马铃薯ERECTA基因克隆和生物信息学分析

ERECTA是一种类受体蛋白激酶,在植物株型控制、器官形态建成和逆境响应等方面起着重要作用。以马铃薯(Solanum tuberosum)为研究对象,通过RT-PCR技术扩增ERECTA基因的cDNA序列,并进行生物信息学分析。结果表明,马铃薯ERECTA基因的cDNA序列全长为3 281 bp,包括一个2 973 bp的开放阅读框,可编码990个氨基酸,含有10个保守基序。通过系统发育树和多序列比对可知,马铃薯ERECTA氨基酸序列与其他植物ERECTA氨基酸序列的同源性较高。马铃薯ERECTA以α-螺旋和无规卷曲为主,包含8个富含亮氨酸的LRR基序。马铃薯ERECTA基因的克隆与生物信息学分析,为进一步研究马铃薯ERECTA功能提供了参考。     

山西省马铃薯Y病毒cp基因的克隆

[目的]对山西省马铃薯Y病毒cp基因进行克隆与序列特征分析。[方法]依据马铃薯Y病毒基因组序列,设计合成了一对引物PVYP1和PVYP2,以从山西省获得的带毒马铃薯叶片总RNA为模板,对RT-PCR扩增得到的基因片段进行序列测定。[结果]该DNA片段1～798bp为马铃薯Y病毒印基因,799～1064bp为3’非编码区序列,可编码265个氨基酸。将RT—PCR产物与载体连接后转入大肠杆菌提取阳性克隆的质粒DNA,酶切后琼脂糖凝胶电泳检测结果表明,重组质粒已转入大肠杆菌。BLAST软件分析表明,山西省马铃薯Y病毒分离物CP氨基酸序列与已公布的PVY CP氨基酸序列相似性最高可达100％,说明所得DNA片段确为PVY cp基因片段。[结论]该研究为对山西省马铃薯Y病毒的防治提供理论依据。     

马铃薯银屑病形态学鉴定及分子生物学检测

为促进马铃薯银屑病的分子生物学检测,从内蒙古牙克石地区马铃薯库房中采集了疑似马铃薯银屑病的样品,进行形态学鉴定,并对马铃薯银屑病分子生物学检测方法进行了筛选。结果表明,经形态学观察,块茎样品病斑特征符合“GB/T 28093-2001马铃薯银屑病菌检疫鉴定方法”中描述的病斑特征及病原菌特征。进一步利用常规PCR和巢式PCR对疑似样品进行了检测,两种方法均可扩增出特异性目的条带。目的序列经过测序,其序列与CBS640.85菌株(MH861907.1)序列的相似度达到100%。经形态学及分子生物学鉴定,可以证明在内蒙古牙克石地区马铃薯库房中采集的疑似马铃薯银屑病样品确为马铃薯银屑病,同时也证明本研究中采用的常规PCR和巢式PCR方法均可用于马铃薯银屑病的检测。     

马铃薯基因组中3个番茄 Cf9的LRR区同源片段的克隆及序列分析

根据番茄 Cf-9与 Cf-9B抗病蛋白富亮氨酸重复区域(LRR)对应的核苷酸序列设计引物,用PCR方法从马铃薯基因组扩增出2个同源片段;用 Cf-9序列在SGN网站中对马铃薯EST组装序列搜索获得第3个同源序列. 分析表明马铃薯的3个序列与番茄的序列高度保守,在核苷酸水平上相似度大于85%,在氨基酸水平上相似度大于75%,但依来源不同而明显分为2组,说明已发生了较大程度的分化.     

马铃薯X病毒黑龙江分离物外壳蛋白基因克隆与序列分析

马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)是重要的马铃薯病毒之一,几乎分布于全国所有马铃薯种植区域,严重影响马铃薯的产量和品质。对其建立RT-PCR分子检测体系以及对其外壳蛋白(CP)基因进行序列分析尤为重要。根据已报道的PVX的核苷酸序列设计合成1对引物,以带毒植株总RNA为模板,应用RT-PCR方法,克隆了PVX黑龙江分离物(P2)全长CP基因序列。序列分析表明:P2CP基因全长711 bp,编码237个氨基酸残基,与GenBank中17个不同分离物的CP核苷酸序列同源性为75.5%~96.3%,氨基酸序列同源性为89.4%~99.2%。依据PVXCP氨基酸序列建立系统进化树,将PVX不同分离物划分为两大类群,P2与PVX中国分离物亲缘关系较近,同属于类型Ⅱ,表现一定的地域相关性。同时,应用该RT-PCR分子检测体系进行马铃薯样品检测。     

陕北地区马铃薯卷叶病毒的RT-PCR检测与序列分析

以陕北8个县(区)种植2~3代疑似带毒的马铃薯叶片为材料,用Trizol法提取马铃薯叶片总RNA,以已公布的马铃薯卷叶病毒外壳蛋白(CP)基因序列设计特异引物,通过RT-PCR扩增目的DNA片段,对CP基因进行克隆和测序,采用DNAstar软件分析序列的一致性。结果表明,从陕北8个县(区)马铃薯叶片中均扩增到与预期大小一致、长度为336 bp的目的片段,说明马铃薯均感染了卷叶病毒。陕北8个县(区)马铃薯卷叶病毒CP基因之间的序列一致性达99.6%以上,与国内外其他地区10个样品CP基因的序列一致性为96.2%~99.8%,表明马铃薯卷叶病毒的CP基因序列比较保守。     

“焦单6号”玉米667米2产突破900千克

以中国为首、14国科学家组成的“国际马铃薯基因组测序协作组”，宣布马铃薯基因组序列框架图完成。这标志着人类将能够以马铃薯基因组序列为工具，把马铃薯新品种育种的速度从10～12年缩短到5年，并迅速提高其产量、品质和抗病性。     

马铃薯microRNA及其靶基因的预测与功能分析

根据miRNA序列在植物中的高度保守性,通过拟南芥、水稻、玉米等植物中已知的miRNA序列与马铃薯的表达序列标签(EST)、基因组测序序列(GSS)以及核酸数据库中的序列进行比对,最后通过在线比对软件blastx去掉编码序列,共发现32条新的miRNAs,并且这32条前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构;利用新发现的马铃薯miRNAs通过在线软件miRU和miRU2与编码蛋白的数据库比对,预测到了100个靶基因,分别编码与马铃薯生长发育、新陈代谢、信号转导、转录调节、胁迫反应等相关的蛋白.     

马铃薯早疫病菌rDNA-ITS区序列分析

采用真菌核糖体基因通用引物对马铃薯早疫痛茵的rDNA ITS区域进行扩增,克隆测序其PCR产物,序列分析结果表明,马铃薯早疫病菌与链格孢属的其他几个小孢子种在该区域的同源性均为100%,不存在任何序列差异.说明rDNA ITS区域不适合作为马铃薯早疫病分子诊断的靶序列.     

科技要闻

<正>中国主导完成马铃薯基因"蓝图"育种时间将减半以中国为首、14国科学家组成的"国际马铃薯基因组测序协作组",宣布马铃薯基因组序列框架图完成。这标志着人类将能够以马铃薯基因组序列为工具,把马铃薯新品种育种的速度从10~12年缩短到5年,并迅速提高其产量、品质和抗病性。     

河南省马铃薯Y病毒的分子检测与鉴定

利用RT-PCR技术对郑州市和信阳市的马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)进行了鉴定。依据PVY p1基因序列设计合成1对引物,以带毒的马铃薯叶片总RNA为模板,RT-PCR扩增得到0.58kb的目的DNA片段,而健康对照无此片段。对PCR产物进行序列测定,Blast分析表明,该DNA序列与PVY N:O株系p1基因序列相似性可达99%,证明所得DNA片段确为PVY p1基因,从而建立了PVY的RT-PCR检测方法。在此基础上,从节省检测时间、优化反应程序及反应体系等方面进行了改进。     

马铃薯Y病毒的RT—PCR检测

通过两种方法提取了烟草病叶中PVY病毒的RNA,然后针对PVY~N的CP基因序列,设计合成了一对特异性引物,运用反转录PCR技术对提取的PVY－RNA进行了体外扩增,结果得到与预期大小相一致的780bp片段,而对照未得到任何产物,从而建立了运用RT－PCR手段检测植物中PVY的又一有效途径,并运用此方法对东北三省部分地区马铃薯种薯中PVY的带毒情况进行了检测。     

河北省马铃薯Y病毒株系分子鉴定及其RT-PCR检测

根据马铃薯Y病毒(PotatovirusY,PVY)的外壳蛋白基因序列,设计合成了一对寡核苷酸引物,从感染PVY的马铃薯田间病叶组织中提取出病毒的RNA,进行cDNA合成及PCR扩增,得到一条长度约800bp的特异PCR扩增产物,与理论设计的基因片段大小一致,本试验建立了快速、灵敏、简便的PVY检测的方法。将RT-PCR扩增产物克隆到质粒pGEM-T上,并进行了序列分析。结果表明,克隆的cDNA片段由801个核苷酸组成,编码267个氨基酸组成的理论分子量为29kD蛋白,与PVY外壳蛋白的大小一致,与基因库登记的代表性株系相比,它们之间的核苷酸序列同源性为89 6%～98 8%,氨基酸序列的同源性为93 3%～98 5%,说明PVYCP基因具有高度的保守性(记为PVY-HBEI),与国内报道的PVY-CHU、PVY-ZHJ和PVY-ZHOU株系的氨基酸序列同源性分别为96 6%、98 5%和97 8%,与PVYN和PVYO株系的氨基酸序列同源性分别为93 6%和97 8%,从分子水平上确定PVY-HBEI归属于普通株系(PVYO株系)。     

中国马铃薯Y病毒的检测鉴定及CP基因的分子变异

【目的】查明马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）病在中国的发生情况,及时、准确地鉴定出PVY并对其分子变异进行分析。【方法】采用ELISA 方法对采自中国14个省（直辖市）马铃薯种植区疑似受PVY感染的样品进行了检测,并对其中的部分材料镜检验证,然后根据CP基因序列设计1对简并引物针对随机选择感染PVY的14个省（直辖市）代表样品进行CP基因扩增克隆,将测序得到的序列进行分子变异分析,并使用贝叶斯法（Bayesian inference,BI）重建系统发育关系。【结果】ELISA检测结果表明,691份样品中220个样品与PVY抗体呈阳性反应,其余呈阴性反应;ELISA检测的阳性材料在透射电镜下均可观察到明显的风轮状内含体,14个PVY分离物均成功扩增出预期大小（约800 bp）的特异性片段,CP基因的核苷酸序列与已报道PVY不同株系的核苷酸序列一致性均在88%以上;在14个PVY分离物CP基因中共发现有29个多态性位点,其中6个简约信息位点,23个单一变异位点。系统发育分析结果显示,14个PVY分离物与PVYN:O株系相聚成簇,表明其在系统发育关系上,与PVYN:O株系的亲缘关系最近。【结论】PVY CP基因高度保守,但不同地区分离物也存在一定的分子变异,本研究可为今后了解PVY病毒病流行、变异趋势及其防治提供依据。     

马铃薯病毒疫情调查及马铃薯S病毒的检测鉴定

[目的]了解河北省张家口市马铃薯病毒病害发生情况并对马铃薯S病毒（PVS）进行鉴定。[方法]对采自河北省张家口市的46份马铃薯样品进行生物学测定和血清学及分子生物学检测。[结果]46份样品中有35份为马铃薯Y病毒（PVY）侵染,其中有6份是PVY与PVS混合侵染,其余29份为PVY单独侵染。用特异性引物扩增PVS外壳蛋白基因的部分序列,获得685bp的目的产物,该序列与已报道的PVS核苷酸序列同源性在80％以上,编码227个氨基酸,与已报道的PVS外壳蛋白的氨基酸同源性均在90％以上。证明该样品中确实携带PVS。[结论]该研究为今后该地区马铃薯病毒病害的控制及防治提供了依据。     

青海省部分地区马铃薯Y病毒cp基因序列分析

马铃薯Y病毒(PVY)是危害我国马铃薯的主要病毒之一,其在自然条件下极易发生基因变异而产生株系分化现象。为揭示青海马铃薯Y病毒分离物cp基因的分子变异,利用RT-PCR方法扩增获得了16个马铃薯Y病毒分离物的cp基因序列,采用SDT、DANMAN、RDP和MEGA软件对其进行分子变异分析。序列一致率结果表明,16个分离物的核苷酸序列均为801个碱基,一致率为98.0%~100%,编码267个氨基酸,一致率为94.8%~100%。重组分析表明,16个分离物未发生基因重组。系统发育分析发现,11个分离物与PVY^N-Wi株系相聚成簇,表明其在系统发育关系上与PVY^N-Wi株系的亲缘关系最近,占被检出病毒分离物的68.7%;另外5个分离物与PVY^O株系相聚成簇,表明其在系统发育关系上与PVY^O株系亲缘关系最近;未发现PVY^C株系、PVY^N株系、PVY^E株系和PVY^NTN株系存在。     

乌鲁木齐地区马铃薯纺锤块茎类病毒的检测与序列分析

根据马铃薯纺锤块茎类病毒(PSTVd)基因序列设计合成1对引物,对新疆乌鲁木齐地区马铃薯田间感病植株进行一步法RT-PCR检测,扩增出251 bp大小的目标片段,而健康植株无此扩增产物。将目的片段克隆到pGM-T载体上并进行序列测定,构建系统进化树分析各分离物间的分子差异性。结果表明马铃薯纺锤块茎类病毒乌鲁木齐分离物与国内外已报道毒株的核酸序列同源性达93.6%~99.2%。     

陕北地区马铃薯Y病毒的RT-PCR检测及其序列分析

以陕北地区8个县(区)种植2~3代疑似带毒的马铃薯叶片为材料,Trizol法提取马铃薯叶片总RNA,以已公布的马铃薯Y病毒外壳蛋白(coat protein,CP)基因序列设计1对特异引物,反转录合成cDNA,RT-PCR扩增目的 DNA片段,1.5%的琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物。回收纯化CP基因片段并进行克隆和测序,采用DNAstar软件分析序列一致性。结果显示,所有马铃薯叶片中均扩增到与预期大小一致的、长度为400 bp的目的片段,表明这些马铃薯均感染了Y病毒;陕北8个县(区)马铃薯Y病毒CP基因与国内外其他地区12个样品之间的序列一致性为88.4%~99.8%,表明马铃薯Y病毒的CP基因序列比较保守,不易发生变异。RT-PCR方法可快速、准确地检测马铃薯Y病毒,从而为马铃薯茎尖剥离脱毒生产脱毒种苗(薯)提供依据。     

侵染荷兰郁金香的郁金香碎色病毒和黄瓜花叶病毒的RT-PCR检测

以从荷兰引进的4个郁金香品种病株为材料,利用马铃薯Y病毒的简并引物和黄瓜花叶病毒CP基因的一对特异引物,通过RT-PCR技术分别扩增出与预期大小相一致的1 800 bp和840 bp左右的片段,而对照无任何产物.感受态转化后,进行测序,结果表明田野、多道多、雪莉和克思尼4个品种中均能检测到郁金香碎色病毒和黄瓜花叶病毒.