柞蚕核型多角体病毒p11基因克隆及序列分析

为丰富柞蚕核型多角体病毒分子生物学基础,通过PCR扩增克隆了ApNPV p11基因并进行了序列的生物信息学分析.ApNPV p11基因编码102个氨基酸,预测分子量11.2 kDa;氨基酸序列N端1～33位是信号肽序列,中部50～72位是跨膜区.PSI-BLAST搜索表明有20种核型多角体病毒编码蛋白与ApNPV P11蛋白有显著性匹配;比对分析发现P11蛋白氨基酸序列中部相对保守,两端变异较大.进化分析表明ApNPV属于NPV类群Ⅰ且与EppoNPV、AgMNPV、CfDefNPV亲缘关系较近.     

基于二代测序数据开发以93-11为亲本的水稻SNP-dCAPS标记的研究实例

作为第一个全基因组序列被测定的籼稻材料,93-11,已成为开展水稻分子遗传、功能基因定位和克隆等研究的最重要亲本之一。公共数据库公布的93-11序列为开发水稻SNP标记奠定了重要基础,但其序列中存在的部分错误,也给相应研究工作带来困扰。本研究通过双重参考日本晴序列和93-11序列,进行候选SNP位点碱基多重比对,建立了一个推测、甄别93-11公共数据库误差序列,开发SNP标记的实践方法。基于本研究建立的方法,针对一个涉及稻瘟病抗性材料P400突变基因所定位区间,结合dCAPS策略,展示了高效开发SNP-dCAPS标记的实例。研究结果表明,本研究建立的方法对利用93-11为亲本,开展水稻功能基因分离等工作,有积极的借鉴意义。     

西瓜减数分裂相关基因ClSPO11-1的互作蛋白筛选

减数分裂是有性生殖的关键过程。Ⅱ型拓扑异构酶SPO11是在植物减数分裂过程中起重要作用的一类酶,然而,该类酶在减数分裂过程中的具体分子作用机制目前尚有待鉴定。本研究以西瓜花蕾cDNA为模板,首次克隆获得西瓜拓扑异构酶基因ClSPO11-1的CDS全长1 095 bp,编码394个氨基酸。为了进一步研究ClSPO11-1基因的功能及作用机制,本研究运用酵母双杂交技术,以ClSPO11-1作为诱饵蛋白,筛选西瓜混合cDNA表达文库,初步获得2个与ClSPO11-1互作的候选蛋白,分别是激酶相互作用家族蛋白(Cla014788)和酪氨酸磷酸酶(Cla008661)。本研究结果为进一步阐明ClSPO11-1在西瓜减数分裂中的具体分子机理提供了重要线索及依据。     

硅酸钠诱导的马铃薯抗黑痣病StWRKY11基因克隆及生物信息学分析

为探讨硅酸钠增强马铃薯黑痣病抗性的分子机制,将硅酸钠诱导马铃薯转录组中表达量较高的基因StWRKY11进行克隆和生物信息学分析。从马铃薯中提取总RNA,并利用RT-PCR方法扩增该基因并克隆,通过生物信息学相关软件对其进行结构预测及分析。结果表明,从马铃薯大西洋中克隆了阅读框为1 005 bp的StWRKY11基因,编码334个氨基酸,表达蛋白分子式为C₃₀₁₃H₅₀₂₃N₁₀₀₅O₁₂₆₀S₁₉₉,分子质量为81.867 94 ku,理论等电点(pI)为5.09,原子总数为10 500。表达蛋白含有一个典型的WRKYGQK保守结构域,锌指结构为CX₅CX₂₃HXH,属于第二类Ⅱd亚家族;表达的为疏水稳定性蛋白,无跨膜区和信号肽结构域,二级结构元件是α-螺旋、延伸链、β-折叠和无规卷曲,其中无规则卷曲比例最高,达61.68%,共有29个磷酸化位点,可能定位于细胞核内。启动子上游具有与抗性胁迫响应相关的顺式调控元件及与生长发育和激素响应...     

津田芜菁泛素结合酶BrUBC11基因的克隆及表达分析

为阐释津田芜菁Br UBC11基因的表达特性,克隆了津田芜菁UBC11基因的全长c DNA序列,命名为Br UBC11,Gen Bank登录号为KM396887。其c DNA全长685 bp,ORF区全长447 bp,编码148个氨基酸的开放阅读框;亚细胞定位结果显示,Br UBC11-GFP定位于细胞核内,表明Br UBC11蛋白可能在细胞核中发挥其功能。荧光定量PCR检测Br UBC11在芜菁不同组织中的表达结果表明,该基因在花瓣中表达量最高,花蕾中次之,具有组织特异性。而且Br UBC11在芜菁白色根皮中的表达受长波紫外线(UV-A)诱导。研究结果显示,在芜菁中,UBC11属于多功能基因,具有潜在的参与花发育和UV-A信号转导相关途径的功能。     

五个绵羊群体KAP11-1基因核苷酸序列变异分析

为了分析绵羊KAP11-1基因的核苷酸序列变异,采用PCR-SSCP方法和DNA测序技术检测了欧拉羊、甘肃高山细毛羊、滩羊、湖羊和青海细毛羊5个群体(749只个体)KAP11-1基因的单核苷酸多态性,同时分析了等位基因频率、遗传杂合度、有效等位基因数和多态信息含量等群体遗传特征。结果表明,5个绵羊群体的KAP11-1基因中共检测到c.93C/T、c.240G/A、c.285C/G/A和c.331A/G 4个单核苷酸多态位点,且c.331A/G为非同义突变。等位基因A在5个群体中出现的频率最高(87.70%),为优势等位基因,其次为等位基因B(基因频率为11.03%),等位基因C和D的频率最低(分别为0.53%和0.74%)。群体遗传学分析结果表明,滩羊KAP11-1基因的遗传杂合度、有效等位基因数和多态信息含量均高于其余4个群体。KAP11-1基因作为羊毛经济性状的主要候选基因之一,其核苷酸序列的变异导致KAP11-1中相应氨基酸的改变,最终可能会影响羊毛纤维的结构和羊毛主要经济性状。     

扁果枸杞表皮蜡质转运相关基因LbABCG11的克隆及其表达特征分析

为研究ATP结合转运蛋白G亚家族蛋白11(ABCG11)在旱生经济灌木扁果枸杞中的功能，以扁果枸杞为试验材料，利用逆转录(RT-PCR)技术和RACE法克隆了扁果枸杞LbABCG11基因的cDNA序列，通过生物信息学分析该序列特征，并用实时荧光定量PCR法(qRT-PCR)研究了LbABCG11在盐处理、渗透胁迫和脱落酸(ABA)处理下不同器官的转录水平。结果表明，LbABCG11基因全长为2 971 bp,开放阅读框长2 130 bp,编码710个氨基酸，有6个跨膜区，预测蛋白质分子质量为79.39 ku,理论等电点8.42,脂肪指数为89.63,不稳定系数为35.52,平均亲水性为0.070,其编码蛋白质分子式为C₃₅₉₀H₅₅₇₇N₉₃₅O₁₀₂₇S₃₅,属于性质稳定的碱性疏水蛋白，含有核苷酸结合域(NBD)以及跨膜结构域(TMD),并以NBD-TMD的形式排列，是一种WBC型(WBC)半分子转运蛋白。该蛋白质二级结构主要由α-螺旋及无规则卷曲组成，分别占45.21%和3...     

甘蔗ScHAK11基因启动子的克隆与初步分析

钾转运体ScHAK11基因是甘蔗钾转运体基因家族的重要成员。本研究以甘蔗为材料,通过染色体步移方法对ScHAK11上游启动子片段(pScHAK11)进行克隆,获得ScHAK11起始密码子ATG上游启动子序列,序列长度为2 018 bp。序列分析表明,该序列包含多个真核生物启动子核心元件TATA-box、CAAT-box以及与逆境胁迫、光响应、激素诱导、分生组织和叶肉栅栏组织表达等顺式作用元件,推测pScHAK11启动子受到多种激素和逆境胁迫诱导表达,并通过分生组织和叶肉栅栏组织等顺式调控元件参与对甘蔗组织发育的调控。将p ScHAK11启动子序列与包含GUS基因的载体pBI121连接进行活性分析,发现pScHAK11启动子片段能驱动GUS基因在烟草茎和根中瞬时表达。荧光定量PCR结果表明,ScHAK11主要在甘蔗叶片和根系表达,且其表达受发育时期的影响,该结果与pScHAK11启动子驱动的GUS基因在烟草中的表达结果不一致,结果表明p Sc HAK11启动子是组织特异型启动子。本研究结果有助于深入了解ScHAK11基因表达调控的分子机制,为研究ScHAK11基因的转录调控机制奠定基础。     

籼稻低亲和阳离子转运蛋白基因OsLCT2的克隆与生物信息学分析

OsLCT1是目前在水稻中唯一鉴定出来的参与韧皮部镉离子运输的关键转运蛋白,与水稻籽粒镉积累密切相关。本研究根据Gene Bank已发表的小麦Ta LCT1基因序列信息设计引物,利用RT-PCR方法从籼稻93-11和华占中克隆了低亲和阳离子转运蛋白基因(LCT),并命名为OsLCT2。生物信息学分析结果表明,该基因定位在5号染色体上,全长2 699 bp,包含3个外显子和2个内含子,其CDS全长1 437 bp,编码478个氨基酸,包含2个PEST序列和11个跨膜结构域。OsLCT2蛋白二级结构预测显示,α-螺旋占57.11%、β-折叠占7.74%,无规则卷曲占35.15%。序列比对和系统进化树分析结果表明,OsLCT2与小麦的亲缘关系最近达65%,其次为高粱64%,而与水稻OsLCT1的同源性并不高,推测OsLCT2的功能可能与Ta LCT1相类似。     

利用分子标记辅助选择改良93-11对白叶枯病和螟虫抗性

93-11是我国生产上应用面积较大的两系恢复系,同时又是红莲型三系杂交水稻恢复系之一,其组配的超级杂交稻两优培九和三系杂交稻红莲优6号,具有优质高产等特性。为了进一步提高其对白叶枯病的抗性、同时增加其对水稻鳞翅目害虫(如稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟等)抗性,利用常规回交育种方法和结合分子标记辅助选择将Xa21基因和Bt基因同时导入93-11中,在BC3F,家系中筛选到8个家系含纯合的Xa21基因和Bt基因,其中有两个家系与93-11比较其遗传背景的回复率很高,达到90．59％。在正常的田间条件下,改良的93-11(Bt)、93-11(Xa21)和93-11(Bt／Xa21)与原始的93-11表现出相似的农艺性状,且带有Xa21基因的株系及其杂交种均对白叶枯病显示出很高的抗性。在自然诱发螟虫条件下,带有Bt基因的株系及其杂交种没有受到螟虫危害。这一结果表明,通过分子标记辅助选择将多个基因同时导入某一改良亲本,结合常规育种方法选择,具有快速、良好遗传改良效果。这一遗传改良材料在农艺性状和配合力等方面基本保持了93-11及其杂交组合的主要特征特性,拓宽和增强了其对白叶枯病的抗谱和抗病能力,增加了93-11作为恢复系所配杂交水稻的抗螟虫特性,具有较好的应用前景。     

番茄果实特异性启动子2A11的基因克隆及功能研究

采用巢式PCR技术从番茄基因组DNA克隆到长度1.3kp的果实特异性2A11启动子基因。序列分析表明,克隆到的基因序列2A11启动子转录起始位点上游的621bp处缺失了已报道的番茄2A11启动子基因（GenBank ID M87659,1993）序列中的“tatattgttaacttcttgttgaattaaagcaat”片段,其同源性为61%,登入GenBank,ID号为DQ453963;构建植物表达载体pCAMBIA2A11,用农杆菌介导侵染番茄果实,GUS基因瞬间表达结果表明,该2A11启动子基因具有驱动GUS基因在番茄果实中特异性表达的功能。研究结果表明成功地获得2A11果实特异性启动子基因,为下一步转基因番茄口服疫苗的研制奠定了一定的基础。     

栽培稻与普通野稻杂交杂种优势和农艺性状的遗传分析

按不完全双列杂交方式组配了12个栽培稻与普通野稻种间杂交组合,定量分析其杂种优势和利用加性-显性模型对11项农艺性状进行遗传分析。结果表明：12个栽野交组合的平均杂种优势为-0.608~3.031,穗数和籽粒长宽比表现强优势是其主要特征。栽野交的穗数、籽粒长宽比、结实率和抽穗期的优势显著高于籼粳交。各性状具有较高的广义遗传力(0.50~0.92);狭义遗传力为0.24~0.84,籽粒长宽比和抽穗期的狭义遗传力较高,其它性状中等偏低。各项农艺性状间具有显著或极显著水平的表型相关和遗传相关,可作为育种间接选择时的有效参考指标。     

糜子SAMS基因的克隆及其在干旱复水中的表达模式分析

以糜子抗旱节水研究中获得的一个与S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因同源性较高的EST序列为基础, 采用RT-PCR技术从糜子中分离到一个SAMS基因的全长cDNA序列(命名为PmSAMS), 全长1 293 bp, 编码396个氨基酸, 具有SAMS典型的N端结构域、中间结构域及C端结构域。糜子、马铃薯、拟南芥、甜菜、大麦、荔枝、番茄和水稻8种植物SAMS的氨基酸序列多重比较分析表明, 不同植物的SAMS的氨基酸相似程度非常高(92%~97%), 其中糜子与水稻的相似性最高(97%), 说明SAMS基因在植物进化中非常保守。PmSAMS基因在糜子幼苗干旱及复水过程中的半定量RT-PCR表达模式分析表明, 在干旱早期(土壤含水量36%)诱导该基因大量表达, 而干旱程度更严重时(土壤含水量为24%)其表达受到严重抑制, 表达量比对照还低; 严重干旱后复水2 h, 其表达量增强至干旱早期的表达量, 而复水6 h后表达量降低至对照(干旱处理前)水平。可见, PmSAMS基因的表达涉及糜子响应干旱胁迫及干旱后复水过程, 可能是糜子抗旱节水的关键基因。该基因的克隆为进一步探讨其应用于农作物抗旱节水性的遗传改良奠定了基础。     

Identification and gene cloning of a male‐sterile mutant Oswbc11 in rice

Commercial application of nuclear genetic male sterility has been improved recently by a novel technique, Seed Production Technology (SPT), which incorporates transgenic maintainer lines capable of propagating non‐transgenic nuclear male‐sterile lines for use as female parents in hybrid production. Here, we identified a rice nuclear male‐sterile mutant, Oswbc11, with abnormal pollen development and lipid transport. We finely mapped the Oswbc11 gene into a 12.5‐kb region on chromosome 10 and found one candidate gene, which had a base substitution (C to T) resulting in a premature stop codon and was functionally confirmed by CRISPR/Cas9 technology. Gene OsWBC11 encodes a sub‐family member of adenosine triphosphate‐binding cassette transporter, which participates in the active transport of a wide range of molecules across membranes. Moreover, the agronomic traits of Oswbc11 mutants showed no significant differences compared to the wild‐type control except for the seed setting rate. These results indicated that Oswbc11 gene could be used in rice hybrid breeding as a recessive nuclear male‐sterile gene combined with CRISPR/Cas9 and the SPT technology and applied in different rice varieties.     

不同灌水量对水、早稻营养生长和光合特性及其产量的影响

以中旱3号（常规早稻）和汕优63（杂交水稻）为材料,研究5种不同灌水量处理对水稻和早稻营养生长、光合特性以及产量的影响。结果表明,不同的灌水量处理明显影响水稻和早稻的营养生长、光合特性以及产量。汕优63在处理A（灌溉水量为对照的25％）和处理B（灌溉水量为对照的43．75％）时,产量受到严重影响,分别比对照（处理E）减产80．58％和42．98％,差异极显著;在处理C（灌溉水量为对照的62．5％）和处理D（灌溉水量为对照的81．25％）时,与对照产量差异不显著。中旱3号在处理A时比对照减产68．42％,差异极显著;籽粒产量在处理B～E之间没有显著差异。这一特点在所有测定的其他营养生长和光合指标上也表现的非常明显。汕优63、中旱3号获得最高产量的灌溉需水量分别为7500m^3和5250m^3/hm^2。超过此值,随着灌水量的增加,产量将有所下降。早稻获得最高产量的灌溉水量比水稻约可节约30％,节水潜力巨大。在所有灌溉水量处理下,早稻的产量比水稻的产量均低,有效穗数少是其主要原因。     

拟南芥PUB10和PUB11基因抵抗丁香假单胞杆菌番茄致病变种DC3000株的功能分析

丁香假单胞杆菌Pseudomonas syringae pv tomato(Pst)DC3000是研究植物免疫机制的常用病原菌。为分析拟南芥E3泛素连接酶PUB10、PUB11在免疫中的功能,本研究构建了pub10/pub11双突变体。在分析拟南芥PUB10、PUB11序列相似性和进化关系的基础上,比较了pub10/pub11双突变体和Col-0对Pst DC3000的敏感性、MAPK磷酸化水平、ROS产生的影响,并检测JA信号响应途径和免疫防御相关的部分代表性基因的表达量。结果表明PUB10、PUB11氨基酸序列高度保守,pub10/pub11双突变体对Pst DC3000的侵染更敏感,侵染后叶片病原菌数目明显增多,MAPK磷酸化水平迅速下降,ROS释放量降低,JA信号响应基因(LOX3,JR2)、免疫防御负调控基因(NIMIN1,WRKY38,WRKY62,RIN4)表达量上升显著高于Col-0,而免疫防御正调控基因(AZI1,EDS1,PAD4,EDS5,FMO1,NPR1)表达量显著低于Col-0。由此推断,AtPUB10、AtPUB11在防御Pst DC3000中起正调控作用,并且存在功能冗余。研究结果为进一步探索PUB10、PUB11调控植物防御的分子作用机制和分子育种提供了依据。     

番茄转录因子基因SlYAB2a的克隆、表达及亚细胞定位分析

为了研究番茄SlYAB2a基因的功能及其在番茄生长发育中的分子机理,以番茄的cDNA为模板,利用RTPCR技术从番茄中克隆到SlYAB2a基因,该基因编码的蛋白质由192个氨基酸残基组成,蛋白质的分子量为21.35k Da,等电点是8.79,平均亲水系数是-0.487。SlYAB2a蛋白质的6~165位氨基酸残基形成Pfam:YABBY结构域,在20~47位有1个C2C2锌指结构域,在122~181位有1个螺旋-环-螺旋结构域。二级结构分析表明SlYAB2a蛋白分子中,α-螺旋占19.79%、β-折叠占14.06%、其余66.15%为不规则卷曲。蛋白多序列比对表明SlYAB2a与马铃薯、林烟草、酿酒葡萄、大豆、拟南芥、甘蓝型油菜、花药野生稻、玉米和小麦YABBY2的一致性分别为98%,78%,71%,65%,64%,64%,58%,57%,57%,说明SlYAB2a蛋白与来源于双子叶植物的YABBY2一致性较高,而与来源于单子叶植物的一致性较低。通过聚类分析发现YABBY2蛋白明显分为单子叶和双子叶2个亚类,SlYAB2a蛋白属于双子叶亚类,与马铃薯、潘那利番茄、绒毛状烟草、林烟草等的YABBY2蛋白序列亲缘关系较近。实时定量RT-PCR分析结果表明,在番茄植物的不同生长发育时期,根、茎、叶、花、果实中,都有SlYAB2a基因表达;并且在花和青熟果实中,SlYAB2a基因表达水平远远高于其他组织。说明SlYAB2a基因在花和果实的发育过程中起着重要作用。洋葱表皮细胞瞬时表达结果表明SlYAB2a蛋白定位于细胞核中。     

引进广东水稻种质的恢保关系及杂种优势评价

摘要：【研究目的】对引进的72份广东水稻种质的恢保关系及杂种优势进行了初步观察。【方法】以自然结实率鉴别恢保类型;以竞争优势为指标反应各性状杂种优势表现。【结果】鉴定出45份恢复类型,8份保持类型,19份半恢半保类型。通过对竞争优势的主成分聚类将45个F1组合分为3类：Ⅰ类有18组合,该类株高、单株穗数及穗着粒数3个性状的竟争优势为正值,播始天数、穗实粒数、结实率、千粒重及单株粒重5个性状为负值;Ⅱ类有11个组合,该类单株穗数、穗着粒数、穗实粒数及单株粒重4个性状的竞争优势为正值,其余性状为负值;Ⅲ类有16个组合,该类单株穗数及穗着粒数2个性状的竟争优势为正值,其余性状为负值。在57个F1组合中,糙米率及垩白米率分别达国标1、2、3级优米标准的组合数为12个、20个、18个及16个、28个、6个,1个组合宜香1A/三黄占2号的整精米率达国标2级优米标准。【结论】广东水稻种质恢复类型居多,单株穗数、粒数及垩白米率的竞争优势明显。