中国和越南大豆种质资源贮藏蛋白亚基组成的鉴定

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)对收集于中国、越南的850份大豆资源贮藏蛋白的亚基组成进行分析。在222份中国栽培大豆品种中检测到14粒7S球蛋白b-亚基少型种子。在黑农35、黑农38和黑农41中筛选到11S球蛋白A3–、A4–亚基缺失或减少的类型。另外,利用越南b-少型种质选育到一个‘b-少’品系。两个越南渭公河流域的野生大豆不仅具有&;#61537;&;#61602;-及&;#61537;-亚基的缺失变异特性,还具有根瘤成瘤性高,豆荚抗食心虫的特性,是大豆品质改良育种的重要基础材料。     

7S球蛋白亚基含量变异大豆种质的性状鉴定

对从日本引进的5份7S球蛋白亚基组成各异的稀有大豆种质的主要农艺及品质性状进行鉴定,结果表明：Enrei (正常型）、日A-5 (&;#61537;&;#61602;-亚基缺失型）和SF-1 (β-亚基极少型）为高蛋白质和高油含量材料;日A-5与SF-1为高蛋白材料;SF-1为高油材料。日A-5与SF-1的综合农艺性状好,是具有较高利用价值的优异育种材料。     

大豆7S蛋白β亚基基因RNAi表达载体构建

以大豆7S蛋白β亚基基因为靶基因(基因编号:AB030840),利用RT-PCR克隆得到大豆7S蛋白β亚基基因核心序列398 bp,构建了以抗除草剂基因BAR为筛选标记的安全植物RNAi表达载体BAR-7αp-β.分子生物学检测表明7S蛋白β亚基基因的表达载体构建成功.研究结果为应用RNA干扰技术降低大豆过敏原,提高大豆蛋白品质奠定了基础.     

大豆Usp1基因的克隆和表达分析

在对大豆根系盐胁迫抑制差减杂交文库EST序列分析的基础上,利用RT-PCR技术克隆得到了一个大豆Us-pA基因,命名为GmUsp1,其编码一个包含164个氨基酸残基的多肽链。多序列比对和编码蛋白结构分析表明,GmUsp1属于泛应激蛋白(Universal Stress Protein)家族成员之一。其氨基酸序列与蚕豆Vf_enod18序列相似度最高,属于MJ-0577类中含有ATP结合位点的UspA亚族,与MJ-0577有相似的蛋白二级结构。分别采用250 mmol.L-1NaCl、100μmol.L-1ABA和30%PEG 6000进行胁迫处理,耐盐品种文丰7号和盐敏感品种Union的GmUsp1均被诱导表达,二者对胁迫诱导响应时间和表达量存在差异,说明GmUsp1可能参与大豆对非生物逆境胁迫的应答调控。     

大豆TPS基因家族全基因组鉴定、分类与表达分析

本研究利用大豆基因组数据库,通过生物信息学分析,鉴定并获得大豆TPS 家族基因所有成员的全序列、基因结构和定位信息。研究还利用序列比对对大豆TPS 家族基因进行进化和分类分析,同时通过soybase大豆发育表达芯片数据库相关信息,对该家族基因成员的组织表达谱进行了检测。研究结果表明,大豆基因组中含有20个TPS家族基因成员。系统发育分析将这些TPS基因分成了两个亚家族。基因定位分析表明,这些成员基因分别分布于大豆的14条染色体上。启动子分析表明,全部大豆TPS 家族基因的启动子区都含有逆境反应顺式作用元件。转录水平芯片数据分析同时显示,大豆TPS家族基因大多在花、根、根瘤等组织中存在优势表达。该研究结果将促进大豆TPS家族基因的功能研究与利用。     

大豆GmPHD3基因的克隆及逆境表达分析

为探讨大豆PHD-finger转录因子家族编码基因GmPHD3在抵抗中国南方高温高湿非生物胁迫造成种子劣变过程中的调控作用,分离全长GmPHD3基因并进行生物信息学分析、亚细胞定位和转录激活活性分析,以种子劣变抗性品种湘豆3号和不抗品种宁镇1号叶片及不同组织cDNA为材料,通过RT-PCR,进行组织表达模式分析和高温高湿胁迫下的表达模式分析。生物信息学分析结果表明基因CDS序列长度为738 bp,编码246个氨基酸,包含Alfin和PHD-finger 2个结构域。进化树结果表明该基因与木豆ALFIN-Like 3-like(XM₀20363358.1)的遗传距离较近。亚细胞定位结果显示该蛋白在细胞核内表达。转录激活试验结果表明基因全长有转录激活活性,激活域为N端Alfin结构域,C端PHD-finger结构域无转录激活活性。组织表达模式分析发现该基因主要在成熟期高表达,且2个品种间存在差异。胁迫下的表达模式分析发现随着胁迫时间的延长,基因的表达量逐渐升高。研究结果为进一步阐明高温高湿胁迫下的调控机制研究奠定一定理论基础。     

大豆菌核病鉴定方法比较及分析

大豆菌核病鉴定方法对于大豆菌核病的研究至关重要,本文比较了子叶接种、离体茎段接种、离体叶片接种和离体茎的草酸反应4种大豆菌核病鉴定方法.结果表明:利用子叶接种法接种5 d后所有植株的子叶全部干枯皱缩,10 d后敏感品种合丰25植株开始萎蔫变黄,接种部位周围开始出现白色菌丝;15 d后植株布满白色菌丝;20 d后发病植株开始死亡;而耐性品种MAPLEARROW出现这些症状的时期较晚,死亡率也较低.离体茎段接种法和离体叶片接种法,基本上体现了大豆菌核病的主要致病特征.在离体茎的草酸接种中,合丰25和MAPLE ARROW对草酸的敏感度明显不同,且受害程度有明显差别,是一种方便快捷而且准确性较高的鉴定方法,对于大量种质资源筛选有着重要意义.     

大豆GmABCG40基因的功能预测及表达分析

通过在大豆基因组数据库中检索拟南芥At ABCG40在大豆中的同源基因,获得了Gm ABCG40基因序列。通过对Gm ABCG40基因编码的氨基酸序列及启动子序列进行生物信息学分析,结果表明:Gm ABCG40基因CDS序列全长4 284 bp,编码1 427个氨基酸。Gm ABCG40编码的蛋白为疏水性蛋白,具有多个N-糖基化位点、激酶磷酸化位点、N-豆蔻酰化位点、2个ATP/GTP结合位点基序A和1个速激肽家族信号。结构域分析表明Gm ABCG40含有2个核苷酸结合域与2个跨膜结构域,形成NBD1-TMD1-NBD2-TMD2结构,属于ABCG亚家族的成员。Gm ABCG40预测的启动子区域含有与激素、胁迫、光应答、胚乳表达和转录因子结合相关的顺式作用元件。系统进化分析表明Gm ABCG40与菜豆、红豆、木豆、百脉根等豆科植物亲缘关系较近。组织特异性表达分析结果显示Gm DABCG40在叶片中表达量最低,在根中表达量最高,推测其可能参与根中ABA的转运过程。     

大豆OPR基因家族全基因组鉴定与表达分析

为了揭示大豆12-氧-植物二烯酸还原酶(12-oxo-phytodienoic acid reductase, OPR)家族成员GmOPRs在大豆生长发育中和非生物胁迫下发挥的作用,本研究运用生物信息学方法进行大豆OPR基因家族全基因组鉴定及表达分析。结果显示：大豆基因组中共有12个OPR家族基因成员,分布在8条不同染色体上。系统发育进化分析、基因结构分析和保守基序分析结果显示,GmOPRs可分为两个亚组,含有外显子4～5个,内含子3～5个,GmOPR蛋白之间保守基序分布相似。共线性分析鉴定表明共有4对基因存在共线关系,均为片段复制。GmOPRs启动子区域含有响应厌氧、干旱和低温等非生物胁迫以及JA、ABA等多种激素的顺式作用元件。不同的大豆品种及不同的组织中,GmOPRs的表达模式有差异。GmOPR1、GmOPR4和GmOPR9受干旱胁迫影响后表达量下降,GmOPR7、GmOPR8、GmOPR11和GmOPR12随着盐胁迫影响时间的增长表达量增加,表明GmOPRs基因通过多种表达模式响应干旱和盐胁迫。GmOPRs在系统发育进化和基因结构上比较保守,基因家族数量的扩增主要归因于片段重复...     

大豆食心虫非典型气味受体基因克隆及发育期表达分析

非典型气味受体是昆虫嗅觉识别过程中重要的蛋白之一。本研究利用RT-PCR和巢式PCR的方法克隆了大豆食心虫非典型气味受体Olfactory co-receptor基因,命名为Lgly Orco,其编码区为1 419 bp,编码473个氨基酸,氨基酸序列中存在3个N位糖基化位点,分子量为53.5 k D,等电点为7.12,含7个跨膜结构以及4个位于细胞膜外的亲水区,符合气味受体的典型结构特征。与鳞翅目已知昆虫的Orco同源性达到89%以上。不同发育期Lgly Orco表达量分析表明,Lgly Orco在二龄和三龄幼虫中的表达量是一龄幼虫的4~5倍,在四龄和五龄幼虫中的表达量是一龄幼虫的70%和50%,而在雌性成虫中的表达量是雄性成虫中的11倍。本研究将为大豆食心虫的嗅觉识别系统和大豆食心虫防治技术研究提供理论依据。     

大豆异黄酮合成关键酶基因的克隆及表达分析

采用RT-PCR法克隆了大豆异黄酮生物合成途径中查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)和查尔酮异构酶(Chalcone Isomerase,CHI)2个关键酶基因,并利用SOE-PCR技术成功将2个基因融合,将其均构建成原核表达载体,在大肠杆菌中进行了初步的表达研究,为进一步研究CHS和CHI 2种关...     

大豆异黄酮生物合成串联基因簇及其表达载体的构建

植物异黄酮是一种重要的次级代谢产物,在植物的生理活动以及人类健康方面具有重要作用.植物异黄酮生物合成途径有三个调控酶:查尔酮合酶(Chaleone synthase,CHS),查尔酮异构酶(Chalcone Isomerase,CHI)和异黄酮合酶(Isoflavone synthase,IFS).以大豆为材料,利用RT-PCR方法克隆到查尔酮合酶基因(CHS),查尔酮异构酶基因(CHI Ⅱ)和异黄酮合酶基因(IFS)的eDNA(Genebank登记号分别为EU526827,EU526829,EU526830)经过NCBI在线Blast比对,相似度均在98%以上,确认克隆的目标基因是正确的;将这三种基因顺序连接,构建成串联基因簇CHS-CHI Ⅱ-IFS(命名为rIFS),并且构建了rlFS的原核表达载体,进行了初步的表达研究.为进一步研究植物异黄酮的生物合成以及进行异黄酮生物工程奠定了基础.     

大豆菟丝子的识别与综合防治

大豆菟丝子是大豆生产上常见的病害,为检疫性病害.如气候适合,发生严重,对大豆产量影响很大.基于研究与生产实践,介绍大豆菟丝子的症状、发病规律,传播途径并提出加强植物检疫、农业、物理、化学、生物等综合防治措施.     

大豆新品系抗SMV鉴定及其抗性来源分析

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是危害我国大豆生产的主要病害之一。利用黄淮大豆产区的SMV优势株系SC3和SC7对选育的394份大豆高世代新品系进行抗病性评价并分析其抗性来源。结果表明:对SC3株系表现高抗的品系有120份,占试验品系总数的30.46%;高抗SC7株系的品系有80份,占20.30%;对SC3和SC7株系都表现高抗的品系有64份,占鉴定品系数的16.24%。如大豆新品系H20443、H21660、H22501、Y50574和Y52933等通过审定后用于大田的生产将对SMV的流行起到控制作用。对选育的大豆新品系进行抗性来源分析可以发现,RT(抗病型)×RT组合获得抗病型后代品系的概率最高,其后依次为RT×IT(中间型)RT×ST(感病型)IT×RTIT×ITST×RTST×IT,后代品系出现抗病型概率最低的组合是ST×ST。这些结果可为大豆新品系的选育和抗病育种亲本的组配提供参考依据。     

大麦SBP转录因子的鉴定与表达分析

SBP家族是植物特有的一类转录因子,含有一个约80个氨基酸残基的保守结构域,广泛参与植物生长、发育及多种生理生化过程。为探讨大麦SBP转录因子的基因结构及表达模式,采用生物信息学方法对大麦SBP家族的基因结构、染色体分布、蛋白质保守结构域、系统进化树及表达谱进行分析。结果发现,用生物信息学方法鉴定共获得22个大麦SBP基因,命名为 HvSBP1～ HvSBP22,分布在6条染色体上,而且大多基因成簇分布;各基因的结构差异明显,外显子数量为1～11个。蛋白结构分析显示,大多数HvSBP具有2个典型的锌指结构域以及核定位信号。系统进化分析表明,22个HvSBP分属于4个进化亚组,且与水稻SBP基因的亲缘关系较近。表达分析表明,22个HvSBP在萌动胚、幼苗、5 dpa颖果、15 dpa颖果、0.5 cm幼穗花序、1 cm幼穗花序和节间等7个组织中的表达差异明显,呈现出不同的表达模式。研究发现,HvSBP基因主要集中在幼穗花序和颖果等组织中表达,在1.0 cm幼穗花序中表达量最高,表明HvSBP基因与大麦开花发育密切相关。     

番荔枝AsCO基因的克隆及表达

应用RACE方法克隆得到番荔枝CO同源基因cDNA的全长,命名为AsCO(基因登录号:KJ699387)。AsCO基因开放阅读框1 083 bp,编码360个氨基酸,推测蛋白质分子量为39.65 ku,等电点为4.72。序列分析结果显示:AsCO基因编码的蛋白氨基端具有2个典型的B-box型锌指结构域,碳端具有CCT结构域,属于第一类CO基因。同源性分析结果表明,AsCO蛋白与北美木兰CO蛋白亲缘关系最近,与其它植物的亲缘关系较远。定量RT-PCR分析结果表明,AsCO基因在去除叶柄的花芽中表达量比不去叶柄的表达量高,在花蕾发育的不同阶段呈现先上升再下降的趋势。     

大豆异黄酮还原酶基因的鉴定及生物信息学分析

异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次级代谢产物,是大豆主要的功能活性成分之一。异黄酮还原酶(isoflavone reductase,IFR)是异黄酮分解途径的关键酶之一,在调控异黄酮含量及成分方面起着重要作用。本研究基于大豆全基因组测序数据,利用生物信息学方法鉴定了大豆异黄酮还原酶基因家族成员,并对其基因的序列特征、结构特征和遗传多样性进行了分析。结果表明:大豆异黄酮还原酶(GmIFR)家族含有17个成员,蛋白序列介于191(GmIFR07)和376(GmIFR11)个氨基酸之间,序列相似性为19.59%(Gm IFR07和GmIFR11)~98.43%(Gm IFR12和GmIFR17),结构分析表明这些基因内含子数目差异较大,2~6个不等,不均匀的分布在大豆的1、4、6、9、11、12和16号染色体上。     

大豆乙酰羟基酸异构还原酶基因GmAHRI的克隆与分析

基于电子克隆获得的大豆GmAHRI基因cDNA序列编码区设计特异引物,以高异亮氨酸大豆品种“和龙早熟豆”总RNA为模板,通过RT-PCR获得了约1764 bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定.测序结果显示:GmAHRI基因家族有2个成员,分别命名为GmAHRI1( FJ594399.1)和GmAHRI2( JN...     

大麦DUF668家族基因鉴定及表达分析

DUF668家族基因对植物逆境胁迫响应有重要作用。为探讨大麦DUF668家族基因的结构及表达模式，采用生物信息学的方法对大麦DUF668基因结构、蛋白结构、系统进化树、共线性及表达模式进行了分析。结果显示，供试大麦中共鉴定出9个DUF668基因，分布在5条染色体上。系统发育进化树将9个DUF668基因分为三个亚组，第Ⅰ亚组包括HvDUF668-01、HvDUF668-02和HvDUF668-09，内含子数量较多，均有11个内含子；第Ⅲ亚组包括HvDUF668-04、HvDUF668-05、HvDUF668-07和HvDUF668-08，内含子数0~3个，其中HvDUF668-04与HvDUF668-05没有内含子；第Ⅱ亚组包括HvDUF668-03和HvDUF668-06，内含子数量（9和7）介于第Ⅰ亚组和第Ⅲ亚组之间。蛋白保守基序分析表明，9个蛋白均含有DUF668保守结构域的特征序列及DUF3475保守结构域的特征序列（HvDUF668-06除外）；第Ⅰ亚组蛋白的Motif数量（8~10个）比第Ⅱ、Ⅲ亚组（4~6个）多，且包含第Ⅱ、Ⅲ亚组中的所有Motif。表达谱分析表明，不同DUF668基因在不同组织和发育时期的表达量存在差异，HvDUF668-09在颖果中的表达量随着颖果的发育而升高，而HvDUF668-01和HvDUF668-02则相反；HvDUF668-01和HvDUF668-02在花序中的表达量随着花序的发育而升高。qRT-PCR结果显示，受黄矮病病毒侵染大麦幼苗与未受侵染幼苗相比，HvDUF668-04、HvDUF668-05和HvDUF668-08表达量提高了100~180倍。     

大豆对大豆花叶病毒SC18株系的抗性遗传和基因定位

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是我国大豆生产上的一种主要病毒病害,SMV株系SC18是我国东北和南方两大产区的优势株系,在黄淮大豆产区亦零星发生。本研究对5个抗×感杂交组合衍生后代分离群体接种SC18后,发现各组合F_1均抗病,F_2表现3∶1(抗∶感)分离比,F_(2∶3)表现1∶2∶1(抗∶分离∶感)的分离比,表明5个抗病亲本(中作00-683、滨豆95-20、东大2号、中品661和RN-9)对SC18的抗性由一对显性基因控制。抗×抗杂交组合"中作00-683×东大2号"衍生后代分离群体接种SC18,F_2出现15∶1(抗∶感)的分离比,表明中作00-683与东大2号可能各携带一对显性基因,控制对SC18的抗性,且独立遗传;抗×抗杂交组合"中作00-683×滨豆95-20"的F_1、F_2和F_(2∶3)在接种SC18后均未检测出感病株,表明中作00-683与滨豆95-20所携带的对SC18的抗性基因是等位的。利用RN-9×7605重组自交家系将RN-9对SC18的抗病基因Rsc18定位到大豆6号染色体(C2连锁群)SSR标记Satt286和Satt277之间,遗传距离为6.12和4.69 cM。