海岛棉GbTCP5基因沉默和过量表达载体的构建及拟南芥转化

海岛棉具有优良的纤维品质,TCP蛋白参与细胞生长和增殖调控,本研究构建海岛棉GbTCP5基因沉默和过量表达植物表达载体。以GbTCP5基因pGEM-T Easy-GbTCP5质粒为模板进行PCR扩增,并将该基因构建到植物表达载体pCAMBIA3301中,利用冻融法转入农杆菌GV3101菌株,通过农杆菌浸染法转化拟南芥植株,初步证明已获得转化海岛棉GbTCP5基因的拟南芥。利用重叠PCR方法替换拟南芥AtMIR319的成熟链和互补链序列,构建含有amiRTCP5前体的植物表达载体amiRTCP5-pCAMBIA3301,为深入研究海岛棉GbTCP5基因的生物学功能奠定基础,为研究棉花纤维发育机制提供理论依据。     

海岛棉转录因子基因GbTCP44的克隆及特征分析

为阐明TCP基因在棉花纤维发育中的功能,以海岛棉'新海21号'为材料,运用RT-PCR技术克隆得到海岛棉GbTCP44基因的cDNA序列,并借助生物信息学、亚细胞定位、实时荧光定量PCR技术分析预测其结构和功能.结果表明:1) GbTCP44基因的编码区序列全长为1 035 bp,共编码344个氨基酸,预测分子式为C1...     

海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析

[目的]海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析.[方法]利用RT-PCR技术,从海岛棉中克隆CONSTANS(CO)的同源基因,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析基因的组织表达.[结果]从新海14号花后9d的纤维中克隆得到了一个棉花CO蛋白基因,命名为GbCO.GbCO cDNA的ORF为1 008 bp,编码335个氨基酸.序列分析表明GbCO和GhCO的相似性只有78.2;,棉花CO蛋白同蓖麻RcCO、苹果MaCO等亲缘关系较为接近.qRT-PCR结果表明,GbCO基因在棉花的根、茎、叶、花瓣等组织中均有表达,但在叶片中的表达相对较高.并且CbCO在棉花胚珠及纤维发育的起始和伸长阶段都有表达,在开花前1d和开花后5d的胚珠中表达量很高.GbCO基因的表达受到光周期的调节,在夜间表达量高于白天.[结论]GbCO基因可能在陆地棉的开花发育中起着重要的作用.     

海岛棉GbMYB25基因的克隆及表达分析

根据陆地棉GhMYB25的序列,设计1对引物,通过RT-PCR技术从海岛棉品种新海21号中克隆了1个同源基因,命名为GbMYB25。GbMYB25基因具有1个930bp的开放阅读框,编码309个氨基酸,预测分子量约为34.762ku,等电点为8.08,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。GbMYB25基因序列包含2个内含子。氨基酸序列比对表明,该蛋白和其他高等植物的MYB蛋白有较高的同源性。进化树分析表明,GbMYB25基因和陆地棉GhMYB25基因处在同一进化树分支。亚细胞定位表明GbMYB25基因在细胞核中表达,实时荧光定量PCR结果表明GbMYB25基因在胚珠(0doa)、纤维(5dpa)和叶片中的表达量较高。以上结果表明,GbMYB25转录因子可能参与棉花纤维发育。     

海岛棉生长调控因子GRF基因家族的全基因组及表达分析

本研究利用生物信息学方法,从海岛棉(Gossypium barbadense)基因组中鉴定获得35个海岛棉生长调控因子(GbGRF)转录因子家族成员,并对其理化性质进行分析。结果表明,GbGRF家族成员编码的肽链平均为424个氨基酸,分子量26.36～65.64kDa,等电点在5.89～9.63,GbGRF家族成员都为不稳定蛋白(蛋白不稳定指数40),均表现为亲水性,且均具有完整的特征结构域QLQ (Gln、Leu、Gln)和WRC(Trp、Arg、Cys)。GbGRF家族成员含有3～5个外显子,基于系统进化关系将GbGRF家族分为4组,且与拟南芥(Arabidopsis thaliana)GRF家族的亲缘关系更为接近。不同组织转录组数据分析结果表明,该家族在胚珠(开花当天)发育中显著表达,实时荧光定量结果显示,GbGRF32在开花当天及开花后第5天的相对表达量显著高于其他纤维发育时期,结果与表达图谱结果基本一致,推测该基因可能在纤维发育起始阶段起重要作用。     

海岛棉与陆地棉纤维C4H1基因克隆及表达分析

[目的]研究海岛棉与陆地棉纤维不同发育时期C4H1基因的表达和结构差异.[方法]分别从海岛棉和陆地棉纤维中克隆C4H1基因的cDNA全长,并利用DNAMAN、MEGA3.1等软件进行C4H1基因的生物信息学分析;采用半定量和实时荧光定量PCR方法,比较海岛棉和陆地棉不同发育时期的棉纤维中C4H1基因的表达水平.[结果]C4H1基因在海岛棉与陆地棉纤维发育不同时期表达具有差异,海岛棉中该基因的表达高峰期在20 DPA,而陆地棉中该基因的表达高峰期在15 DPA.该基因的核酸序列在两种棉花中存在差异,并导致其编码蛋白的氨基酸序列也存在差异,且海岛棉C4H1蛋白中Thr(苏氨酸)含量高于陆地棉,蛋白等电点也耍高于陆地棉.[结论]海岛棉中C4H1基因的表达高峰期晚于陆地棉,两个棉种C4H1蛋白氨基酸序列的差异可能导致其理化性质及生物学功能的改变,为发掘海岛棉纤维品质优异基因奠定了基础.     

棉花油菜素类固醇合成酶基因GhDWF1的克隆和表达分析

 【目的】研究油菜素类固醇物质（BRs）在棉花纤维生长发育过程中的作用。【方法】通过棉花EST序列的筛选和整合，从陆地棉徐州142纤维中克隆了一个BRs合成酶基因GhDWF1。【结果】其cDNA序列全长1 849 bp，包含一个1 692 bp的开放阅读框，推导编码563个氨基酸，与水稻、玉米、豌豆、番茄和拟南芥的BRs合成酶DWARF1/DIMINUTO有较高的同源性，具有该类蛋白的典型结构。GhDWF1基因在开花当天的胚珠和纤维中表达最强，在根、幼茎和纤维发育的各个时期表达较高。与徐州142野生型相比，无绒无絮突变体胚珠中表达量较低。【结论】暗示GhDWF1基因的表达与棉花纤维的生长发育有密切关系。     

荧光实时定量PCR研究GA负调控因子基因在棉花纤维不同发育时期的表达模式

棉花纤维发育经历起始期、延伸期、次级细胞壁加厚期、脱水期共4个发育时期。为了了解GA负调控因子基因在整个纤维发育时期的调节作用,采用敏感的实时定量PCR对GA负调控因子基因Gh RGL在棉花纤维不同发育时期中的转录水平进行了定量研究,通过提取来源于不同纤维发育阶段[包括-3~0 DPA(开花后)胚珠,3 DPA胚珠,5 DPA胚珠,10 DPA胚珠,15 DPA纤维,25 DPA纤维]的样品总RNA,探讨不同发育时期Gh RGL基因的表达模式。结果显示,Gh RGL基因在所有被选的样品中都有表达,其中在5 DPA胚珠和10 DPA胚珠中转录水平较高,在10 DPA胚珠中表达水平最高,在-3~0 DPA胚珠、3 DPA胚珠、15 DPA纤维、25 DPA纤维中的表达水平较低,表明Gh RGL基因在纤维伸长期表达水平较高,暗示Gh RGL可能对纤维伸长起着重要作用。     

陆地棉胚珠及纤维发育过程中miRNA分离与鉴定

microRNA(miRNA)是生物中一类起负调控作用的非编码的小分子RNA,主要在转录后水平上调节生物体的生长与发育。直接克隆法是鉴定植物中miRNA最常用也是最有效的方法之一。利用直接克隆法分离了陆地棉开花后0~10 d(days post anthesis, DPA)胚珠中总RNA,从中筛选17~24 nt小分子RNA构建cDNA文库,对初筛得到的阳性克隆进行测序。通过与miRNA数据库比对,最终获得4个保守的miRNA。进一步对他们的转录表达进行分析,发现所有miRNA在棉花胚珠纤维不同发育时期均能表达。其中miR167a、miR172c和miR394b在棉花幼苗的根茎叶中有不同程度的表达。预测得到55个miRNA的靶基因,多数靶基因编码转录因子、代谢酶类以及发育相关蛋白,进一步证明miRNA参与调控棉花纤维的形态建成、发育等各项生理活动。     

陆地棉GhPLDα基因的克隆、序列分析及表达

[目的]棉花磷脂酶D(GhPLDα)基因的克隆、序列功能结构域分析及表达.[方法]以陆地棉胚珠和纤维为材料提取总RNA,利用RT-PCR技术扩增得到PLDα基因的cDNA片段,将其构建到原核表达载体pET-28a中,转化大肠杆菌BL21(DE3)并进行体外诱导表达,通过SDS-PAGE检测目的蛋白的表达,利用分光光度法检测酶活性,采取RT-PCR方法检测基因表达.[结果]从发育的棉花胚珠和纤维混合材料中克隆得到的磷脂酶基因的开放读码框为2 421 bp,编码包含807个氨基酸的蛋白质,分子量约为88 kDa.通过同源序列比对和功能结构域分析,GhPLDα具有典型的磷脂酶D家族(HKD)结构域,同时还存在蛋白激酶C结构域2(C2结构域).构建了pET28a-GhPLDα原核表达载体;获得分子量约为88 kDa左右的重组蛋白GhPLDα.半定量RT-PCR结果表明GhPLDα基因可能参与棉花胚珠与纤维发育过程.[结论]GhPLDα基因的克隆、序列分析和表达为进一步研究棉花GhPLDα基因在胚珠和纤维发育中过程的功能奠定了基础.     

沙门菌、巴氏杆菌和大肠埃希菌多重PCR检测方法的建立

旨在建立一种可以应用于临床样本同时检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌感染的多重PCR方法。根据NCBI上已收录的沙门菌hut基因、多杀性巴氏杆菌 kmt1基因和大肠埃希菌23SrRNA基因的全基因序列,设计并合成3对特异性引物,通过优化多重PCR反应条件,建立能够同时检测3种细菌混合感染的多重PCR诊断方法。特异性分析表明,应用该方法可以从沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌以及3种细菌的混合物中扩增出3条大小分别为286 bp、457 bp和652 bp的特异性条带,其他对照组检测结果均为阴性;敏感性分析表明,该方法对沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的最低检出量分别为1.77×10　、1.99×10　、2.01×10　 CFU/mL;人工模拟感染样本检测表明,该方法能从混合感染的病料中检测出3种病原菌。可见：所建立的多重PCR方法具有特异性强,敏感度高,稳定性好的特点,可以有效检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的混合感染。     

大豆生育期E1、E2、E3和E4基因的研究与应用

大豆E1～E4基因作为对大豆生育期影响最大的E系列基因,与大豆品种生态类型密切相关。为总结大豆主要生育期基因E1～E4的研究进展和应用现状,促进中国大豆生育期育种模式的形成,本研究综述E1～E4基因不同变异类型、变异类型鉴定方法和调控大豆光周期机理的研究进展及大豆群体E1～E4基因型分析在大豆品种生长适应性研究中的应用,以期为大豆生育期遗传调控机理的全面深入研究提供参考,同时为适应不同生态区域的大豆遗传育种工作提供依据。     

黄花烟草(Nicotiana rustica)、迪勃纳氏烟草(Nicotiana debneyi)与Nicotiana tabacum K326互交亲和性的荧光鉴定

利用荧光显微镜对烟草互交组合Nicotiana tabacum K326×Nicotiana rustica与Nicotiana tabacum K326×Nicotiana debneyi授粉后花粉管生长部位和形态进行观察比较。结果显示,在正交组合中,N.rustica、N.debneyi花粉管大量生长进入Nicotiana tabacum K326花柱离柱头3/4区间后停止生长,在停止生长部位弯曲、膨胀,形成大量不规则胼胝质颗粒;用蒙导法、切割花柱法、已开放花朵授粉及已开花朵重复涂抹授粉等方法均未能有效促进2个父本花粉管在K326花柱中生长,而蕾期授粉花粉管可以生长进入子房,但授粉后没有获得种子;在反交组合中,K326花粉管可以在N.rustica、N.debneyi花柱中大量生长并进入子房,N.debneyi授粉后获得种子,种子萌发率为(49.67±1.53)%。     

猪种、牛种、羊种、绵羊种布鲁菌多重PCR检测方法的建立及应用

为建立在临床样本能够同时检测猪种、牛种、羊种、绵羊种布鲁菌的多重PCR方法,根据NCBI已收录的布鲁菌全基因,设计并合成4对特异性引物,通过优化多重PCR的反应条件,建立能够同时检测4种布鲁菌的多重PCR诊断方法。特异性试验结果表明,可以从4种布鲁菌以及4种细菌混合物中扩增出大小分别为276、494、733和976bp的特异性条带,对照组的检测结果为阴性;敏感性试验结果表明,对4种病原菌基因组DNA的检出量为猪种32.2pg、牛种21.3pg、羊种27.5pg、绵羊种43.2pg;人工模拟感染样本检测结果表明,能从混合感染的病料中特异地检测出4种病原菌。应用该方法对200份临床奶山羊乳样进行检测,结果检出4份阳性。建立的多重PCR方法具有特异性强、敏感度高、稳定性好的特点,可以有效地检测4种布鲁菌的感染。     

牛源耐药性金黄色葡萄球菌的分离鉴定及黏附因子基因FnBP和clfA的表达分析

为探究致奶牛乳房炎主要致病菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)的生物学特性,对新疆垦区部分奶牛场乳房炎奶样进行病原学分析,并对病原菌进行耐药性、毒力因子的表达分析。从乳房炎奶样中分离得到S.aureus,采用血浆凝固酶试验、KB法、琼脂筛选法、生化鉴定法(VITEK32)、聚合酶链式反应等法进行鉴定。针对毒力基因clfA(凝集因子A)和FnBP(纤维结合素结合蛋白)进行特异性PCR扩增,用T/A克隆法将其插入pMD18-T载体,并构建原核表达载体pET-28a(+)-FnBP和pET-28a(+)-clfA。转化BL21(DE3)菌,经IPTG诱导表达,通过SDS-PAGE和Western blot分析鉴定表达产物。常规鉴定出葡萄球菌105株,其中金黄色葡萄球菌(S.aureus)62株,从62株S.aureus中检出耐药性金黄色葡萄球菌(MRSA)13株,检出率为20.10%,2株未确检。经测序证实与GenBank中FnBP基因(J04151)和clfA基因(AB245457)序列同源性分别为100%和95.69%。SDS-PAGE显示,clfA和FnBP蛋白相对分子质量分别为45ku和58ku。Western blot分析显示,clfA蛋白和FnBP蛋白均可与金黄色葡萄球菌多克隆抗血清发生特异性反应。病畜奶样中MRSA检出率较高,新疆垦区部分牛场呈蔓延趋势,成功表达了clfA、FnBP蛋白,具有一定的免疫保护效果。     

禽多杀性巴氏杆菌、副鸡嗜血杆菌和大肠杆菌多重PCR检测方法的建立及应用

为了建立鉴别禽多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)、副鸡嗜血杆菌(Haemophilus paragallinarum)和大肠杆菌(Escherichia coli)的多重PCR检测方法,参照GenBank中登录的3种细菌基因组序列,合成3对特异性引物,通过优化多重PCR反应条件,建立快速检测3种细菌的多重PCR方法。特异性试验结果表明,可分别扩增出3种细菌对应的目的片段,对Ⅰ群禽腺病毒4型(FAV-4)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonellaspp)、鸡胚成纤维细胞(DF-1)的DNA和灭菌双蒸水均无扩增;敏感性试验结果表明,最低检测量分别为24.3pg/μL禽多杀性巴氏杆菌、21.4pg/μL副鸡嗜血杆菌和28.6pg/μL鸡大肠杆菌的基因组DNA;应用该方法对83份临床病料进行检测,结果与其他已建立的单重PCR检测一致,说明所建立的方法可用于临床上3种细菌的鉴别诊断。     

芸芥果胶酸裂解酶基因的克隆及序列分析

采用RACE技术从芸芥自交亲和系花药中克隆出果胶酸裂解酶(Pectate lyases,PL)基因,全长1 657bp,其完整开放阅读框(Open Read Frame,ORF)为1 371bp,编码456个氨基酸,分子质量51.179ku,等电点9.42。序列比对结果表明,该蛋白与其他植物的PL蛋白具有较高的同源性,因此命名为EsPL。进化树分析表明,芸芥EsPL基因与十字花科芸薹属植物甘蓝型油菜、白菜型油菜的PL基因亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果显示,EsPL在芸芥开花后自交亲和系花药中的表达量显著高于自交不亲和系花药中表达量,该基因可能在芸芥自交亲和性状调控过程中发挥重要作用。     

立枯丝核菌拮抗青霉菌筛选及抑菌机制初步研究

为筛选具有生防作用的青霉菌菌株并探索其作用机制,采用平板稀释法和对峙培养法,从宁夏回族自治区境内不同作物土壤中分离到18株青霉菌菌株,筛选到1株具有高效拮抗立枯丝核菌的生防菌P19,对立枯丝核菌丝生长抑制率达58.5%。利用光学显微镜观察P19对立枯丝核菌菌丝形态的影响,发现菌丝壁出现弯曲和畸形,原生质体凝结和溶解,菌丝被溶解等现象。结果表明,P19对立枯丝核菌具有明显的抑制作用,其生长对立枯丝核菌造成空间和营养方面的竞争,也可能是P19所含有的抗菌物质破坏立枯丝核菌的细胞壁,进而溶解菌丝内的原生质体,使立枯丝核菌的生长受到限制。     

荷斯坦牛血浆催乳素浓度遗传参数估计及其与PRL、PRLR和TRH基因关联分析

为探究奶牛血浆催乳素(Prolactin, PRL)浓度的群体特征及其在不同环境条件和生理阶段下的变化规律,估计牛血浆PRL浓度的遗传参数,探究PRL、PRLR和TRH基因多态性与血浆PRL浓度之间的相关性,本研究于2014和2017年对北京地区某规模化牧场的472头泌乳期荷斯坦牛进行血浆PRL浓度测定,共获得1 169条数据。首先,采用固定模型分析采样季节、胎次、挤奶前后和泌乳阶段对奶牛血浆PRL浓度的影响;然后,采用重复力动物模型估计血浆PRL浓度的遗传参数;此外,通过扫描PRL、PRLR和TRH基因的多态位点,对血浆PRL浓度进行基于多态位点和单倍型的关联分析。结果显示：1)泌乳期荷斯坦牛血浆PRL平均浓度为224.29 mIU/L,胎次、采样季节和泌乳阶段对血浆PRL浓度有显著或极显著影响,血浆PRL浓度随胎次和泌乳阶段的推移而逐渐升高,春季和夏季时奶牛血浆PRL浓度极显著高于秋季和冬季(P<0.01);2)血浆PRL浓度的遗传力为0.02,为低遗传力性状;3)PRL和PRLR基因基因中未发现与血浆PRL浓度显著相关的SNP位点,TRH基因的rs137596325、rs1...     

盐渍化地区刺槐、新疆杨和柽柳林中AM真菌特性及其影响因子

为研究生境异质性对AM真菌的影响,以内蒙古磴口、宁夏平罗和甘肃敦煌盐渍化地区中刺槐、新疆杨和柽柳为对象,分析不同树种林地土壤理化性质、土壤酶活性、根内AM真菌侵染状况及根际球囊霉素质量分数、AM真菌的菌丝密度和孢子密度,确定生境(如树种、土壤因子及气候条件)与AM真菌特性间的关系。方差分析结果表明,树种和样区位置对AM真菌的总侵染率、菌丝侵染率、丛枝侵染率、孢子密度、菌丝密度、总球囊霉素质量分数、土壤理化性质和酶活性均具有显著影响;变差分析结果表明土壤因子对AM真菌特性的影响最大,且其影响与树种和气候条件有关;相关分析进一步表明土壤因子及气候条件主要影响刺槐根际AM真菌的菌丝密度和孢子密度、柽柳根际的菌丝密度、新疆杨根内的丛枝侵染率、菌丝侵染率及其根际的孢子密度。以上结果表明,盐渍化地区AM真菌特性具有生境异质性,且其异质性主要由土壤因子的变化所致,而树种和气候条件对AM真菌特性的影响均相对较小。