大豆基因组GmGAI同源基因的生物信息学分析

利用Phytozome数据库、NCBI站和MEGA4.0、ClustalX软件对大豆(Glycine max)基因组中GAI(GA insensitive)同源基因进行生物信息学分析,发现大豆GAI基因有7个拷贝,都不含有内含子,分别分布于第4、5、6、8、10、11和18号染色体上,它们都属于GRAS家族,都存在DELLA (34-106)和GRAS(158-513)2个结构域.氨基酸序列比对和系统进化树分析表明,大豆GAI的7个拷贝进化距离并不是最近的,而是分别有与之最近的其他物种,推测大豆GAI的7个拷贝在进化的过程中功能上发生了一些变化,对植物的生长发育可能会产生不同的影响.     

RAV基因对拟南芥和大豆不定芽再生的影响

RAV基因是具有AP2/ERF结构域的转录因子家族成员之一,以拟南芥rav突变体和GmRAV干涉(GmRAV-i)大豆的不同外植体为材料进行愈伤组织诱导,分别在芽诱导培养基中加入不同浓度的外源细胞分裂素2-ip和6-BA,考察平均不定芽数和不定芽再生频率。结果表明:与野生型材料相比,拟南芥rav突变体和GmRAV-i大豆在适宜的2-ip和6-BA浓度下平均不定芽数和不定芽再生频率均有所降低。证明RAV基因同系物在不同植物间具有功能保守性,并且在细胞分裂素存在下促进植物不定芽的再生。     

大豆GmIDD及其同源基因的生物信息学分析及功能预测

利用NCBI和Phytozome数据库进行GmIDD基因的同源基因检索,获取该基因在大豆不同染色体中5个拷贝的序列信息。通过对功能结构域的分析结果显示GmIDD基因5个拷贝均含有2个C2H2型(72~92 aa、114~142 aa)、2个C2HC型(149~169 aa、176~195 aa)锌指结构域。GmIDD基因cDNA序列全长为1 227 bp,编码408个氨基酸。系统进化树分析结果显示GmIDD基因5个拷贝中除了Glyma.14g10940和Glyma.17G228000外,其它IDD蛋白间进化距离较远,表明不同大豆IDD基因在功能上可能存在一定差异。长短日照处理下GmIDD表达量的分析结果显示GmIDD基因受短日照诱导表达,因此推测GmIDD可能参与大豆开花的调控过程。     

大豆TCP转录因子家族结构域分析及功能预测

利用已知的拟南芥TCP基因和大豆基因组数据库,通过生物信息学方法,鉴定并获得了大豆TCP家族基因序列,基因定位信息。共鉴定大豆TCP基因54个,分布在大豆除14号染色体外的其他19条染色体上。对54个基因进行进化和聚类分析及功能结构域的分析,发现全部具有高度保守的TCP结构域。根据结构域差异和系统发育分析的结果,将大豆TCP转录因子家族分成2个TCP亚家族。以生物信息学手段和已有的其他物种的TCP基因进行了比较分析,大豆TCP基因占总数的3.5%,与拟南芥同源基因比较,序列长度存在相似性。对启动子元件分析显示,TCP基因含有大量与在子叶、根、茎处大量表达有关的元件及对分生组织有作用的元件。     

以bar基因为筛选标记转基因大豆的获得及鉴定

在已优化的大豆农杆菌介导转化体系基础上,以发芽1～2 d的成熟大豆子叶节为外植体,以bar基因作为筛选标记基因,采用农杆菌介导法将胰蛋白酶抑制剂基因(Sporamin)和几丁质酶基因(Chitinase KDEL)转入大豆品种YC-2中.T0代得到生根苗115株,其中采用除草剂叶片涂抹法和目的基因PCR检测法鉴定出阳性...     

大豆JAZ基因家族的鉴定及其对疫霉胁迫的响应

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是茉莉酸信号途径中重要的负调控因子,对植物的防御反应具有重要意义。然而,鲜有关于大豆JAZ基因的报道,为了揭示大豆中JAZ基因家族的特征和潜在功能,本研究利用生物信息学方法从大豆基因组中鉴定到24个JAZ基因,分别命名为GmJAZ1～GmJAZ24,并对这24个基因进行基因结构分析、保守基序分析、系统进化树构建、染色体定位、启动子顺式作用元件分析以及大豆疫霉菌胁迫下的响应分析。结果表明:(1)24个GmJAZs基因不均匀的分布在大豆的14条染色体上,其中9号染色体上分布的数目最多,为4个;(2)大豆、拟南芥和水稻的JAZ基因家族可分成5个亚组(C1～C5),其中大豆与拟南芥的JAZ基因亲缘关系最近;(3)该家族成员大多含有响应茉莉酸和脱落酸等激素的顺式作用元件,少数含有响应逆境胁迫的顺式作用元件;(4)大豆疫霉菌处理后,C4亚组成员显著上调表达,C1亚组成员微弱上调,而C2、C3和C5亚组成员下调表达,表明大豆JAZ基因家族成员对大豆疫霉菌的胁迫具有不同的响应模式。     

花青素合成关键酶基因的定位及结构分析

为研究大豆花青素合成途径关键酶的基因标记和结构信息,利用大豆基因组和染色体标记数据,对16个花青素合成关键酶基因(苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合酶(CHS,包括9个成员)、黄烷酮-3-羟化酶(F3H)、苯基苯乙烯酮黄烷酮异构酶(CHI)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)和4-香豆酰CoA连接酶(4CL),进行基因遗传图和物理图定位和基因结构分析.结果表明:16个基因分别定位在A1、A2、B1、B2、D1a、D1b、D2、I、K、O等10个连锁群上,并获得了基因所在序列两侧标记.利用大豆的cDNA和gDNA序列信息,获得了16个基因的结构,外显子数目1～7个,内含子数目0～6个,其中PAL、DFR2、GmCHS7是单外显子基因,4CL、CHI、F3H、GmCHS1、GmCHS5、GmCHS8有1个内含子,DFR1、GmCHS2、GmCHS3、GmCHS6有2个内含子,GmCHS4、GmCHS9有3个内含子,GmIRCHS则有6个内含子.     

T5代γ-亚麻酸转基因大豆的遗传稳定性分析

利用PCR检测和标记基因抗性检测对表达γ-亚麻酸转基因大豆第5代植株的外源基因遗传稳定性及目的基因和抗性基因的分离情况进行了分析。结果表明:在20个转基因大豆株系中,有2个转基因大豆株系(TS824和TS825)只含有△6-fad基因而没有bar基因;7个转基因大豆株系(TS81、TS83、TS85、TS87、TS811、TS814、TS818)只含有bar基因而没有△6-fad基因;9个转基因大豆株系(TS88、TS89、TS810、TS813、TS815、TS816、TS817、TS819和TS820)既有△6-fad基因也有bar基因;2个转基因大豆株系(TS82和TS86)既没有△6-fad基因也没有bar基因。因此,△6-fad基因在部分株系中获得了稳定的遗传,同时有2个株系目的基因和抗性基因在后代中分离。     

大豆疫霉根腐病抗性研究进展

大豆疫霉根腐病由卵菌大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)侵染引起,是一种大豆生产上危害非常严重的病害。大豆对疫霉菌的抗性表现有2种,一种是由单位点显性基因Rps控制的完全抗性,对大豆疫霉菌小种具有特异性,另一种为多基因控制的部分抗性,由数量性状位点控制,对所有大豆疫霉菌小种具有广谱抗性。迄今已定位、鉴定了26个单位点Rps基因,分别分布在第2(1个)、3(12个)、10(1个)、13(4个)、16(2个)、17(1个)、18(4个)及19(1个)条染色体上。其中,Rps1k提供了最稳定的PRR抗性。尽管在Rps2等位点区域检测到了抗病基因簇,但至今仅从Rps1k位点分离出了功能基因Rps1k-1和Rps1k-2,二者均为CC-NBS-LRR类型基因,且在细胞内可重组形成Rps1k-3。单位点基因的PRR抗性一般能维持8~15年左右,QTL控制的PRR抗性则较稳定、持久。有待不断发现新的PRR抗性资源和鉴定新的抗性基因,以及阐明大豆抗PRR的遗传与分子机制以长期、有效地防治大豆PRR。本文主要针对大豆的PRR抗性研究,尤其是近年在多个新Rps基因的鉴定、相关基因组学(转录组学)、小RNA及蛋白质组学上的研究,以及影响大豆PRR抗性的基因功能鉴定等方面所取得的进展进行了综述。     

转基因耐除草剂大豆ZH10-6目标性状遗传稳定性分析

为评估转G2-EPSPS和GAT基因耐除草剂大豆ZH10-6耐30％草甘膦水剂(孟山都,农达)目标性状在不同世代中的遗传稳定性,利用酶联免疫吸附测定法(ELISA),检测了转基因大豆ZH10-6不同世代(T2～T4)、不同生育期以及不同器官中的目标蛋白含量.同时,通过喷施不同剂量的草甘膦,考察了 3个世代转基因大豆对目...     

P-loop，Bet v 1结构域的缺失及突变对GmPR10 和Gly m 4l 抑制大豆疫霉菌能力的影响

大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）引起的危害大豆生长的严重病害。课题组前期研 究表明具有P-loop 结构域的GmPR10（Gene Bank accession no. FJ960440)和具有P-loop、Bet v1 结构域的Gly m 4l （Gene Bank accession no. HQ913577.1)抑制大豆疫霉菌生长,并且过表达GmPR10 和Gly m 4l 的转基因大豆植株可 以提高对大豆疫霉根腐病的抗性。为研究GmPR10 和Gly m 4l 抑菌机理,本研究利用点突变技术,获得了GmPR10 的P-loop结构域突变体（Gly48/Thr48和Gly51/Arg51）、Gly m 4l的P-loop结构域突变体（Gly49/Ile49和Lys55/Pro55）、GmPR10 和Gly m 4l的P-loop结构域以及Gly m 4l的Bet v1结构域缺失突变体,并纯化回收相应突变体蛋白,进行体外抑制 大豆疫霉菌试验。结果表明,突变或缺失P-loop,Bet v1结构域的GmPR10和Gly m 4l失去了抑制大豆疫霉菌（Race 1）生长的能力,说明P-loop、Bet v 1结构域对GmPR10和Gly m 4l行使抑菌功能至关重要。     

大豆抗胞囊线虫基因Rhg 1和Rhg 4产物基本性质分析与结构预测

抗胞囊线虫病基因是大豆抗病育种的重要基因资源.目前已经在抗胞囊线虫品种中发现了两个对于抗性具有重要贡献的Rhgl和Rhg4基因,但是关于蛋白质结构和功能的信息还很少.本研究注释了RHGl和RHG4完整的结构域特征,二级结构分析显示两蛋白质均采用α/β折叠,蛋白激酶结构域的空间结构采用与所有真核生物的丝氨酸/苏氨酸及酪氨酸特异性蛋白激酶的核心相同的折叠方式,具有类似结构特点.     

植物小G蛋白功能的最新研究进展

小G蛋白超家族包括Ras、Rab、Rho、Arf和Ran亚家族，不同成员间在结构和功能方面又呈现明显的多样性。小G蛋白作为重要的分子开关，其结构域主要包括4个鸟苷酸(GTP/GDP)结合域、1个效应区，其鸟苷酸结合域起着关键作用且保守性最高，在植物、动物和酵母中均有较高的保守性。小G蛋白成员凭借其多样性和不同鸟苷酸结合态的功能调控(结合GTP时为活性状态，而结合GDP时为非活性状态)，参与多种细胞生命活动，履行不同的生物学功能，例如基因表达调控，细胞骨架重组，囊泡运输的调节，出芽过程，核-质运输及微管形成     

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。     

改变普通大豆生物学特性提高大豆产量的研究Ⅱ.中国扁茎大豆的生物学特性

中国扁茎大豆是个不稳定的分离群体。与普通大豆品种相比较,节数较多,节间较短,叶数较多,叶柄较短。群体中也有与美国扁茎大豆相似的顶端花序类型,开花结荚密集,但植株中下部仍然有大量花序。中国扁茎大豆可能是吉林２０号大豆品种的突变体。     

大豆幼胚培养直接成苗影响因素研究

为建立大豆幼胚培养直接成苗方法,分别研究了大豆幼胚胚龄、幼胚预处理方法、培养基及大豆品种对大豆幼胚培养直接成苗的影响。结果表明:15 d胚龄的幼胚平均萌发率为23%,20 d及以上胚龄的幼胚萌发率高于70%,20 d胚龄的幼胚虽能萌发,但芽和根的正常生长较为困难。在低温(4℃)、高温(37℃)和GA(100 mmol.L-1)预处理幼胚2 d再进行培养条件下,高温预处理平均成苗率达75%;而低温和GA预处理的成苗率只有4%。所试几种培养基对幼胚成苗效果没有显著影响。不同品种中,极早熟品种日本晴和台农292成苗率分别为74%和72%,早熟品种台湾75和苏早1号成苗率均为64%,夏大豆临豆8号成苗率(54%)最低。     

水稻小热休克蛋白OsHSP20抗体特性鉴定及应用

【目的】在前期克隆了一个水稻小热休克蛋白(OsHSP20)的基础上,进一步分析该蛋白多克隆抗体的免疫反应特性和应用范围,为深入鉴定该类基因的功能奠定基础。【方法】利用合成多肽和其原核表达产物分别免疫家兔制备了相应的多克隆抗体;ACP(Antigen-coated plate)-ELISA和dot-ELISA用于分析比较多克隆抗体效价和灵敏度;Western blot用于鉴定多克隆抗体的特异性和应用范围。【结果】Western blot分析显示,利用重组OsHSP20蛋白及其合成多肽所制备的多克隆抗体均可以在原核表达OsSHSP样品中特异性检测到1条大小与预期一致(37kD)的条带,表明两种方法获得的多克隆抗体都具有高度的特异性;ACP(Antigen-coated plate)-ELISA和dot-ELISA分析表明,利用重组蛋白制备的多克隆抗体效价和灵敏度均高于利用多肽制备的抗体。进一步的Westernblot分析显示该抗体可用于多种植物小热休克蛋白(SHSP)的检测。【结论】制备了OsHSP20蛋白质抗体,且具有高度的特异性和较高的效价和灵敏度,可广泛地用于多种单、双子叶植物HSP20蛋白的表达分析,有助于OsHSP20及其他植物同源蛋白的功能鉴定。     

黑龙江省大豆蚜发生种群动态研究

2011-2015年连续5年对大豆蚜田间种群及其天敌的发生情况进行定点、定期监测。结果表明:2011-2015年大豆蚜始见期基本一致,6月中旬始见大豆蚜,不同年份大豆蚜量达到峰值的时间不同。无论大豆蚜发生的早晚,在始见期后的25 d,有蚜株率达到一个峰值。在适合大豆蚜发生的2011和2012年,第一个高峰后的15~20 d有蚜株率达到第二个高峰。大豆蚜始见期后的20~25 d,大豆蚜种群增长率达到最大值;大豆蚜的种群增长率在35~45 d后逐渐开始下降。从本研究看,天敌数量随着大豆蚜量的增长逐步达到的高峰,天敌始见期比大豆蚜始见期晚15 d左右,终见期比大豆蚜早20 d左右,种群数量的高峰期比大豆蚜量的高峰期早5~10 d。     

1971-2016年寒地大豆霜冻害时空演变特征及对产量影响

为研究寒地大豆霜冻害演变特征,利用黑龙江省大豆主产区59个气象观测站1971-2016年逐日日最低气温资料和大豆发育期资料,基于作物霜冻害等级气象行业标准,采用数理统计和墨西哥帽小波法分析大豆乳熟期轻、中、重霜冻害的空间分布特征及时间变化规律,并统计分析研究区各站霜冻害发生年份的产量增(减)状况。结果表明:1971-2016年,黑龙江省西北部、三江平原西北部及牡丹江半山区等地为寒地大豆乳熟期霜冻主要发生区域。大豆乳熟期轻度、中度、重度霜冻害在1971-1980年发生范围最广、发生频率最高,2011-2016年发生范围及频率最小。寒地大豆乳熟期霜冻害发生存在3～5年短期振荡周期和20年左右的中期振荡周期。1971-2016年,霜冻对大豆产量的影响在一定程度上以负效应为主。对典型站分析结果表明,大豆乳熟期霜冻害出现日期越早对产量的负效应越大。霜冻害对大豆产量的影响为霜冻等级及出现日期的协同作用。研究结果对寒地大豆安全生产及防灾减灾具有重要意义。