水稻花期特异表达基因的cDNA和RNA阵列检测

用水稻孕穗期、开花期总mRNA为探针与含有2200个独立基因的cDNA阵列杂交,以检测开花期群体基因的表达谱。结果发现,在所获得的1720个有效克隆当中,有472条基因表达下调（占27.44％）,892条为持家基因（占51.86％）,356条基因表达上调（占20.70％）。表达上调的基因中有250个功能已知（占14.53％）,106个是功能未知的新基因（占6.16％）。其中S 腺苷甲硫氨酸还原酶、查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ基因、过敏反应蛋白、醇溶蛋白、3-酮脂酰载体蛋白合酶Ⅲ和β-D-(1→3)-葡聚糖外水解酶等基因参与水稻开花和胚胎发育过程。为了进一步验证它们与开花过程的相关性,选取查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ、醇溶蛋白、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和过敏反应蛋白等5个基因为探针,与755个水稻RNA斑点阵列进行杂交。结果证实醇溶蛋白和过敏反应蛋白基因受发育调节在乳熟成穗中高表达,查尔酮合酶和S-腺苷基甲硫氨酸还原酶基因在叶片中受光诱导、在根中受缺氮胁迫时高表达。在所有表型中,查尔酮合酶、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和酰基载体蛋白Ⅱ基因有相近的表达趋势,过敏反应蛋白和醇溶蛋白基因的表达趋势也相近。     

甘蔗茎全长cDNA文库构建及EST序列分析

在利用改进的Oligo-capping法构建1个高质量的甘蔗茎全长cDNA文库基础上,对该文库进行大规模测序,获得了283条5'端有效EST序列,平均长度为459 bp,经聚类和拼接获得204个假定独立转录本(TUTs),冗余序列所占比例27.9％.NCBI同源比对分析结果表明,其中132条EST拼接的103个TUTs与已知功能基因具有较高的同源性,结合拟南芥功能基因分类标准对这些TUTs进行分类,可分为12类,以参与蛋白质合成的基因最多,其次为细胞结构、蛋白质降解和贮藏、转录等类型的基因.     

水稻分支酶基因 Sbe1和 Sbe3 cDNA的克隆及全序列分析

 通过改良的RT PCR法合成了水稻未成熟种子胚乳cDNA库，并以此为模板，用PCR技术从粳稻品种武运粳7号中克隆了分别编码淀粉分支酶SBEⅠ和SBEⅢ的2个基因Sbe1和Sbe3。序列分析表明，克隆Sbe1和Sbe3基因的大小分别为2490 bp和2481 bp，包含了基因完整的编码序列。Sbe3基因与已发表基因全序列完全相同，同源性达100%；Sbe1基因与已发表基因序列有4个碱基不同，同源性为99.84%，推导氨基酸序列的差异为2个。     

苎麻茎皮表达序列标签(ESTs)分析

以生长中期的苎麻[Boehmeria nivea (L.) Gaud]茎皮为材料,构建库容量为2.2×105pfu/mL的cDNA文库并随机挑选部分克隆进行测序和生物信息学初步分析,得到275条有效序列.通过与NCBI等数据库比对分析,获得已知功能基因或具推测功能基因的EST91条,已知EST37条,新的EST147条,具已知或推测功能的ESTs大致分为9类,其中与蛋白质合成有关的ESTs所占比例最大.cDNA文库的构建和ESTs分析为苎麻功能基因组学研究提供了一条方便快捷的途径.     

木奈褐变果实均一化全长cDNA文库的构建及部分ESTs序列分析

以发生褐变初期的(木奈)果肉总RNA为材料,对SMARTTM cDNA合成方法进行改良,并将长距离PCR、DSN处理和定向克隆相结合,成功构建(木奈)褐变果实均一化全长cDNA文库.经检测,该文库的初始滴度为2.0×106 pfu/mL,重组率为99％,插入片段大小平均为1.8 kb,文库质量良好.随机挑取720个阳性克隆进行5'EST测序,共获得684条有效的ESTs序列;并将684条有效序列拼接后,58条被组装成21个重叠群(contigs),单拷贝(singlets)基因有626条,共得到647个单基因簇(unigenes),文库冗余率为8.4％.用Blast 2 go在线软件对测序结果进行功能注释和归类分析,结果显示,已知功能基因与能量代谢、蛋白质合成与降解、次生代谢物质、细胞壁代谢和转录因子有关.该文库的构建有利于从分子水平上研究(木奈)果实褐变发生的机制.     

水稻稻瘟病菌胁迫应答cDNA片段的表达及定位

以抗稻瘟病品系G205为材料,应用cDNA微阵列分别获得了一个受稻瘟病菌诱导的含NBS LRR的cDNA克隆（暂命名为RIM1, rice induced by Magnaporthe grisea）和一个受稻瘟病菌抑制的编码腈水解酶（Nitrilase）的cDNA克隆（暂命名为NIT）,并通过Northern得到证实。RFLP分析将RIM1和NIT分别定位于水稻第2和第3染色体上,它们均位于控制水稻稻瘟病部分抗性QTL区间。     

茶氨酸合成酶基因的全长cDNA克隆及序列分析

采用SMART RACE技术成功克隆了安吉白茶茶氨酸合成酶基因（TS）的全长cDNA序列,并将其登录Genbank,登录号为JN226569。TS基因的cDNA全长为1503bp,开放阅读框（ORF）为1071bp,编码356个氨基酸。经生物信息学分析,TS蛋白的氨基酸残基数为356,分子量为39250.3Da,理论等电点（PI）为5.79,其氨基酸序列中可能不存在卷曲螺旋结构。TS蛋白不存在信号肽序列,不发生跨膜运动,属于亲水性的非分泌蛋白,其磷酸化位点有26个。通过亚细胞定位预测,安吉白茶TS蛋白是一种细胞质蛋白。克隆茶氨酸合成酶基因的全长cDNA序列,对于利用生物技术手段改良茶树品种,以调控茶树中茶氨酸的含量具有重要意义。     

大豆铁蛋白cDNA的克隆及植物表达载体的构建

以大豆为材料,利用RT-PCR法扩增得到大小约750bp的片段,将这个片段连接到克隆载体pBlueskript SK＋上进行测序,结果证明,此片段就是大豆的铁蛋白基因。将此片段再正向插入到植物表达载体pBI121的CaMV35s启动子和NOS终止子之间,构建了植物表达载体pBIFe,并成功地将该载体导入根癌农杆菌EHA105。此项工作为获得表达铁蛋白的转基因植物奠定了基础。     

水稻相关序列扩增多态性反应体系的建立及其多态性位点在F2群体中的分离分析

建立了一套完整、稳定、高效的水稻相关序列扩增多态性(SRAP)反应体系,同时利用110对SRAP引物对水稻品种沈农606和丽江新团黑谷进行比较扩增,其中35对引物可以检测到多态性,约占所用引物的31.82%。用该35对引物进一步对上述两个品种配制的杂交后代的F2进行检测,共扩增出1683条带,平均每对引物48条带,其中多态性条带143条,平均每对引物4.09条多态性条带。有24个多态性位点在F2群体中的分离显著或极显著地偏离了理论比值而表现异常分离,比率为16.78%。这些偏分离位点中偏向沈农606基因型的有11个;偏向丽江新团黑谷基因型的有12个;仅有1个偏杂合体类型。卡方检验说明,标记位点的偏分离是配子体和合子体选择共同作用的结果。     

稻水象甲卵巢内β1 微管蛋白基因cDNA全长的克隆及定量表达分析

 利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）和反转录聚合酶链式反应（RT PCR）分别对中国的孤雌生殖型和美国的两性生殖型稻水象甲卵巢内β1 微管蛋白基因进行了克隆,获得的cDNA全长分别为1727 bp和1730 bp,均包含1344 bp的完整开放阅读框(ORF),编码447个氨基酸,理论分子量约50 kD,等电点4.54。同源性分析表明,克隆的β1 微管蛋白基因与其他昆虫的β微管蛋白基因在氨基酸水平上是高度同源的,相似性介于95%~100%。荧光定量PCR分析表明,β1 微管蛋白在孤雌生殖型稻水象甲卵巢内的表达量（3.14×107 copies/μL±0.66×107 copies/μL）显著高于两性生殖型稻水象甲（508×106 copies/μL± 047×106 copies/μL）。推测该基因的差异表达对于稻水象甲孤雌生殖过程中纺锤体的组装具有重要意义。     

cDNA Cloning and Sequence Analysis of Rice Sbe1 and Sbe3 Genes

Two starch-branching enzyme (SBE) in rice, is known to be a key enzyme in amylopectin biosynthesis. The cDNA of two SBE(starch-branching enzyme) genes Sbe1 and Sbe3 encoding SBE I and SBE Ⅲ (two major isoforms in rice) were cloned by an improved RT-PCR technique, from a template cDNA library derived from the total mRNAs extracted from the immature seeds of a japonica rice Wuyunjing 7. DNA sequence analysis showed that the size of the cloned Sbe1 and Sbe3 cDNAs were 2490 and 2481 bp long, respectively, including their entire coding sequences. Comparison analysis indicated that the nucleotide sequence of Sbe3 was the same as that of sbe3 (Genbank Accession No. D16201) as reported previously. There were only four base-pairs difference,which resulted in changes of two deduced amino acids between the cloned Sbe1 cDNA and the reported sbe1 (Genbank Accession No. D11082). The cloned Sbe1 and Sbe3 cDNAs make it possible to improve rice starch quality through genetic engineering     

cDNA Cloning and Sequence Analysis of Rice Sbe1 and Sbe3 Genes

Two starch-branching enzyme (SBE) in rice, is known to be a key enzyme in amylopectin biosynthesis. The cDNA of two SBE(starch-branching enzyme) genes Sbe1 and Sbc3 encoding SBE Ⅰand SBE Ⅲ(two major isoforms in rice) were cloned by an improved RT-PCR technique, from a template cDNA library derived from the total mRNAs extracted from the immature seeds of a japonica rice Wuyunjing 7. DNA sequence analysis showed that the size of the cloned Sbe1 and Sbe3 cDNAs were 2490 and 2481 bp long, respectively, including their entire coding sequences. Comparison analysis indicated that the nucleotide sequence of Sbe3 was the same as that of sbc3 (Genbank Accession No. D16201) as reported previously. There were only four base-pairs difference, which resulted in changes of two deduced amino acids between the cloned Sbel cDNA and the reported sbe1 (Genbank Accession No. D11082). The cloned Sbe1 and Sbe3 cDNAs make it possible to improve rice starch quality through genetic engineering     

利用基因芯片技术分析水稻杂种优势的分子机理

采用基因芯片技术,以超级杂交稻先锋组合两优培九及其亲本和分离世代F2代的优势集团和负优势集团为材料,尝试利用水稻表达谱芯片分析水稻杂种优势的分子机理.结果表明,以杂种F1(两优培九)为对照组,亲本9311、培矮64S以及F2代的优势集团、负优势集团的有效基因数分别为8 304,8 962,9 956,10 196个,差异表达基因数分别有447,122,617,388个,这些差异表达基因涉及代谢、发育、运输和蛋白修饰等多种功能,但其中大部分基因的功能尚未知.提出了差异表达基因的显性表达水平的概念.分析表明,具显性表达水平的差异表达基因的聚合与杂种优势表现无明显相关性.     

利用基因芯片筛选茶树芽叶紫化相关基因

采用基因芯片技术对龙井群体中紫芽资源和绿芽资源进行分析,探索茶树紫化相关的差异表达基因。结果检测到差异表达基因43个,其中上调表达基因17个,下调表达基因26个。以基因芯片中紫芽资源上调基因TC0002e03和下调基因TL016D09、TL011D06,及不变基因TL022H08、TL024B05为材料,用实时荧光定量方法验证基因芯片的结果,二者完全相符。根据基因芯片的实验结果,采用数据库查询方式对43个差异表达基因进行功能注释,结果表明差异表达基因主要与能量代谢、次生代谢和转录调控等分子功能有关,特别是在差异表达基因中还包含两个与花青素代谢途径直接相关的基因,苯丙氨酸解氨酶和花青素还原酶基因,同绿芽资源相比,它们在紫色资源中分别下调3.44倍和上调2.09倍;同时还筛选到两个可能调控花青素合成的转录因子MYB蛋白和WD40蛋白,分别上调2.25倍和2.54倍。这些研究结果将为深入理解茶树芽叶的紫化机理,克隆相关基因打下基础。     

水稻黑条矮缩病毒基因组片段S10的cDNA克隆及全序列分析

基于RT-PCR策略克隆了水稻黑条矮缩病毒（rice black streaked dwarf virus,RBSDV）浙江分离株基因组S10,并测定了它的全序列。结果表明,水稻黑条矮缩病毒浙江分离物（RBSDV-Zj）基因组片段S10全长1801 nt（EMBL登录号为AJ297433）,仅含有一个大的开放阅读框（open reading frame,ORF）,编码一个63.1 kD的多肽,与日本的水稻黑条矮缩病毒基因组片段S10在核苷酸和氨基酸水平上同源性分别为93.8%和96.2%;与意大利玉米粗缩病毒（maize rough dwarf virus,MRDV）的基因组片段S10在核苷酸和氨基酸水平上的同源性分别为87.7%和92.0%,推测它们是同一病毒的不同地理小种。