四倍体野生种花生Ty1-copia类逆转座子逆转录酶基因的克隆与分析

克隆与分析四倍体野生种花生的Ty1-copia类逆转座子逆转录酶基因序列,可为研究其转录活性、功能及调控提供序列基础。使用根据保守区设计的简并引物对,利用PCR技术对四倍体野生种花生(Arachis monticola)的基因组DNA进行扩增,经回收、克隆和测序,对目的序列进行生物信息学分析。结果显示,目的条带大小约260 bp,克隆获得了32条逆转录酶序列,序列长度范围为257～269 bp,A+T所占比例范围为54.47%～68.77%,A+T与G+C比例为1.20～2.20。核苷酸序列间相似性范围为46.4%～98.9%,存在较高异质性,表现为缺失突变与点突变;氨基酸序列间相似性范围为6.3%～100%,有12条序列发生了终止密码子突变,呈现高度异质性。绝大部分序列的保守基序一致,但各序列间的保守基序也存在一定差异,呈现一定程度的异质性。32条序列系统聚类为4个家族,家族Ⅰ和家族Ⅲ分别占总序列数的31.25%和37.50%。对四倍体野生种花生与其它物种植物同一类型逆转录酶的氨基酸序列构建系统发育进化树,结果显示所有序列被分为6类,其中,Ⅰ类和Ⅱ类分别包含15条和9条四倍体野生种花生逆转录酶序列,表明四倍体野生种花生逆转录酶序列具有比较高的保守性;同时四倍体野生种花生逆转录酶序列与葡萄、拟南芥、马铃薯、野茶树、辣椒、甜菜、烟草、番茄、绿豆以及欧洲云杉等具有较近的亲缘关系,表明它们之间可能存在横向传递。本研究获得的逆转录酶序列为基于LTR逆转座子的花生属分子标记开发和应用奠定了基础。     

辣椒Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶序列的克隆及分析

[目的]从辣椒基因组中克隆Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶序列,分析其家族特性及进化关系.[方法]根据Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶保守区域设计简并引物,通过PCR扩增、回收、克隆、测序得到的目的基因序列.[结果]克隆从辣椒基因组14条逆转录转座子逆转录酶序列,序列大小均为340 bp左右.生物信息学分析表明,序列长度变化范围为310 ～345 bp,同源性范围为60.2;～99.1;.这些核苷酸序列具有较高的异质性,主要表现为终止密码子突变.聚类分析可将所得序列分为5大类,基于逆转录酶序列进行的不同物种进化树分析显示,第Ⅳ、Ⅴ类序列与荸荠、潘那利番茄等组成一大类,可能是逆转录转座子横向传递的结果.[结论]辣椒Ty3-gypsy逆转录转座子逆转录酶序列具有普遍性、异质性等特点,与荸荠、潘那利番茄等物种的同类型逆转座子可能有相同的起源.     

梨Ty1-copia类逆转座子逆转录酶序列的克隆及分析

根据Ty1-copia类逆转座子逆转录酶的保守区设计简并引物,从10份梨属(Prrus)材料中扩增该逆转座子片段.扩增产物经纯化后克隆于pMD 18-T质粒载体,选择阳性克隆,再经菌落PCR鉴定、测序及序列分析,获得了14条梨Ty1-copia类逆转座子逆转录酶序列.这些核苷酸序列长度为250～267 bp,具有较高的异质性,主要表现为缺失突变,通过核苷酸聚类可将14条序列分为4个家族.对这些片段的氨基酸序列进行分析,结果显示有2个序列发生了终止密码子突变.该研究获得的梨属植物Ty1-copia类逆转座子逆转录酶氨基酸序列与已报道的其他生物的相应序列有较高的一致性.     

水稻gypsy类逆转座子对不同胁迫条件的响应

LTR类逆转座子是水稻基因组中数量最多，分布最广的转座元件，其中Ty3-gypsy类的比重较大。根据Ty3-gypsy类逆转座子逆转录酶的保守区域，采用简并引物通过RT-PCR从5种胁迫处理后的水稻品种月亮谷的cDNA 进行了扩增，并测序获得了一批转录片段，分析不同胁迫条件诱导激活的Ty3-gypsy类逆转座子的特点。结果表明，5种胁迫处理都能诱导月亮谷中Ty3-gypsy类逆转座子的表达；对不同胁迫响应的逆转座子序列大部分同源性较高且呈交叉分布，仅有少部分具有胁迫响应的特异性，说明很多Ty3-gypsy类逆转座子能对不同胁迫进行响应。     

果蔗Ty3-gypsy类反转录转座子RT基因的多样性分析

【目的】分析Ty3-gypsy类反转录转座子反转录酶基因（RT）序列特征、多样性、系统进化关系及转录活性，为深入研究果蔗Ty3-gypsy类反转录转座子全长序列、转录转座活性及生物学功能提供理论参考。【方法】以果蔗品种拔地拉为试材，根据Ty3-gypsy类反转录转座子RT基因保守区设计简并引物对，利用其进行PCR扩增，将目的条带回收纯化后连接至pMD18-T载体，并转化大肠杆菌DH5α感受态细胞，挑取阳性克隆进行测序。依据测序结果对RT基因序列进行生物信息学分析。【结果】从果蔗拔地拉中扩增获得51条序列（SoRT4-1~SoRT4-51），去除重复序列和非RT基因序列后共获得44条RT基因序列，长度为423~433 bp，AT含量为56.84%~64.97%，AT:GC比值为1.32~1.85，核苷酸序列间相似性为44.4%~99.3%，其编码的氨基酸序列间相似性为10.8%~100.0%，说明氨基酸序列比核苷酸序列表现出更高异质性。44条RT基因序列被划分为4个家族，其中Ⅰ和Ⅲ为主要家族。44条RT基因编码的氨基酸序列中有20条发生了无义突变，说明其突变率较高。44条RT基因编码蛋白序列存在5种保守基序，其中，有29条序列同时包含Motif 1~Motif 4，其余15条序列的保守基序变异较大，说明保守基序存在一定异质性。4个家族代表性序列编码蛋白的三级结构在氢键和转角的数量方面差异较大；系统发育进化树分析结果显示，44条RT基因序列被分为七大类，Ⅰ类和Ⅱ类中的果蔗RT基因序列分别占序列总数的40.91%和27.27%，Ⅱ类和Ⅵ类中的部分果蔗RT基因序列与拟南芥的BAB40828.1、粳稻的BAB40824.1、菠菜的BAB40833.1和大豆的BAB40834.1亲缘关系较近，推测这些物种在进化过程中发生了Ty3-gypsy类反转录转座子的横向传递。初步发现1条Ty3-gypsy类反转录转座子（SoRT4-40）具有转录活性。【结论】获得44条果蔗Ty3-gypsy类反转录转座子RT基因序列，其中仅有1条序列具有转录活性，这些RT基因序列可用于开发基于Ty3-gypsy类反转录转座子的甘蔗分子标记。     

石刁柏Ty1-copia反转座子逆转录酶序列克隆及异质性分析

对石刁柏(Asparagus officinalis)品种UC309及TD818的两个反转座子逆转录酶序列进行了PCR扩增并对其在基因组中的异质性进行了分析。结果表明,s101366和s107518两个转座子序列均属于Ty1-copia反转座子,是Ty1-copia反转座酶的部分保守区序列,其长度分别为636和653 bp。对随机获得的两个反转座子测序表明两个反转座子存在一定的异质性,其突变主要是由于发生了碱基置换,其中碱基转换分别占到80.4%和80.0%,T圮C和G圮A转换的比例差异不显著。通过对两个石刁柏品种(TD818和UC309)中获得的序列聚类分析发现,s101366和s107518均未表现出性别间、品种间及近缘种间的保守性,甚至表现出了种内异质性大于种间的异质性特征。这说明了两个反转座子处于高度变异的状态,是产生染色体不稳定的重要因素之一。     

萝卜IRAP技术体系建立与品种指纹图谱构建

为建立萝卜逆转座子间扩增多态性(IRAP)技术体系,基于萝卜Ty1-copia类逆转座子逆转录酶的保守序列设计引物,对IRAP-PCR反应主要因素进行分析。建立的萝卜IRAP标记技术体系(20μl)为:20 ng基因组DNA模板,1×PCR buffer,0.25 mmol/L d NTPs,2.0 mmol/L Mg2+,0.4μmol/L引物,1 U Taq DNA聚合酶。将所建立的IRAP标记技术体系应用于14个萝卜品种指纹图谱分析,结果显示,筛选出的2个特异引物Rs Ty1F5和Rs Ty1F10在14份萝卜材料中共扩增得到了16个多态性条带,可以将14份萝卜材料完全区分开,每份种质都有独特的指纹图谱,表明IRAP技术可以有效地应用于萝卜种质鉴定和指纹图谱的构建。     

早酥梨及其红色芽变Ty1-copia反转录转座子逆转录酶的克隆与分析

【目的】从早酥梨及其红色芽变基因组中克隆Ty1-copia反转录转座子逆转录酶序列,分析其特点和差异。【方法】根据Ty1-copia反转录转座子逆转录酶保守区域设计简并引物,建立并优化PCR扩增体系,回收、克隆、测序得到的目的基因序列。【结果】成功从早酥梨基因组和红色芽变材料中分别获得29,30条逆转录酶序列,序列大小均为260bp左右。生物信息学分析表明,与早酥梨相比,红色芽变的逆转录酶序列多发生终止子突变、缺失突变、替换突变。聚类分析可将所得序列分为7个家族,基于逆转录酶序列进行的不同物种进化树分析显示,第7家族序列与苹果和李具有很高的同源性,可能是反转录转座子横向传递的结果。【结论】早酥梨及其红色芽变Ty1-copia反转录转座子逆转录酶序列具有普遍性、异质性等特点,虽均已不具备转录活性,但红色芽变的逆转录酶序列突变程度更高。     

苹果Ty1-copia类逆转座子LTR10序列及其在苹果属植物中的遗传多样性分析

应用改良的Pearce方法分离苹果Ty1-copia类逆转座子RNaseH-LTRs,分离到的RNaseH-LTR_(10)序列已在GenBank注册(登录号DQ534515),该序列长度为299 bp。分析结果表明其5′端为含有终止密码子的RNaseH基因,PPT(polypurinetract)之后是3′-LTR,PPT起始于终止密码子内10 bp处,3′-LTR的起始标志末端倒转重复序列(inverted repeat,IR)TG紧随其后。LTR_(10)的正链和反链均含有多个启动子的特征结构TATA box和CAAT box,α-淀粉酶启动子的保守序列及受不同胁迫条件作用的调控元件,如AuxRE、ABRE、HSE等。利用A-SAP技术研究了LTR_(10)逆转座子在苹果属8个野生种和22个栽培品种中的遗传多样性,多态性片段比例为86.5%;品种长祝较祝光少1条约400 bp的特异性扩增条带。     

燕麦EST数据库中Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子的频数分析

为研究转座元件(Transposable elements,TES)在燕麦中的表达模式,以14个Ty1-copia型反转录转座子和3个Ty3-gypsy型反转录转座子序列为种子序列对燕麦属(Avena)表达序列标签(EST)数据库中的Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子进行检索和分析。结果表明:燕麦根中反转录转座子的频率显著高于叶(P0.05);强降雨模式的胁迫环境下叶组织中反转录转座子的EST频率显著高于大气降雨下的(P0.05),约为正常条件下的(Ee-10,0.12%)2倍;Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子在根的分蘖期频率差异极显著(P0.01)。这些结果揭示了燕麦属Ty1-copia和Ty3-gypsy型反转录转座子的转录存在组织和发育的时空特异性及环境应答现象,为预测重复元件的表达模式提供了依据。同时,检索到的反转录转座子也有助于对燕麦基因组序列的注释。     

亚麻EST-SSR标记开发

为了进一步开发利用现有亚麻EST-SSR资源,从NCBI公共数据库下载7 947条亚麻EST,去除低质量和冗余序列后,筛选得到含有SSR的序列共239条,检出率为3.0%。其中二核苷酸重复49条,共7个重复类型;三核苷酸重复160条,共41个重复类型;四核苷酸重复30条,共11个重复类型。根据不同的重复类型共设计65对EST-SSR引物,在20份材料PCR扩增检测结果表明,有52对引物有目的扩增产物,其中32对扩增条带清晰且具有多态性,占设计引物的49.2%,通过聚类分析可将20份亚麻材料划分为五大类,验证了EST-SSR分子标记在亚麻遗传多样性分析中应用的可行性。     

辣椒细胞质雄性不育系及其保持系的AFLP分析

[目的]对辣椒细胞质雄性不育系及其保持系进行AFLP分析,为进一步深入研究辣椒细胞质雄性不育的分子机制奠定基础。[方法]采用AFLP技术对辣椒细胞质雄性不育系21A及其保持系21B进行分析,获得不育系21A特异扩增片段。将特异扩增片段回收测序并用BLASTn和BLASTX程序在NCBI数据库中进行同源性检索和相似性比对。[结果]获得了不育系21A特异性扩增片段AA/CAG169,该片段中部分序列是Penaeus monodon性别及生长性状相关的AFLP标记序列中的串联重复序列;BLASTX和TBLASTX分析结果表明,该特异性片段的翻译产物与马铃薯的假拟gag-pol蛋白、假拟逆转座子蛋白、假拟逆转座子gag蛋白具有较高的相似性。[结论]特异性片段AA/CAG的功能可能与逆转座子有关,表明其可能与育性密切相关。     

杨梅S-SAP分子标记体系的建立及应用

基于杨梅全基因组Ty1-copia类型逆转座子LTR序列设计开发S-SAP引物组合,利用48份杨梅试材对其多态性指数进行评价,使用UPGMA(Unweighted Pair Group Method with Arithmatic Mean)法,构建了系统聚类树,并进行了二维和三维主坐标分析,进而探讨了杨梅种质资源遗传亲缘关系。成功开发了18个杨梅S-SAP引物组合,共扩增获得3739个条带,平均每个引物组合可扩增208个条带(100~500 bp),每个引物组合扩增条带数量范围为98~292,Shannon信息指数范围为0.2041~0.4522。其中,引物组合JY20的多态性最高,可扩增出292个条带。基于18个S-SAP引物组合,使用UPGMA法构建所有试材的系统聚类树,结果共分为3个组及3个亚组。聚类分析与主坐标分析结果高度相似,具有相同地域来源的品种大部分被划分于同一个分组,使用聚类分析与主坐标分析所得结果基本一致,但是聚类结果与果实色泽没有明显的关联性,利用三维主坐标分析更能全面且真实地反映杨梅品种间的亲缘关系。     

杨梅S-SAP分子标记体系的建立及应用

基于杨梅全基因组Ty1-copia类型逆转座子LTR序列设计开发S-SAP引物组合,利用48份杨梅试材对其多态性指数进行评价,使用UPGMA(Unweighted Pair Group Method with Arithmatic Mean)法,构建了系统聚类树,并进行了二维和三维主坐标分析,进而探讨了杨梅种质资源遗传亲缘关系。成功开发了18个杨梅S-SAP引物组合,共扩增获得3739个条带,平均每个引物组合可扩增208个条带(100⁵00 bp),每个引物组合扩增条带数量范围为98500 bp),每个引物组合扩增条带数量范围为98²92,Shannon信息指数范围为0.2041292,Shannon信息指数范围为0.2041⁰.4522。其中,引物组合JY20的多态性最高,可扩增出292个条带。基于18个S-SAP引物组合,使用UPGMA法构建所有试材的系统聚类树,结果共分为3个组及3个亚组。聚类分析与主坐标分析结果高度相似,具有相同地域来源的品种大部分被划分于同一个分组,使用聚类分析与主坐标分析所得结果基本一致,但是聚类结果与果实色泽没有明显的关联性,利用三维主坐标分析更能全面且真实地反映杨梅品种间的亲缘关系。     

辣椒细胞质雄性不育系及其保持系的AFLP分析(英文)

[目的]对辣椒细胞质雄性不育系及其保持系进行AFLP分析,为进一步深入研究辣椒细胞质雄性不育的分子机制奠定基础。[方法]采用AFLP技术对辣椒细胞质雄性不育系21A及其保持系21B进行分析,获得不育系21A特异扩增片段。将特异扩增片段回收测序并用BLASTn和BLASTX程序在NCBI数据库中进行同源性检索和相似性比对。[结果]获得了不育系21A特异性扩增片段AA/CAG169,该片段中部分序列(位于122~158bp,AGAATTGGTA CGCAGTCTATGATGAGTCCTGAGTAAC,共37bp)是Penaeus monodon性别及生长性状相关的AFLP标记序列(AFE549M27.1)中串联重复序列;BLASTX和TBLASTX分析结果表明,该特异性片段的翻译产物与马铃薯的假拟gag-pol蛋白、假拟逆转座子蛋白、假拟逆转座子gag蛋白具有较高的相似性。[结论]特异性片段AA/CAG169的功能可能与逆转座子有关,表明其可能与育性密切相关。     

基于滇黄精转录组序列的SSR标记开发及其在黄精属资源分析中的应用

本研究基于滇黄精转录组序列开发简单重复序列(SSR)标记并将其应用于黄精属资源分析。设计合成了45对SSR引物，经PCR扩增验证，选择其中20对SSR引物对75份黄精属资源进行分析。结果表明，共在46 416个Unigene中检出含有二核苷酸～六核苷酸重复类型的SSR位点60 238个，序列SSR发生频率为22.78%,平均分布距离约7.07 kb; SSR位点中的主导类型是二核苷酸和三核苷酸重复，分别占50.06%和34.89%。测试的45对SSR引物中有34对(75.56%)可扩增SSR条带。筛选的20对引物共扩增出153个条带，多态率为98.69%,每对引物扩增条带4.00～14.00个，平均7.65个，不同SSR标记的多态性信息含量为0.626～0.973,平均为0.870。75份材料的等位基因数和遗传相似系数分别为7.00～52.00个和0.531～0.941,平均值分别为24.65个和0.689,显示出丰富的遗传多样性。基于SSR标记分析的聚类图显示，在遗传相似系数0.666处可将供试材料分为4类，较好地反映了供试材料的分类归属。此外，还发现5份多花黄精材料具有特异性的SS...     

小麦TP突变体幼苗在光胁迫条件下的基因表达差异

[目的]利用RAPD RT-PCR的方法研究小麦TP突变体幼苗在光胁迫下基因的表达差异。[方法]以100条随机引物筛选正常光照下小麦TP突变体幼苗和光胁迫下的小麦TP突变体幼苗。[结果]3条引物能扩增出差异性条带,其中TpS23在正常光照下特异性表达,而TpS102和TpS107在光胁迫条件下特异性表达,通过NCBI中的Blastn和Blastx比对发现,TpS23和乌拉尔图小麦的质体Acc1基因同源,TpS102与水稻的Ty3-gypsy反转录转座子同源,而TpS107是一个未知序列。[结论]该研究为克隆这3个基因的全序列和分析这些基因的功能奠定了基础。     

广东花生品种遗传多样性ISSR分析

【目的】为花生种质资源的保存、评价、利用以及杂交亲本的选择提供依据,提高花生育种效率。【方法】用CTAB法提取花生基因组DNA,利用ISSR分子标记分析35份花生材料的遗传多样性和亲缘关系。【结果】筛选的11个ISSR引物从35份材料中扩增出60条清晰条带,其中37条具有多态性,多态性比率为61．67％,种质问遗传相似系数变化范围为0．65～0．97,平均值为0．820通过聚类分析,在35份材料中有33份材料可聚为一大类,而湛油26和湛油37独自聚为一类。【结论】广东省花生品种的遗传相似性较高,多态性不丰富,遗传基础极为狭窄,遗传改良后劲不足,高产优质、专用多抗品种的选育还需要引进优良外来亲本。     

花生内转录间隔区（ITS）的扩增及序列分析

设计1对特异引物,以花生栽培种四粒红及其与野生种光叶花生的种间杂种为材料,对花生ITS1-5.8S-ITS2序列进行高保真PCR扩增,获得长度约800bp的单一条带,在对PCR产物进行克隆测序的基础上构建了花生属进化树。