向日葵PMADS2 LIKE基因的克隆及表达分析

MADS-box家族基因是调控花发育进程的关键转录因子。在向日葵中大量的花发育相关基因有待于发掘和鉴定。本研究以向日葵(Helianthus annuus)为材料克隆到了一个MADS-box新成员PMADS2 LIKE。序列分析结果显示该基因具有MADS-box家族典型的MIKC保守结构域;系统发育树分析发现该基因与拟南芥PI基因亲缘关系最近;q RT-PCR组织表达模式分析该基因仅在花和果实中表达,且在6个花器官中仅在雄蕊和花瓣表达;q RT-PCR定量分析表示该基因从开花前25 d一直表达到开花期,并且在开花前5 d表达量最高。研究结果表明,PMADS2 LIKE基因在花发育和果实发育中具有一定的生物学功能。本研究的结果和推论为进一步探究向日葵PMADS2 LIKE基因在花发育和果实发育中的生物学功能提供前期数据基础,为理清MADS-box基因在向日葵花发育中的调控网络提供线索。     

生长素参与淡黄花百合珠芽发育调节

百合是一类重要的经济/观赏植物,包含百合属的多个物种或杂交品种。珠芽繁殖是多种百合的重要营养繁殖途径,但其发育的分子机制少有研究。本研究利用转录组测序技术对来自淡黄花百合(Lilium sulphureum) 5个部位的混合样本进行测序获得6.64 Gb数据,组装得到51 450个Unigene,32 784个Unigene在NR等功能数据库中得到注释(其中487个与生长素代谢及信号转导相关基因同源)。利用表达谱测序技术分别对5个组织样品进行测序共得到46 897个Unigene,其中337个与生长素代谢及信号转导相关基因同源的Unigene在珠芽源器官、发育早期或后期珠芽之间差异表达。结果表明淡黄花百合珠芽发育早期依赖于活跃运输、低失活及逐渐增强的自主合成提高内部生长素含量,后期伴随珠芽内生长点分化形成其自主合成和失活代谢变得更加活跃;生长素浓度的变化引起大量信号转导相关基因表达量发生变化从而调节珠芽的发育。本研究结果为进一步探究生长素在珠芽发育过程中的调节作用提供了依据。     

MADS-box基因在果实发育、成熟过程中的作用

MADS-box基因是一个序列特异的调节基因家族,所编码的蛋白为转录因子,主要由MADS盒、K盒、I区、C末端、N末端等5个部分组成,其中MADS盒非常保守。MADS-box转录因子是通过二聚体化的形式以其保守结构域与特定的DNA序列相结合来调控基因的表达的。大量的研究表明,MADS-box基因在植物花的发育上具有重要的作用,已克隆出了许多与花器官发育相关的A-C类的MADS-box基因,而且也发现了许多可以调控花时的MADS-box基因。目前,越来越多的研究表明,MADS-box基因在果实的发育、成熟中也有着重要的作用。已在矮牵牛和拟南芥中分离出与胚珠的发育密切相关的几个MADS-box基因FBP7、FBPII、STK、SHP及SEP基因。目前认为果实的成熟主要是由于乙烯的调控而引起的,但在番茄中发现1个MADS-box基因与果实的成熟相关,而且可能是跃变型和非跃变型果实共有的果实成熟调节者,首次发现MADS-box对果实成熟的作用会为用非激素的方法来调控果实成熟提供新途径。果实的开裂会严重影响某些裂果的产量,进行相关的分子调控有着重要的实际意义,已在拟南芥中发现2个MADS-box基因SHP和FUL与果实的开裂密切相关,SHP会控制裂开区域的分化,而FUL的过量表达会抑制裂片区域的木质化,FUL可以负调控SHP基因。     

杨树花发育相关基因及基因工程调控

杨树作为世界上重要的速生栽培树种和林木基因工程的模式树种,对其花发育分子机理的深入研究既是进行杨树开花调控的前提和基础,也为研究其它多年生木本植物花发育的研究提供借鉴.与其他开花植物相似,杨树的花发育也分为开花诱导、花的发端和花器官发育三个阶段,并且每个阶段都有多种基因的参与和调控.依据拟南芥等植物中花发育基因的信息,在杨树中也克隆了一大批与其花发育相关的基因,这些基因在表达方式、基因功能、调控等方面与其在拟南芥等植物中既有相似性,又具有杨树自身的特点.在杨树花发育相关基因的研究基础上,已经获得了提早开花及不育的转基因杨树.随着杨树花发育研究的不断深入以及实验技术的不断更新,杨树遗传改良必将发生历史性的变革.     

浙贝母ACO基因克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆出浙贝母1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(1-aminocyclo-propane-1-carboxylateoxidase, ACO)基因全长,对该基因进行生物信息学分析,并以‘浙贝3号’浙贝母花败期根、茎、叶及幼苗期至成熟期鳞茎为材料,采用RT-qPCR测定ACO基因在浙贝母中的时空表达。成功克隆得到的序列全长1 185 bp,开放阅读框为951 bp,编码317个氨基酸;浙贝母ACO氨基酸序列与同属百合科的麝香百合相似性最高,为95.21%。浙贝母不同部位ACO基因表达量依次为茎>根>叶>鳞茎,在鳞茎发育过程中ACO基因表达量逐渐增高,并在成熟期达到最高,比幼苗期提高了193.2%。     

水稻花器官发育的分子机理

在水稻上,花器官发育是从营养生长转向生殖生长的重要阶段,也是繁衍后代的必然过程,因此是生物学研究的重点与热点。通过对拟南芥、金鱼草等植物的研究,人们了解了植物花器官发育的某些重要特征,克隆了许多相关基因。本文综述了植物花器官发育的ABCDE模型,较详细地总结了参与水稻花器官发育的MADS-box基因及其功能,并介绍了近年来报道的一些水稻花器官突变体及相关基因。     

水稻叶片形态建成分子调控机制研究进展

叶片形态是水稻“理想株型”的重要组成部分,是当前水稻高产育种关注的重点。本文通过对已克隆多个叶形相关调控基因综述了水稻叶片形态(叶片卷曲度、倾角、披散程度以及叶片宽度)建成的分子遗传学研究进展。综合分析认为,水稻叶片的卷曲主要是通过卷叶基因调控叶片近轴/远轴间的发育、泡状细胞的发育及其膨胀和渗透压、厚壁组织的形成以及叶片角质层的发育等来实现。影响植株空间伸展姿态的叶倾角主要通过叶角基因调控油菜素内酯的信号传导来影响叶枕细胞的生长发育;唯一被克隆的影响叶片披垂度的披叶基因DL1是通过控制叶片中脉发育而改变叶片形态的;而窄叶基因则主要通过调控生长素的合成与极性运输、维管组织的发育和分布,影响叶片维管束数目及宽度。但到目前为止,所有已克隆的叶形调控基因间相互调控关系的研究还不够深入,还不能完整清晰地勾勒水稻叶形建成和发育的分子调控网络。因此,在已有的研究基础上更深入地探索水稻叶片形态建成的分子调控机制,对进一步构建相关的调控网络,塑造水稻理想株型具有重要意义。     

铁皮石斛SEP基因克隆与表达的研究

随着植物中越来越多的MADS-box基因被克隆出来,对经典的ABC模型进一步进行完善,提出花发育的ABCE"四元体模型",其中SEP1、SEP2、SEP3、SEP4为E类基因,SEP1同源基因在花器官识别方面起着重要的作用.本研究以铁皮石斛花器官作为实验材料,用RACE方法快速克隆全长cDNA,生物信息学分析全长cDN...     

百合花青素苷合成酶基因片段的克隆及表达分析

为了克隆百合花青素苷合成酶基因(anthocyanidin synthase, ANS),通过已报道的其他物种的ANS基因保守序列设计简并引物,采用同源克隆的方法成功克隆得到了百合ANS基因片段,该片段长701 bp,编码233个氨基酸残基。根据蛋白比对结果,百合ANS基因编码的氨基酸序列与郁金香、荷兰鸢尾、甜樱桃的一致性分别为86%、81%、77%。采用半定量RT-PCR法分析表明,该基因在百合花瓣中的表达水平最高,叶和茎次之,鳞茎中不表达。本研究从百合中分离得到了ANS基因片段,为后续获得基因全长打下了基础。     

东方百合L_sCCR1基因的克隆及表达分析

百合茎秆的挺度直接关系到百合花采收后的货架寿命等重要商品性状,而这些商品性状与植物茎秆中的木质素的含量高低有关.本文应用RLM-RACE技术,从东方百合索蚌植株中克隆了木质素合成相关基因一肉桂酰辅酶A还原酶,定名为LsCCR1.该基因cDNA全长为1 499 bp,包括完整的阅读框,编码388个氨基酸.多重比对分析发现百合LsCCR1基因与其他植物上已经发现的CCR基因同源性多介于55%～66%之间.利用半定量PCR检测LsCCR1基因在百合不同组织中的表达差异,结果显示LsCCR1基因主要在百合的茎秆中表达,根部次之,叶片、鳞茎及花蕾中表达量较少,其表达模式与拟南芥、桉树及大麦中CCR基因的表达模式类似.     

植物抗病基因研究进展

分子生物学技术的飞速发展及其在植物病理学中的广泛应用，为植物抗病基因的克隆奠定了坚实的基础。近40个植物抗病基因结构与功能的明确，有利于深入研究病原菌与寄主之间的相互作用关系，制定更为有效的植物病害防治措施。本文对植物抗病基因的克隆策略、结构与功能、抗病分子机制，以及植物抗病基因在转基因分子育种中的应用前景进行了综述。     

氮磷钾施肥水平对百合切花与籽球品质的影响

为比较氮磷钾肥对百合切花与籽球生长的影响,以OT百合品种‘黄金甲’为试验材料,研究氮、磷、钾肥不同施肥水平对百合切花和籽球品质性状的影响。结果表明,施用氮肥可使百合籽球的干重和围径增加,磷肥对籽球的干、鲜重及围径、直径增长有促进作用,钾肥量100、200 kg/hm²可使籽球生长量增大,但施钾300 kg/hm²会使籽球生长量减小。肥效以磷肥最明显,其次为钾肥和氮肥,磷肥施用量为50 kg/hm²时,籽球生长量最大。施用磷、钾肥可促进切花的株高、叶长、叶宽、叶面积和花径增大,而施氮处理中植株的各性状没有明显改变,钾肥与磷肥的施用量各为100 kg/hm²时肥效接近,但施磷处理的花径增大更多。综上,籽球对氮肥的需求大于切花,施用磷钾肥可提高籽球和切花品质质量,但切花与籽球对磷钾肥的肥效反应不同,磷肥施用量籽球宜为50 kg/hm²、切花宜为100 kg/hm²,钾肥则均可为100 kg/hm²,氮肥不宜单独施用。     

油棕CBF基因的克隆及与禾本科植物CBF基因的进化关系

本研究致力于克隆油棕低温相应转录因子基因CBF。以NCBI网站上公布CBF基因设计引物,对油棕的基因组进行扩增,并对其进行回收,转化和测序。总共测了11个克隆,测序结果显示这11个克隆中有3个不同拷贝的CBF基因序列,它们序列之间的同源性分别是,99%,92%和91%。将克隆的CBF基因与不同物种的CBF基因进行了聚类分析,分析结果显示：这些不同物种的CBF基因可以分为3类,克隆的油棕的3个CBF基因被聚在一块,此外,油棕CBF基因与HvCBF1,OsDREB1E,HvCBF11以及TaCBF11的同源性较高。采用同源序列法,克隆了3个拷贝的CBF基因,通过Blast比对发现,克隆的CBF基因与NCBI数据库现有的CBF基因具有很高的同源性。这些工作将为油棕抗寒的分子选育奠定基础。     

棉花生殖器官发育的分子生物学研究进展

 棉花生殖器官发育与棉花的经济价值紧密相关,因此一直以来都是研究热点。随着棉花三系育种体系的应用推广,棉纤维发育相关基因的克隆、棉花生殖器官高效表达启动子的克隆和应用,棉花生殖器官发育的分子生物学研究的重要性也日益凸显。为方便相关研究人员了解该领域的最新进展,就国内外在棉花核质互作雄性不育、核不育、棉纤维发育以及棉花生殖器官特异型启动子等方面取得的分子生物学研究进展作了详细介绍,并对以上各方面的研究趋势进行了展望。     

作物数量性状(QTL)克隆研究进展

此文首先简述了数量性状基因（QTL）克隆研究方法,然后较全面的总结了作物QTL克隆的研究进展,最后讨论了QTL调控的分子机理。对37个已成功克隆的QTL进行汇总分析表明：控制作物数量性状的有转录因子、蛋白激酶、细胞分裂素氧化酶类等基因;其中12个已成功克隆的QTL编码转录因子,说明转录调控因子是新的植株形态进化和变异的重要原因。随着测序技术的发展,海量的基因组数据将为QTL的遗传定位和分子剖析提供更多便利,越来越多的QTL将会被克隆出来。     

百合病毒编码蛋白及抗病性研究进展

百合病毒病是当前影响中国百合种球质量的主要瓶颈之一,了解侵染百合病毒的编码蛋白及抗病性,有利于病毒与寄主相互作用的研究以及阐明病毒的致病机理,从而为百合的抗病性育种提供有力依据。本研究就侵染百合主要病毒的基因结构、编码蛋白以及抗病性研究进行了概述。经过分析得知百合病毒基因结构与编码蛋白有关联,且不同编码蛋白之间进化高度保守。还介绍了抗百合病毒的基因工程研究现状,概述了抗百合病毒基因工程新理论和新方法,并指出了百合抗病毒基因工程的发展方向。同时对百合抗病性育种研究进行了分析和展望。相信随着抗病毒基因工程研究的不断深入,百合病毒病的有效防控指日可待。     

番茄抗叶霉病基因及分子育种的研究进展

叶霉病是危害保护地番茄生产的重要病害之一,是一种世界性的病害,能导致番茄产量下降,影响番茄生产的经济效益。防治该病的主要措施是培育抗病品种。抗病基因是抗病分子生物学和抗病育种的基础。随着生物技术的发展,已有多个抗性基因被鉴定和克隆出来,有的已经被利用在分子育种上,这为生产上有效控制番茄叶霉病病害提供了一条新途径。为了更好的控制病害,本文综述了叶霉菌生理小种的分化、克隆基因的结构和功能、抗性基因的遗传及抗叶霉病的分子机制,讨论了抗性基因的应用和基因工程的展望。     

中国科学家阐明Boro II型水稻细胞质雄性不育和育性恢复的分子机理

自从20世纪70年代中国成功实现杂交水稻三系配套以来,不少学者致力于水稻细胞质雄性不育及育性恢复的机理研究。近年来,国内外科学家已定位和克隆了控制细胞质雄性不育和育性恢复的基因。2006年华南农业大学刘耀光研究组在《ThePlantCell》上发表论文揭示:BoroII型水稻细胞质雄性不育由线粒体编码的细胞毒素肽引起,两个含PPR蛋白基因中的任何一个均可破坏或降解细胞毒素肽使植株育性恢复,从而在分子水平解释了BoroII型水稻细胞质雄性不育及育性恢复性的机理。这是中国科学家对植物细胞质雄性不育及育性恢复研究的最新贡献。