甘蓝型油菜油酸脱氢酶基因(fad2)多个拷贝的发现及分析

以甘蓝型油菜湘油15为材料, 随机挑选56个来自基因组的fad2基因克隆、47个来自幼苗整株的fad2基因cDNA克隆和9个授粉27 d后种子中fad2 cDNA克隆进行双向测序。基因组中56个fad2序列的碱基同源性为91.0%~99.9%, 从中得到11个差异序列, 即11个不同的fad2基因拷贝。将其翻译成氨基酸序列发现, 6个拷贝在编码区中出现多个终止密码子, 另外5个的同源性为90.60%~99.74%, 与47个来自幼苗整株的fad2基因cDNA序列进行比较, 发现fad2基因没有内含子。从种子中的9个fad2 cDNA克隆序列中找到2个有差异的cDNA, 它们的编码区中没有终止密码子, 说明在种子中有多个fad2基因表达。基因组中的11个拷贝根据同源性可分成两组, 命名为fad2I和fad2II。RT-PCR分析发现在授粉27 d的种子中fad2I有较强表达, fad2II没有表达; 但在叶片中两者都有表达。     

六个甘蓝型油菜油酸脱氢酶（FAD2）假基因的克隆和分析

以甘蓝型油菜湘油15为材料,采用PCR方法克隆并分析了56个FAD2基因克隆和47个FAD2基因cDNA克隆,从中发现6个新的FAD2基因拷贝。它们与公布的甘蓝型油菜FAD2基因(AY577313)具有87%以上的同源性,没有内含子,在开放阅读框中存在1~12个终止密码子,其中有2个拷贝具有转录功能。将这6个FAD2基因拷贝在酿酒酵母中进行体内表达实验,通过气相色谱检测脂肪酸组成证明其不具备油酸脱氢酶功能,与对照相比,也没有改变酵母体内脂肪酸组成。由此推测这6个FAD2基因拷贝为假基因。     

EMS诱变甘蓝型油菜获得高油酸突变体

用0.4％ EMS诱变甘蓝型油菜NJ7982种子,从M2代筛选得到1个油酸含量76.15％的突变株(M2-2080),M3代该突变体的油酸含量也达到了75.0％ (M3-2080-1).对高油酸突变体M3-2080-1和野生型BnFA D2基因进行克隆,分析突变体油酸含量高的原因.序列表明,高油酸突变体中,BnFA D...     

利用基因芯片技术研究甘蓝型油菜油酸合成中差异表达基因

采用基因芯片技术对甘蓝型油菜高油酸(71.71%)和低油酸(55.6%)材料进行分析,探索油酸的差异表达基因。结果检测到差异表达基因562个,其中上调表达基因194个,下调表达基因368个。以基因芯片中油菜上调基因NM_100489和下调基因NM_130183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Go注释系统和数据库查询对562个差异表达基因进行功能注释表明,主要为各种酶类、结合功能、转录调控、代谢等,还有的功能未知或与糖代谢及脂肪酸合成相关,其中丙酮酸激酶、果糖二磷酸、酰基传递/酰基ACP硫脂酶、作用于酯键的水解酶、Δ9硬脂酰-乙酰载体蛋白去饱和酶(ADS1)、Δ9酰基-油脂减饱和酶2(ADS2)、ω-3脂肪酸减饱和酶(fad3)等被鉴定为差异表达基因。     

四川省甘蓝型高油酸油菜发展现状

甘蓝型高油酸油菜具有油酸含量高,亚油酸、亚麻酸含量低的特点,长期食用可降低心脑血管疾病发病风险,同时甘蓝型高油酸油菜适应性强,易于推广种植。然而,四川地区甘蓝型高油酸油菜种质资源收集、筛选工作不够系统全面,甘蓝型高油酸油菜品种、食用油品牌严重缺乏。为加强甘蓝型高油酸油菜资源保育与可持续开发利用,对其资源、育种和产业面临的问题进行了总结,为四川省开展甘蓝型高油酸油菜育种提供了一些思路和方向。     

甘蓝型油菜高油酸性状研究进展

油酸是单不饱和脂肪酸,无论食用还是工业用都具有非常重要的作用,提高油酸含量是作物脂肪酸改良的重要目标。综述了高油酸油菜的特点、高油酸油菜获得途径及育种成就、高油酸性状遗传规律、分子标记和QTL定位等方面的研究进展,提出高油酸和油菜杂种优势利用相结合应是我国油菜高油酸育种的主攻方向。     

转基因高油酸油菜T-DNA插入拷贝数及整合位点分析

为获得转基因高油酸油菜T-DNA插入拷贝数及整合位点相关信息,本研究应用地高辛标记的NPTII基因片段为探针,与经BamHI酶切的转基因甘蓝型油菜高油酸株系W-4的T2代单株的基因组DNA进行Southern杂交。结果显示:W-4的T2代单株的基因组含有一个T-DNA拷贝。用3到4个根据载体pCNFIRnos序列设计的嵌套特异性引物分别与简并引物组合进行TAIL-PCR反应,扩增得到转基因油菜T-DNA插入位点的左、右边界旁侧序列。经分析右边界旁侧序列长度为470bp,其中180bp为载体序列,290bp为W-4的基因组序列;左边界旁侧序列长度为641bp,其中365bp为W-4的基因组序列,276bp为载体序列。序列比对结果发现该转基因事件中,T-DNA左边界序列完全整合到油菜基因组中,仅有1个碱基由G转换成了A。而右边界则缺失了包括RBborder在内的62个碱基。结果表明:转基因高油酸油菜T-DNA的整合是一次无其他额外载体序列的整合。blast分析获得的与左右边界相连的油菜基因组序列,未检索到与之高度同源的序列,推测T-DNA插入位点可能位于油菜基因组非编码区。综上所述,本研究分析了转基因油菜W-4基因中T-DNA拷贝数、整合特点和旁侧序列,研究结果为转基因油菜的生物安全性评价以及转基因高油酸油菜的检测提供重要的基础信息。     

高油酸油菜研究进展及其前景展望

综述了高油酸菜油的功能、油酸的遗传特性、不同高油酸油菜的育种方法(小孢子培养、远缘杂交、诱变和转基因技术)的研究进展和目前高油酸菜油的发展概况.认为要加强对高油酸遗传特性的研究,将各种有利的栽培方法、育种方法结合使用,促进高油酸产业的发展.     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育性的基因分析

通过对３８４Ａ、２１７Ａ两个甘蓝型双低油菜细胞质不育系及其保持系、恢复系、杂种Ｆ１、Ｆ２及ａＢＣ１（不育系×杂种Ｆ１）、ｂＢＣ１（杂种Ｆ１×保持系）等群体中植株的育性观察和分析，初步查明３８４Ａ、２１７Ａ均属孢子体不育。雄性不育性是由细胞质中的不育基因和细胞核中的隐性基因相互作用的结果。３８４Ａ具有一对隐性不育核基因，２１７Ａ具有两对隐性不育核基因，且３８４Ａ的一对隐性核不育基因与２１７Ａ的任何一对隐性不育核基因不存在等位关系。３８４Ａ的基因型为Ｓ（ｒ１ｒ１），２１７Ａ的基因型为Ｓ（ｒ２ｒ２ｒ３ｒ３）。     

甘蓝型油菜抗裂角品种(系)的筛选与分析

利用随机碰撞测试方法, 对229份自交纯合的甘蓝型油菜品种(系)进行了抗裂角指数测定, 以期筛选出抗裂角种质。结果表明, 抗裂角性状在现有品种(系)中存在广泛变异, 变异系数达114.4%。发现了2份抗裂角的品种(系), 占0.9%; 较抗的资源占3.93%; 处于中间状态的品种(系)占8.73%; 易裂角资源占27.07%, 极易裂角的品种(系)占59.39%。选择6个品种(系)进行了连续3年的测试, 表明抗裂角性状由品种(系)的遗传特性决定, 但受环境条件影响; 随机碰撞法具有较好的重现性。简单相关分析显示, 抗裂角指数与角果密度呈显著负相关, 与角皮厚度、角果长度、角果宽度、角喙长度、角粒数呈显著正相关, 但相关系数都很小。     

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)抗倒伏性状的主基因+多基因遗传分析

应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法,研究了甘蓝型油菜浙平1号×04Pb11(I)和宁1243×04Pb11(II)的P1、P2、F1、B1、B2和F2 6个世代初花期单株抗压力的遗传。结果表明：抗倒伏性状的遗传在组合I受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,在组合II受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制;2个组合中的2对主基因都以加性效应为主,都表现抗倒对易倒部分显性或完全显性,2对主基因间存在明显的基因互作效应;2个组合中,F2群体主基因遗传率平均为54.71%,而多基因遗传率只在B1群体中检测到,平均为10.56%,表明2个组合的抗倒伏性状是以主基因遗传为主,应在早期世代进行选择;2个组合各群体中,遗传变异平均占表型变异的53.43%,而环境变异平均占表型变异的46.57%,表明环境对油菜抗倒伏性状的影响比较大。     

甘蓝型油菜NCa CMS育性相关候选线粒体基因及其受恢复基因的转录调控

用10个线粒体基因为探针, 对NCa不育系、保持系和可育F₁幼蕾的线粒体RNA进行了Northern检测。结果表明，atp6、atp1、cox1、cox2、cob、rrn5S和rrn26S等7个线粒体基因探针在不育系、保持系、可育F₁中的转录没有差异；只有orf222、orf139和atp9等3个探针检测到转录本的差异。orf222和orf139分别在不育系和可育F1中产生相同大小和丰度的转录本，但是在保持系中没有检测到转录本；orf222检测到的3条转录本分别为1.1、0.9和0.6 kb，orf139检测到0.8和0.6 kb 2条带。atp9探针在不育系和保持系中都检测到1条0.6 kb转录本，而在可育F₁中检测到0.6和1.2 kb的转录本。NCa CMS不育的形成可能与orf222、orf139和atp9基因的表达有关；讨论了恢复基因在F₁育性恢复过程中对育性相关候选基因的可能调控方式。     

甘蓝MLPK基因的克隆与序列分析

采用PCR、RT-PCR以及其他分子生物学方法，以甘蓝基因组DNA和柱头cDNA为模板对MLPK基因进行扩增克隆，首次得到长度分别为1 615 bp和1 294 bp的基因片段。序列分析表明，甘蓝MLPK与芜菁MLPK的cDNA序列相似性达98%，前者的内含子数为4个，比后者少了3个；同时，在前者内含子中发现了不同于典型的GU-AG规则的新的序列，即第3、4个内含子5′端碱基是TA、CG，3′端碱基为CAGG、GT，推测甘蓝MLPK的mRNA具有独特的剪切机制。这为甘蓝自交不亲和分子机理研究提供了新内容。     

青稞HvBADH1基因的克隆及其转化烟草的初步研究

应用RT-PCR结合RACE技术, 从青稞总RNA中扩增得长度为1 512 bp的甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因cDNA全长编码序列。通过氨基酸同源性比对, 发现该序列的推定表达产物与大麦BADH同工酶BBD2的同源性为98.4%, 而与小麦、玉米和水稻等禾本科作物的BADH同源性分别为97.0%、84.7%和85.1%。将克隆到的青稞cDNA序列命名为HvBADH1, 投递到GenBank, 获得收录号EF492983。HvBADH1可以在原核表达系统TB1-pMAL c2x中正常表达出分子量为54.2 kD的多肽链。将HvBADH1的编码ORF, 插入到添加了植物表达CaMV 35S启动子和Nos polyA终止子调控元件的植物表达载体pCAMBIA1301质粒相应的克隆位点中, 构建了HvBADH1基因的农杆菌植物转化系统LBA4404(pCAM-ba)。进而采用农杆菌介导法, 将HvBADH1基因导入烟草中, 对所获得的潮霉素抗性烟草株系进行PCR、Southern blot和RT-PCR等分子生物学检测, 结果表明, 在得到的2个转基因株系中, HvBADH1基因已整合到受体植物基因组中, 并且可以在mRNA水平上进行转录。     

水稻(Oryza sativa)新型液泡Na+/H+逆向转运蛋白基因的特征分析和表达

以拟南芥AtNHX1 cDNA 片段作为探针，筛查水稻盐胁迫植株叶片cDNA 文库，获得与AtNHX1同源的水稻新型液泡Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因（OsANT1）。序列分析表明，OsANT1 全长cDNA为2 178 bp，包括一个长度为1 608 bp的完整开放阅读框，编码535个氨基酸残基。在DNA水平上，OsANT1基因含有15个外显子和14个内含子，长度为4 835 bp。OsANT1含有12个跨膜域，系统进化树分析结果表明，与来自拟南芥、水稻、小麦、玉米、大麦、马蔺和芦苇等的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白高度同源。盐胁迫条件下，OsANT1的表达具有盐分诱导特征，且随着胁迫的增大而增加。表明该基因可能在水稻抵御盐分胁迫的过程中具有一定作用。     

12C重离子束辐照对油菜(Brassica napus)的影响

重离子束是一种新型辐照源，它对油菜的影响以往研究较少。本文报道了30 Gy、50 Gy和80 Gy ¹²C重离子束辐照对油菜M₁和M₂生育期、植物学性状、品质性状，根尖和花粉母细胞的染色体行为和DNA分子多态性等方面的影响。结果表明：50 Gy和80 Gy辐照处理可引起油菜生育期提早，生长繁茂，部分植株发生变异，出现瘤状根、矮茎、淡绿匙形叶，多雌蕊花，双生角果和黄籽株等。80 Gy辐照处理使油菜种子含油量有不同程度提高，并出现油酸含量高于70%以上植株。 30~80 Gy辐照处理，使根尖染色体和花粉母细胞染色体产生畸变，畸变类型有微核、小核、异常四分体、染色体桥、落后染色体、断片等，其中以微核细胞最多，且辐照剂量愈大畸变率愈高。50 Gy和80 Gy辐照处理对油菜DNA分子有影响，RAPD分析表明，用40个引物对处理后油菜进行扩增，共扩增出43个DNA片段，表明不同处理植株存在一定多态性。     

一个新的水稻逆境响应基因OsMsr1的表达与克隆

为深入了解植物的逆境反应机理和发现新的水稻耐逆基因, 采用Affymetrix水稻表达芯片(含51 279个转录本)分析了超级稻两优培九母本培矮64S不同生长发育时期、不同组织器官全基因组在低温、干旱、高温逆境胁迫下的表达水平, 筛选出众多表达水平显著升高与降低的基因。OsMsr1 (Oryza sativa L. multiple stresses responsive gene 1, GenBank登录号为EU284112) 是其中一个受高温、低温与干旱诱导、在各生长发育时期与组织器官均显著上调的基因, 用实时定量PCR方法对其表达水平进行了进一步的分析, 所得结果与基因芯片结果基本吻合, 因此, 此基因为一多逆境响应基因。用RT-PCR方法扩增获得了包含其完整ORF (open reading frame)的cDNA克隆。根据其ORF序列进行预测, 此基因编码一个包含89个氨基酸残基的小分子蛋白, 分子量约为10 kD, pI约为5。搜索有关数据库, 在水稻、玉米、小麦与拟南芥中找到有高相似性的基因, 但功能未知, 也未发现相同与类似的已知功能的基因保守结构域。对其可能的启动子序列分析, 发现5个与逆境反应有关的顺式作用元件。因此, 我们认为该基因为一新的水稻耐逆候选基因, 进一步的研究正在进行。     

莫迦小麦(Triticum macha L.) T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的连锁关系

为进一步明确莫迦小麦(Triticum macha) T型恢复基因Rf3与K型不育基因rfv1的连锁关系, 利用T型细胞质背景(T504A/Tm3314 F₂代和T504A//KTm3314A/90(13)21杂交分离群体)的可育株在K型细胞质下的育性测交分析, 明确了来自莫迦小麦的这2个基因连锁并不紧密, 交换值约为16.54%。可利用T型主效恢复基因Rf3提高含有T型主效恢复基因和K型主效不育基因的基础材料的选择效率。