水稻OsLEA2基因的克隆及表达分析

利用RT-PCR技术从水稻中克隆到OsLEA2的cDNA。序列分析表明,OsLEA2基因的读码框为312 bp,编码一个由103个氨基酸残基组成的蛋白,富含Ala、Lys、Glu、His、Val和Arg,不含Asn、Cys、Phe和Trp。OsLEA2蛋白的1～73位氨基酸残基形成LEA₁结构域。OsLEA2蛋白的二级结构有3个α-螺旋构象区域,没有伸展的β-片层构象,为亲水蛋白。进化树分析表明OsLEA2属于第4组LEA蛋白的4A亚组,OsLEA2与4A亚组LEA蛋白的氨基酸一致性为29%～45%。实时定量RT-PCR分析表明表明OsLEA2基因在水稻的不同生长发育时期的不同组织中都能表达,在完熟期的根和穗中,OsLEA2基因的表达明显升高。     

水稻OsNHX5基因的亚细胞定位及表达分析

采用PCR方法从水稻中克隆出1个Na~+/H~+逆转运蛋白基因OsNHX5,构建了该基因的亚细胞定位表达载体,利用注射烟草法对OsNHX5进行亚细胞定位,利用荧光定量PCR技术研究OsNHX5基因在盐胁迫下的表达模式。结果表明,OsNHX5与拟南芥AtNHX5和AtNHX6的亲缘关系较近,该蛋白定位于细胞内膜系统上;荧光定量PCR结果表明,叶中OsNHX5基因的表达受KCl胁迫诱导上调表达,而根中OsNHX5基因的表达变化不明显。OsNHX5是一个细胞内膜系统上的K~+/H~+逆转运蛋白,可为耐盐水稻的分子育种提供理论依据。     

水稻黄嘌呤脱氢酶基因OsXDH克隆及表达分析

[目的]克隆水稻黄嘌呤脱氢酶(Xanthine dehydrogenase,XDH)基因(OsXDH),分析其生物信息学特性及表达特性,为研究XDH在水稻生长发育和响应逆境胁迫中的调控机制提供理论依据.[方法]以粳稻品种日本晴为材料,采用同源克隆技术克隆OsXDH基因,应用生物信息学方法对其氨基酸序列进行分析.利用实时荧光定量PCR (qPCR)检测OsXDH基因的组织表达特性及逆境胁迫下的表达情况,并对不同转基因株系乳熟期剑叶OsXDH基因表达量、XDH活性和叶绿素含量进行比较分析.[结果]克隆获得OsXDH基因的开放阅读框序列(ORF)(GenBank登录号LOC4333171),其长度为4110 bp,编码1369个氨基酸.OsXDH蛋白分子量大小为150.23 kD,理论等电点(pI)为6.54,与小麦、高粱、玉米、谷子和油菜等作物XDH蛋白氨基酸序列的相似性分别为84.54%、84.07%、81.52%、76.35%和69.22%,表明XDH蛋白氨基酸序列具有高度保守性.OsXDH基因在水稻不同组织部位均有表达,灌浆期的表达量显著高于苗期和分蘖盛期(P<0.05),且受干旱、黑暗、高温和盐胁迫诱导高效表达.OsXDH过表达水稻转基因株系乳熟期剑叶的XDH活性和叶绿素含量高于野生型,OsXDH干扰转基因株系的XDH活性和叶绿素含量低于野生型.[结论]OsXDH基因受水稻生长发育和逆境胁迫因子诱导表达,推测其是调控水稻生长发育和响应逆境胁迫的关键基因.     

奶牛Cathelicidins Bac5基因的克隆、表达及抑菌活性分析

根据已发表的牛Bac5 mRNA序列设计1对特异性引物,进行RT-PCR扩增,将目的片段定向克隆到原核表达载体PET28a(+),构建原核重组表达质粒PET28a-Bac5,并转化大肠杆菌Rosetta,进行IPTG诱导和SDS-PAGE检测.结果表明:采用RT-PCR技术成功扩增出414bp去信号肽的Bac5基因片段,重组蛋白经ZPTG诱导和SDS-PAGE检测发现,在19ku附近有1条清晰蛋白条带,与理论预测值大小一致;对表达的Bac5重组蛋白(rBac5)处理后进行抑菌活性的初步鉴定结果表明,rBac5对大肠杆菌(CVCC1450)和金黄色葡萄球菌(CVCC545)2种标准菌株和乳房炎乳的3种常见分离菌株均有一定的抑菌活性.     

牛结核分支杆菌MB1916c基因的克隆和原核表达

构建牛结核分支杆菌MB1916 c的原核表达载体,获得了高纯度的融和表达蛋白。以牛结核分支杆菌DNA为模板,利用PCR方法扩增出牛结核分支杆菌MB1916 c基因片段,将回收纯化后的产物克隆到pGEM-T载体,测序分析鉴定为阳性的质粒,经SacⅠ/KpnⅠ双酶切后与同样条件下双酶切后的pET-30a( )载体连接,再转化到E.coliBL21(DE3)表达菌株中,经菌落PCR快速筛选克隆,以SacⅠ/KpnⅠ双酶切和测序分析鉴定。确定正确的阳性菌株IPTG诱导后,收集菌体进行SDS-PAGE和Western-blotting分析。结果显示:以牛结核分支杆菌DNA为模板,PCR后得到了MB1916 c目的基因片段,经克隆、亚克隆、序列分析和SacⅠ/KpnⅠ双酶切鉴定,获得了牛结核分支杆菌MB1916 c原核表达菌株,IPTG诱导表达后,SDS-PAGE分析可见约26 ku蛋白表达条带,West-ern-blotting分析证实所获得的蛋白具有牛结核分支杆菌的抗原性。本实验构建了pET-30a( )-MB1916 c原核表达载体,得到融合6个组氨酸残基的MB1916c蛋白纯度大于95%,为进一步研究其结构和功能奠定了基础。     

水稻线粒体nad5基因超表达载体的构建和遗传转化

以TRIzol法提取的水稻幼苗总RNA反转录的cDNA为模板,以重组PCR技术扩增得到nad5的ORF,构建含有线粒体信号肽Rf1b5’的nad5双元超表达载体pCAMBIA1305.1::35S::Rf1b5’::nad5,以农杆菌介导的愈伤组织侵染法进行水稻遗传转化。克隆得到的水稻nad5基因大小为2 013 bp,构建了携带线粒体信号肽Rf1b5’的nad5植物表达载体,并成功获得了超表达nad5基因的阳性植株。     

水稻B-box锌指蛋白基因OsBBX26的 克隆及表达分析

[目的]克隆水稻B-box锌指蛋白基因(OsBBX26),并分析其在非生物胁迫下的表达模式,为探究水稻B-box蛋白的非生物胁迫响应机制提供理论依据.[方法]以水稻模式品种日本晴为材料,采用RT-PCR克隆OsBBX26基因,对其进行生物信息学分析,并通过构建pBA-OsBBX26-YFP植物表达载体进行亚细胞定位.同时,采用实时荧光定量PCR检测分析OsBBX26基因的组织特异性及非生物胁迫(干旱、ABA、低温和高盐)下的表达模式.[结果]克隆获得的OsBBX26基因(LOC_Os08g42440)cDNA全长序列为1467 bp,编码488个氨基酸,其编码蛋白分子量为51.86 kD,理论等电点(pI)为6.63,包含1个B-box锌指结构域和1个CCT结构域,其中B-box结构域位于第13~60位氨基酸,CCT结构域位于第435~478位氨基酸,该蛋白定位于细胞核中.OsBBX26基因位于8号染色体上,启动子区域除了含有TATA-Box和CAAT-Box等基本转录元件外,还含有与逆境相关的顺式作用元件,包括低温响应元件LTR、脱落酸响应元件ABRE、水杨酸响应元件TCA-element、厌氧响应元件ARE、茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和TGACG-motif,以及MYB转录因子结合位点.OsBBX26蛋白与粳稻B-box蛋白亲缘关系最近,其次与籼稻B-box蛋白亲缘关系较近,与其他植物B-box蛋白也存在较高的相似性,其中与小米、大麦、高粱、玉米和短柄草B-box蛋白的氨基酸序列相似性分别达72%、72%、71%、69%和68%.OsBBX26基因在幼叶中的表达量最高,其次是在成熟叶片中,在幼根、成熟根、茎和幼穗中的表达量均极低,表明该基因表达具有明显的组织表达特异性.干旱、高盐、ABA和低温胁迫处理下OsBBX26基因均上调表达,干旱、高盐和ABA胁迫处理12 h达峰值,但低温胁迫处理在24 h后才达峰值.[结论]OsBBX26基因受干旱、高盐、ABA和低温胁迫诱导均上调表达,推测其参与水稻植株响应多种非生物胁迫,在逆境响应中发挥重要调控作用.     

水稻乙醇酸氧化酶基因的克隆和表达分析

根据水稻数据库中乙醇酸氧化酶(GLO)基因的编码序列,设计引物,克隆了水稻OsGLO3基因的序列,该片段长1 104bp,编码367个氨基酸,含有11个外显子。荧光定量PCR结果表明:OsGLO4在不同水稻生育期中表达量差异较大,且OsGLO1和OsGLO4在生长发育后期表达量较高,OsGLO2和OsGLO5在生长发育前期表达量较高。     

柔嫩艾美耳球虫LZ株MIC-5基因的克隆与表达

提取柔嫩艾美耳球虫兰州株孢子化卵囊总RNA,运用RT-PCR技术扩增Et MIC-5基因片段进行测序,并克隆入大肠杆菌表达载体pET28a中进行诱导表达.结果表明,该基因片段长918 bp,编码306个氨基酸.与GenBank报道的柔嫩艾美耳球虫Houghton株MIC-5基因相比,核苷酸和推导的氨基酸序列同源性为99.2%和99.6%.在推导的MIC-5氨基酸序列中,第15~89、90~160、173~242和245~306位保守的cys残基形成4个Apple样结构域(A-domain),推测该蛋白可能在虫体与宿主细胞的黏附中起重要作用.转化重组质粒pETMIC-5的BL21(DE3)经IPTG诱导后,SDS-PAGE和western blot分析证实目的蛋白成功表达,重组蛋白的表达量可占菌体蛋白的15.2%.     

钙对水稻抗逆性和产量的影响

试验旨在研究钙对水稻抗逆性和产量的影响。结果表明,喷施钙液能够有效降低作物空瘪率,减少水稻的病害发生率,提高水稻产量,比常规施肥处理公顷增产234kg,增产率为2.95%。     

转bar基因水稻杂交后代的除草剂抗性遗传

通过回交将抗Basta除草剂的bar基因转育到其它品种 ,是获得新的抗除草剂转基因材料的一种简便有效的方法。通过对转bar基因水稻人工杂交与回交后代除草剂抗性的连续跟踪鉴定 ,研究了bar基因在水稻杂种后代的遗传表现。结果表明 ,bar基因在杂种的早期世代基本符合 1对显性基因的遗传规律 ,但在杂种的自交世代中普遍观察到bar基因的异常分离现象 ,即已经纯化稳定的抗性植株的后代重复出现抗性分离 ,其分离比例多为 1∶1,极少数为 2∶1,其原因有待进一步探明     

水稻稻瘟病抗性基因的分子定位及克隆研究进展

 稻瘟病是全世界范围内影响水稻粮食生产的主要病害之一。培育和合理利用抗病品种是控制稻瘟病最经济、有效的措施。随着水稻（Oryza sativa）及稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）基因组测序的完成,水稻-稻瘟病菌的互作已成为研究植物与真菌相互作用的模式系统。在过去的50多年中,通过广泛的遗传分析,已经鉴定了84个稻瘟病抗性基因及大量的数量抗性遗传位点（quantitative trait locus）。其中,8个主效抗性基因及1个隐性部分抗性基因已被克隆。本文综述了迄今已鉴定及定位的稻瘟病抗性基因的研究情况,根据基因的定位信息将这些基因整合到一张连锁图谱中;对抗性基因簇以及簇内基因间的关系作了分析;并进一步对后基因组时代抗性基因克隆策略的变化及其对策进行了探讨。     

水稻茎秆抗倒伏研究

[目的]探讨水稻茎秆的性状与抗压强度的关系。[方法]运用石蜡切片技术对10个水稻品种茎秆(包括3个节间)的形态、解剖特征进行系统研究;运用电子万能材料试验机技术测出各品种的抗压强度;对特征数据与茎秆抗压强度进行相关性分析。[结果]相关性分析显示,茎的外径、横切面积与茎秆抗倒伏能力密切相关,可作为茎秆抗倒伏的重要参考因素。品种63两优636的外径和横切面积明显高于其他受测试品种,且3节间都具有较高的抗压强度,产量也高。[结论]63两优636可作为水稻超高产的栽培品种。     

水稻浆片颖壳化突变体(gll)的鉴定和精细定位

【目的】鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因,对了解水稻花器官发育的分子遗传机理和分子信号调控途径有着重要的作用。【方法】采用田间种植鉴定、突变体和野生型的花器官对比、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆法的基因定位等方法,对自然突变产生的突变体gll的表现型、遗传和基因精细图位开展研究。【结果】表型鉴定认为gll突变体小穗上的颖花变异主要表现为浆片颖壳化和外颖增加。通过杂交F1、F2及F3的表型分离个体χ2测验结果表明,该突变体表型分离符合1对隐性核基因的比例。配制突变体和日本晴的杂交种及其F2分离群体,在F2和F3群体中获得gll表型株作为基因定位群体。利用均匀分布于水稻12条染色体上的156对多态性分子标记,检测gll定位群体中的408株突变体表型个体,将GLL定位于水稻第1染色体上SSR标记RM1068和RM3482之间,遗传距离分别为4.6和2.3 cM。随后检测了4个新的SSR标记,进一步将GLL定位在108 kb的物理距离之内。【结论】水稻gll突变体的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第1染色体长臂的近下端SSR标记RM6097和RM6827之间108 kb范围内。     

水稻根系发育基因OsKSR7 的克隆与功能分析

【目的】 水稻根系是与地上部性状和产量密切相关的重要农艺性状。通过鉴定新的水稻根系发育相关基因,为深入解析水稻根系发育遗传机理奠定基础。【方法】 从甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变的水稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系发育缺陷的突变体Osksr7 （Oryza sativa kasalath short root 7 ）。通过溶液培养和田间种植,对该突变体进行苗期表型鉴定及成熟期主要农艺性状考察。将Osksr7 分别与野生型籼稻Kasalath和粳稻Nipponbare杂交,F₂群体进行遗传分析和突变基因的图位克隆,对预测的候选基因进行测序验证。构建由35S启动子驱动OsKSR7 的回复载体,通过农杆菌介导转入突变体成熟胚诱导的愈伤组织进行转基因互补验证。【结果】 与野生型相比,Osksr7 幼苗期的主根、不定根、侧根和根毛的伸长都受到抑制,主根、不定根和侧根的长度分别只有野生型的33%、38.9%和35.3%,但不定根数有显著增加。农艺性状调查发现,Osksr7 的株高、穗数、茎秆粗细、结实率、千粒重和剑叶长宽等性状都受到显著影响,其中,穗数和结实率的差异极显著,分别只有野生型的56.3%和37.3%。遗传分析表明,突变体Osksr7 和籼稻Kasalath杂交的F₁表型正常,F₂群体中正常植株与短根突变植株的分离比符合3﹕1,表明突变体Osksr7 的突变性状受1对隐性核基因控制;利用SSR和InDel分子标记将突变基因定位在水稻第11染色体上IND1与IND2之间,物理距离约为143 kb的区间。在该区间有25个预测注释基因,候选基因测序比对发现,突变体Osksr7 中的一个编码转运蛋白的基因LOC_Os11g24560 第一个外显子上ATG后73 bp处的T突变为A,导致编码的第25位氨基酸由色氨酸突变为精氨酸。生物信息学分析表明LOC_Os11g24560 是介导蛋白质从内质网（ER）运向高尔基体（Golgi）的COPII有被小泡的SEC23亚基在水稻中的同源基因。RT-PCR表明LOC_Os11g24560 的表达水平在野生型和Osksr7 突变体中无显著差异,35S启动子驱动的LOC_Os11g24560 的回复载体能够使Osksr7 突变体的表型回复成野生型,证实Osksr7 的表型是由LOC_Os11g24560 突变引起。【结论】 Osksr7 是一个水稻短根突变体,其产量相关的几个重要农艺性状显著受抑制,突变基因为LOC_Os11g24560 ,编码COPII有被小泡的SEC23亚基,与已报道的水稻根系基因都不等位,是一个新的水稻根系发育调控基因。     

水稻短宽粒基因SWG1的图位克隆

【目的】水稻产量由单位面积有效穗数、每穗粒数和粒重3个因素构成,其中,粒重主要由水稻的籽粒形态决定。筛选和鉴定新的粒型突变材料和基因,可为产量性状的分子设计育种奠定基础。【方法】在籼稻保持系西大1B(XD1B)的甲基磺酸乙酯（EMS）诱变群体中鉴定到一个短宽粒突变体short and widen grain 1(swg1);分析籽粒形态和其他农艺性状,并对颖壳进行组织细胞学观察分析;运用BSA法进行基因定位;通过遗传互补试验确定候选基因;采用qRT-PCR分析该基因的表达模式及其他粒型相关基因和细胞发育基因的表达水平。【结果】农艺性状分析发现,与野生型相比,swg1突变体粒长显著降低,粒宽显著增加,表现出短宽粒的表型;进一步组织和细胞学分析,发现突变体颖壳纵向细胞变短是粒长变短的主要原因,而粒宽增加是由于颖壳横向细胞数目和细胞大小同时增加。遗传分析结果表明,该突变性状受隐性单基因控制,通过图位克隆与遗传互补验证,确定候选基因为LOC＿Os07g42410,编码一个植物特异转录因子。qRT-PCR分析发现该基因表达无明显的组织特异性,在茎、叶、幼穗中表达强烈。通过对已知粒型相关基因、细胞...     

不同基因型水稻耐汞性及汞积累差异比较

[目的]比较不同基因型水稻的耐汞性及汞积累差异。[方法]选取8个基因型水稻,分别为：Kasalath,IR04,日本睛,浙粳22,Azucena,广陆矮4号,IR1552和931l。用0．08mmol／L HgCl2溶液对水稻种子浸种24h、5叶期幼苗根部胁迫处理8d。[结果]汞处理种子24h后,Kasalath的发芽率降幅最大,而9311的发芽率几乎不受影响。汞胁迫下,9311幼苗根系耐性系数、根（冠）相对生物量比其他基因型水稻都高;不同基因型间的根、叶汞含量不同。[结论]8个基因型水稻中,9311的耐汞性最强,其次为IR64,Azucena耐汞性最弱;IR64是高汞积累基因型。     

水稻雄性核不育基因的研究进展

水稻雄性不育基因的利用是开发新的育种方法的重要途径,对于进一步提高水稻产量,增强水稻抗性,改善水稻品质具有重要意义。该文对水稻雄性不育的机理及其分类进行了阐述,概述了光敏核不育基因、温敏核不育基因、显性核不育基因的定位方法,总结了近年来这些基因定位方面的研究进展,讨论了其他类型核不育水稻的研究成果,并提出水稻不育基因在应用方面存在的问题,同时对它的应用前景进行了展望。     

水稻白化转绿突变体v13(t)的生理特性和基因定位

 【目的】在温敏型白化转绿突变体v13(t)的表型特征鉴定的基础上,对其控制基因V13(t)进行精细定位。【方法】在籼稻品种9311中获得一个白化转绿自然突变体,并对其进行表型特征、温度敏感临界值的确定,同时对不同温度下叶片中叶绿体的超微结构进行观察,并以v13(t)与武运粳7号的正反交F₂群体对其进行遗传分析和基因的精细定位。【结果】在低温（<26℃）条件下,v13(t)前3张叶片均表现为白色,只有叶尖和叶鞘表现出少许绿色,以后逐渐死亡;在28℃条件下,1—3张叶片抽出时叶尖和边缘表现为白色,以后逐渐转绿;在30℃条件下,叶片表现正常。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将V13(t)初步定位在水稻第5染色体上的RM3638与RM459标记之间,其遗传距离分别为3.2和0.5 cM。进一步利用已公布的SSR标记和新发展的InDel标记将V13(t)定位在InDel5-11与InDel5-8之间的98.9 kb范围内,同时获得一个与V13(t)共分离的标记InDel5-2。【结论】白化转绿突变体v13(t)受1对隐性核基因V13(t)控制,V13(t)被定位在AC130729上约98.9 kb的物理距离区间内。