‘岩溪晚芦’椪柑果皮与果肉差减cDNA文库的构建及初步分析

 以‘岩溪晚芦’(Citrus reticulata Blanco)成熟果皮和果肉为材料,采用抑制性差减杂交技术,成功构建了果皮（tester）与果肉（driver）的差减cDNA文库。结果显示：cDNA克隆外源插入片段大小介于100～500 bp之间。成功对411个克隆进行了测序,测序结果经与NCBI基因库中序列进行比较,377个EST 找到了同源序列,它们分属于126个基因,涉及到与色素合成、能量代谢、初级代谢、次生代谢、抗逆防御、蛋白代谢、信号转导、香味形成、果皮软化（衰老）、精油合成、抗氧化代谢等代谢途径和生理生化过程。还有一些基因涉及到三价铁螯合物、反转录转座子gag蛋白、查尔酮合成、硼离子转运、儿茶酚氧位甲基转移酶等功能。功能已知且没有重复的EST共有63个,占总数的49.2%。有5个基因共62个克隆虽在Blast搜索时找到了较高的同源性序列,但功能目前尚未明确,有待进一步深入分析。另有34个基因未搜索到同源序列,可能为新发现的基因。     

植物基因克隆技术的发展与展望

抑制性差减杂交技术和基因芯片技术是近年来发展起来的研究基因差异表达的2种非常有效的方法.SSH技术或基因芯片技术单独使用都存在不同程度的缺陷和不足,但若将2种技术结合起来使用,则能充分发挥各自的优势,并最大限度地弥补各自的不足.鉴于此,对SSH技术与基因芯片技术的原理与优缺点以及两者的结合在植物研究上的应用进行了综述.     

纽荷尔脐橙贮藏枯水相关ESTs分离与初步分析

 为分析柑橘果实贮藏过程中枯水相关特异基因的表达情况,以纽荷尔脐橙（Citrus Sinensis Osbeck）采摘后贮藏至略见枯水果实的果肉为测验方（Tester）,以刚采摘果实的果肉为驱动方（Driver）,采用抑制性差减杂交（Suppression Subtractive Hybridization,SSH）技术成功构建了贮藏果实差减cDNA文库,共获得656个阳性克隆。随机挑取克隆进行菌液PCR分析,插入片段长度主要集中在100 ~ 1 000 bp。成功对213个克隆进行测序,获得有效序列143条,经序列分析,共得到53条uniESTs序列。在NCBI基因库中对这53个uniESTs进行BLAST分析,比对结果参照MIPS的分类标准,按功能分为14类,其中参与代谢、能量及蛋白合成的ESTs最多,分别占到了全部ESTs的17%、11%和13%。     

抑制性差减杂交结合基因芯片技术在植物基因差异表达研究中的应用

抑制性差减杂交技术和基因芯片技术是近年来发展起来的研究基因差异表达的2种非常有效的方法.SSH技术或基因芯片技术单独使用都存在不同程度的缺陷和不足,但若将2种技术结合起来使用,则能充分发挥各自的优势,并最大限度地弥补各自的不足.鉴于此,对SSH技术与基因芯片技术的原理与优缺点以及两者的结合在植物研究上的应用进行了综述.     

应用抑制性差减杂交技术研究枣缩果病病程相关基因

【目的】了解细交链孢菌侵染枣果实过程的差异表达基因。【方法】以白熟期‘蜂蜜罐’枣的果实为材料,人工接种细交链孢菌,分别在接种0.5、1、2、3和4 d后取样,通过抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)构建了病原菌诱导的差异表达的c DNA消减文库。【结果】PCR鉴定随机挑取的阳性克隆,显示插入片段大小为200~900 bp。随机挑选200个阳性克隆进行测序,利用BLASTx在Gen Bank Nr数据库进行序列比对分析,共获得118个Unigenes。对这些ESTs进行功能分类发现细交链孢菌侵染下诱导表达基因涉及植物细胞内的多种代谢和应答过程,其中包括抗病/防御类、信号传导途径类、新陈代谢类、蛋白质合成和加工类及细胞结构的组成等,尤其以抗病/防御类基因所占比例最大(27.17%)。【结论】通过SSH研究了缩果病病原侵染果实过程的差异表达基因,鉴定到一些与枣缩果病相关的基因,为进一步研究相关基因及今后筛选防治枣缩果病提供理论基础。     

抑制性差减杂交(SSH)技术在柑桔逆境胁迫研究中的应用

抑制性差减杂交(SSH)技术作为一种稳定、高效、简单的富集和分离差异表达基因方法,为研究植物生长发育及病虫害和其他一些生物或非生物逆境胁迫下的特异基因的表达和相关基因的分子克隆提供了有力的工具。介绍了SSH技术的基本原理、技术要点,并对SSH技术在其他植物和柑桔逆境生理研究中的应用现状和前景进行了探讨。     

琯溪蜜柚及其早熟红肉突变体成熟果实SSH 文库的构建及初步分析

 分别以琯溪蜜柚及其突变体红肉蜜柚（成熟期早20 ~ 25 d）的成熟果肉cDNA 作驱赶子和检测子,利用结合分子镜像选择技术的SSH 技术,构建了红肉蜜柚和琯溪蜜柚的正向差减cDNA 文库。通过PCR 检测cDNA 克隆外源插入片段,其大小介于100 ~ 1 000 bp。通过点杂交差异筛选文库,得到102 个表达增强2 倍或以上的克隆并测序,结果表明这102 个克隆代表44 个Unigenes,通过序列同源性比对分析,发现获得的Unigenes 在功能上主要涉及信号传导、蛋白质合成、应激反应、转运等代谢反应。     

高盐胁迫下的草原龙胆基因表达分析

为了更好的理解植物对盐胁迫的反应的分子机理,结合差减抑制杂交技术和基因芯片的方法,研究了草原龙胆对于高盐胁迫响应重要性和新基因.先利用草原龙胆50#叶片进行盐处理和非盐处理,并以此构建抑制差减文库.从此文库中选取部分克隆构建了草原龙胆基因芯片,进行了芯片分析,研究了高盐处理对非处理条件下的基因表达变化.在3 h的高盐胁迫下,基因芯片分析显示有36个单一基因有差异表达,大多数基因未见报道.这些基因的存在表明盐胁迫导致了草原龙胆复杂的胁迫响应.     

荔枝采后果皮褐变过程中差异表达基因的SSH分析

 以‘妃子笑’荔枝果实为材料,采用抑制差减杂交（SSH）与cDNA 微阵列技术相结合,研 究了采后荔枝果皮褐变过程中的基因差异表达。分别以采后0 h 与32 h 的果皮总RNA 为驱动组与检测组, 构建了正向与反向SSH 文库,分别获得了282 个与76 个阳性克隆。通过cDNA 微阵列杂交筛选获得了在 采后32 h 果皮中上调表达克隆17 个,下调表达克隆49 个,分别代表了在采后32 h 果皮中上调表达基因 16 个和下调表达基因17 个,其中有较多的热击蛋白基因、糖代谢相关基因、细胞壁代谢相关基因等。 RT-PCR 检测基因表达结果与cDNA 微阵列杂交结果一致。     

全基因组基因表达分析技术及其在果树上的应用

基因表达分析对于揭示基因功能、了解基因间相互关系、阐明植物生长发育过程中的生理生化调控机制起着至关重要的作用。综述了mRNA差异显示、cDNA-AFLP、基因芯片、EST数据分析、基因表达系列分析(SAGE)等全基因组基因表达分析技术的原理特点及在果树上的应用情况,并介绍了利用全基因组基因表达分析技术开展果树研究的思路。     

Effects of boron-deficiency on anatomical structures in the leaf main vein and fruit mesocarp of pummelo [Citrus grandis (L.) Osbeck]

Summary

Boron (B)-deficiency is a nutritional problem in the citrus industry worldwide. Under B-deficient conditions, symptoms such as corky split veins, small fruit, low tree vigour, and low fruit yield appear. In this study, we investigated the anatomical responses of mature leaves and the albedo of mature fruit of HB pummelo [Citrus grandis (L.) Osbeck] to B-deficiency. Under B-deficient conditions, the numbers of parenchyma cells in the vascular bundles of the leaf and fruit mesocarp increased significantly. The ratio of the area of the phloem to the area of the vascular bundle also increased, while the ratio of the area of the xylem to the area of the vascular bundle decreased in both tissues. Moreover, we observed alterations in the xylem elements under B-deficient conditions. The average lengths of xylem vessels were 216.7 µm and 175.4 µm in leaf main veins and in fruit mesocarp, respectively, both significantly lower than the corresponding values in B-sufficient control plants. However, B-deficiency reduced the average diameter of xylem vessels only in leaf main veins. On the other hand, B-deficiency increased the numbers of pitted vessels to 63 and 59 among 100 xylem vessels sampled at random in leaf main veins and in the fruit mesocarp of B-deficient pummelos, respectively, while the corresponding numbers were 43 and 35, respectively, under B-sufficient conditions. B-deficiency also decreased the numbers of scalariform and reticulated vessels. Possible mechanisms for these anatomical modifications under B-deficient conditions are discussed.     

Identification of drought-induced genes from the leaves of Rangpur lime (Citrus limon (L) Osbeck)

Water stress is one of the limiting factors for citrus production and Citrus species show great variation in their response to drought stress. Although the majority of Citrus rootstocks are sensitive to water stress, Rangpur lime (Citrus limon (L) Osbeck) (RL) shows a high degree of drought tolerance. Therefore, it has been used as a rootstock in drought-prone environments, but mechanisms of drought tolerance are not yet known. In this study, to explore the mechanisms of drought adaptation and tolerance, a subtractive cDNA library was constructed from the leaves of 14-day drought-stressed and non-stressed RL for identification of drought-induced genes. 285 cDNA sequences were obtained from randomly selected clones from the subtracted library containing the drought-induced genes. The expression analyses of 200 cDNAs in 14-day drought treated and untreated RL by macroarray hybridisation revealed that the expression of 56 cDNAs increased two to 11-fold. 30 non-redundant drought-induced genes were identified from these cDNAs and drought induction of eight selected genes was confirmed by a real-time RT-PCR assay suggesting that expressions of these genes were regulated by drought-stress. Genes identified in this study were mostly related with cell rescue and defense pathways involved in drought adaptation and tolerance of RL.     

柑橘胼胝质合成酶基因家族的表达分析

胼胝质由胼胝质合成酶合成,胼胝质沉积是植物对入侵病原的防御反应。为了探索胼胝质合成酶(Callose synthase,CalS)基因在柑橘中对黄龙病的应答情况,从甜橙基因组中筛选并利用生物信息学分析了柑橘胼胝质合成酶(CsCalS)家族的12个基因。这些基因编码的氨基酸序列与拟南芥中的胼胝质合成酶具有较高的同源性。荧光实时定量PCR结果显示,CsCalS5和CsCalS12在柑橘健康叶片中的表达量高于其他胼胝质合成酶基因。比较黄龙病感病材料和健康对照材料,发现CsCalS5、CsCalS7和CsCalS8在感病的‘砂糖橘’和‘强德勒’柚中均上调表达,可能参与柑橘对黄龙病病原的应答反应。     

琯溪蜜柚高分量核DNA提取方法的建立

以琯溪蜜柚[Citrus grandis(L.)Osbeck'Guanximiyou']叶片为材料,比较了两种提取方法对高分子量核DNA(HMW-DNA)制备效果的影响。结果表明,改良Zhang法与Peterson法相比,前者更适合于琯溪蜜柚HMW-DNA的提取。改良Zhang法用温和的物理方法破碎细胞壁,在一定的渗透压下保证细胞核的完整性,运用miracloth和低速离心去除大部分的多糖和细胞壁碎片,经显微观察,所提取的细胞核完整、纯净、质量高;将这些细胞核用低熔点琼脂糖包埋,以琼脂糖小块的方式保存细胞核,以保持核的稳定;琼脂糖小块的最适消化时间为48h,脉冲场凝胶电泳分析结果表明所获得的HMW-DNA大于1Mb,这些核DNA能够被限制性内切酶消化,适合于琯溪蜜柚BAC基因组文库的构建。     

柑橘CAPS 标记和AS-PCR 引物的开发

 以从GenBank中下载的93 955条甜橙[Citrus sinensis（L.）Osbeck]EST序列为源序列,利用QualitySNP软件包从中挖掘出1 521个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）候选位点。进一步利用酶切位点查找软件WatCut进行分析,发现其中125个SNP为酶切扩增多态性序列（cleaved amplified polymorphic sequences,CAPS）位点。随机挑选40个CAPS候选位点设计引物,对12个含多种类型的柑橘品种进行分型,以此验证各标记的有效性。同时,还挑选了25个经生物信息学预测可导致其编码蛋白氨基酸序列改变的SNP位点,分别设计出一组等位基因特异PCR（allele specific PCR,AS-PCR）引物,以6个不同类型柑橘品种的DNA为模板进行PCR扩增,扩增产物采用琼脂糖凝胶电泳进行检测,筛选多态性引物。结果显示,40个CAPS候选位点中有26个位点具有酶切扩增多态性,且分型结果稳定,可作为CAPS标记。此外,还筛选获得15组在不同柑橘品种间检测到多态性的AS-PCR引物,重复性好,可有效用于柑橘品种的SNP分型。     

柑橘黄龙病相关水杨酸羧基甲基转移酶基因CsSAMT-1的克隆与表达分析

为研究水杨酸羧基甲基转移酶(Salicylic acid carboxyl methyltransferase,SAMT)在柑橘防御黄龙病(Huanglongbing,HLB)中的作用,克隆获得Cs SAMT~(-1)基因,并以易感HLB锦橙和耐HLB酸柚为试材进行基因表达分析。q RT-PCR结果表明,易感病锦橙中CsSAMT~(-1)在感染HLB后上调表达,且在叶脉中的表达量显著高于叶肉;而耐病酸柚中CsSAMT~(-1)呈组成型表达。外源水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理锦橙和酸柚,均可诱导CsSAMT~(-1)上调表达。HLB侵染前,耐病酸柚叶脉中SA和水杨酸甲酯(MeSA)含量分别为11.85和18.18 ng·g~(-1),显著高于锦橙(0.82和0.01 ng·g~(-1));HLB侵染后,锦橙中SA和MeSA含量明显上升,酸柚中SA含量明显下降,MeSA含量基本保持原有水平。研究表明,Cs SAMT~(-1)可能通过调节SA和Me SA信号分子转换来增强对柑橘黄龙病的抗性。     

沙田柚幼果期套袋对果实品质的影响

本试验研究了不同类型的商品果袋在沙田柚幼果期套袋后果实品质的变化,结果表明,套袋显著地改善了柚果的外观品质,防病虫效果显著,并使单果重明显增加,虽然套袋使鲜果的可溶性固形物和维生素Ｃ的含量略有下降,但贮藏后的果实风味更佳,其中以Ｂ型果袋对提高沙田柚果实商品价值较突出。     

柑橘响应黄龙病侵染的韧皮部蛋白2基因CsPP2B15的克隆与表达分析

黄龙病病原菌诱导柑橘筛孔胼胝体过度积累是其致病的一个重要因素。柑橘韧皮部蛋白（Phloem Protein,PP）在筛孔胼胝体积累中起着重要作用。为研究柑橘韧皮部蛋白响应黄龙病亚洲种（Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas）侵染的功能,克隆获得了一个响应黄龙病侵染差异表达的PP基因CsPP2B15的编码区和长1.5 kb的启动子序列,并以高感品种锦橙和耐病品种酸柚老叶和嫩叶为材料,进行基因表达分析。结果发现,CsPP2B15在高感品种锦橙嫩叶中受CLas诱导显著上调表达,而在耐病品种酸柚嫩叶中受CLas诱导显著下调表达,且在叶肉中的表达量显著高于叶脉。嫩叶和嫩梢被认为是柑橘响应黄龙病侵染的早期原初侵染部位。因此,CsPP2B15可能在CLas侵染柑橘早期中起重要作用。CsPP2B15启动子的顺式作用元件预测分析发现,CsPP2B15启动子含有许多与逆境和激素有关的顺式作用元件。进一步构建了CsPP2B15启动子控制GUS报告基因的植物表达载体,转化枳[Poncirus trifoliata（L.）Raf.]上胚轴。GUS组织化学染色和GUS酶活性测定均表明,CsPP2B15启动子具有较强的韧皮部组织特异性。