值、活性铁及叶绿体蛋白质含量均显著相关,相关系数r分别为0·914、0·954和0·964。适当提高铵态氮浓度增加小白菜产量的机制在于其促进了叶片扩展,提高了总光合面积,其原因可能是适当提高铵态氮浓度促进了叶片细胞分裂。进一步研究表明,提高铵态氮浓度提高叶绿素含量的原因,可能在于其促进了小白菜体内全铁的再利用,从而提高了叶片活性铁含量和叶绿体蛋白质含量。     

不同发育时期板栗叶肉细胞中叶绿体淀粉和质体小球的变化

对板栗在春季折叠的幼叶和平展生长的幼叶、夏季成熟叶和秋季老叶的叶肉细胞中的叶绿体做了透射电镜观察,结果表明,春季折叠的幼叶的叶绿体中不含淀粉和质体小球,平展生长的幼叶含淀粉粒没有质体小球;夏季成熟叶的叶绿体中淀粉最多并出现极少量质体小球;秋季衰老叶的叶绿体中淀粉粒减少直至消失,质体小球数量激增;有的质体小球在叶绿体内被一层膜包围并降解。根据染色特点,可将质体小球分为黑色和灰色2类。淀粉减少及质体小球增多与叶绿体功能衰退相关。     

玉米温光敏雄性不育系9417叶片叶绿体蛋白质差异分析

对玉米温光敏感雄性不育-可育 “两用系”9417的不育型和可育型叶片中的叶绿体蛋白质组进行研究，试图找出不育型与可育型的差异蛋白,确定导致不育的蛋白。利用SDS PAGE凝胶电泳，对玉米雄性不育 可育“两用系”不育型与可育型8叶期功能叶叶绿体蛋白质组中的差异蛋白进行分析。结果表明，不育型与可育型存在3条蛋白差异条带，其中No.1条带为不育型中新出现的蛋白质条带，而其余两条条带只在表达丰度上有差别。利用MALDI TOF MS方法，运用MASCOT软件于NCBI数据库中进行数据查询，结果显示No.1条带中含有3种蛋白质，而这3种差异蛋白的出现可能与玉米不育性有关。