喀西茄抗病基因同源序列的分离与分析

本研究根据已知植物抗病基因的NBS-LRR保守结构域设计了1对简并引物,对野生茄子喀西茄(Solanum khasianum)中抗病基因的同源序列(resistance gene analogs,RGAs)进行克隆和分析.结果表明,所获得的11个抗病基因同源序列都是Non-TIR-NBS-LRR类抗病基因,聚类分析将其分为5个亚类.由其核酸序列推导的氨基酸序列与已知抗病基因(N、L6、M、Prf、Gpa2和RPM1)相应区域的相似性为21.7%～52.4%.BlastX分析发现,SkRGA4和SkRGA10与辣椒抗根结线虫基因有着很高的同源性,SkRGA3和SkRGA6与野生马铃薯的抗晚疫病基因有着很高的同源性.     

根结线虫侵染对茄子叶片叶绿素荧光特性的影响

为了揭示根结线虫侵染对茄子叶片光合性能影响的原初反应机制,以‘紫阳长茄’为试材,采用盆栽幼苗人工接种方法,对根结线虫侵染期间茄子叶片叶绿素荧光参数的变化进行了研究。结果表明,随着根结线虫侵染时间延长,茄子叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)持续降低,而非光化学猝灭系数(NPQ)则持续升高,并在接种15天时出现拐点,在此之前变化平缓,之后则变化剧烈,说明根结线虫侵染使茄子光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭受损伤。上述叶绿素荧光参数可作为茄子对根结线虫抗性的苗期鉴定指标,该方法简便、易行、高效、准确。     

芒果转录因子NAC的克隆与表达模式分析

NAC转录因子在植物生长发育、信号传导和逆境胁迫应答方面起重要的作用。本研究根据芒果c DNA-SCo T差异显示中发现的c DNA片段设计特异引物,通过改良RACE技术得到了芒果NAC基因的全长c DNA序列。序列分析显示,该c DNA全长为1 167 bp,开放阅读框长度为1 002 bp,编码334个氨基酸,推测其分子量为37.41 k D,等电点为8.76,属于NAM基因家族,命名为Mi NAC。利用实时荧光定量技术对Mi NAC基因在芒果4℃低温胁迫、盐胁迫和PEG-6000胁迫后0、24 h、48 h和72 h时叶片和茎中表达模式进行分析,实验结果显示,这三种逆境处理均诱导芒果Mi NAC基因的表达,其中Mi NAC基因对4℃低温胁迫响应程度最高,其次是PEG胁迫和盐胁迫。结果表明,该基因参与了芒果逆境胁迫的分子调控。     

用改进的SSAP方法克隆抗甘薯茎线虫病相关的RGA

甘薯新品系农大603是从感茎线虫病品种徐薯18的辐照后代中获得的一个抗茎线虫病的突变体。根据已报道的植物线虫抗性基因的核苷酸结合位点(NBS)保守氨基酸序列设计兼并引物，用自行改进的SSAP(modified sequence-specific amplification polymorphisms)方法，对农大603和徐薯18的基因组进行PCR扩增，从农大603中扩增出含有抗性基因NBS保守序列的差异片段2个(片段54和片段72)。在GenBank上序列搜索和比对发现，克隆序列与已报道的植物抗病基因之间同源性较低。根据克隆片段的DNA序列设计引物，以抗、感茎线虫病的甘薯品种的基因组DNA为模板进行PCR扩增，结果显示由片段72设计的引物在抗、感品种上没有扩增出多态性带；由片段54设计的引物在抗病品种和感病品种之间扩增出多态性带，推测片段54是与甘薯抗茎线虫病有关的RGA。     

大豆胞囊线虫VIGS载体的构建与鉴定

拟克隆大豆胞囊线虫肌钙蛋白(Hg-tnc)和酰胺样多肽(Hg-flp)基因的部分片段,构建胞囊线虫的病毒诱导基因沉默体系(VIGS),以期为大豆抗胞囊线虫抗性品种的培育及胞囊线虫基因功能验证的研究奠定理论基础。利用RT-PCR方法从大豆胞囊线虫中克隆出目的基因,电泳检测表明,克隆的Hg-tnc基因和Hg-flp基因部分片段分别约为1 000 bp和700 bp。将目的基因连接到烟草脆裂病毒载体pYY13上,转化大肠杆菌,利用PCR进行初步鉴定后进行序列测定。结果表明,大豆胞囊线虫Hg-tnc基因和Hg-flp基因已插入到pYY13载体上,VIGS载体构建成功。     

谷子十里香抗锈抑制消减杂交文库构建及初步分析

为了研究十里香抗锈分子机理及其调控机制。以谷子抗锈十里香接种12,24,48,72,96 h叶片为材料,利用抑制差减杂交技术,构建了谷锈菌诱导的SSH文库,筛选十里香接种与未接种锈菌差异表达的基因片段,通过Gen-Bank进行同源比对,对差异表达基因进行功能注释,并利用荧光定量PCR技术对部分差异表达片段进行表达分析。随机挑取差减文库中阳性克隆测序,共获得368个EST序列,插入片段大小为200~750 bp,通过网上GenBank非冗余数据库比对分析,发现其中32个EST与抗病相关。对与抗病相关的EST分析,推测WRKY转录因子、MAPK信号途径、钙信号途径、谷胱甘肽-S-转移酶、细胞色素P450、病程相关蛋白等可能参与了十里香与谷锈菌非亲和互作。进一步利用荧光定量PCR技术对SSH文库中4个基因做了表达分析,结果表明这些基因均受锈菌诱导表达。通过构建十里香受锈菌诱导的SSH文库,初步明确了十里香参与抗锈相关的基因,为下步谷子抗锈分子育种奠定基础。     

番茄品种对南方根结线虫的抗性鉴定

为了明确番茄品种对南方根据线虫的抗性情况,采用温室内盆栽番茄人工接种法, 鉴定了江苏及周边地区栽培的17个番茄品种对南方根结线虫 (Meloidogyne incognita) 的抗性程度。结果表明,天宝316表现高抗;以色列A316和粉果310表现中抗;秦樱3号、布鲁诺以及瑞星华美表现出抗病;奥米多9号、欧亚奇以及美国903表现出感病性;苏红2003、美国大红、合作903、台湾圣女、多彩水果番茄、奥利、黄贵妃樱桃番茄以及荷兰紫圣果表现出高感病性。携带Mi基因的番茄品种能够对南方根结线虫具有很好抗性,笔者利用引物SCAR F及SCAR R进行特异性检测发现,天宝(KF015736)、瑞星华美(KF015735)及多彩水果(KF015734)均获得720bp条带,与Heinz 1706（DQ437766）Mi基因同源性达到100%。     

TMV侵染烟草基因差异表达的cDNA-AFLP分析

以烤烟品种龙江925 [高抗烟草普通花叶病(TMV)]接种TMV的叶片为材料,选用240对引物组合的扩增, 获得约 9 500个转录基因片段, 经过克隆测序最终获得了12个诱导表达片段, 它们与核酸代谢、蛋白质合成与修饰、能量代谢、胁迫响应、细胞内运输、糖代谢等相关, 并利用荧光定量PCR分析一个诱导表达片段TIF2在0~72 h之间5个时间点(0、12、24、48和72 h)的基因差异表达, 证实了所获得的基因序列为真实诱导的表达序列。对此序列进行RACE, 最终获得全长cDNA序列, 全序列857 bp, 预测的编码区在101~613 bp之间, 共编码170个氨基酸。经Blastn、Blastp比对分析, 在烟草中没有获得其同源序列, 确定该基因是在烟草中发现的与抗TMV相关的新基因。     

番茄育种种质对南方根结线虫抗性评价及Mi-1基因检测

本研究以自育的26份番茄育种种质和抗南方根结线虫番茄品种‘仙客1号’及感南方根结线虫品种‘阿乃兹’为试验材料,采用病土盘栽自然发病鉴定、苗期二龄幼虫人工接种鉴定和PCR扩增及CAPS检测相结合的方法,研究供试材料对南方根结线虫的抗性水平及基因型。鉴定结果表明,供试的28份番茄材料中,高抗17份、抗病6份(包括抗病对照‘仙客1号’)、感病2份、高感3份(包括感病对照‘阿乃兹’),无免疫材料,且病土盘栽鉴定与苗期接种鉴定的结果一致。PCR扩增结果表明,27份番茄材料均能检测到一条750 bp的特异条带;TaqⅠ酶切结果显示,具有酶切位点的22份试材中有15份含纯合显性Mi-1/Mi-1基因、5份含杂合显性Mi-1/mi-1基因、2份含180 bp+250 bp+300 bp三条特异性片段,并且这22份试材对南方根结线虫表现高抗或抗,而其余5份不含显性Mi-1基因的试材则表现高感或感,证明Mi-1是具有抗南方根结线虫能力的基因,分子检测结果与病土盘栽鉴定和苗期接种鉴定的结果吻合率达92.6%;含有180 bp+250 bp+300 bp三条特异性片段的高抗材料可能含有其它抗根结线虫基因。分子检测与抗性鉴定相结合,能为创制抗南方根结线虫新种质提供一种更加省时、省力且经济有效的科学育种方法,可为番茄抗南方根结线虫育种提供理论依据和实践经验。     

甘蔗线虫病抗性基因的PCR检测研究

以38份未经线虫病常规鉴定的甘蔗种质资源为供试材料,根据番茄抗根结线虫病基因和甜菜抗胞囊线虫病基因的保守序列区域,分别设计了2条上游引物、2条下游引物,对设计的引物进行组合后,应用PCR特异扩增从中分别筛选出各1对特异引物。用抗根结线虫基因设计的特异引物进行扩增最终获得了1条大约460 bp大小的特异片段;用抗胞囊线虫基因设计的特异引物进行扩增最终获得了1条大约690 bp大小的特异片段,进一步进行了PCR-Southern杂交,确认了该2条特异引物的真实性。     

白菜型油菜WRKY基因片段的克隆与表达分析

WRKY转录因子能广泛地参与植物的生物与非生物胁迫反应。为了研究WRKY转录因子在ABA诱导下的表达调控,首先利用同源克隆法在白菜型油菜中克隆WRKY基因和Actin基因片段, 用BLAST和DNAMAN软件对核酸及氨基酸序列进行分析;通过荧光定量PCR技术检测白菜型油菜WRKY基因在ABA处理条件下的相对表达趋势;然后利用相对定量PCR技术（real-time relative quantification PCR,以下简称RT-qPCR）检测WRKY基因在ABA(100 μM)诱导不同时段的差异表达。在白菜型油菜中克隆到一段中克隆到一段长度为680 bp的WRKY基因片段和一段长度为933 bp的β-actin基因片段。RT-qPCR实验结果表明,BcWRKY能被ABA诱导表达,且在诱导1 h后表达量最高。本实验文成功地克隆了白菜型油菜的WRKY转录因子基因和Actin基因片段,并证明了白菜型油菜WRKY基因的表达受ABA的影响。     

(Prunussalicina)WRKY 33的克隆与表达分析

WRKY类转录因子是植物防御反应信号转导的重要组成部分,本研究为了探讨WRKY33基因的功能,以嫩叶为材料,采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,克隆得到WRKY33全长c DNA(命名为Ps WRKY33),对其进行生物信息学分析。以基因组DNA为模板,对该基因的ORF区域进行PCR扩增,获得WRKY33的g DNA全长。采用荧光定量PCR技术检测该基因在水杨酸处理下的表达模式。试验结果表明:Ps WRKY33 c DNA全长为2 113 bp,开放阅读框长为1 770 bp,编码589个氨基酸;Ps WRKY33蛋白含有两个WRKY保守结构域,与Pm WRKY33蛋白同源性最高。Ps WRKY33基因组全长为2 844 bp,存在3个内含子和4个外显子。荧光定量结果表明:Ps WRKY33在1 mmol/L水杨酸处理后,30 h表达量最高,呈先上升后下降的趋势。研究结果为深入研究WRKY33基因与水杨酸诱导植物抗病性的关系提供一定的参考价值。     

黄瓜CsAP2基因克隆及表达模式

本研究利用同源克隆方法从黄瓜(Cucumis sativus L.)顶芽中克隆获得APETALA2 (AP2)同源基因Cs AP2的cDNA序列。序列分析表明,CsAP2基因c DNA序列的完整开放阅读框(ORF)为1 452 bp,编码483个氨基酸,其分子质量为53 359,理论等电点为5.59。多序列比对和系统进化分析表明,CsAP2位于A类基因AP2分支,包含两个保守的AP2结构域。CsAP2与甜瓜CmAP2的同源性最高,为97.7%。CsAP2定位在细胞核。实时荧光定量PCR显示,CsAP2基因在营养器官中和四轮花器官中均有表达。     

蒜芥茄黄萎病抗性相关基因SsWRKY22和SsWRKY33的克隆与表达分析

黄萎病是茄子生产中的重要病害之一,严重影响茄子的产量和品质。WRKY转录因子在植物抗病中扮演着重要的角色,但在茄子黄萎病抗性中的作用不明。本研究从黄萎病高抗材料野生蒜芥茄的转录组数据中,筛选获得WRKY家族中的SsWRKY22和SsWRKY33基因,利用PCR技术克隆获得目的基因,并对其进行生物信息学和表达模式分析。结果表明,SsWRKY22和SsWRKY33基因的ORF序列大小分别为528和1 073 bp,编码175个和357个氨基酸;蛋白分子量分别为19.19和40.46 kD,均属于亲水性不稳定蛋白,其中,Ss WRKY22编码的蛋白属于酸性蛋白,而Ss WRKY33编码的蛋白属于碱性蛋白,亚细胞定位预测两个基因编码的蛋白均定位于细胞核上;此外,SsWRKY22和SsWRKY33分别属于Ⅱ类和Ⅰ类WRKY转录因子,具有不同的蛋白结构。系统发育分析结果表明,Ss WRKY22与野生潘那利番茄、番茄和马铃薯中的WRKY22亲缘关系较近;而Ss WRKY33与辣椒中的WRKY33亲缘关系最近。利用RT-qPCR对SsWRKY22和SsWRKY33基因在蒜芥茄不同部位(根,茎,叶)的表...     

多重PCR技术鉴定番茄Ty-1和Mi基因

利用同一PCR反应体系,对分别与番茄(Lycopersion esculentum)抗黄化曲叶病毒(Tomato YellowLeaf Curl virus)病的Ty-1基因和番茄抗根结线虫(root-knot nematode)的Mi基因紧密连锁的SCAR标记进行同时扩增筛选,扩增的特异性片段与单引物扩增片段完全吻合.与Ty-1基因紧密连锁的SCAR1标记为共显性标记,抗感材料均产生398 bp的特异片段,纯合和杂合抗病基因型存在TaqⅠ酶切位点,酶切后分别产生了303 bp和95 bp以及398 bp、303 bp和95 bp的特异性片段,而感病基因型无此酶切位点.与Mi基因紧密连锁的SCAR2标记也为共显性标记,抗感材料均产生750 bp的特异片段,纯合和杂合抗病基因型存在TaqⅠ酶切位点,酶切后分别产生了570bp和180bp以及750bp、570bp和180bp的特异性片段,而感病基因型无此酶切位点.酶切结果仍为750 bp的产物.经反复验证,结果准确可靠,可以用于在同一PCR反应体系中对两个抗病基因进行同时筛选鉴定.     

柑桔线虫抗性主基因座Tyr1的特异标记开发与遗传作图改进(英文)

本文利用先期从BAC文库获得的NBS-LRR类候选抗病基因克隆序列Pt8a和Pt9a,进一步开发与柑桔线虫抗性主效基因位点Tyr1连锁的分子标记。以Pt8a和Pt9a序列作探针,通过高密度克隆印迹杂交,从BAC文库筛选出200个以上的阳性克隆,以阳性克隆插入序列设计引物,对柑桔抗线虫材料和感线虫材料开展以PCR扩增为基础的集群分离分析,发现一部分克隆序列与柑桔线虫抗性主效基因位点Tyr1紧密连锁;再通过染色体步行测序,分别从3个克隆（7A4,4L17和29F20）获得3个完整的NBS-LRR类候选抗病基因序列。从此类序列开发更高特异性的分子标记,并在利用原有分子标记的基础上,对柑桔线虫抗性杂交后代群体（9145 family）构建较高密度的遗传图谱;同时,将新开发的分子标记应用于柑桔衰退病抗性杂交后代群体（9401 family）,以初步估算柑桔线虫抗性主效基因位点Tyr]与柑桔衰退病抗性基因Ctv的遗传距离。     

粟弯孢霉叶斑病菌钙调磷酸酶基因克隆及表达分析

粟弯孢霉叶斑病为谷子重要的叶部病害，为了解钙调磷酸酶信号途径在粟弯孢霉叶斑病菌中的功能，对粟弯孢霉叶斑病菌钙调磷酸酶基因进行了克隆和初步分析。通过简并PCR法扩增获得了粟弯孢霉叶斑病菌钙调磷酸酶催化亚基ClCna和调节亚基ClCnb基因的同源片段，并利用RACE技术获得了ClCna和ClCnb基因序列同源片段的全长cDNA序列。粟弯孢霉叶斑病菌ClCna和ClCnb基因编码的蛋白与其他病原真菌钙调磷酸酶蛋白具有很高的同源性，ClCna基因编码的蛋白含有钙调素结合位点、钙调磷酸酶调节亚基结合位点和自身抑制调节位点，而ClCnb基因编码的蛋白含有4个钙离子结合位点。利用钙调磷酸酶特异性抑制剂环孢素A处理粟弯孢霉叶斑病菌分生孢子，发现分生孢子的萌发率明显下降。利用实时荧光定量PCR方法分析粟弯孢霉叶斑病菌中ClCna和ClCnb基因在非生物胁迫下的表达模式，在山梨醇和氯化钠胁迫下都是诱导表达，因此，推测这2个基因可能在粟弯孢霉叶斑病菌的逆境胁迫及孢子萌发中起重要的作用。     

罗汉果生长素响应因子SgA RF8基因的克隆及表达分析

基于转录组Unigene序列信息,结合RACE技术,克隆罗汉果生长素响应因子基因Sg ARF8的全长。采用同源克隆法获取罗汉果Sg ACTIN基因,以该基因为内参,通过实时荧光定量PCR检测Sg ARF8在罗汉果不同器官组织中的时空表达。结果表明:获得Sg ARF8基因c DNA全长序列3 266 bp,Gen Bank登录号KU949383,最长ORF为2 547 bp,编码848 aa的蛋白质,预期分子量94.42 k D,等电点5.67,该编码蛋白具有DBD、CTD和MR等转录因子ARF特征性结构域,其5'端和3'端区域比较保守;克隆得到罗汉果内参基因Actin基因部分序列,命名为Sg ACTIN,Gen Bank登录号为KU949382;实时荧光定量分析表明,罗汉果Sg ARF8在茎、叶、芽、雌蕊、雄蕊、幼果中普遍表达,并且在雌蕊和15 d幼果中表达量较高。可见Sg ARF8广泛参与罗汉果生长发育调节过程,尤其与雌蕊和幼果的器官形态建成密切相关,也暗示该基因在罗汉果性别调控和单性结实遗传改良中具有重要应用价值。     

柑桔线虫抗性主基因座Tyrl的特异标记开发与遗传作图改进

本文利用先期从BAC文库获得的NBS-LRR类候选抗病基因克隆序列Pt8a和Pt9a,进一步开发与柑桔线虫抗性丰效基因位点Tyrl连锁的分子标记.以Pt8a和Pt9a序列作探针,通过高密度克隆印迹杂交,从BAC文库筛选出200个以上的阳性克隆,以阳性克隆插入序列设计引物,对柑桔抗线虫材料和感线虫材料开展以PCR扩增为基础的集群分离分析,发现一部分克隆序列与柑桔线虫抗性主效基因位点Txrl紧密连锁;再通过染色体步行测序,分别从3个克隆(7A4,4L17和29F20)获得3个完整的NBS-LRR类候选抗病基因序列.从此类序列开发更高特异性的分子标记,并在利用原有分子标记的基础上,对柑桔线虫抗性杂交后代群体(9145 family)构建较高密度的遗传图谱:同时,将新开发的分子标记应用于柑桔衰退病抗性杂交后代群体(9401 family),以初步估算柑桔线虫抗性主效基因位点Tyrl与柑桔衰退病抗性基因Ctv的遗传距离.     

茄子及其近缘野生种AFLP分析体系的建立

本文以若干茄子自交系及其近缘野生种为材料,从DNA提取、酶切连接、预扩和选扩等几方面进行选择优化,建立起高效稳定的AFLP分析体系;从64对AFLP引物组合筛选出多态性好的引物组合38对,栽培种茄子和野生种托鲁巴姆间多态性高达68.5%.本实验室正以本AFLP分析体系开展茄子资源遗传多样性、青枯病抗性基因分子标记等遗传分析研究工作.