利用异源酵母功能互补法研究水稻铵转运体OsAMT1;1功能及调控机制

水稻是一种以铵态氮为主要氮素营养的重要粮食作物,存在至少12个铵转运体,对水稻铵的吸收起着至关重要的作用,其中,水稻铵转运体1;1(Oryza sativa ammonium transporter1;1,Os AMT1;1)是一个在根部和地上部相对组成型表达的基因。通过异源酵母功能互补法研究水稻铵转运体Os AMT1;1的功能及其调控机制,结果表明,Os AMT1;1是一个功能型的铵转运体,和铵的同系物甲基铵(Methylammonium,Me A+)相比,Os AMT1;1对铵具有相对较高的选择性;Os AMT1;1介导铵的吸收不依赖于外界质子,转运的底物可能是铵离子;Os AMT1;1介导吸收铵的过程是一个依赖能量的主动运输过程,对铵的吸收可能不受钙离子参与的磷酸化过程调控。     

家蚕BmYki-1基因鉴定与表达特征

【目的】Hippo信号通路中的核心激酶通过磷酸化作用于转录共激活因子Yki来调控下游基因的表达,在控制器官大小、细胞增殖与凋亡等方面起关键作用。家蚕(Bombyx mori)作为鳞翅目模式昆虫,对其Hippo通路研究较少。论文旨在通过鉴定家蚕BmYki-1并对其序列信息和表达特征进行分析,为进一步研究中肠中Hippo信号通路提供基础,更好地了解Hippo信号通路在肠道稳态维持及组织损伤修复方面的调控机制。【方法】利用NCBI数据库及家蚕基因组数据库等相关信息,以哺乳动物和果蝇的Yki蛋白序列为依据,对家蚕Yki基因的同源序列进行鉴定;以家蚕大造品系为研究材料,利用PCR和cDNA末端快速克隆技术克隆获得家蚕BmYki两种可变剪切体的全长序列BmYki-1和BmYki-2,并基于生物信息学方法对两种剪切体的基因序列特征及蛋白结构特征进行分析;重点对BmYki-1在家蚕中肠组织中的功能进行探索;利用半定量PCR检测家蚕L5D3不同组织及中肠各个龄期BmYki-1表达情况;构建BmYki-1过表达载体并转染家蚕胚胎细胞系对其进行亚细胞定位分析;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测用博来霉素损伤的家蚕中肠中BmYki-1的表达情况。【结果】家蚕中存在两种可变剪切形式的BmYki,分别为BmYki-1和BmYki-2,在家蚕基因组数据库中对应的注释号分别为BGIBMGA0082-TA和BGIBMGA0081-TA,其开放阅读框(ORF)分别为1 329和1 227 bp,分别编码442和408个氨基酸,其蛋白质分子量分别为48和44.1 kD,等电点分别为5.18和5.50,在139-171、220-252氨基酸处均各有1个WW结构域。多物种进化树表明,家蚕BmYki-1与同为鳞翅目的昆虫脐橙螟的亲缘关系最近,与鞘翅目、膜翅目昆虫较近,与双翅目昆虫较远,而与脊椎动物的亲缘关系最远。结果显示BmYki-1在家蚕中肠和丝腺中特异表达,中肠不同龄期表达谱分析结构显示表达量从2眠开始上调,在5龄的前中期表达水平较高。亚细胞定位试验表明BmYki-1蛋白在家蚕胚胎细胞系中主要存在于细胞核中,但在细胞质中也有分布。与对照相比,用博来霉素损伤的家蚕中肠中BmYki-1的表达量显著上调。【结论】获得了BmYki-1全长序列及时空表达特征,亚细胞定位BmYki-1蛋白主要在细胞核中,推测其在家蚕中肠细胞生长发育及损伤修复中起重要作用。     

小麦病程相关蛋白1基因的亚细胞定位及信号肽鉴定

前期研究克隆获得了一个叶锈菌诱导的小麦病程相关蛋白1基因TaLr35PR1,明确了其基因结构和表达特征。本研究首先预测TaLr35PR1的信号肽和亚细胞定位情况,进而通过试验予以佐证。将信号肽编码的核酸序列克隆、连接到酵母信号肽诱捕载体pSUC2T7M13ORI上,并转化到酵母蔗糖酶缺陷菌株YTK12中,明确了TaLr35PR1基因的信号肽具有分泌功能。同时,利用酶切连接的方法成功构建亚细胞定位重组体pCamA-TaLr35PR1-GFP,利用基因枪轰击技术瞬时转化洋葱表皮细胞。结果表明,pCamA-TaLr35PR1-GFP融合蛋白主要在细胞外表达,与亚细胞定位预测的结果一致。这些研究结果丰富了小麦病程相关蛋白1基因的研究内容,为进一步探索该类基因的生物学功能及其作用机制提供了研究基础。     

巴西橡胶树锌指蛋白基因的克隆及功能鉴定

锌指蛋白是一类能与DNA/RNA结合并调控基因表达的蛋白。前期笔者通过酵母双杂技术筛选到1个可能与JAZ蛋白互作的巴西橡胶树锌指蛋白(命名为Hbzinc-finger),该基因的c DNA全长序列有2 262bp,编码753个氨基酸。该蛋白碳末端有1个PB1结构域,在336~381处氨基酸序列编码1个Zn F_ZZ锌离子结合结构域。红色荧光蛋白亚细胞定位结果表明,Hbzinc-finger定位于细胞核,酵母自转录激活显示该蛋白有自转录活性。该基因的表达受创伤影响,表明橡胶锌指蛋白的表达可能受茉莉酸信号调控。     

玉米赤霉素受体基因ZmGID1a的克隆及功能研究

为研究赤霉素(GA)受体GID (gibberellin insensitive dwarf),克隆编码玉米GID的同源基因ZmGID1a,分析其在物种间的保守性和系统进化关系。通过实时定量PCR分析该基因在玉米中的表达特性以及不同激素对该基因表达水平的影响。亚细胞定位确定蛋白在细胞核和膜上,利用酵母双杂技术分析Zm GID1a与GA负调控因子玉米DELLA-8和DELLA-9的互作。还分析了表达Zm GID1a转基因烟草的生理指标。这些结果表明Zm GID1a和其他已报道的同源蛋白功能相似。     

白菜类作物开花时间相关基因CCA1的克隆及功能标记开发

以1年生的油用型品种Yellow sarson(YS-143)与2年生的芜菁品种Vegetable turnip(VT-044)的cDNA为模板,克隆出CCA1基因cDNA全长序列,分析其核苷酸多态性。在这2份材料构建的200株F_2分离群体中,选取极早和极晚开花的单株各24株,对在亲本上鉴定到的4个多态性位点进行PCR扩增,采用Pearson相关性分析研究基因型与开花时间表现型的关系。构建pEZS-NL-CCA1载体,利用亚细胞定位技术,分析CCA1基因在真核细胞中的表达情况。序列分析表明,YS-143与VT-044分别有1 665、1 647个核苷酸,分别编码了554、548个氨基酸。亲本之间核苷酸序列分析鉴定到12个差异位点,氨基酸同源进化树分析表明,十字花科的不结球白菜、大白菜、萝卜、油菜、拟南芥、亚麻芥聚集在同一分支中,而禾本科的大麦、玉米、水稻聚集在另一分支中。在F_2分离群体上,Pearson相关性鉴定到位于亲本第727至第732个碱基处的1个多态性位点(ACCCTT/ACCCTT),有该位点的群体单株平均开花时间为39 d,极显著早于缺失该位点的群体单株平均开花时间104 d(P0.01),表明白菜类作物CCA1基因的第727至第732个碱基的缺失(A05:472204-472209)与开花时间呈极显著相关,影响开花时间,可为光周期敏感的白菜类作物晚抽薹育种研究提供一定的理论依据。开发的该Insert/Delete(InDel)标记,可以作为功能分子标记进行辅助育种工作,以加快育种进程。亚细胞定位结果表明,CCA1基因主要在细胞核上表达。     

甘薯等8种植物JAZ1基因的生物信息学分析

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物中茉莉酸信号调控途径中重要的负调控因子,它在调控植物发育、营养生长、衰老、抗盐、抗旱以及抗病等过程中起着至关重要的作用。为了对甘薯等JAZ1基因的生物信息学进行分析并对其功能进行预测,本研究以NCBI数据库中收集的8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列为试验数据来源,采用系列生物信息学分析软件对甘薯等8种JAZ1蛋白的氨基酸组成及其理化性质、蛋白质亲疏水性、磷酸化位点、二级结构元件和含量、跨膜结构域、信号肽、蛋白质亚细胞定位、功能结构域进行预测和分析,并对8种植物JAZ1蛋白氨基酸序列进行多重比较和蛋白质系统进化树进行构建和分析。结果表明,8种植物JAZ1蛋白的氨基酸残基数目介于180～294;相对分子量介于19 815 670～31 550 050;理论等电点均为碱性等电点;8种植物JAZ1蛋白的主要氨基酸为丝氨酸、脯氨酸、赖氨酸和苏氨酸;稳定性预测结果表明8种植物JAZ1蛋白均为非稳定性蛋白质;磷酸化位点预测分析结果表明8种植物JAZ1蛋白磷酸化位点数量最多为丝氨酸,其次为苏氨酸;根据亲疏水性预测分析结果推测8种植物JAZ1蛋白均为亲水性蛋白质;信号肽和跨膜结构域预测结果显示这些蛋白质均为非分泌蛋白质不具有信号肽,没有明显的跨膜结构域;JAZ1蛋白二级结构元件主要为不规则卷曲,其次为α-螺旋和延伸链;亚细胞定位预测结果显示该蛋白质主要定位于细胞核;结构域预测结果表明供试8种植物JAZ1蛋白均含有JAZ蛋白家族典型的TIFY和CCT_2功能结构域;氨基酸序列多重比对和蛋白质系统进化树分析结果表明甘薯JAZ1与长春花JAZ1亲缘关系最近。本研究可为甘薯JAZ1基因功能研究和甘薯性状定向改良奠定理论基础。     

水稻OsSsr1基因的生物信息学分析、亚细胞定位及其表达模式

为了探明盐敏感相关基因[OsSsr1（Oryza sativa L.salt-sensitive related gene 1,GenBank登录号为NM₀01065574）]的亚细胞定位及在水稻不同组织和各种逆境胁迫下的表达模式,通过生物信息学手段、洋葱表皮亚细胞定位、RiceXPro数据库和Real-time PCR对其进行研究。序列分析表明OsSsr1的开放阅读框为2 004 bp,编码一个由667个氨基酸组成并含有5个跨膜区的蛋白质,该蛋白质N端含有一个信号肽;其启动子序列包含TGACG-motif、ABRE、TCA-element和W box等多个与逆境相关的顺式作用元件。GFP融合表达显示,OsSSR1蛋白质定位于细胞膜。RiceXPro数据库中数据分析表明,OsSsr1基因在水稻不同发育期的不同组织中均有表达,在叶中的表达量最高,胚中的表达量最低。Real-time PCR结果表明,OsSsr1表达水平受干旱、高温、高盐、低温、机械伤害、稻瘟病菌、MeJA和ABA的诱导上调。这些结果显示,OsSsr1基因可能在水稻胁迫反应中发挥重要作用。     

水稻Ossp1基因的亚细胞定位及其干旱条件下的表达

sp1基因是叶绿体蛋白质输入调控的关键基因,本研究通过生物信息学分析、Real time PCR分析、瞬时表达分析等方法,对sp1在水稻中的同源基因Ossp1进行了结构和功能预测、组织表达和干旱响应性分析以及亚细胞定位分析。生物信息学分析结果显示,水稻Ossp1基因位于7号染色体,基因登录号为Os07g0647800,序列全长1 032 bp,SP1蛋白由343个氨基酸残基组成,信号肽序列位于氮端,蛋白质分子中有2个跨膜区域。Real time PCR分析结果显示,Ossp1在水稻叶片中表达量最高,其次为叶鞘,根中最低,此外,Ossp1在叶片中的表达具有明显的干旱响应性,受到干旱胁迫诱导后,表达量显著提高。采用瞬时表达进行亚细胞定位结果显示,SP1蛋白定位于水稻叶绿体。上述结果显示了Ossp1基因与水稻叶绿体及干旱胁迫响应的关系,为Ossp1基因功能的深入研究提供了基础。     

尼罗罗非鱼CD209基因的克隆、表达及功能鉴定

为揭示尼罗罗非鱼模式识别受体CD209的分子结构、组织表达特性并初步了解其免疫功能,利用聚合酶链式反应(PCR)获得尼罗罗非鱼Oreochromis niloticus(体质量为100 g±5 g)CD209基因的开放阅读框片段(open reading frame, ORF),命名为OnCD209;使用生物信息学软件对其氨基酸序列进行分析,采用RT-qPCR法对健康尼罗罗非鱼的各组织及无乳链球菌刺激后尼罗罗非鱼肝脏、脾脏、鳃和肠道的CD209基因表达量进行分析,并构建了CD209-pEGFP-N1及CD209-pcDNA3.1载体,研究了CD209基因在293T细胞中的定位及在细胞中过表达时对NF-κB酶活性的影响。结果表明:OnCD209的ORF区片段长度为1 383 bp,可编码460个氨基酸,预测该蛋白具有一个C型凝集素结构域;多重氨基酸序列比对及系统进化分析显示,CD209氨基酸序列在各物种间相对不保守,尼罗罗非鱼与田纹狮子鱼Liparis tanakae的CD209氨基酸序列聚为一支,亲缘关系最近;RT-qPCR结果显示,所有组织(脑、血液、皮肤、肌肉、头肾、肠道、鳃、肝脏、脾脏和胸腺)中均能检测到OnCD209的mRNA表达,且在血液中表达量最高;尼罗罗非鱼在受到无乳链球菌感染后,OnCD209的表达在各组织中呈现相似的变化趋势,大致呈先在6 h时上调,后在12、24 h时下调,再在48 h后上调的表达模式;亚细胞定位分析显示,OnCD209定位于细胞膜上;双荧光素酶报告基因系统检测发现,OnCD209对NF-κB通路的活性显著性激活。研究表明,OnCD209可能参与尼罗罗非鱼对细菌的免疫应答过程及炎症反应过程。     

基于叶绿体DNA变异的山荆子种质遗传多样性和系统演化

【目的】山荆子是中国原产苹果属植物中分布最广泛的种,母系遗传的叶绿体基因组的非编码区适用于较低的分类阶元（如科、属）的系统研究。对野外考察新收集的山荆子种质的叶绿体DNA（cpDNA）非编码区进行测序,解析其序列遗传变异,从母系遗传基因的角度探究山荆子不同居群的遗传多样性和系统演化关系,为我国山荆子种质资源的起源演化以及收集和保护提供理论依据。【方法】利用4对叶绿体DNA引物扩增新收集的215份山荆子种质资源的4个非编码区trnH-psbA、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF,对每个基因间区正反向测序获得的序列进行人工校对后,使用MEGA 7.0进行序列拼接和比对,并构建山荆子不同居群间基于遗传距离的Neighbour-Joining系统发育树;使用DnaSP ver5.10.01计算叶绿体DNA的遗传多样性参数,计算不同居群间的基因流和基因分化;利用Arlequin v3.5分析标准分子变异（AMOVA）;运用NetWork ver4.6.1.2构建种内居群间的叶绿体DNA单倍型邻接网络关联图。【结果】4个叶绿体DNA非编码区经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 777 bp,共有171个多态性变异位点,其中包含150个插入-缺失位点、20个简约信息位点和1个单一突变位点。在215份山荆子种质中,trnH-psbA、trnS-trnG spacer + intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF区域的变异位点数量分别为26、32、103和10个,单倍型数量分别为8、8、6和4个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型为24个。核苷酸多样性最高的区域为trnT-5'trnL（Pi=0.01174）,单倍型（基因）多样性最高的为trnS-trnG spacer+intron（Hd=0.599）,最低的为5'trnL-trnF（Hd=0.228）。215份山荆子种质叶绿体DNA多样性较高（Hd=0.727,Pi=0.00577）。Tajima’s D检验中,4个cpDNA区域在各检验水平上均不显著,检测的4个cpDNA区域在进化上遵循中性模型。AMOVA分析表明遗传变异主要存在于群体内部。【结论】供试4个叶绿体DNA非编码区适合苹果属山荆子种质遗传多样性和系统演化分析。在叶绿体DNA水平导致山荆子群体进化的原因不是自然选择,而是突变压力和遗传漂变。群体间遗传分化与其地理距离不完全相关。山荆子可能为多点起源,推测黑龙江和吉林,内蒙古,甘肃和山西为3个可能的起源地区。     

短枝型苹果MdRGL基因的克隆及原核表达分析

【目的】克隆短枝型苹果（Malus domestica Borkh.）的MdRGL基因,并对其进行生物信息学分析,构建该基因的原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白,为明确短枝型苹果MdRGL基因与短枝芽变特性之间的关系奠定基础。【方法】采用同源克隆法,以短枝型苹果叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得短枝型苹果MdRGL的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定。将克隆到的短枝型苹果MdRGL克隆到表达载体pGEX-4T-1上,构建融合表达载体pGEX-4T-MdRGL,转化到大肠杆菌BL21（DE3）并诱导表达。【结果】从短枝型苹果中克隆到5条MdRGL基因：MdRGL1a/b、MdRGL2a/b和MdRGL3b。序列分析表明,除MdRGL3b外,另外4条序列都具有DELLA和VHYNP结构域。利用所构建的原核表达载体,经IPTG诱导和SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期蛋白大小一致。【结论】短枝型苹果中DELLA蛋白的克隆和原核表达的成功,为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定了试验基础。     

变温条件下钙对山定子根系线粒体功能的影响

【目的】探讨山定子根系线粒体功能对变温胁迫的响应机制及钙在此过程中的调节效应,为深入研究山定子根系适应温度逆境的生理机制奠定基础。【方法】以山定子幼苗为试材,进行变温处理（5℃→20℃→0℃）和CaCl₂浇灌处理,测定根系线粒体膜通透性（MPT）、膜电位（?ψm）、超氧阴离子（ ）产生速率、线粒体细胞色素途径（CP）和交替途径（AP）、钙调素（CaM）含量、钙调磷酸酶（CaN）含量等指标的变化。【结果】大幅度变温导致山定子根系MPT不断增大,?ψm明显下降, 产生速率持续升高,引起根系MDA含量不断增加。CaCl₂处理使根系MPT处于较稳定的水平;明显提高降温阶段?ψm的水平;逐渐降低降温阶段的 产生速率,使根系MDA含量始终稳定在较低水平。变温过程中根系CP活性和贡献率先下降后升高,AP活性则持续升高。CaCl₂处理显著提高了20℃时CP和AP的活性,且AP活性和贡献率的变化趋势与CP互补。变温过程中根系CaM含量逐渐升高,CaN含量先下降后升高;而CaCl₂处理后CaM含量先降低后升高,CaN含量则持续降低。【结论】大幅度变温抑制了山定子根系线粒体的功能,导致电子漏增加,膜脂过氧化程度加剧。外源钙通过稳定MPT,调节CP和AP活性等方式,有效降低了膜脂过氧化程度。在升温阶段,钙处理通过下调CaM和上调CaN来缓解温度胁迫;在降温阶段,钙处理则通过大幅度上调CaM和下调CaN来缓解温度胁迫。     

玉米大斑病菌转录因子StSte12的活性及其对酵母生长的功能互补分析

【目的】分析玉米大斑病菌StSte12的结构、转录活性及功能。【方法】利用生物信息学方法,对获得的StSte12进行保守结构域和进化树分析,推测该基因的功能;利用β-半乳糖苷酶法检测StSte12的转录活性;将StSTE12转化至酿酒酵母ScSTE12基因缺失突变体ste12Δ中,筛选酿酒酵母ScSTE12的功能互补突变体并对其分析,验证玉米大斑病菌StSTE12的功能。【结果】通过蛋白比对发现StSte12具有转录因子特有的STE homeodomain和ZnF_C2H2锌指结构;同源性分析显示,该基因与其它植物病原真菌的STE12-like基因有较高的同源性;利用β-半乳糖苷酶法检测发现,StSte12具有转录激活活性;酵母互补试验表明,StSTE12可以回复酿酒酵母ste12Δ的功能,能够调控酵母细胞的生长。【结论】玉米大斑病菌StSTE12属于STE12-like基因;转录因子StSte12具有转录活性;对酵母细胞在YPD培养基上的侵入生长有重要的调控作用。     

利用密码子优化提高Bt cry1Ah基因在转基因玉米(Zea mays L.)中的表达

Bt cry1Ah基因是本实验室从苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株BT8中克隆的一种新型杀虫蛋白基因。在前期工作中已根据植物密码子偏好性对cry1Ah基因进行过一次优化。根据玉米密码子偏好性对cry1Ah基因进行第二次优化,并将两次优化的cry1Ah基因分别构建了pAhmG和pmAhb植物表达载体,利用农杆菌介导法转化玉米自交系综31,分别得到10株和9株阳性转基因玉米植株。通过ELISA、Western blot检测及生物活性检测,比较不同优化的基因在玉米中的蛋白表达量及抗虫情况。初步结果表明外源基因在玉米植株中可以稳定表达并可以遗传。二次优化基因比一次优化基因在玉米中的蛋白表达量更高,抗虫性更好。表明密码子优化有利于提高外源基因的表达。     

亚低温下不同外源氮对山定子根系氮代谢活性的影响

试验以山定子(Malus baccata Borkh.)实生苗为试验材料,研究根域亚低温下不同外源氮(NO3-和NH4+)对山定子根系活力、根系氮代谢关键酶活性以及根系抗氧化酶活性的影响。结果表明,亚低温条件下,添加外源氮可在一定时间内提高山定子的根系活力;提高了山定子根系硝酸还原酶(NR)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性,但降低了谷氨酰胺合成酶(GS)活性,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性整体呈上升趋势。不同氮源对山定子根系氮代谢酶活性影响不同,NH4+处理的山定子根系GS活性和GDH活性高于NO3-处理。亚低温条件下,添加外源氮提高了根系过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了超氧化物歧化酶(SOD)活性。因此,施加外源氮可缓解根域亚低温对植株生长的伤害。同时研究表明,两种外源氮对山定子根系响应亚低温具有不同的影响,为苹果生产中合理施用氮肥提供了理论基础。     

烟草转录因子基因NtGRAS-R1的克隆与功能分析

为了分析NtGRAS-R1的生物学功能,在NCBI上BLAST植物的EST数据库拼接获得Nt-GRAS-R1的全长序列;根据该序列设计特异引物,利用PCR方法从烟草根系cDNA 中扩增Nt-GRAS-R1,将其连接到pS1300表达载体上,采用农杆菌介导的花序侵染法转化拟南芥,采用RT-PCR法检测转基因拟南芥植株;获得稳定转基因拟南芥后观察生长性状,并用qPCR方法检测At-CLV3基因的表达情况。结果显示,NtGRAS-R1基因属于HAM亚家族,编码508个氨基酸;观察发现,转基因拟南芥植株根长和根体积明显大于野生型;qPCR结果表明,转基因拟南芥AtCLV3的表达量明显低于野生型拟南芥。初步表明NtGRAS-R1参与根系生长发育调控过程。     

柱型苹果生长特性及Co基因定位研究进展

柱型苹果是一类特殊的矮生类型突变体,其树体矮小、主干粗壮直立、节间短、短枝多,无需修剪、管理方便,是现代苹果产业实现矮化密植栽培获得高产的优良资源。自柱型苹果产生以来,其独特树形的生长特性一直是国内外研究者关注的焦点。当前国内外取得的研究成果主要包括:(1)柱型苹果的生长发育与其内源激素含量密切相关。柱型苹果腋芽中自由态IAA/总IAA的比值明显高于普通型。柱型苹果多发短枝的原因是顶芽和侧芽中玉米素类物质含量较高。柱型苹果树体生长矮小原因可能是赤霉素含量低。(2)苹果的柱形性状是由显性基因Co控制的质量性状,Co位点与枝干、分枝、叶片和果实品质等多种性状连锁成簇。Co精细定位于苹果第10号染色体18.52—19.09 Mb。(3)目前报道的Co有5个候选基因,其中最有希望的候选基因91071转入苹果和烟草中均表现节间变短,但Co是否介入减少侧枝和增加短枝的形成需要进一步验证。由于Co与植物激素代谢和信号传导均密切相关,通过RNAi及转基因等技术验证Co的详细功能,不但可以揭示柱型苹果独特树形生长特性的分子机理,还可以为选育优良品质的柱型苹果提供理论基础。     

酵母耐盐相关基因HAL1在棉花中的功能表达

【目的】克隆酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）耐盐基因HAL1（halotolerance）并转化棉花,探究该基因在棉花中的功能,进一步探究酵母耐盐相关基因在高等植物中的具体功能。【方法】根据NCBI核酸数据库中酵母耐盐基因HAL1的mRNA全长序列信息,利用RT-PCR技术从酿酒酵母As2.375中克隆该基因。选择酶切位点XbaⅠ和SmaⅠ对表达载体pBI121::GFP进行双酶切,采用In-Fusion技术构建pBI121-ScHAL1::GFP融合表达载体。以自发荧光较弱的陆地棉品种Y-2067、ZA-23、GZ-2的花粉为材料,用基因枪轰击棉花花粉进行瞬时表达研究。采用基因枪活体转化技术将外源基因表达载体pBI121-HAL1::GFP转化棉花盐敏感材料中s9612,获得T0棉花转基因种子。用100 mmol·L^-1 NaCl盐溶液对转基因T0种子进行耐盐性发芽试验,并进行分子检测,对鉴定出的转基因植株进行叶盘耐盐性分析。【结果】从酿酒酵母As2.375中克隆耐盐基因ScHAL1,基因全长885 bp,共编码294个氨基酸。对其序列进行分析,发现HAL1蛋白中丝氨酸所占比例最大,整个蛋白呈碱性且带正电,属于亲水性蛋白。根据蛋白二级结构预测结果,推测该蛋白的结构功能域可能主要由无规则卷曲和β-折叠片构成。棉花花粉瞬时表达结果表明,转化HAL1后,3种陆地棉花粉的绿色荧光现象都明显增强,说明该基因可以在这3种陆地棉的花粉中表达。用100 mmol·L^-1 NaCl盐溶液对转基因棉花T0种子和受体材料中s9612自交种进行胁迫,发现转基因种子萌发能力明显强于受体材料,表明HAL1可以提高种子耐盐性。根据基因核苷酸序列设计2对引物对T0转基因棉花幼苗进行分子检测,将纯化后的PCR产物进行直接测序,测序结果证明转基因成功。对鉴定出的转基因植株进行叶盘耐盐性分析发现,在600 mmol·L^-1 NaCl和400 mmol·L^-1 NaCl盐胁迫下转基因植株叶盘叶绿素含量均高于对照植株,且在600 mmol·L^-1 NaCl溶液胁迫后,转HAL1植株叶绿素含量反而高于400 mmol·L^-1 NaCl溶液处理后的叶盘。【结论】成功从酿酒酵母中克隆基因HAL1,酵母HAL1对提高棉花耐盐性具有重要作用。