高羊茅FaGF14-A和FaGF14-D基因的克隆与分析

植物14-3-3蛋白(GF14蛋白)是一类参与调节植物生命活动过程的小分子蛋白。本研究根据高羊茅转录组学测序获得的Fa GF14-A和Fa GF14-D基因片段,利用RACE技术得到高羊茅Fa GF14-A和Fa GF14-D基因的3'和5'c DNA序列,拼接后的Fa GF14-A基因全长为1 153 bp,编码260个氨基酸;Fa GF14-D基因全长为1 291 bp,编码266个氨基酸。生物信息学分析结果表明高羊茅Fa GF14-A和Fa GF14-D蛋白都具有典型的14-3-3蛋白结构域,包含9个保守的琢-螺旋及不保守的N-末端和C-末端,尤其与禾本科植物GF14蛋白具有较高的相似性,位于同一个进化支上,亲缘关系较近。     

黑喉石斛DoCOL10基因克隆及在花发育过程中的表达模式分析

CO (CONSTANS)是植物成花诱导中光周期途径的关键基因。为探明黑喉石斛(Dendrobium ochreatum)CO同源基因在其花发育过程中的表达模式,以黑喉石斛不同时期叶片为试验材料,基于转录组测序结果,结合同源克隆和3'RACE克隆技术得到黑喉石斛CO同源基因,命名为DoCOL10。DoCOL10基因编码区长度为1 263 bp,共编码421个氨基酸;该基因编码的氨基酸序列有2个完整且相连的B-box元件和1个CCT结构域,属于CO家族第1类,为CO同源基因;Do COL10不具备跨膜结构域和信号肽,为亲水性蛋白;进化树分析结果显示,DoCOL10与兰科植物如铁皮石斛、小兰屿蝴蝶兰、墨兰等的同源基因的氨基酸序列亲缘关系最为接近,单子叶和双子叶植物之间CO进化较远,处在不同分枝中。Real-time PCR分析结果显示,DoCOL10的表达量在花芽始分化阶段出现显著上调并达到峰值,随着花芽形成呈下降趋势;DoCOL10不仅在叶片中高表达,其在花芽中的表达量也处于较高水平,在花器官中也有一定表达。为深入研究DoCOL10基因在黑喉石斛嫩茎成花机制中的作用提供理论依据。     

砂藓(Racomitrium canescens)RcRab基因的克隆及生物信息学分析

本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱处理转录组数据库中筛选获得小G结合蛋白基因Rab的mRNA序列,通过RT-PCR法扩增,得到RcRab基因的CDS序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明,该基因c DNA全长为1171 bp,包含636 bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。预测该基因有Rab家族的保守结构域-G结构域。RcRab蛋白分子质量为23.29 kD,理论等电点为5.76,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。进化树分析表明,RcRab蛋白质与小立碗藓(Physcomitrella patens)Rab蛋白质亲缘关系最近。本研究可为进一步探索RcRab基因在苔藓植物中的抗旱机制提供数据基础。     

陆地棉低温响应基因GhJAZ1的克隆及表达分析

为了深入研究棉花JAZ基因在低温响应中的作用机理,利用RT-PCR方法从陆地棉中棉所36中克隆出一个低温应答基因GhJAZ1(GenBank登录号KJ562212)。全长CDS序列为810 bp,编码270个氨基酸,预测编码蛋白质的分子量为29.808 ku,理论等电点为8.33,为非跨膜蛋白。该基因编码蛋白具有一个N端NT结构域、一个TIFY结构域和一个C端Jas结构域。系统进化树分析发现,该蛋白与可可树和黄麻的亲缘关系最近。荧光实时定量PCR分析发现,GhJAZ1基因在下胚轴和根中显著高表达。此外,该基因还受到脱落酸(ABA)和茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导表达,表达量变化趋势均为先升高后降低,但在MeJA诱导下该基因的表达量变化更明显。在低温胁迫下,不同低温耐性棉花材料中该基因的表达量变化程度也不同,耐低温品种中棉所36中GhJAZ1基因的上调表达更为显著,推测该基因参与了棉花低温胁迫防御反应。亚细胞定位显示,GhJAZ1蛋白定位于细胞核中。该研究可为进一步开展GhJAZ1基因低温响应的分子机制研究奠定基础。     

紫苏脂肪酸硫酯酶基因PfFatA生物信息学及其表达特性分析

为研究脂肪酸硫酯酶A(FatA)在紫苏脂肪酸合成机制中发挥的作用,对紫苏FatA基因及其编码的蛋白质进行生物信息学分析。结果表明,PfFatA基因cDNA全长1 652 bp,开放阅读框1 119 bp,编码372个氨基酸;紫苏FatA基因编码的蛋白质为亲水性不稳定蛋白,无跨膜区域;含Acyl-ACP_TE保守结构域,属于Hotdog fold超蛋白家族;多序列比对结果发现,序列C端含有保守的三联肽AKL和SKV结构;系统进化树分析表明,紫苏与丹参亲缘关系较近。通过Real-time PCR分析得知,PfFatA在紫苏根、茎、叶、花和种子不同发育时期均有表达,其中,在种子发育初期表达量最高。该研究结果可为进一步阐明PfFatA基因的功能及作用机制奠定基础。     

苹果MdSBP20基因抗非生物胁迫的研究

为获得苹果砧木逆境胁迫相关转录因子,以QZ1(平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)×柱型苹果株系CO(Malus domestica Borkh.)和M26为试材,利用同源克隆法克隆得到苹果SBP基因cDNA的全长序列,命名为MdSBP20。对扩增得到的cDNA序列进行生物信息学分析,结果表明,该序列全长1 362 bp,包含完整开放阅读框1 362 bp,编码454个氨基酸,具有明显的SBP结构域,包含2个锌指结构Zn-1、Zn-2和双向核定位信号区NLS。系统进化树分析,结果表明MdSBP20与白梨(XM_009339726.1)和苹果(XM_008376435.1)亲缘关系较近。实时荧光定量分析结果表明,MdSBP20基因在低温、干旱、盐害中发挥一定功能,推测QZ1的耐寒性、耐旱性及耐盐性均强于M26。研究表明,MdSBP20基因在苹果响应非生物逆境胁迫中具有重要调控作用。     

香鳞毛蕨DfDXR基因克隆和表达模式分析

为探索1-去氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)是否参与香鳞毛蕨对环境的抗逆功能，用PCR克隆并鉴定了香鳞毛蕨DfDXR基因，并通过在线预测网站对其蛋白序列进行生物信息学分析，利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术研究了DfDXR基因在不同化学物质和逆境胁迫处理下相对表达量的变化。结果表明，成功克隆出DfDXR基因的CDS序列全长1 434 bp,编码477个氨基酸，DXR蛋白二级结构为alpha-beta型。蛋白质多序列比对以及进化树分析表明，DfDXR与铁线蕨AcDXR亲缘关系较近，与苹果和桃等植物的DXR蛋白亲缘关系较远，Motif分析表明，该蛋白含有PLN02696结构域，该结构域为DXR蛋白的保守结构域，亚细胞定位预测DXR蛋白定位于叶绿体上，与其他物种一致。对qRT-PCR数据进行分析显示，DfDXR的相对表达量在茉莉酸甲酯(MeJA)和聚乙二醇(PEG)处理后总体都呈现上调的趋势，并分别在1,12 h达到最高；NaCl处理下呈“降—升—降”的趋势，但各处理时间下的表达量均低于对照组；水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、乙烯利(ETH)、高温(HT)以及低温(L...     

木薯(Manihot esculenta)AKT1基因的克隆及生物信息学分析

植物细胞中的K^+通道蛋白AKT1(Arabidopsis K^+transpoter 1)主要负责吸收K^+。本研究基于木薯基因组数据库信息,利用PCR技术从木薯中克隆一个MeAKT1基因,该基因全长2634 bp,编码877个氨基酸,生物信息学分析表明MeAKT1含有10个外显子和9个内含子,编码的氨基酸分子量为99.02 kD,等电点为8.43,属于稳定蛋白。MeAKT1包含有5个跨膜区域,N端含有1个Ion_trans结构域,C端有1个KHA结构域,其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,进化树分析发现MeAKT1与蓖麻RcAKT1的亲缘关系最近。通过对MeAKT1蛋白的生物信息学分析有助于下一步深入研究MeAKT1在木薯耐贫瘠过程中的功能。     

小金海棠金属硫蛋白基因MxMT2克隆与生物信息学分析

以苹果属植物小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)为试材,将差异筛选消减cDNA文库得到的27个金属硫蛋白cDNA片段序列构建成本地数据库,通过电子拼接和RT-PCR相结合的方法,分离到了小金海棠金属硫蛋白基因MxMT2(Genbank登录号为GQ906589),该基因全长610个碱基,开放阅读框(ORF)为240bp,编码80个氨基酸,推测分子量7.74kDa。该基因具有金属硫蛋白基因的典型结构域特征,编码的氨基酸含有14个半胱氨酸Cys,分布在蛋白质的N端和C端,呈Cys-Cys、Cys-X-Cys、Cys-X-X-Cys形式排列。通过系统进化树分析,小金海棠MxMT2与沙梨、杏树、美洲李等植物保持了较近的亲缘关系,与欧洲山毛榉、旱柳、红小豆、鼠尾草等植物亲缘关系较远。     

海岛棉GbMFT1基因的克隆及表达分析

通过RT-PCR和RACE技术,从新疆海岛棉品种新海14中克隆得到了一个MFT (MOTHER OF FT AND TFL1)类似基因,命名为GbMFT1基因(GenBank登录号为KC513744)。GbMFT1基因的开放阅读框(ORF)为528 bp,编码175个氨基酸的蛋白,含一个磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)结构域。GbMFT1蛋白的羧基端含有MFT蛋白都含有的脯氨酸。系统进化树分析表明GbMFT1编码产物与葡萄、番茄亲缘关系较近,属于同一进化分枝。实时荧光定量PCR分析表明,GbMFT1基因在棉花的不同组织中均有表达,在花瓣中的表达量较高;在纤维发育的不同时期中均有表达,在开花后2 d的胚珠、9 d的纤维中表达量最高。半定量RT-PCR结果表明,GbMFT1基因在刚萌发的种子中表达量高,用不同浓度的ABA处理种子后其表达变化不明显,表明GbMFT1基因的表达不受ABA的调节。     

高羊茅光周期调控基因FaCONSTANS亚细胞定位与差异表达分析

构建高羊茅光周期调控基因FaCONSTANS与绿色荧光蛋白基因GFP融合的植物表达载体P-FaCONSTA NS-hGFP,基因枪转化法转入洋葱表皮细胞,荧光显微镜检测融合基因的瞬时表达.并运用实时荧光定量PCR研究光周期调控基因FaCONSTANS在长日照与短日照条件下昼夜24 h的表达差异.结果表明:FaCONST...     

Candidate gene association with summer dormancy in tall fescue

Two main types of summer dormancy in tall fescue [Schedonorus arundinaceus (Schreb.) Dumort] are recognized, eco-dormancy and endo-dormancy. Endo-dormancy is a physiological response to environmental signals leading to slowing of metabolic activity in meristematic tissues and most likely controlled by circadian clock genes. Therefore, it is genetically inherited and allelic variation among and between summer-dormant and non-dormant varieties is expected. The main objective of this study was to explore the association between dormancy and various candidate genes. Twenty-three genes were amplified and sequenced in two dormant and two non-dormant checks. Nucleotide variants unique to each group were converted to kompetitive allele specific PCR markers and were tested on 52 dormant and non-dormant accessions. Five markers, from the genes CONSTANS and TERMINAL FLOWER showed significant associations (R² = 0.10 to 0.13, p < 0.05) with field phenotypic scores. These two genes are known to modulate meristem determinacy and growth, suggesting that meristem determinacy is probably one of the mechanisms involved in summer dormancy in tall fescue. Another five markers showed significant associations with the surrogate germination phenotype (R² = 0.13 to 0.20, p < 0.05). One marker originated from dormancy-associated MADS-box gene sequence, three markers originated from auxin response factors sequences, and one marker was derived from heat shock proteins sequences. These results confirm the implication of photoperiod and temperature in the regulation of summer dormancy. A selection index combining these markers may be valuable for the differentiation between dormant and non-dormant tall fescue genotypes.     

Impact of Phosphorus from Dairy Manure and Commercial Fertilizer on Perennial Grass Forage Production

Increased recovery and recycling of manure phosphorus (P) by crops on dairy farms is needed to minimize environmental problems. The main objective of this study was to compare P utilization by orchardgrass (Dactylis glomerata L.) and tall fescue (Festuca arundinaceae Schreb.) from dairy manure or inorganic fertilizer. The study was conducted from 1994 to 2000 at the Cornell University Baker Farm, Willsboro, NY, on a somewhat poorly drained Kingsbury clay (very–fine, illitic, mesic Aeric Epiaqualfs). The design was a split‐plot in a randomized complete block with two manure rates (16 800 and 33 600 kg ha^?1) and one nitrogen (N) fertilizer rate (84 kg N ha^?1 at spring greenup and 56 kg N ha^?1 prior to each regrowth harvest) as the main plots and grass species as subplots replicated six times. Fertilizer P [Ca(H₂PO₄)₂] was applied to the fertilizer treatment in 1995 and 1996 at 11 kg P ha^?1 year^?1. Orchardgrass P removal averaged 21 % higher than tall fescue P removal for the spring harvest, but orchardgrass averaged 24 % lower P removal than tall fescue removal for all regrowth harvests from 1995–99. Phosphorus herbage concentration in the fertilizer treatment was in the range of 1.9–2.7 g P kg^?1 compared with 2.2–5.3 g P kg^?1 in the manure treatments. Seasonal P removal ranged from as low as 9.2 kg P ha^?1 to as high as 48.5 kg P ha^?1. Morgan extractable soil P in the top 0–0.20 m remained high through 1999, with 29.1 kg P ha^?1 at the highest manure rate in tall fescue compared with 8.4 kg P ha^?1 measured in 1993 prior to the experiment. In 2000, soil P at the highest manure rate in tall fescue dropped to 10.1 kg P ha^?1, following cessation of manure application in 1998. Intensively managed harvested orchardgrass and tall fescue have the potential to remove large quantities of manure P.     

CO基因的调控表达与植物光周期反应

光周期是影响植物花发育的重要环境因素,CONSTANS（CO）是拟南芥光周期遗传调控途径中的关键因子,目前已在许多植物中发现了具有N 端类锌指结构B-box和C端CCT 保守结构域的CONSTANS-like (COL)基因,但它们的功能却不尽相同。本文概述了CO基因的结构、家族成员及其在光周期途径中的作用机制,以期为植物光周期遗传机理研究提供参考。     

3种混播草坪外观质量比较研究

为确定昆明地区混播绿地草坪的适宜组合,本研究采用“NTEP九分制”法对昆明地区3组（组合1：70%高羊茅+20%草地早熟禾+10%多年生黑麦草;组合2：50%高羊茅+40%草地早熟禾+10%多年生黑麦草;组合3：30%高羊茅+60%草地早熟禾+10%多年生黑麦草）混播绿地草坪进行外观质量评价。结果表明组合3草坪得分最高(6.97),综合分析认为以草地早熟禾为建群种,高羊茅为伴生种,多年生黑麦草为先锋草种的混播搭配所建植的绿地草坪质量较好,适宜在昆明地区建坪使用。     

枸杞LbCO基因的克隆与生物信息学分析

CONSTANS(CO)基因是高等植物叶片中光周期途径的关键成分,生物钟及光信号控制CO基因的表达。本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)品种之一‘宁杞7号’叶片为实验材料,通过转录组测序结果筛选,利用RT-PCR技术扩增得到‘宁杞7号’的CO基因cDNA全长序列,命名为LbCO。利用生物信息学手段对所获得的序列进行结果及功能预测,结果显示:LbCO基因的cDNA序列全长1224 bp,编码407个氨基酸,分子质量为44.83 k D,理论等电点pI=5.58,不稳定指数为39.66,是一种稳定的非分泌蛋白。该蛋白亚细胞定位于细胞核,二级结构中无规则卷曲占比最高(54.48%),其次为α-螺旋(28.99%)。系统进化分析表明枸杞LbCO蛋白与其它物种的CO蛋白具有较高的同源性,其中与辣椒属CO蛋白亲缘关系最近。本研究为后续进一步探讨该基因编码的蛋白在调控枸杞花期研究方面提供理论参考。     

芒果MiCO基因逆境胁迫下表达模式分析及转基因株系的获得

CONSTANS(CO)基因是调控植物开花光周期途径的关键基因,近来有研究发现其与植物的逆境胁迫也有关。目前CO参与植物逆境胁迫的作用尚不清楚。为了探究CO在芒果逆境胁迫中的功能,我们利用实时荧光定量技术对MiCO基因在芒果2℃低温胁迫、盐胁迫和PEG-6000模拟干旱胁迫后0 h、6 h、12 h、24 h、48 h和72 h的表达模式进行分析。结果显示,这三种逆境处理均诱导芒果MiCO基因的表达,其中盐胁迫处理条件下MiCO基因的表达水平上调,2℃低温和PEG胁迫条件下MiCO基因的表达水平下调。说明该基因参与了芒果逆境胁迫的调控。为了验证MiCO基因在芒果逆境胁迫中的功能,本研究构建了MiCO超量表达载体,将MiCO基因转化到拟南芥中,获得阳性植株,经过三代筛选得到了纯合株系,为进一步验证MiCO基因在逆境胁迫中的作用提供实验材料。     

NaCl对高羊茅萌发的胁迫效应研究

通过室内模拟盐胁迫对高羊茅不同品种萌发的胁迫效应研究,揭示单盐对牧草、草坪草种子萌发活力的影响和萌发盐分临界值,以期为盐碱地改良和优良牧草的引选提供依据;用不同浓度NaCl作为高羊茅萌发培养液,通过测定相对发芽率并对其进行回归分析;结果表明,NaCl盐胁迫对高羊茅种子的萌发有抑制作用,且在0～0.6%的低盐浓度范围内抑制作用不明显,NaCl盐浓度高于0.6%时抑制作用显著;0.4%、0.6%、1.2%的NaCl浓度是高羊茅相对发芽率变化的几个"拐点"(即敏感点);高羊茅相对发芽率与盐浓度呈极显著负相关,Y=101.75-47.371 x,r=-0.98;14个品种中萌发期较耐盐的品种有佛浪、爆发力和翠碧A,火凤凰、交战2和火凰RT耐盐性较差;高羊茅萌发阶段进行耐盐性评价时,相对发芽率和耐盐半致死浓度是很好的萌发能力的鉴定指标,可以作为种子耐盐能力评价指标,但耐盐致死浓度不宜作鉴定指标.     

大豆GmCOL4基因的克隆与分析

CONSTANS(CO)是植物光周期开花途径中的关键基因之一。通过RT-PCR和生物信息学的方法,克隆了大豆GmCOL4基因并分析其结构特征,用实时荧光定量PCR(quantitative real-time RT-PCR,qRT-PCR)研究了其转录特点。结果表明,GmCOL4的4个外显子编码一个具有B-box和CCT保守结构域的CO-like蛋白,在序列上与拟南芥(Arabidopsis thaliana)COL9相似性最高,为64.3%。分析其转录特征发现,GmCOL4表达主要受生物节律的影响,受光的调节作用较弱。器官特异性表达分析发现,GmCOL4主要在大豆叶片中表达,表达模式与COL9相似。这为大豆中CO基因家族的功能研究提供了重要的依据。     

<Emphasis Type="Italic">Epichloë</Emphasis> endophyte and plant genotype determine seed production through self-pollination in tall fescue

Fitness in tall fescue could be determined as the relative seed production by overcoming self-incompatibility barriers. This study was an attempt to investigate the effects of plant genotype and symbiotic fungal endophyte on seed production and associated traits in tall fescue. Fifteen clones of tall fescue free from endophyte and two clones with both endophyte-infected (E+) and non-infected (E?) counterparts were evaluated under two pollination systems of natural open-pollination and obligate self-pollination. Although seed yield was depressed by self-pollination in all E? genotypes, some genotypes exhibited reasonable selfing ratio. However, endophyte infection was much more effective to increase selfing ratio and seed yield through self-pollination particularly in the genotype 75B. Endophyte infection almost removed self-incompatibilty in the host plants and on average resulted in 3.0 times more number of seeds per self-pollinated seedheads than the non-counterpart E? tall fescue genotypes. Although it may need more elaborated studies, incorporating Epichloë fungal endophyte in plant genotypes not only may make the inbreeding in tall fescue possible but also may improve forage yield and seed production, simultaneously.