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2个新的PPR基因的克隆及表达模式分析

【目的】从棉花中克隆2个新的PPR基因,分析其序列结构、基因表达和亚细胞定位,为深入研究这2个基因在棉花中的功能提供依据。【方法】利用棉花EST库,通过RT-PCR从陆地棉徐州142中克隆得到2个PPR基因：GhPPRH1和GhPPRH2;应用生物信息学方法对2个基因编码蛋白序列进行预测分析,利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR的方法分析目的基因在不同组织及纤维不同发育时期的表达模式;利用棉花子叶瞬时表达系统对上述2个基因编码的蛋白进行亚细胞定位。【结果】GhPPRH1和GhPPRH2均属于PPR基因家族的PLS亚家族;GhPPRH1和GhPPRH2的开放读码框的长度分别为1 917和2 556 bp,编码638和851个氨基酸;GhPPRH1蛋白有18个PPR基序,包含1个E+结构域和1个DYW结构;GhPPRH2蛋白有17个PPR基序,包含1个E结构域,1个E+结构域和1个DYW结构;将GhPPRH1和GhPPRH2蛋白的氨基酸序列与GenBank数据库中的9条同源蛋白以及棉花中已经报道的5个PPR蛋白的氨基酸序列进行比对,构建系统进化树,结果显示,GhPPRH1与水稻RF1b蛋白亲缘关系较近,推测其可能与胞质雄性不育的育性恢复相关,而GhPPRH2与玉米PPR5蛋白亲缘关系最近,推测可能会影响细胞器一些转录本的RNA编辑;半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR的结果表明,GhPPRH1和GhPPRH2在根、茎、叶、花及纤维发育不同时期均有表达,GhPPRH1在根中表达较高,而GhPPRH2在根、叶及15 d的纤维中表达较高;亚细胞定位结果显示,GFP标记的GhPPRH1蛋白的绿色荧光与线粒体Marker的红色荧光重叠,表明该蛋白可能定位于线粒体,GFP标记的GhPPRH2蛋白的绿色荧光与叶绿体自发的红色荧光重叠,表明GhPPRH2可能定位在叶绿体。【结论】从棉花中获得2个新的PPR基因,均属于PLS亚家族成员,亚细胞定位显示可能在线粒体和叶绿体中,推测其功能可能与细胞器中RNA的加工、修饰等过程有关。     

玉米S型细胞质雄性不育恢复基因Rf3的精细定位及其候选基因预测

细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS)广泛存在于高等植物,CMS-S是玉米CMS的一种,其育性可以被恢复基因Rf3完全恢复。目前Rf3基因尚未成功克隆。本试验根据玉米CMS-S配子体不育特点,提出一种全新的同质群体构建方法,通过该方法获得群体的所有个体均携带Rf3恢复基因,省去田间表型鉴定工作,并可在同一世代获得足够的重组个体。该方法可直接用种子提取基因组DNA,大大提高Rf3定位的效率。利用该同质定位群体,将恢复基因Rf3精细定位到分子标记A165与CG2之间,参照玉米自交系B73的基因组序列,两个标记之间的物理距离约为1.4 Mb。     

高粱A_2细胞质雄性不育恢复基因的SSR标记分析

用SSR(Short Sequence Repeat,短序列重复)分子标记技术对高粱A2细胞质雄性不育(CMS)恢复基因进行了分析,结果表明对A2CMS的育性恢复表现为基因多位点的独立作用。在三个高粱杂交组合A2V4×1383-2、A2V4×晋粱5号和A2Tx622×晋粱5号中,至少有3个不同的基因位点与A2CMS的育性恢复有关。恢复系核基因组中只要有一个显性位点的存在,与线粒体基因相互作用,便能够使育性得到恢复。SSR标记分析发现,在A2Tx622×晋粱5号和A2V4×晋粱5号的F2群体中,分别找到标记Xtxp65和Xtxp141与育性共分离,标记与恢复基因位点的遗传距离分别为9.1 cM和13.4 cM,分别位于高粱5号(SBI-05)和10号染色体(SBI-10)上。     

马铃薯PPR蛋白家族基因SoDIPPR的克隆及其在干旱条件下的表达特征分析

【目的】PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白家族在植物的生长发育、细胞器形成、细胞质雄性不育的育性恢复、RNA的编辑加工、细胞核与细胞器之间信号传递、逆境防御等方面具有重要作用。研究旨在了解PPR蛋白家族SoDIPPR基因在马铃薯中的表达情况及其在干旱胁迫下的作用。【方法】以抗旱马铃薯二倍体品系H145为材料,利用cDNA-AFLP技术寻找与抗旱性密切相关的基因cDNA片段,利用RACE技术克隆其基因全长cDNA,并利用半定量RT-PCR和Northern杂交法研究其在干旱条件下的表达情况。【结果】从抗旱马铃薯二倍体品系H145中克隆了一个836bp全长cDNA序列,命名为SoDIPPR,该序列开放阅读框长为588bp,编码195个氨基酸序列。序列分析表明,SoDIPPR蛋白存在PPR结构域、激酶结合区、和C端SMR（small MutS related protein）区域。SoDIPPR蛋白序列与GenBank数据库中的其它PPR蛋白进行同源序列比对,构建系统进化树,发现SoDIPPR与其它14个高等植物的PPR蛋白同源性为57％-82％,与苜蓿DNA错配修复蛋白MuTs2、水稻盐诱导蛋白（Q9LS25）和叶绿体RNA结合蛋白（Q75IP8）的同源性达69％-82％。半定量RT-PCR和Northern杂交结果表明,SoDIPPR基因在干旱胁迫下叶片和根系里的表达量明显增加,说明SoDIPPR基因在马铃薯抗旱中起一定作用。在持续干旱条件下,SoDIPPR基因在抗旱品系H145与干旱敏感品系H214中表达模式不同。【结论】马铃薯SoPIPPR基因编码的蛋白与其它植物PPR家族蛋白同源性较高,SoPIPPR基因参与马铃薯对干旱胁迫的应答反应,可能对抵抗干旱胁迫有一定作用。     

CYP74A2在白粉菌诱导月季对甜菜夜蛾产生抗性中的功能及其生物信息学分析

为明确CYP74A2基因在白粉菌诱导月季产生对甜菜夜蛾的抗性过程中的功能，并对CYP74A2作生物信息学分析，利用转录组测序获得的差异表达基因进行功能富集分析。结果表明，α-亚麻酸代谢产生的茉莉酸是白粉菌诱导月季产生对甜菜夜蛾抗性的主要挥发性成分之一，发现该通路中共有5个CYP74A2差异表达基因，分别是LOC112173678、LOC112172343、LOC112172188、LOC112173396和LOC112169957。采用qRT-PCR验证CYP74A2基因的功能，利用NCBI、KEGG等数据库找到CYP74A2同源蛋白并结合ExPASy-ProtParam、TMHMM、SignalP 6.1、MEME、SOPMA、SWISS-MODEL、MEGA 11等在线工具或软件对CYP74A2进行生物信息学分析。通过ExPASy-Protparam分析发现，CYP74A2蛋白分子量都在54.3 ku左右，是一种稳定的亲水性蛋白。该类蛋白无跨膜结构和信号肽，亚细胞定位于细胞质和叶绿体中，少量分布于质膜和细胞核内。SOPMA预测结果表明该类蛋白以α-螺旋为主，SWISS-MODEL对...     

海岛棉GbHCT10基因的克隆与表达分析

[目的]研究海岛棉(Gossypium barbadense)GbHCT10基因在棉纤维发育中的作用.[方法]以海岛棉品种新海21号纤维发育第5 d的样本作为材料,根据海岛棉GbHCT10基因序列设计一对引物,利用RT-PCR技术从中克隆GbHCT10核苷酸序列.利用生物信息学方法分析GbHCT10基因序列.[结果]采...     

细胞质雄性不育海岛棉恢复系恢复基因的遗传分析

 【目的】在陆地棉细胞质雄性不育系与海岛棉种质材料进行测恢筛选时,选得一个对不育有恢复力的海岛棉材料“海R”,本研究的目的是了解其育性恢复的遗传方式。【方法】构建23种不同的F2群体和回交群体,分析和明确恢复基因的遗传。【结果】“海R”恢复基因属孢子体遗传,由一个主效显性基因（RfB）控制。在恢复基因呈隐性时不育胞质不但对雄配子的传递有影响,而且对雌配子的传递也有影响。【结论】推测此海岛棉恢复系的育性恢复基因来源于哈克尼西棉基因组,在陆地棉与海岛棉的种间杂种优势利用中具有应用价值。     

水稻配子体雄性不育细胞质多态性及恢保关系差异研究

为解释育种实践中常出现的相同类型不育系与不同恢复系杂交组合F1代育性恢复有明显差异的现象,笔者通过对同核异质的5个配子体不育系W15A、W20A、W34A、W46A和YA线粒体DNA进行RAPD扩增聚类,不育基因orf(H)79基因及基因间区序列测序,测配F1分析其恢保关系,展示同型细胞质的差异与恢保差异的关系。结果表明,通过RAPD扩增聚类,这5个配子体细胞质雄性不育系在线粒体基因组可聚分为3类,而W34A与其他4个不育系的细胞质亲源关系较远。不育基因及基因间区序列均存在多个差异位点,5个水稻配子体雄性不育细胞质在大部分水稻材料的测恢中,恢保关系一致,而一部分材料的恢保关系差异较大。该研究为新型配子体不育系的选育、组合配制和同核多胞质混合杂交水稻亲本的选择提供一定的理论依据。     

AL型小麦育性恢复主基因+多基因混合遗传分析

[目的]研究 AL 型雄性不育育性恢复基因的遗传模型.[方法]通过 AL 型小麦不育系(♀)与恢复系(♂)杂交,获得杂交后代分离群体,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分离分析法对亲本 P1 和 P2 以及杂种后代 Fl 和 F2 群体 4 个世代的育性进行分析.[结果]AL 型育性恢复基因的最适遗传模型为 E-1,育性恢复基因由两对加性-显性-上位性主基因和加性-显性多基因共同控制,主基因遗传率为 85.92;.[结论]小麦 AL 型雄性不育育性恢复基因由两对主效基因和多对微效基因控制,主效基因遗传力较高,在小麦育种中有较高的利用价值.