HL-CMS同质异核近等基因恢复系‘L-Rf6’的构建

为了研究红莲型水稻中2个恢复基因与2个不育基因的互作关系,用红莲型水稻不育系‘粤泰A’(‘YTA’)与恢复系‘9311’杂交,所得F1代再与保持系‘粤泰B’(‘YTB’)多次回交,最终构建了与不育系‘YTA’同质异核的近等基因恢复系‘L-Rf6’。根据Rf5和Rf6的基因序列设计了特异性分子标记,并对‘L-Rf6’进行检测。结果显示成功构建了近等基因恢复系‘L-Rf6’。对近等基因恢复系的不育基因orfh79的表达量进行分析,结果显示‘L-Rf6’中orfh79的表达量与‘YTA’比较明显下降。该近等基因恢复系的构建为阐述红莲型水稻多个恢复基因与多个不育基因的互作关系打下基础。     

水稻B3转录因子OsL1的生信分析及表达模式

B3转录因子是植物特有的转录因子,与植物花形态建成、激素信号转导、种子生长发育及植物逆境胁迫响应密切相关。前期研究中,利用穗发育芯片筛选到一个OsL1基因。生物信息学分析发现,OsL1基因位于水稻4号染色体,基因全长4 262 bp,编码433个氨基酸,蛋白分子量为48.7 kD,序列比对和系统发育分析表明Os L1属于B3家族转录因子,不含信号肽剪切位点和跨膜结构域,亚细胞定位于细胞核。启动子序列分析发现,该基因启动子中含有8个光响应元件及部分激素响应元件。实时PCR分析发现OsL1在水稻根、茎、叶、和穗中均有表达,其中在根和穗发育7期表达量较高,进一步克隆Os L1启动子区域,构建pCAMBIA1301-OsL1-GUS表达载体,遗传转化并鉴定获得转基因植株,The previous study在水稻根、茎、叶、和穗中均检测到了GUS信号,表明OsL1属于组成型表达。以上结果为深入研究OsL1基因在水稻生长发育过程的生物学功能提供了科学依据。     

不同基本培养基对籼稻粤泰A与粤泰B成熟胚愈伤组织诱导及继代的影响

选用红莲型细胞质雄性不育籼稻不育系粤泰A与保持系粤泰B成熟胚为材料,比较了4种不同基本培养基(N 6、NB、MS、CC)对二者愈伤组织诱导率及初愈组织的继代生长的影响.结果表明,N6、NB、MS三种培养基均可用于YTA和VrB种子愈伤的诱导,而用NB及N 6培养基进行第一次继代培养效果较好,4种基本培养基均不适合于YTA和YTB进行二次继代培养.在相同培养基上,YTB愈伤诱导率、愈伤生长状况及继代培养时的褐化率都优于YTA,证明细胞质基因型对愈伤的诱导和生长有重要影响.     

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点编辑水稻赤霉素2氧化酶基因OsGA2ox10

通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,以粳稻品种‘沈农265’为遗传背景对水稻赤霉素2氧化酶基因OsGA2ox10进行编辑,获得了该基因编码序列翻译提前终止纯合突变体ga2ox10-1、ga2ox10-2和ga2ox10-3。经RT-PCR检测突变体中OsGA2ox10基因表达量相比野生型极显著降低。表达模式分析显示该基因在根、茎、叶、叶鞘、幼穗中均有表达,其中在幼穗中表达量最高。亚细胞定位结果显示OsGA2ox10与GFP融合蛋白定位于细胞质中。本实验的开展为进一步明确GA2ox10基因功能和该基因在赤霉素代谢失活调控网络中的作用提供了依据。     

‘红颜’草莓果实黄烷酮3-羟化酶基因克隆及表达分析

为探究八倍体‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa Duch.)果实着色过程中的关键基因,本研究通过对前期果实表皮部位RNA-Seq数据的研究,筛选花色素苷合成途径的差异表达基因黄烷酮3-羟化酶基因(Flavanone 3-hydroxylase)。根据‘红颜’草莓F3H基因序列设计一对引物,利用RT-PCR技术从中克隆F3H核苷酸序列,命名为FaF3H。将基因上传GenBank数据库获得八倍体‘红颜’草莓F3H基因登录号(MZ190021),并进行生物信息学分析。利用实时荧光定量方法分析草莓果实着色过程中该基因表达水平。结果显示,‘红颜’草莓FaF3H基因长度为1 095 bp,编码364个氨基酸。保守结构域分析显示,具有一个PLN02515超家族结构域。RT-qPCR结果表明FaF3H基因在草莓果实大绿期到白果期表达量下降,全红期表达量最高。FaF3H基因在草莓果实花色素苷合成过程中发挥重要作用。     

杨树PePIF3基因的克隆与表达分析

生物节律基因直接影响植物的生长发育,光敏色素相互作用因子3(phytochrome-interacting factor3,PIF3)属碱性螺旋-环-螺旋转录因子家族,是生物节律中的一个关键因子,在分子水平上对植物所受到的环境变化起协同调控作用。本研究以‘南林895’杨(Populus deltoides×P.euramericana’Nanlin 895’)为材料,通过克隆获得杨树Pe PIF3基因,分别为Pe PIF3-1和Pe PIF3-2序列,长度为1686 bp和2142 bp,编码561个氨基酸和713个氨基酸,且均为亲水性蛋白。对Pe PIF3进行多序列比对分析,发现其与毛果杨和胡杨同源性最高。组织特异性分析显示PePIF3在杨树幼叶中表达量最高,在柄、茎和根组织中表达都较低。对自然条件下的杨树成熟叶中PePIF3的生物节律性变化规律分析发现其在黑暗中不断累积,上午表达量达最高,以后呈下降趋势。在全黑暗条件下,14 h前PePIF3-1和Pe PIF3-2二者的表达量变化趋势相似,但14 h后二者的表达量呈相反变化趋势。     

小麦雄性不育育性转换相关基因TaG3BP的克隆与表达分析

为揭示YS型小麦温敏雄性不育的育性转换基础,以该类型不育系A3017不育幼穗和可育幼穗为材料构建正、反杂交SSH-cDNA文库,从可育文库中筛选出一个与G3BP(Ras-GTPase activating protein SH3 domain-binding protein)基因同源的EST序列(GenBank登录号为DY543200)。以该EST序列的同源性比对和拼接结果为依据设计引物,在可育幼穗中扩增出一条1230bp的cDNA序列。该片段含有与G3BP相似的由409个氨基酸组成的结构域,与水稻G3BP的氨基酸序列同源性为79%,被命名为TaG3BP(GenBank登录号为GU475149)。利用Real-time PCR检测TaG3BP基因在YS型小麦温敏雄性不育系花药发育各时期中的表达模式,发现该基因在育性转换的关键时期上调表达,且可育条件下的表达量高于同时期不育条件下的表达量。进一步对TaG3BP在3种不同类型的小麦K型雄性不育材料的不育系及其保持系的幼穗中的表达模式进行半定量RT-PCR分析,结果该基因在保持系幼穗中表达量较高,在不育系中表达量较低。表明该基因可能在其育性转换中具有重要作用。     

甘蔗类甜蛋白基因ScTLP2和ScTLP3的生物信息学分析及表达

类甜蛋白(thaumatin-like proteins,TLPs)是一类与作物抵抗真菌病害紧密相关的病程相关蛋白。本研究从课题组前期构建的甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库中筛选获得两个甘蔗类甜蛋白基因(ScTLP2和ScTLP3),利用生物学软件对ScTLP2和ScTLP3基因进行序列特征、结构功能及聚类分析,采用qRT-PCR技术,检测ScTLP2和ScTLP3基因在不同甘蔗组织和黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)胁迫下的表达情况。生物信息学分析显示,ScTLP2基因全长1835 bp,包含1个969 bp的完整开放读码框,编码322个氨基酸;ScTLP3基因全长1259 bp,包含1个765 bp的完整开放读码框,编码254个氨基酸。ScTLP2和ScTLP3编码蛋白均含有THN家族的保守结构域和糖苷水解酶家族的64结构域(GH64-TLP-SF),两者分别隶属于TLPs家族中的Ⅵ类和Ⅰ类。q RT-PCR结果表明,ScTLP2和ScTLP3基因在甘蔗中均为组成型表达,其中ScTLP2基因在蔗叶中的表达量最高,是蔗皮的11.2倍,而ScTLP3基因在蔗芽中的表达量最高,是蔗皮的45.3倍。受黑穗病菌侵染后,ScTLP2基因在甘蔗抗黑穗病品种‘崖城05-179’中上调表达,而在感黑穗病品种‘ROC22’中无明显变化;相反的,Sc TLP3基因表达量在‘崖城05-179’中无明显变化,在‘ROC22’中上调表达。以上结果为深入研究甘蔗ScTLP家族基因的结构和功能积累了基础资料。     

澳洲坚果MiMYB3基因克隆及结构与功能分析

为研究R2R3-MYB转录因子家族成员在澳洲坚果生长发育、生物胁迫和非生物胁迫等的调控机制,利用PCR技术从澳洲坚果品种‘桂热1号’叶片中克隆MiMYB3基因。采用生物信息学和荧光定量PCR(RT-qPCR)对其结构及功能进行分析预测。本研究克隆获得MiMYB3基因cDNA序列全长1 110 bp (NCBI登录号:MN254977.1),开放阅读框(ORF)长度为951 bp,共编码316个氨基酸。MiMYB3属于R2R3-MYB家族,其不存在跨膜结构、无信号肽且定位于细胞核的不稳定亲水蛋白。系统进化分析将MiMYB3与AtMYB94、AtMYB96、AtMYB30、At MYB31和AtMYB60聚类为S1亚族。RT-qPCR分析发现MiMYB3基因主要受水杨酸处理诱导显著上调表达,表明MiMYB3响应水杨酸处理。推测MiMYB3调控澳洲坚果水杨酸生物合成途径相关基因的表达进而参与植物抗病过程,为深入研究其结构和功能打下基础。     

利用共转化方法创制携带Pi9抗稻瘟病基因的无选择标记转基因水稻

水稻稻瘟病是由子囊菌(Magnaporthe oryzae)引起的水稻灾害性病害。培育抗病品种是防治稻瘟病最经济有效的措施之一。水稻Pi9抗稻瘟病基因来源于小粒野生稻并已被克隆和应用于转基因育种。为了提高无选择标记转基因植株的选择效率,将绿色荧光蛋白(GFP)用作可视遗传标记,对双菌株共转化系统进行改良:目的基因载体携带Pi9抗稻瘟病基因;标记基因载体用潮霉素磷酸转移酶(HPT)作为植物转化选择标记,用GFP作为负选择标记,筛除标记基因分离植株。两种载体的农杆菌转化株混合,分别与水稻品种‘浙恢414’、‘浙粳22’、‘浙11B’、‘日本晴’、‘空育131’和‘粤泰B’的愈伤组织共培养,然后从5%~38.3%的起始愈伤组织筛选获得了转化愈伤组织(HPT+GFP+)。对T0植株进行Pi9基因PCR检测,11.8%~77.8%的T0植株为共转化植株(HPT+GFP+Pi9+)。对共转化植株T1代进行绿色荧光检测,筛选阴性植株(GFP-),再通过PCR筛选Pi9+植株。根据13个T1群体的研究结果,61%的共转化植株在T1代分离出无选择标记转基因植株(HPT-GFP-Pi9+)。转Pi9的无选择标记植株和后代株系对水稻稻瘟病呈抗病反应。因此,本研究通过GFP标记提高了双菌株共转化系统的选择效率,转Pi9的无选择标记水稻株系为水稻抗稻瘟病育种提供了有用的遗传资源。     

稀土和H3BO3对棉花种子发芽耐冷性的影响

不同组合的Ce(NO3)3和H3BO3对棉花种子处理,结果表明,适宜浓度的Ce(NO3)3和H3BO3能明显提高棉花种子在5℃时的种子发芽率、发芽指数、活力指数、苗长,并降低其相对电导率,其中以15μg/ml 0.20%H3BO3效果最佳.     

NaCl和Na2 CO3+NaHCO3对玉米种子萌发及幼苗生长的影响差异研究

将NaCl和Na2CO3+NaHCO3两种盐分别设置4个浓度梯度,以玉米发芽率、分布频率、幼苗期的苗高、主胚根长及相对盐害率为指标,研究两类盐对玉米萌发和苗期胁迫的生理差异.结果表明,两种盐胁迫处理的发芽率、苗高、主胚根长的平均值均随浓度增加而降低,Na2CO3+NaHCO3处理比NaCl处理胁迫盐害率严重.各品种耐NaCl和Na2CO3+NaHCO3能力并不一致.     

大豆14-3-3蛋白与转录因子蛋白GmMYB173的互作

14-3-3蛋白家族在真核生物中普遍存在,可与其他蛋白相互作用,调控多种生理生化过程。MYB基因家族作为植物中最大的一类转录因子,广泛参与了植物的生长发育和代谢调控。本研究通过分析1个从自贡冬豆中克隆的MYB转录因子GmMYB173的亚细胞定位情况,发现GmMYB173在细胞核中特异表达;序列分析发现GmMYB173与GmMYB176相似,具有1个14-3-3蛋白的潜在结合结构域,即pST结合结构域。通过重叠延伸PCR (SOE-PCR)删除了GmMYB173序列中pST结合结构域编码序列,发现GmMYB173细胞核表达特异性消失。酵母双杂交互作分析表明,大豆基因组中所有具有表达的16个14-3-3蛋白GmSGF14a~GmSGF14p均能与GmMYB173互作。β-半乳糖苷酶活性分析发现,与GmMYB173互作最强的是GmSGF14n,GmSGF14k、GmSGF14e和GmSGF14o其次。这些结果说明14-3-3蛋白不仅与GmMYB173互作,且可能调控其在细胞内的定位,有助于研究14-3-3蛋白与GmMYB173的互作关系及其在大豆生长发育中的作用。     

小麦及大麦幼苗对供锌及添加CaCO3/HCO3-的反应

石灰性土壤含有大量CaCO3所产生的高含量HCO3-及CaCO3对Zn的吸附作用被认为是造成作物缺锌的重要原因.该研究在营养液中添加CaCO3或HCO3-,探讨了两者在不同供Zn条件下对2种小麦(小偃22、郑麦9023)与1种大麦(西引2号)幼苗生长及Zn吸收的影响.结果表明,不供Zn条件下,添加HCO3-时3种供试作物均出现明显失绿症状,供Zn时症状减轻;同时HCO3-明显抑制小麦和大麦生长,供Zn抑制作用减轻.供Zn显著增加幼苗的Zn吸收,且地上部增加幅度高于根系;3种供试作物均对缺锌较为敏感;HCO3-通过抑制幼苗生长及Zn从根系向地上部转运而影响Zn吸收,大麦的锌转运率高于小麦.HCO3-还显著提高了营养液pH,但介质中有作物时pH值增加幅度较小;与HCO3-相比,高量CaCO3对作物生长及Zn吸收影响较小,但能明显提高营养液pH值.     

硝酸铈促进水稻种子萌发的生理效应

用2.5～30 mg/L的Ce(NO3)3处理水稻种子能加快萌发, 明显提高种子活力, 促进植株根系生长, 增加叶绿素含量。 这是由于在用Ce(NO3)3处理期间加快了种子的吸水速率, 增加了膜的通透性, 增强了呼吸作用, 增加了种子萌发期间IAA、 GAs和CTK等植物激素的含量, 而ABA含量变化不大。 其中用10 mg/L Ce(NO3)3处理效果最佳,     

鸡TLR3基因序列特性分析

TLR3 是发现的TLR家族中识别dsRNA 的唯一成员,越来越多的数据显示TLR3基因具有重要的抗病毒感染的功能,而关于鸡TLR3的研究较少.本研究通过生物信息学进行了鸡TLR3基因的序列特性分析.结果表明,鸡TLR3至少有两种转录产物,均包含4个编码外显子,一种预测1个896氨基酸蛋白,另一种为缺失大部分外显子3的...     

镧对烟草叶绿体光化学反应的影响

在荷格兰德氏(Hoagland)营养液中加入系列浓度的硝酸镧处理烟草苗，采用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)测定烟草中稀土含量，结果表明：(1)处理的烟草幼苗中稀土含量分布为根>叶>茎；(2)烟草体内各部位的稀土含量均随外源稀土量的增加而增加。La(NO3)3对烟草叶绿体光合作用中光化学反应的影响试验结果证实：La(NO3)3在低浓度范     

烟草Nt14-3-3-like C基因的克隆与功能分析

烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV）寄主范围广泛、传染性极强,严重影响作物的产量和品质。实验室前期在不同耐受 TMV侵染的烟草品种中筛选出1个表达显著差异的蛋白14-3-3-like C,在此基础上,对Nt14-3-3-like C基因进行了克隆、生物信息学分析和亚细胞定位;通过农杆菌介导遗传转化,获取转基因植株;通过qPCR对转基因植株中TMV侵染响应相关基因的表达进行分析。结果显示,14-3-3-like C蛋白序列长度为780bp,编码260个氨基酸,具有14-3-3蛋白的典型沟槽结构,但没有跨膜结构和信号肽;定位于细胞核和细胞膜;转基因材料的qPCR分析发现,在Nt14-3-3-like C基因抑制的植株中,病原防卫和光合途径相关的基因表达显著下降,表明Nt14-3-3-like C可能通过抑制病原防卫和光合途径相关基因表达参与TMV对烟草的侵染。     

硝酸银在植物离体培养中的应用之研究进展

综述了AgNO3在植物离体培养及遗传转化中的应用情况,详细论述了基因型、处理时间及浓度和外植体类型对AgNO3作用效果的影响,探讨了AgNO3与乙烯和多胺的关系对离体培养物器官发生或形态建成的影响,并指出了今后AgNO3在植物离体培养中应用研究的重点。     

Cloning,characterization and overexpression of a 14‐3‐3 ω protein from oil palm (Elaeis guineensis)

Plant 14‐3‐3 proteins are involved in signal transduction pathways of nitrogen and carbohydrate metabolism. An Eg14‐3‐3 ω gene was isolated from the mesocarp of oil palm. The 1055‐bp cDNA had an open reading frame of 774 bp that encoded for 258 amino acids, and the cDNA had 113‐bp and 195‐bp 5′‐ and 3′‐untranslated regions, respectively. The calculated molecular weight was 28.06 kDa, with a pI of 5.04. The palm 14‐3‐3 showed closest identity to 14‐3‐3 proteins of the omega group. The entire sequence of Eg14‐3‐3 ω showed 83% identity with 14‐3‐3 protein isoform 16R from Solanum tuberosum. Phylogenetic analysis showed that the Eg14‐3‐3 isoform was within the omega (ω) subgroup and, thus, was designated Eg14‐3‐3 ω. The Eg14‐3‐3 ω expression patterns were strong in the mesocarp as compared to the root. When Eg14‐3‐3 ω cDNA was overexpressed in transgenic calli, there was higher accumulation of oil in the transgenic calli than in the controls. Therefore, Eg14‐3‐3 ω has potential for applications in the breeding of oil palms in the future.