一个小麦茉莉酮酸酯诱导蛋白基因的克隆和鉴定

 用基因芯片技术结合分池法(bulked segregating analysis,BSA)对参与小麦(Triticum aestivum L.)"兰考90(6)"抗白粉病反应或与抗病基因连锁的EST进行了分析。从"中国春"中克隆了一个与Ta-JA1高度相似的新的小麦茉莉酮酸酯诱导蛋白基因(GenBank登录号:EU035635),命名为Ta-JA2。Ta-JA2和Ta-JA1的cDNA序列有99%相同,编码304个氨基酸组成的多肽。Ta-JA2具有植物病原应答诱导蛋白-dirigent-类蛋白的典型保守功能域和jacalin-类植物血球凝集素的典型保守功能域。Ta-JA2主要在叶片和茎中表达,在根和幼穗中几乎不表达;在幼叶、壮叶和旗叶中的表达水平依次增强;在"中国春"和一个二粒小麦(Triticum dicoccoides)品系幼叶中的表达受白粉菌(Blumeria graminis f.sp.tritici)的诱导而增强;在"兰考90(6)21-12"叶片中的表达保持稳定而较高的水平。根据氨基酸序列的相似性建立了Ta-JA2类似蛋白的树形图,提供了植物中此类基因的进化信息。     

一个小麦csAtPR5-类似基因的克隆、鉴定和表达分析

 小麦(Triticum aestivumL.)品系‘兰考90(6)’在2AL染色体臂上携带1个隐性抗白粉病基因,暂命名为PmLK906。以‘中国春’/‘兰考90(6)21-12’杂交F₃代纯合株系构建的抗、感cDNA池为探针进行小麦基因芯片杂交,结果表明与粗山羊草(Aegilops tauschii)csAtPR5类似的基因在抗病池中的表达量比感病池中约高2^4.2倍。随后,从‘兰考90(6)21-12’中成功克隆了一个2 125 bp的全长csAtPR5-类似基因cDNA序列,暂命名为TaAetPR5(GenBank登录号:EU082094)。TaAet-PR5与csAtPR5的cDNA序列有93%的相同。TaAetPR5编码1个由657个氨基酸组成的多肽,与csAtPR5有88%的相同。蛋白推导分析表明TaAetPR5的分子量为74.5 kDa,pI 6.82,可能是一个可溶性的球蛋白,存在于细胞核中的可能性是95%。接种小麦白粉病菌(Blumeria graminisf.sp.tritici)后12至72 h,‘兰考90(6)21-12’幼苗叶片中的TaAetPR5基因转录水平不断提高。感白粉病的‘中国春’中没有检测到TaAetPR5基因。     

小麦凝集素类受体激酶TaLecRLK1的鉴定及抗锈病功能分析

凝集素类受体激酶(lectin receptor-like kinase, LecRLKs)是一类在植物应答多种生物/非生物胁迫中发挥重要作用的类受体激酶。本研究在小麦与条锈菌互作的转录组中筛选到1个在小麦与条锈菌非亲和互作中显著上调表达的LecRLKs基因TaLecRLK1。该基因全长2 292 bp,编码蛋白含有1个胞外信号肽、B-lectin结构域、PAN＿AP结构域、跨膜域和胞内酪氨酸激酶域。qRT-PCR分析表明：TaLecRLK1在小麦与条锈菌非亲和互作早期诱导表达,在烟草及小麦原生质体中瞬时表达,TaLecRLK1-GFP定位在细胞膜上。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)沉默TaLecRLK1,接种无毒性条锈菌小种CYR23后,沉默叶片表面产生少量夏孢子堆,组织学观察发现沉默植株中条锈菌菌丝长度增长、侵染点附近活性氧积累面积减少;TaPR1、TaPR2、TaPR5的表达受到抑制,TaCAT和TaSOD则被迅速诱导表达。综上所述,TaLecRLK1对小麦抗条锈病起到正调控作用。     

印度圆粒小麦抗条锈病新基因YrSph的遗传分析和SSR标记定位

 抗条锈病小麦新种质D31是以印度圆粒小麦（Triticum sphaerococcum Perc.）AS384与普通小麦品系94-3854杂交、回交选育而成的新品系。用中国小麦条锈病菌（Puccinia striiformis f.sp. stritici）流行生理小种条中32号对D31和Taichung29的杂交后代进行苗期及成株期抗条锈性遗传分析。结果表明,D31对生理小种条中32号表现为全生育期近免疫抗性反应,其抗性由1对隐性基因控制,暂命名为YrSph。利用BSA法对构建的F²遗传作图群体进行SSR标记分析。通过对400对微卫星引物的筛选和群体分析表明,抗性基因与 Xwmc149、Xwmc246、Xgwm372和Xwmc198 具有连锁关系,其中与 Xwmc246 标记连锁较近,遗传距离为8.8 cM。基因和标记之间的顺序为 Xwmc149-YrSph-Xwmc246-Xgwm372-Xwmc198 。根据作图结果,将D31所含的抗条锈病基因YrSph定位于2A短臂上。基于该基因的作图位置与系谱分析,认为该基因可能是1个新的抗条锈病基因。     

1个小麦NBS类抗病基因同源cDNA序列的克隆与鉴定

 利用cDNA末端快速扩增技术对小麦抗叶锈病近等基因系TcLr35中所获得的抗病基因同源片段S2A2 5'端和3'末端序列进行扩增,并根据拼接序列设计特异性引物,进行全长基因的扩增,获得了1个通读的NBS类抗病同源基因S2A2 cDNA序列,该序列全长为3476 bp,编码866个氨基酸序列。经BLASTp比较,该片段含有NB-ARC保守结构域和多个LRR结构域,与已知植物抗病基因I2C-1、L6、RPS2等相应区域相一致。半定量RT-PCR分析表明,该基因在小麦叶片中为低丰度组成型表达。本研究在TcLr35小麦中成功获得了抗病同源基因,这为最终克隆小麦抗叶锈病基因Lr35奠定了基础。     

菌寄生真菌纤细齿梗孢一丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶基因OPK1的克隆及序列分析

 Using degenerate PCR and TAIL-PCR, a protein kinase gene OPK1 (Genebank accession No.:EU417815) was cloned from mycoparasite fungi Olpitrichum tenellum. OPK1 has an open reading frame of 2 031 bp interrupted by two introns (108 bp, 84 bp) and putatively encodes a protein of 676 aa. Phylogenetic analysis indicated that OPK1 was most similar to other serine-threonine protein kinase in fungi. Southern blot analysis indicated that OPK1 is present as a single copy in the genome. RT-PCR showed it could be transcribed both in the phase of spore germination and hyphal growth.     

玉米衰老相关蛋白基因ZmSAP的克隆与表达分析

利用立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)诱导胁迫下玉米高耐纹枯病自交系幼苗叶片所构建的cDNA文库中获得的EST序列,通过电子克隆和RT-PCR方法,结合cDNA末端快速扩增技术,从玉米叶片中分离克隆到衰老相关蛋白基因的全长cDNA序列,命名为ZmSAP(GenBank登录号:GU253311)。序列分析表明,ZmSAP全长1156bp,包含一个完整的603bp的开放阅读框(ORF),具有连续的Poly A尾和典型的加尾信号AATTAA。ProtParam程序预测表明该基因编码200个氨基酸,相对分子量为21.92kD,等电点为10.38。该氨基酸序列与豌豆、挪威云杉、寄生藻等有不同程度的同源性且在不同物种间具有一个保守结构域,染色体定位发现该基因位于玉米第1条染色体上。荧光定量PCR分析表明,在高耐纹枯病自交系R15和高感纹枯病材料478中ZmSAP基因在病菌胁迫初期呈诱导表达,可能参与了病原菌诱导的细胞程序性死亡过程,说明该基因与纹枯病菌胁迫响应机制密切相关。     

蜡样芽孢杆菌M22Fe-SOD基因克隆及其分析

 通过筛选蜡样芽孢杆菌M 22基因组文库, 得到约3.9 kb的基因组片段。BLAST结果显示:其中包含1条长度为915 bp、编码304个氨基酸的超氧化物歧化酶(SOD)基因, 其与Bacillus thuringiensis和Bacillus anthracis中的sodF基因同源性高达95%。此sodF基因能互补恢复大肠杆菌SOD缺陷型菌株QC871在10 μmol/L paraquat中的生长能力。对重组表达蛋白的抑制实验表明, 此SOD基因为Fe-SOD。利用pET-30b (+)构建表达载体pET-sodF并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中, 经IPTG诱导后, SOD融合蛋白表达量显著增加。构建自杀载体p299-8, 同源重组突变蜡样芽孢杆菌M22 sodF基因后, 突变体抗氧化能力未显著降低。     

甜菜夜蛾三个60S核糖体蛋白基因的获得与序列分析

核糖体是生物细胞内的蛋白质合成场所,核糖体蛋白除了参与组装核糖体的大小亚基之外,在生物体内还行使其它功能。本研究以甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫整体的cDNA为模板,扩增得到了甜菜夜蛾60S核糖体蛋白L6、L7和L10的cDNA序列SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10。SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10的开放读码框分别为819bp、807bp和660bp,分别编码272、268和219个氨基酸。其中SeRPL7中包含一段由27个氨基酸构成的信号肽序列,SeRPL10中有一个预测的抗生素结合位点。通过NJ进化树构建及与其它昆虫相应的核糖体蛋白比较,发现这三个基因都具有高度的保守性,SeRPL7和SeRPL10氨基酸序列与许多昆虫相应蛋白的同源性都超过了70%。     

Isolation of nucleotide binding site-leucine rich repeat and kinase resistance gene analogues from sugarcane (Saccharum spp.)

BACKGROUND: Resistance gene analogues (RGAs) have been isolated from many crops and offer potential in breeding for disease resistance through marker-assisted selection, either as closely linked or as perfect markers. Many R-gene sequences contain kinase domains, and indeed kinase genes have been reported as being proximal to R-genes, making kinase analogues an additionally promising target. The first step towards utilizing RGAs as markers for disease resistance is isolation and characterization of the sequences. RESULTS: Sugarcane clone US01-1158 was identified as resistant to yellow leaf caused by the sugarcane yellow leaf virus (SCYLV) and moderately resistant to rust caused by Puccinia melanocephala Sydow & Sydow. Degenerate primers that had previously proved useful for isolating RGAs and kinase analogues in wheat and soybean were used to amplify DNA from sugarcane (Saccharum spp.) clone US-01-1158. Sequences generated from 1512 positive clones were assembled into 134 contigs of between two and 105 sequences. Comparison of the contig consensuses with the NCBI sequence database using BLASTx showed that 20 had sequence homology to nuclear binding site and leucine rich repeat (NBS-LRR) RGAs, and eight to kinase genes. Alignment of the deduced amino acid sequences with similar sequences from the NCBI database allowed the identification of several conserved domains. The alignment and resulting phenetic tree showed that many of the sequences had greater similarity to sequences from other species than to one another. CONCLUSION: The use of degenerate primers is a useful method for isolating novel sugarcane RGA and kinase gene analogues. Further studies are needed to evaluate the role of these genes in disease resistance.     

水稻热休克蛋白HSP70基因克隆、表达分析及原核表达

为明确水稻热休克蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）基因在逆境胁迫下的表达特征,以日本晴粳稻水稻品种为材料,通过基因克隆方法获得水稻HSP70基因cDNA全长序列,并采用生物信息学的方法分析其序列特征,利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,RT-qPCR）技术测定不同水稻组织、不同激素、不同温度以及不同逆境下HSP70基因的相对表达量,同时对其原核表达条件进行优化。结果表明,水稻HSP70基因全长1 950 bp,预测蛋白大小为71.18 kD,等电点为5.10,亚细胞定位于细胞质内,有较强的亲水性。水稻HSP70蛋白序列与香蕉HSP70蛋白序列的亲缘性较高;水稻HSP70基因表达具有组织特异性,在茎中的相对表达量最高,在根中最低;低温胁迫后,水稻HSP70基因在12 h内基因相对表达量相对稳定,在24 h时相对表达量达到峰值,为9.60;高温胁迫后,在较短时间内水稻HSP70基因显著上调并达到峰值,为79.10;激素吲哚乙酸、脱落酸和油菜素内酯均能诱导水稻HSP70基因表达;但在甘露醇模拟干旱和NaCl盐胁迫处理下,水稻HSP70基因的相对表达量呈现先升后降的趋势。水稻HSP70蛋白的最佳诱导温度是30℃,异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷最佳诱导浓度为1.2 mmol/L。