小麦植酸酶基因TaPHY1的克隆、分子特征和表达特性研究

利用小麦植酸酶基因PAPhya1进行同源查找,获得1个与该基因高度同源、尚未开展分子特征和生物学功能研究的小麦新型植酸酶基因TaPHY1.TaPHY1的全长cDNA序列为1771 bp,编码548个氨基酸残基,TaPHY1含有紫色酸性磷酸酶(PAP)类植酸酶通常含有的保守域Metallophos、Purple acid...     

大豆紫色酸性磷酸酶GmPAP14克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR技术克隆大豆紫色酸性磷酸酶(Purple acid phosphatase,PAP)基因,并对基因及其编码蛋白进行生物信息学分析,为植物磷高效转基因育种及分子机制解析提供候选基因。结果表明:从低磷处理14d的‘中黄15’cDNA中克隆获得一条开放阅读框1 395bp的基因,经保守域分析发现该基因属于紫色酸性磷酸酶类,命名为GmPAP14(GenBank No.JN967626)。对基因编码蛋白进行生物信息学分析发现,GmPAP14编码1条含有464个氨基酸残基的多肽链,分子量约53.1kD,理论等电点6.14,且含有紫色酸性磷酸酶所特有的5个保守基序和7个金属离子结合位点。进一步分析发现GmPAP14具有跨膜结构与信号肽,定位于质膜或分泌到胞外。经系统发育树分析显示GmPAP14与苜蓿MtPAP1及大豆GmPAP1具有同源性,预测可能与植物磷素高效吸收利用有关。     

二穗短柄草钙依赖型蛋白激酶BdCDPK4基因的克隆及其编码蛋白质的生物信息学分析

二穗短柄草(Brachypodium distachyon L.)因与小麦、大麦等有很高的同源性,作为新型禾本科模式生物吸引了越来越多的研究者。试验采用基因克隆技术分离了二穗短柄草Bd CDPK4基因的编码区序列,并采用生物信息学方法分析了该基因及其编码的蛋白质的序列特征、结构和功能。结果表明,分离了BdCDPK4基因1 851 bp的cDNA序列(Gen Bank登录号为XM_003559516),编码区长度为1 752 bp,编码583个氨基酸,分子量为64.78 ku,等电点为9.12,含有N端可变区、蛋白激酶区、自抑制区、EF手型结构、类似钙调素等结构域。亚细胞定位预测位于叶绿体和液泡上。进化树分析结果显示,该蛋白与小麦Ta CDPK19蛋白的同源性最近。根据各物种间CDPKs蛋白的高同源性,结合小麦TaCDPK19基因被高盐和小麦白粉病菌Blumeria graministritici(Bgt)诱导,推测Bd CDPK4基因也可能参与逆境胁迫下的信号传导途径,在抗逆等生物学过程中发挥重要功能。     

牡山羊草puroindoline a基因的克隆与表达分析

puroindoline a （Pin a）和puroindoline b（Pin b）是控制小麦籽粒硬度的主效基因。根据已报道的小麦Pin a基因的保守序列,设计合成了1对特异性引物ForA1和RevA1,对六倍体牡山羊草Aegilops juvenalis（UUMMDD）的基因组DNA和胚乳cDNA进行Pin a基因扩增、克隆、序列测定和表达分析,发现了1个新型Pin a（Pin a～allele）,其ORF长4／17bp,编码148个氨基酸残基,具有麦类作物Pin a基因特有的28个氨基酸的信号肽序列和WRWWKWWK的色氨酸结构域基因序列,与软粒小麦cv.capilole的Pina—Dla相比较,其核苷酸同源性和氨基酸同源性分别为98．7％与96．6％。Pin a～allele含有1个紧邻色氨酸结构域的突变位点（Gln 77Leu）。RT～PCR证实了Pin a在籽粒胚乳中的表达。Soulhern Blot分析结果表明,牡山羊草中Pin a基因含有1个拷贝。研究结果表明,山羊草中包含着与小麦差异较大的籽粒硬度控制基因。     

大米草Na+/H+泵基因3''cDNA末端的克隆和序列分析

根据大米草Na /H 泵基因已克隆的一段基因组DNA序列的保守区设计引物,利用RACE技术,从大米草中分离并克隆出Na /H 泵基因的一段cDNA片段,长度为793 bp.该cDNA片段编码区推导出的氨基酸序列在NCBI网站上BLAST,结果显示该氨基酸序列与多种植物的Na /H 泵的C端氨基酸序列相似.该结果可以推断所克隆的cDNA片段为大米草Na /H 泵基因的3'端.将该cDNA对应的氨基酸序列与以前克隆的大米草Na /H 泵基因的一段DNA所对应的氨基酸序列拼接,然后与多种植物的Na /H 泵进行对位排列.结果显示,该氨基酸序列与芦苇、水稻、小麦、大麦、玉米、拟南芥和滨藜等植物的Na /H 泵基因对应的氨基酸序列有较高的相似性,其中与禾本科植物的相似性程度更高.     

小麦DHAR基因的克隆及生物信息学分析

以电子克隆和RT-PCR克隆获得了1个小麦脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)基因,并对其编码的蛋白质序列进行了生物信息学分析.结果表明,该基因cDNA序列长1 187 bp,编码263个氨基酸,蛋白质分子量为28 908.2 Da,PI为6.84;具有GST-N家族和GST-C-DHAR结构域,分别属于硫氧还蛋白超家族和GST-C末端超家族;该蛋白序列无信号肽,是亲水性蛋白,定位于细胞质叶绿体中,二级结构中以无规则卷曲(40.30％)和α螺旋(37.64％)为主,并含有少量的片层结构(17.11％);该蛋白序列与大麦、二穗短柄草、玉米、水稻、拟南芥的同源蛋白序列相似性较高,其中与大麦胞质DHAR(BAJ97007.1)蛋白进化距离最近.     

小麦类受体蛋白基因TaRLP19 cDNA序列克隆及分析

为筛选小麦叶锈病抗病相关基因,以从小麦近等基因系TcLr19中获得的特异表达的168 bp cDNA-AFLP片段为靶序列,通过cDNA末端快速扩增(RACE)的方法获得2545 bp的cDNA序列,并在接菌的TcLr19叶片中进行RT-PCR验证,测序结果与RACE结果一致.tBLASTn比对发现该序列与预测的二穗短柄草的Receptor-like protein 2-like (LOC100825532)有67％的一致性(Expect=0.0).该基因包含一个2136 bp的开放阅读框,编码711个氨基酸;SMART分析表明其含有6个LRR结构域,属LRR-TM类型,推测其为假定的富含亮氨酸的类受体蛋白基因,暂命名为TaRLP19,GenBank登录号为(JN872563).半定量RT-PCR分析表明,该基因属组成型特异表达类型.为进一步研究叶锈菌与小麦TcLr19非亲和反应中类受体蛋白TaRLP19的功能及其表达调控机制等奠定基础.     

白羊草肌动蛋白基因片段的克隆及序列分析

根据几种禾本科植物肌动蛋白基因的保守序列设计一对简并引物,以白羊草(Bothriochloa ischaemum)幼叶总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆获得一个肌动蛋白基因cDNA片段,命名为BiACT,该基因片段长度为720bp,编码240个氨基酸残基。氨基酸比对分析结果表明,BiACT基因编码的氨基酸与其他植物肌动蛋白的氨基酸序列具有较高的同源性。     

大米草Na^＋/H^＋泵基因3′cDNA末端的克隆和序列分析

根据大米草Na^＋/H^＋泵基因已克隆的一段基因组DNA序列的保守区设计引物,利用RACE技术,从大米草中分离并克隆出Na^＋/H^＋泵基因的一段cDNA片段,长度为793 bp.该cDNA片段编码区推导出的氨基酸序列在NCB I网站上BLAST,结果显示该氨基酸序列与多种植物的Na^＋/H^＋泵的C端氨基酸序列相似.该结果可以推断所克隆的cDNA片段为大米草Na^＋/H^＋泵基因的3′端.将该cDNA对应的氨基酸序列与以前克隆的大米草Na^＋/H^＋泵基因的一段DNA所对应的氨基酸序列拼接,然后与多种植物的Na^＋/H^＋泵进行对位排列.结果显示,该氨基酸序列与芦苇、水稻、小麦、大麦、玉米、拟南芥和滨藜等植物的Na^＋/H^＋泵基因对应的氨基酸序列有较高的相似性,其中与禾本科植物的相似性程度更高.     

小麦NBS-LRR类抗病基因同源cDNA序列的克隆与表达分析

为获得小麦抗叶锈病相关基因,以小麦近等基因系TcLr19所构建的非亲和cDNA文库中获得的EST序列(Contig 914)为靶序列,用RT-PCR方法和cDNA末端快速扩增技术,分离克隆到片段为3 042bp的全长cDNA序列。序列分析表明该序列符合典型单子叶植物的CC-NBS-LRR结构模式,命名为TaNLR。该基因包含一个完整的2 739bp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912个氨基酸。发育树分析显示该氨基酸序列与大麦的NBS-LRR类抗病基因蛋白同源性最高达89%。荧光定量PCR分析表明,在小麦与叶锈菌互作中,TaNLR基因受叶锈菌诱导下调表达。本研究在TcLr19小麦中成功获得了抗病同源基因,这为明确NBS-LRR在小麦抗叶锈病中的作用奠定了基础。     

兰州百合和有斑百合的核型研究

【目的】研究兰州百合及有斑百合的染色体核型。【方法】利用染色体常规压片的方法,对兰州百合和有斑百合的染色体数目及核型进行了研究和分析。【结果】兰州百合的核型公式为2n=2x=24=2m+2sm+6st+14t,相对长度为6.35%～12.07%,核型不对称系数为83.25%,染色体相对差异较大。有斑百合的核型公式为2n=2x=24=4m+12st+8t,相对长度为6.11%～12.90%,核型不对称系数为80.11%。【结论】兰州百合的核型类型属于3A型,有斑百合的核型类型为3B型,以有斑百合核型的进化较高,可见不同居群的百合间核型存在差异。     

二色胡枝子黄酮体外抗氧化活性

通过二色胡枝子黄酮(Lespedeza bicolor flavonoids ,LBF)清除羟自由基、超氧阴离子的效果及抑制猪油、菜油和亚油酸的自氧化来研究其体外抗氧化作用.结果表明:二色胡枝子黄酮对清除自由基有显著作用,且清除率随黄酮浓度的增加而增大;能够明显地抑制猪油、菜油、亚油酸的自氧化,抑制作用随浓度的增大而增强.作为天然的抗氧化剂,二色胡枝子黄酮具有一定开发利用价值.     

沙门菌、巴氏杆菌和大肠埃希菌多重PCR检测方法的建立

旨在建立一种可以应用于临床样本同时检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌感染的多重PCR方法。根据NCBI上已收录的沙门菌hut基因、多杀性巴氏杆菌 kmt1基因和大肠埃希菌23SrRNA基因的全基因序列,设计并合成3对特异性引物,通过优化多重PCR反应条件,建立能够同时检测3种细菌混合感染的多重PCR诊断方法。特异性分析表明,应用该方法可以从沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌以及3种细菌的混合物中扩增出3条大小分别为286 bp、457 bp和652 bp的特异性条带,其他对照组检测结果均为阴性;敏感性分析表明,该方法对沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的最低检出量分别为1.77×10　、1.99×10　、2.01×10　 CFU/mL;人工模拟感染样本检测表明,该方法能从混合感染的病料中检测出3种病原菌。可见：所建立的多重PCR方法具有特异性强,敏感度高,稳定性好的特点,可以有效检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的混合感染。     

山葡萄C4H基因的克隆表达及遗传转化分析

通过生物学技术来研究C4H基因在山葡萄着色过程中的作用,进而揭示山葡萄果皮着色的分子机理;利用RT-PCR技术克隆了山葡萄C4H基因的全长cDNA序列,并对该蛋白进行生物信息学分析,预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测C4H基因在山葡萄8个不同转色时期的表达量,将克隆获得的山葡萄C4H基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达, SDS-PAGE检测表达产物.为了验证山葡萄C4H基因的功能,构建了表达载体pC C4H并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化,在含50 mg/L Kan的培养基上对T_0代种子进行筛选.克隆获得的山葡萄C4H cDNA全长1 735 bp,开放阅读框1 518 bp,编码505个氨基酸,该基因表达产物分子质量为57.70 KDa,等电点值9.06.C4H基因在山葡萄果皮转色各个时期均存在表达;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,拟南芥遗传转化先后得到3个阳性幼苗.对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性, 2株叶片颜色均变成紫红色;经花色素苷质量浓度的测定表明其质量浓度比对照组植株高出3倍.在拟南芥中花色素苷质量浓度虽然较低,但还是能少量合成,说明其花色素苷生物合成途径是开通的,只是积累的量较少.     

加州新小绥螨对截形叶螨的捕食作用

为明确加州新小绥螨Neoseiulus californicus(McGregor)对截形叶螨Tetranychus truncate(Ehara)的捕食潜力,采用捕食者功能反应方程及参数研究加州新小绥螨对截形叶螨各螨态捕食作用。结果表明,加州新小绥螨对雌成螨、若螨、卵的选择性捕食系数分别为0.365、1.276和1.390。在不同温度条件下,加州新小绥螨对截形叶螨的功能反应均属于HollingⅡ型;对猎物卵和幼若螨的控制能力最强。在试验温度范围内,加州新小绥螨的捕食能力随温度升高呈先增后减趋势,28℃时最强,对截形叶螨雌成螨、若螨和卵的攻击系数(a)最大,分别为0.639、0.730和0.842;处理时间最短,分别为0.126、0.075和0.039d;最大日捕食量分别为7.943头、13.405头和25.575粒。加州新小绥螨的捕食作用存在较强的种内干扰反应,随着捕食者密度的增大,平均捕食量逐渐减少,捕食作用率也相应降低,捕食作用率与其自身密度的关系为E=0.423P-0.747。     

美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia的wsp基因分子检测及系统发育分析

【目的】对美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia进行分子生物学鉴定,确定该蓟马体内Wolbachia的进化位置,为进一步探讨Wolbachia对其生殖作用的调控机制提供理论依据。【方法】以wsp基因为目的基因,对美洲棘蓟马体内的共生菌Wolbachia进行特异性扩增和测序,使用Clustal X 1.83软件对所得DNA序列进行比对;在MEGA 4.0软件中采用邻接法对Wolbachia的系统发育关系进行分析。【结果】利用wsp基因的特异性引物从美洲棘蓟马体内扩增出了632 bp的Wolbachia的wsp基因片段(GenBank登录号为JN315668),580 bp的Wolbachia A群的wsp基因片段和405 bp的Mel亚群的wsp基因片段。系统发育分析结果表明,美洲棘蓟马体内的Wolbachia与黑腹果蝇亲缘关系较近。【结论】美洲棘蓟马体内感染的Wolbachia属于A群Mel亚群。     

神经毒素基因RjAa17f在Sf9细胞中的表达及活性分析

【目的】在昆虫草地贪夜蛾细胞(Sf9)中表达一种能专一阻断昆虫钠、钾离子通道的神经毒素基因RjAa17f。【方法】运用杆状病毒真核表达系统表达RjAa17f毒蛋白,并用蛋白质印迹对其进行检测;测定RjAa17f毒蛋白引起健康棉铃虫中肠膜电位的变化,并对其毒力进行测定。【结果】通过重组杆状病毒质粒的转染和Western blot检测验证,神经毒素基因RjAa17f的重组Bacmid已经成功转染到Sf9细胞中,且在Sf9中表达出与预测大小一致的RjAa17f目的蛋白;此毒蛋白作用于棉铃虫中肠3~12h后,中肠膜电位与CK相比差异显著,且随着作用时间的延长,棉铃虫中肠膜电位呈逐步升高的趋势,作用9h以后,升高的幅度逐渐降低,趋于平缓。RjAa17f毒蛋白对棉铃虫的LD50为108.12μg/g。【结论】在Sf9细胞内表达出了有活性的RjAa17f毒蛋白,且该毒蛋白对棉铃虫中肠膜电位有显著改变。     

甘蓝型油菜与黑芥双倍体减数分裂的原位杂交分析

【目的】探明植物杂种后代减数分裂异常与花粉败育之间的关系。【方法】通过甘蓝型油菜与黑芥种间杂交和基因组加倍,获得芸薹属三基因组双倍体,采用基因组原位杂交方法,观察三基因组双倍体花粉母细胞的减数分裂规律。【结果】与单倍体相比,双倍体花粉育性得到一定恢复,但可育花粉的比例较低,只有10%~20%。基因组原位杂交结果显示,双倍体花粉母细胞减数分裂终变期染色体以形成同源二价体为主,但也有部分染色体形成四价体或六价体。四价体有3种形式:B基因组染色体形成的四价体、AC基因组染色体形成的四价体及B与AC基因组之间形成的异配四价体。减数分裂后期Ⅰ染色体均等分离的细胞占总数的70%左右,在第2次减数分裂期也观察到非正常分裂如非四分孢子、微核等现象。【结论】减数分裂过程中的染色体异常行为可能是导致花粉育性不高的重要原因;虽然不正常的减数分裂导致花粉育性下降,但双亲染色体的异源联会可为双亲遗传物质的交换提供条件。     

细粒棘球蚴重组St-Eg 95-Eg.ferritin疫苗构建及生物学特性检测

构建表达细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合蛋白的重组口服减毒鼠伤寒沙门菌活载体疫苗株并评价其生物学特性。将细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合基因插入到表达载体pYA3341中,构建重组质粒pYA3341-Eg95-Eg.ferritin,将重组质粒分别电转入减毒鼠伤寒沙门菌X3770和X4550,获得重组疫苗菌株St-Eg95-Eg.ferritin,对重组菌的稳定性、生长状态及安全性进行分析。结果表明,经PCR和酶切鉴定成功构建重组质粒pYA3341-Eg95-Eg.ferritin,Western blot检测Eg95-Eg.ferritin蛋白在重组菌中获得表达;生物学特性研究结果表明,重组质粒可稳定存在,且不影响重组菌的生长状态,小鼠口服试验证实,重组菌安全无毒性。成功构建能稳定表达细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合蛋白的口服减毒鼠伤寒沙门菌活载体疫苗株,将为研究包虫病口服基因工程疫苗奠定基础。     

黄花烟草(Nicotiana rustica)、迪勃纳氏烟草(Nicotiana debneyi)与Nicotiana tabacum K326互交亲和性的荧光鉴定

利用荧光显微镜对烟草互交组合Nicotiana tabacum K326×Nicotiana rustica与Nicotiana tabacum K326×Nicotiana debneyi授粉后花粉管生长部位和形态进行观察比较。结果显示,在正交组合中,N.rustica、N.debneyi花粉管大量生长进入Nicotiana tabacum K326花柱离柱头3/4区间后停止生长,在停止生长部位弯曲、膨胀,形成大量不规则胼胝质颗粒;用蒙导法、切割花柱法、已开放花朵授粉及已开花朵重复涂抹授粉等方法均未能有效促进2个父本花粉管在K326花柱中生长,而蕾期授粉花粉管可以生长进入子房,但授粉后没有获得种子;在反交组合中,K326花粉管可以在N.rustica、N.debneyi花柱中大量生长并进入子房,N.debneyi授粉后获得种子,种子萌发率为(49.67±1.53)%。