香菇乳清酸核苷-5'-单磷酸脱羧酶编码基因le-pyrG的克隆

通过巢式简并PCR和基因组步行技术从香菇(Lentinula edodes)单核体中克隆到乳清酸核苷-5′-单磷酸脱羧酶(orotidine-5'-monophosphate decarboxylase,OMPDC)的编码基因le-pyrG,长度为946 bp.经生物信息学分析,香菇le-pyrG基因含有2个长度分别为67 bp和51 bp的内含子,该基因可以编码1个含有275个氨基酸残基的蛋白质序列,该序列经比对分析显示与裂褶菌(Schizophyllum commne)和灰盖鬼伞(Coprinus cinereus) OMPDC序列的相同性分别为73%和70%,相似性分别为84% 和83%.这是首次报道从栽培食用真菌中克隆出乳清酸核苷-5′-单磷酸脱羧酶编码基因的全序列.     

基于核苷酸测序揭示辣椒CMS线粒体基因组结构变异

背景:胞质雄性不育(CMS)是由于线粒体基因组突变导致无功能性花粉产生的一种现象。对CMS和非CMS线粒体基因组的比较分析,揭示线粒体基因组间结构差异及因重组导致的广泛性重排具有重要意义。然而,在辣椒中与CMS相关的线粒体基因组结构及DNA重排机制仍不清楚。结果:获得了辣椒CMS FS4401(507 452 bp)和可育系Jeju(511 530 bp)线粒体完全基因组序列。并对辣椒、烟草线粒体基因组进行了比较分析,发现其均存在广泛的DNA重排和低保守性的非编码DNA区。FS4401和Jeju线粒体基因组比较发现,除了FS4401线粒体基因组中多了一个atp6(ψatp6-2)基因拷贝外,线粒体所有蛋白编码基因都一致。在基因组结构方面,发现两个线粒体基因组上的18个同线性序列区在基因组上存在重排,这些同线性序列区之间的序列总长度分别为30 380(FS4401)和17 847 bp(Jeju)。此前报道的CMS候选基因、orf507和ψatp6-2均位于FS4401最大特异序列片段的边界,在此区间大量的短序列片段聚集在一起,而Jeju中这些短序列表现为缺失或存在于不同的位点。连接序列片段的重复序列和重叠序列(由少数几个核苷酸组成)暗示同源重组导致的广泛性重排可能涉及到该区段的序列进化。本研究还利用其他植物种类的线粒体DNA序列进行分析,揭示CMS相关基因DNA区段的共同特征。结论:辣椒CMS和雄性可育系线粒体基因组大部分序列表现出一致性,但存在大量的基因组重排现象。辣椒CMS候选基因位于高度重排的CMS特定DNA区域的边界或重复序列附近。通过对其他物种CMS相关基因的特征分析,揭示出可能涉及到CMS相关基因进化的共同机制。     

洋葱T型细胞质雄性不育相关基因的结构与表达模式研究

orfA501标记与洋葱细胞质雄性不育表型之间的完全符合引起研究者对其所在基因结构的兴趣。试验通过锚定PCR方法获得了orfA501的侧翼序列,明确了其在洋葱T型细胞质雄性不育线粒体基因组中的位置;采用RT-PCR方法研究了orfA501及其相连基因的转录模式。结果表明：洋葱T型细胞质雄性不育线粒体基因组中orfA501 的5′ 端与coxⅠ基因紧密相连,二者相隔93个碱基;orfA501的3′端是由atp9、atp6、atp1以及nad4等基因片段构成的一个复杂序列;在洋葱T型细胞质雄性不育系花药中,orfA501与coxⅠ基因分别转录,且orfA501对coxⅠ的转录具有正调控的作用。     

新疆野苹果与‘元帅’‘金冠’的叶绿体基因组比对研究

新疆野苹果（Malussieversii）被认为是现代栽培苹果的祖先物种。为有效保护苹果遗传资源,揭示新疆野苹果和栽培苹果叶绿体基因组的差异,验证现代栽培苹果是否起源于新疆野苹果。对新疆野苹果和栽培苹果‘元帅’和‘金冠’的叶绿体全基因组进行了测序、组装和注释,获得了其叶绿体基因组物理图谱,并进行了比较基因组分析和系统发育分析。结果表明,新疆野苹果和两个栽培苹果品种的叶绿体基因组均为四段式结构,其基因组总长度在160 068～160 288 bp之间;共注释出131个基因,其中蛋白编码基因86个,t RNA基因37个,r RNA基因8个;新疆野苹果与栽培苹果的碱基组成也基本相似,AT/GC含量基本相同;新疆野苹果鉴定出43个重复序列和64个简单重复序列位点,栽培品种‘元帅’鉴定出49个重复序列和61个简单重复序列位点,‘金冠’鉴定出43个重复序列和57个简单重复序列位点。系统发育分析结果表明：基于全序列构建的贝叶斯进化树在各个节点具有很高的支持率,苹果属的所有物种形成一个单系群（支持率100%）,新疆野苹果和两个栽培苹果品种聚在一起,形成一个小分支（支持率100%）,且新疆野苹果位于该小...     

葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组研究进展

线粒体和叶绿体均是植物细胞生命活动中十分重要的细胞器,其基因组独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。葫芦科作物线粒体是目前已知植物线粒体基因组中最大、最复杂的,而叶绿体基因组却相对保守。本文使用葫芦科作物中目前已测序的线粒体和叶绿体基因组序列,通过对葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组的结构特点、基因含量、内含子、RNA编辑、重复序列、水平基因转移等方面比较分析,重点介绍了葫芦科甜瓜属线粒体基因组父系遗传研究进展和叶绿体基因组在葫芦科作物系统发育中的应用等热点问题,以期为更好地解析葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组的进化、遗传方式差异等科学问题奠定基础。     

香菇编码线粒体中间肽酶le-mip基因及其紧密连锁基因的克隆

根据香菇(Lentinula edodes)编码线粒体中间肽酶le-mip基因的保守序列,通过基因组步行法对le-mip基因及其上游、下游区域进行步行扩增,扩增产物经SeqMan程序拼接后再BlastX搜索,并进行同源性分析.所获得的序列长8 880 bp,其中有5个推定的基因,且与le-mip紧密连锁的基因中没有香菇的A交配型基因.     

马铃薯‘合作88’自交分离群体叶绿体基因组遗传组成分析

为了从基因组水平解析马铃薯品种‘合作88’(Solanum tuberosum‘Cooperation 88’)叶绿体基因组多态性和遗传多样性,了解其自交分离群体叶绿体基因组遗传组成和变异,通过对‘合作88’及其30个自交分离群体材料的叶绿体基因组测序组装,并与其他11个茄科物种、拟南芥和水稻的叶绿体基因组序列进行比较分析。结果表明,‘合作88’叶绿体基因组为典型环状结构,长度为160 323 bp,GC含量为38.6%,共注释29个tRNA基因和77个蛋白质编码基因。30个自交后代叶绿体基因组大小在160 331～162 120 bp之间,注释预测基因数95～106个,GC含量36.7%～38.6%。进一步分析表明,‘合作88’和其30个自交后代叶绿体类型均为W型,未呈现出多态性。‘合作88’和其自交后代均偏好使用以A/U结尾的密码子,子代叶绿体基因组密码子4种碱基使用频率不同,推断其相对同义密码子使用度、有效密码子数和高频密码子数的差异为叶绿体基因组随机突变和翻译自然选择所导致。此外,16个正向重复序列中有12个存在于‘合作88’及所有自交后代中,另有4个为子代中新出现的。UPGM...     

桑叶葡萄叶绿体基因组及其特征分析

桑叶葡萄(Vitis ficifolia)是中国重要的葡萄属野生资源。以桑叶葡萄'九里沟桑4号'为试验材料,利用Illumina HiSeq PE150测序平台完成了其全基因组重测序,并组装了其叶绿体基因组。注释结果表明,桑叶葡萄叶绿体基因组全长160 751 bp,呈典型的四分体结构,其大单拷贝区(large single copy,LSC)、反向重复序列(inverted repeat,IR)和小单拷贝区(small single copy, SSC)的长度分别为88 971、26 355和19 070 bp。注释共得到133个基因,包含88个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因。在桑叶葡萄中共搜索到84个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序个数分别为55、8、9、9和3个。用MEGA软件,通过邻接法对包括5个葡萄种类的32个种的叶绿体基因组序列进行聚类分析,结果表明,桑叶葡萄与山葡萄(Vitis amurensis)、欧亚种'黑比诺'(V.vinifera'Pinot Noir')、夏葡萄(V.aestivalis)以及圆叶葡萄(V.rotundifolia)具有较近的亲缘关系。     

菜薹蛋白精氨酸甲基转移酶基因BrcuPRMT5的克隆及表达分析

以‘油青49’和‘油青甜菜薹80’菜薹茎尖为材料,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得组蛋白甲基转移酶基因Brcu PRMT5的全长cDNA和gDNA序列。BrcuPRMT5 cDNA序列全长为2 117 bp,其中完整开放阅读框为1 929 bp,编码642个氨基酸,相对分子量为71.55 kD,理论等电点(p I)为5.87;多序列比对结果表明,Brcu PRMT5编码的氨基酸序列含有高等植物PRMT5基因1个高度保守的结构域;系统发育分析结果显示与大白菜、油菜及甘蓝的亲缘关系最近;亚细胞定位软件分析得知,Brcu PRMT5蛋白无跨膜区域,可能定位于线粒体中;对应的gDNA全长为4 151 bp,含有23个外显子和22个内含子,最长的外显子长度为140 bp,内含子的长度范围为50~150 bp。利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术分析基因的表达,BrcuPRMT5在菜薹不同组织中均有表达,其中在花中表达量最高,叶次之,根中最低;BrcuPRMT5从苗期至完全抽薹开花期的表达量呈现上升趋势。BrcuPRMT5在菜薹花发育过程中可能起一定的调控作用。     

韭(Allium tuberosum)叶绿体基因组及其特征分析

以韭(Alliumtuberosum)叶绿体基因组为研究对象，利用Illumina NovaSep高通量测序技术对韭叶绿体基因组进行测序，研究了韭叶绿体基因组结构、密码子偏好性、简单重复序列、叶绿体基因组的比较和系统发育，以期为韭分子标记开发、种质资源鉴定和开发利用提供参考依据。结果表明：韭叶绿体基因组全长154 056 bp,共注释133个基因，包括tRNA 38个，rRNA 8个，蛋白编码基因87个；韭cpDNA密码子偏爱以A或U结尾，Leu使用频率最高，Cys使用频率最低；在叶绿体基因组中共检测250个SSR位点，其中单核苷酸重复数量最多(164个),六核苷酸重复最少(1个);基因组IR边界未出现明显的扩张和收缩；系统发育分析显示，野韭和韭亲缘关系最近。     

草菇全基因组框架图

采用Roche 454 GS FLX测序技术和Solexa测序技术相结合,进行了草菇(Volvariella volvacea)全基因组的测序,最终获得了长度为35.67Mb的草菇全基因组序列。通过生物信息学预测,获得了11097个蛋白编码基因,其中5516个基因有明确的功能注释信息。这是在国际上首次报道的草菇基因组框架图。     

草菇S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因的克隆和序列分析

根据草菇(Volvariella volvacea)S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因(SAHH)全长cDNA序列设计引物,以草菇基因组DNA为模板,PCR扩增获得草菇SAHH基因的全长序列,序列分析结果表明,草菇SAHH长度为1868bp,编码430个氨基酸残基,基因由12个外显子和11个内含子组成,将草菇SAHH基因推断的氨基酸序列与其它物种的SAHH基因氨基酸序列进行比较发现,SAHH基因保守性较高。     

荔枝ANS基因的克隆及其序列分析

以3个不同发育时期的‘糯米糍’荔枝果皮和幼嫩叶片为试材,对其ANS基因进行了克隆及分析。结果表明:花青素合成酶(Anthocyanidin synthase,ANS)是花色素苷生化合成途径中的一个关键酶。利用同源克隆方法从荔枝果皮中克隆得到了1个ANS基因,该基因开放阅读框的长度为1 074bp,编码357个氨基酸。以基因组为模板,扩增得到了1 279bp的核苷酸序列与cDNA序列比对发现,基因组序列中还有1个内含子,位置在504～708bp之间。通过系统发育分析发现,该基因编码的蛋白与葡萄、可可豆、柑橘等聚为一类。     

薄壳山核桃（Carya illinoinensis）叶绿体基因组及其特征分析

利用Illumina平台对薄壳山核桃（Caryaillinoinensis）品种‘金华’‘波尼’和1株实生古树单株的叶绿体全基因组进行测序,并对其特征进行分析。3个薄壳山核桃叶绿体基因组均呈典型的四分体结构,大小分别为160 819、162 611和160 762 bp,基因序列高度保守。三者均注释得到124个基因,包括79种蛋白编码基因、38个tRNA和7个r RNA基因;三者有相似的重复序列类型,在其叶绿体基因组序列中分别检测出74、74和73个SSR位点;系统发育分析表明,三者均与喙核桃（Annamocarya sinensis）亲缘关系最为密切。     

大白菜几丁质酶基因CHB4的克隆及序列分析

根据已知的几种十字花科植物几丁质酶基因保守序列设计特异性引物, 以大白菜叶片基因组DNA为模板, 通过PCR反应扩增出约1 kb的DNA片段和几丁质酶基因5′端序列片段(150 bp) 。利用不同浓度的水杨酸处理苗龄7 d的大白菜, 选择酶活力较高的处理植株叶片提取RNA, 采用RACE技术扩增。研究结果表明, CHB 4基因的DNA序列长度为1 517 bp (DDBJ 登录号: AB257452) , 包含有1个长度为508 bp内含子。该基因编码的产物是由268个氨基酸残基组成的蛋白质, 氨基酸序列与油菜ClassⅣ类几丁质酶的同源性达99% , 与其它几种高等植物的同源性达50%以上。     

龙眼APETALA1(AP1)同源基因的克隆与序列分析

根据植物APETALA1(AP1)同源基因的高度保守性,设计合成一对特异引物,从龙眼基因组DNA中扩增出一条长400bp左右的基因片段,插入到pMD-T载体中。测序后分析表明,扩增得到了龙眼AP1同源基因片段。该片段序列包含两个内含子(长96bp和165bp),编码区编码36个氨基酸。与其它植物AP1同源基因的相应区域氨基酸序列具有较高的同源性,其中与花椰菜AP1基因同源性高达91%,与欧亚种葡萄、苹果、柑橘、枇杷的AP1基因同源性都在80%以上。     

羽衣甘蓝Exo70A1基因的分离及表达分析

 以羽衣甘蓝（Brassica oleracea var. acephala）自交不亲和系（S13-b S13-b）为试材,从柱头中分离Exo70A1基因,命名为BoExo70A1,GenBank登录号为JF919716。BoExo70A1全长cDNA序列为2 184 bp,包含56 bp的5′非编码区,211 bp的3′非编码区和一个长度为1 917 bp的开放读码框（ORF）,对应编码一个含有638个氨基酸残基的蛋白质。氨基酸序列比对分析表明,羽衣甘蓝BoExo70A1与油菜BnExo70A1、拟南芥AtExo70A1的一致性分别为99%和94%;BoExo70A1基因结构含12个外显子和11个内含子,内含子5′供体位点和3′受体位点边界序列符合GU-AG规则;Southern杂交结果显示,BoExo70A1在羽衣甘蓝基因组中存在多拷贝;Northern杂交结果显示BoExo70A1在茎、叶、花瓣、花药、柱头、花柱和子房中表达,而且在叶中的表达量最低。     

甘蓝自交不亲和信号传导中SRK 结合蛋白基因THL1 的克隆与序列分析

 采用PCR 和RT-PCR 技术, 从甘蓝基因组和柱头总RNA 中扩增获得了719 bp 的硫氧还蛋白(THL1) 的全长基因序列和430 bp 的cDNA 序列。序列分析首次表明, 克隆的THL1 基因全序列有两个内含子, cDNA 序列编码117 个氨基酸。     

梨自交不亲和基因克隆及其进化分析

【目的】获得梨S-RNase基因全长序列及其进化、遗传多态性情况。【方法】设计特异性引物扩增梨S42-RNase基因组DNA全长序列,利用RT-PCR结合cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得其cDNA全长序列。构建梨属植物S-RNase基因编码区和高变区(hyper variable region,HV)内含子的系统发育树。【结果】梨S42-RNase基因编码226个氨基酸,包含由27个氨基酸组成的信号肽,由11、11、6、8、7个氨基酸组成的5个保守区以及HV区插入的335 bp内含子序列。系统进化树显示,梨S-RNase基因编码区和HV区内含子的拓扑结构既相似又有差异。编码区Normalized dN-dS结果显示,除了HV区外还有几个区域存在大量的非同义替换,表明对阳性选择具有很高的敏感性。【结论】梨S-RNase基因编码区和HV区内含子的进化存在一定的关联性,除HV区外还存在其他区域参与梨雌蕊与花粉间特异识别。梨S-RNase基因编码区进化动力源自其编码特异识别蛋白的功能,是平衡选择的结果。HV区的内含子序列表现出很高的长度多态性,进化受到负选择的压力。     

茄科作物基因组内源病毒元件的分析鉴定

利用6个茄科物种的35个公开基因组数据进行了茄科基因组内源性病毒元件（endogenous viralelement,EVE）的挖掘。结果发现，主要来源于花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）等共17种疑似的植物EVE。其中，烟草脉明病毒（tobacco vein clearing virus,TVCV）序列以大片段的形式普遍存于几乎所有收集的茄科植物基因组中，含量大约在0.01%～0.32%，片段平均长度范围为500～2 300 bp，序列数量范围为200～5 000条。以马铃薯DM1-3基因组为例分析这些TVCV内源序列的分布和组成，发现内源性TVCV序列在马铃薯DM 1-3的12条染色体上分散排布，平均每条染色体上有57条序列；这些内源病毒序列与TVCV基因组比对，虽然它们无法覆盖TVCV完整基因组序列，但是能够覆盖完整的编码区。进一步通过RT-PCR和原位杂交定位，验证了TVCV在马铃薯材料中的存在和分布。