红花(Carthamus tinctorius)热激转录因子CtHSFA9的克隆及表达分析

根据课题组前期转录组文库信息获得的红花热胁迫相关转录因子Unigene的全长序列,设计引物并克隆该基因,采用生物信息学方法对其氨基酸序列的理化性质、系统发育、蛋白质亚细胞定位、结构域及跨膜区域等进行预测和分析。此外,试验还采用RT-qPCR方法分析该基因在红花各组织包括根、茎、叶、花及4个不同发育时期的种子中的表达情况。结果发现,所获序列全长1 326 bp,可编码441个氨基酸,相对分子质量50.41 k D。其中,最丰富的氨基酸为亮氨酸(Leu),带正电残基64个,带负电残基75个。信号肽及亚细胞定位揭示该基因不存在明显信号肽且该基因属细胞核定位。SMART分析表明该基因具有典型HSF结构域。进化树分析表明,该序列与热激转录因子HSFA9基因相似度较高,与刺菜蓟的亲缘关系最近,因此可将其命名为CtHSFA9。荧光定量PCR分析表明CtHSFA9基因在红花根组织中相对表达量最高,叶次之,花中最低。在不同发育时期种子中,以花后18 DAF (Day after flower)中表达量最高,22 DAF次之,在14 DAF表达量最低。本研究初步明确了红花CtHSFA9基因的结构特点和进化关系,其属于HSF热激转录因子家族,可为后续开展红花逆境相关转录因子的机理研究做铺垫,同时也为植物抗逆性状的改良提供研究基础。     

甜玉米胚乳突变基因shrunken2的序列变异解析

Shrunken2基因编码葡萄糖焦磷酸化酶的大亚基,是玉米淀粉合成途径中的限速酶,shrunken2是Shrunken2的隐性突变等位基因,对甜玉米品质和风味的形成起着重要的作用。本研究以玉米B73的Shrunken2基因为参考序列,在58份甜玉米自交系中进行shrunken2基因的重测序,共获得了7 635 bp的核苷酸序列,涵盖了20个外显子,17个内含子以及3'UTR区域。基因多态性分析发现,在供试群体中共有多态性位点105个,包括78个SNP和27个Indel。与普通玉米B73的Shrunken2序列之间存在58个多态性位点差异,包括50个SNP和8个Indel,其中位于编码区的SNP位点包含2个同义突变和7个非同义突变。根据shrunken2基因全长序列和编码区序列可将该群体分成14种和4种单倍型。中性检测表明该基因经历了自然和人工双重选择过程。     

葡萄热激转录因子分类及其相关SSR标记分析

热害是目前葡萄设施生产中存在的主要问题之一。作为耐热性的主要调控因子,HSF的分析及其基因序列中分子标记研究对葡萄耐热相关育种具有重要意义。通过植物基因组数据库Phytozome(http://phyto5.phytozome.net/)下载19条葡萄热激转录因子(heat shock factor,HSF)蛋白序列,并对各HSF的氨基酸数目、分子量和等点电进行了预测。以拟南芥HSF为参照,经过多序列比对和进化树分析,对葡萄HSF进行序列分析和分类,发现葡萄基因组中HSF有10个A类、7个B类和2个C类。同时,分析了19条HSF基因序列中SSR(simple sequence repeats)位点,并设计特异引物,以‘赤霞珠’基因组DNA为模板,通过PCR(polymerase chain reaction)对引物有效性进行验证。结果表明,葡萄基因组内包括3类HSF因子编码基因,它们的序列上存在SSR位点,可用于分子标记的开发。研究结果为葡萄耐热相关分子辅助育种提供了参考。     

小麦TaPK7基因单核苷酸多态性与抗旱性的关系

以抗旱性不同的45份六倍体小麦和5份小麦的二倍体近缘种为材料, 通过测序检测TaPK7基因的单核苷酸多态性, 研究了TaPK7基因多态性与抗旱性的关系, 旨在为发掘利用小麦抗旱基因资源奠定基础。50份材料TaPK7序列总长220 448 bp, 其中有64个SNP和9个InDel, 二者的频率分别为1 SNP/3 445 bp和1 InDel/24 494 bp。编码区的核苷酸多样性π值小于非编码区, 可能是由于编码区承受的选择压力较大。同义突变(Ka)与非同义突变(Ks)比值是0.415, 表明该基因受负向选择影响, 属于相对保守基因。在编码区检测到16个单核苷酸突变, 多存在于抗旱材料中。共检测到21种单倍型, 其中5种为强抗旱材料单倍型, 2种为干旱极敏感材料单倍型, 11种中等抗旱材料单倍型, 另外3种单倍型中同时包括抗旱材料和干旱敏感材料, 初步揭示了TaPK7基因的单核苷酸多态性与抗旱性相关。     

中间锦鸡儿CiMYB185基因克隆及表达分析

为进一步了解植物抗逆境胁迫的机理,本研究以中间锦鸡儿为试验材料,从实验室已建立的转录组数据库中选取转录因子CiMYB185编码基因作为研究对象。利用PCR技术分别以cDNA与g DNA为模板对CiMYB185基因进行全长克隆。测序结果表明:CiMYB185基因的开放阅读框为909 bp,编码303个氨基酸,其基因组DNA序列长度为1 592 bp,含有1个内含子和2个外显子。序列分析发现该基因所编码蛋白的N端包含2个MYB结构域,属于典型的R2R3-MYB类蛋白;利用染色体步移技术克隆得到908 bp的ATG上游启动子序列,序列中包含一些与光反应和激素相关的元件。该研究为进一步了解植物抗逆境胁迫的机理奠定了基础。     

基于转录组测序的苦瓜热激蛋白相关基因分析

为获得苦瓜叶片高温胁迫状态下表达的相关基因,本研究以高温胁迫下苦瓜叶片为实验材料,采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对正常温度(26℃)和高温胁迫(38℃)下苦瓜叶片转录测序后进行组装,再利用KEGG、Pfam、Swiss-Prot和NR数据库平台对热激蛋白的相关功能基因筛选,共获得24个热激蛋白相关基因,包括得20个热激蛋白基因、2个位于叶绿体中的小热激蛋白以及2个热激转录因子。聚类分析研究表明,涉及到热激蛋白相关的20个Unigene广泛分布于3大类中,其中c42567和c43094这两个亲缘关系最近;两个小热激蛋白c42963和c12133的亲缘关系次之;c35683和c3040两个热激转录因子亲缘关系最远。通过本次研究中获取的24个热激蛋白相关Unigene信息,有助于深入研究苦瓜耐高温胁迫机理等提供数据信息。     

桑树MaMYB308基因的克隆及表达分析

为研究桑树MYB转录因子在桑树非生物胁迫及发育中的功能,本研究以桑树品种‘桂优62号’为材料,克隆了桑树MYB转录因子MaMYB308的全长cDNA序列,运用生物信息学手段对其氨基酸序列进行分析,采用酵母单杂交验证其自激活性,采用实时荧光定量PCR方法检测基因在不同组织和非生物胁迫下的表达模式。研究结果显示,MaMYB308基因全长1 266 bp,包含一个1 026 bp的开放阅读框,可编码341个氨基酸,其编码蛋白质分子量为39 kD;具有两个SANT结构域,属于典型的R2R3型MYB转录因子,具有自激活活性。BLAST结果显示,MaMYB308与来源高等植物的多种R2R3-MYB类转录因子均具有较高的同源性,与川桑的MYB308同源性最高,氨基酸水平的一致性为96.48%。实时荧光定量PCR分析结果显示,MaMYB308在桑树根、茎和叶片组织中均有表达,在根中的表达量显著高于茎与叶片的表达量,且对高温、低温、高盐和干旱等非生物胁迫均有响应,其中对低温胁迫诱导最为显著,表达量为对照的40倍左右。本研究结果为进一步研究桑树MaMYB308基因的生物学功能及桑树的抗逆机理提供了帮助。     

谷子SiSAP8基因的克隆及dCAPS标记开发

谷子是中国北方重要的耐旱杂粮作物。胁迫相关蛋白是一类具有A20和(或) AN1结构域的锌指蛋白,广泛参与植物对非生物胁迫的响应。本研究从‘晋谷20’中克隆得到谷子SiSAP8基因,该基因编码区513 bp,编码170个氨基酸,分子量为18.20 kD,等电点为8.28,包含1个A20和1个AN1结构域。在对该基因序列进行多态性分析,共发现5个SNP位点和1个InDel,其中编码区有1处核苷酸变异位点(G/T)为非同义突变,使得缬氨酸变成了苯丙氨酸。利用第81位的SNP位点(A/G)开发了dCAPS标记,命名为‘SNP-81’,该标记的开发为后期功能鉴定及关联分析提供了依据。     

TLR4基因SNP检测及在中外鸡种中的群体变异分析

摘要：以9个地方鸡种（北京油鸡、白耳鸡、溧阳鸡、河南斗鸡、泰和乌骨鸡、大骨鸡、狼山鸡、仙居鸡、茶花鸡）和3个引进品种（隐性白羽肉鸡、科宝鸡、来航蛋鸡)为素材,利用DNA直接测序技术对Toll样受体4（TLR4）蛋白基因（登陆号为AY064697）的全部外显子、部分内含子及5`调控区共4373bp的序列进行单核苷酸多态性检测,共检测到36个SNPs,其中19个SNPs位于编码区（cSNPs）,12个集中于第三外显子的特定区域上（蛋白的TRR结构域）;10个为错义突变,21个为新发现的SNPs。对集中于第三外显子上的12个SNP位点,在十二个品种的688个个体进行了PCR-SBT检测,这些SNPs 产生的不同基因型及等位基因在12个品种鸡间分布存在显著的差异,推测与该基因的功能存在相关。     

棉花转录因子基因GhMYB的克隆及特征分析

从棉花中克隆了1个MYB基因,命名为GhMYB(Gen Bank No.HQ234875)。该基因c DNA全长1264bp,具有1个774 bp的开放阅读框,5'非编码区为250 bp,3'非编码区为240 bp,编码256个氨基酸,预测分子量约为28.867 k Da,等电点为8.56,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。GhMYB基因组序列长度为1355 bp,包含2个外显子和1个内含子。氨基酸同源分析发现,GhMYB与来自可可、陆地棉和巴旦木的MYB同源性较高。亚细胞定位结果表明,GhMYB:GFP融合蛋白定位于细胞核中。SDS-PAGE电泳分析表明,p ET-28a-GhMYB最佳诱导表达条件为1.0 mmol·L-1 IPTG在37℃下诱导4 h。电子表达谱分析表明,GhMYB基因在棉铃中特异表达,在根和叶中受水涝胁迫的诱导表达。     

小黑杨APETALA1基因的克隆与花芽发育中的表达模式

APETALA1(AP1)基因既是花分生组织特征基因又是花器官形成发育基因,在花发育过程中起着关键作用。根据Genbank已知的AP1同源基因序列设计合成一对简并引物,以小黑杨(Popu-lus simonii×P.nigra)cDNA为模板,采用PCR方法分离克隆得到一个AP1同源基因全长,推测是小黑杨AP1基因,命名为XxAP1(GenBank accessionNo.XM₀02316040.1)。XxAP1编码249个氨基酸,开放阅读框长度747bp,蛋白质分子量28.67kD,等电点9.45。同源性分析表明,它们的核苷酸序列与其他木本植物的AP1同源基因的一致性达70%以上,推测它们具有相似功能。试验分析表明,XxAP1第1至第60个氨基酸为MADS盒结构域,说明XxAP1蛋白以序列特异方式与DNA结合,具有转录调节因子功能,第75至174个为K盒结构域,它负责蛋白质与蛋白质间的相互作用,其大多数氨基酸具有亲水性,使XxAP1蛋白具有较好的水溶性,促进蛋白的流动性有利于基因的转录。采用半定量RT-PCR技术检测XxAP1在雄花芽发育过程中的表达模式,结果显...     

黄黑籽甘蓝型油菜类黄酮途径基因SNP位点检测分析

类黄酮物质在植物花、叶、果实和种子颜色变化的过程中起着至关重要的作用,本研究以不同黄黑籽种皮材料为研究对象,采用基因同源克隆方法,获得17个类黄酮基因全长ORF序列,在核酸和蛋白水平上分别序列差异比较表明,这些基因在不同黄黑籽材料中共存在41个不同拷贝成员。在核苷酸水平上,检测到BnTT3、BnTT18、BnTTG1和BnTTG2的单核苷酸位点数目介于16~52之间,且BnTTG2在3个不同的位置上还存在多个碱基的连续性缺失现象(119~121 bp,183~189 bp和325~330 bp),但在蛋白水平上仅存在2~16个氨基酸位点差异,说明BnTT3、BnTT18、BnTTG1和BnTTG2在不同甘蓝型黄黑籽材料中存在单核苷酸位点差异,而单核苷酸位点突变不一定导致氨基酸位点的变异。在不同黄黑籽材料中仅BnTT3和BnTT18存在一致性的氨基酸突变位点(252和87),推测BnTT3和BnTT18可能在黄黑籽甘蓝型油菜种皮颜色差异形成过程中发挥至关重要的作用。通过这些位点的等位特异PCR可以区分材料间透明种皮基因,为特异基因芯片的开发及阐明甘蓝型油菜种皮色泽性状的基因及其作用位点奠定基础。     

五种牛THRSP基因部分第一外显子序列PCR-SSCP多态性研究

摘 要：THRSP基因是调节动物脂肪生成的重要基因。本试验利用PCR-SSCP和DNA测序方法对秦川牛（QC）、夏南牛（XC）、南阳牛（NC）、郏县红牛（JRC）、鲁西牛(LC）共644头牛的THRSP基因部分第一外显子序列进行遗传多样性分析。结果发现存在两个突变位点：40bpC/T和78bpA/G;四种基因型：AA,AB,BB,AC;五种牛A,B,C基因的频率分布一致。从位点间杂合度来看：QC﹥XC﹥LC﹥NC﹥JRC;从位点间多态信息含量看：QC属于高度多态（PIC﹥0.5）,XC,LC,NC,JRC属于中度多态（0.25﹤PIC﹤0.5）。40bpC/T突变导致THRSP基因第3个氨基酸发生错义突变,由缬氨酸(GTG)→丙氨酸(GCG);78bp处的A/G突变引起THRSP基因第16个氨基酸发生错义突变,由缬氨酸(GTC) →异亮氨酸(ATC)。     

鸭梨苹果茎痘病毒外壳蛋白基因克隆及原核表达

为了进一步明确苹果茎痘病毒(Apple stem pitting virus,ASPV)的分子变异及株系分化,制备相应特异性抗血清.本研究以库尔勒地区种植的感染ASPV的鸭梨(Y)枝条韧皮部为试材,采用RT-PCR技术扩增ASPV CP基因,克隆、测序,获得了鸭梨分离物外壳蛋白(ASVP CP-Y)基因,将该CP基因连...     

工业酿酒酵母PGK启动子的克隆与功能分析

为了获得适用于构建工业酿酒酵母整合型表达载体的组成型启动子,以工业酿酒酵母南阳K基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增得到了磷酸甘油酸激酶基因起始密码前的启动子片段2个,其中长片段781 bp,命名为PGK1（GenBank Acession No. FJ415226）。NCBI Blast软件分析结果表明,PGK1核苷酸序列与酿酒酵母染色体Ⅲ上PGK启动子（GenBank Acession No. X59720）相似性为99%,序列中含有基因表达所需的基本调控元件TATA-box和CAAT-box等。功能分析表明PGK1能驱动整合在工业酿酒酵母基因组上的外源基因葡萄糖淀粉酶基因的表达。综上表明成功克隆得到PGK1启动子,为工业酿酒酵母表达载体的构建奠定了基础。     

兜兰二氢黄烷酮醇-4-还原酶基因的克隆及其表达特性

克隆同色兜兰二氢黄烷酮醇-4-还原酶基因DFR,分析其序列特征,了解其在不同组织部位的表达情况。采用RT-PCR和RACE技术从花中克隆DFR的全长cDNA,用生物信息学方法分析序列特征,并用半定量RT-PCR研究其在不同组织的表达。分离到DFR,该cDNA全长1267 bp,具有1个1074 bp的完整开放阅读框,编码357个氨基酸。序列分析表明,该DFR蛋白含有1个NADB_Rossmann superfamily保守结构域,1个NADP(H)结合域和1个底物特异性结合域,其与文心兰、石斛兰和大花蕙兰等的DFR同源性在75%~80%。系统进化树显示,该DFR蛋白与兰科植物的DFR蛋白亲缘关系比较近。半定量RT-PCR表明,该DFR在成熟花和营养叶中的表达量最高,在子房、苞叶、萼片和花瓣中的表达量相当,在唇瓣中的表达量次之,在蕊柱中的表达量较唇瓣中的低,在花茎中的表达量最低,在根中几乎检测不到。原核表达结果表明,该DFR在大肠杆菌中获得表达。从兜兰中克隆到花色代谢途径中的关键酶基因DFR,该基因可能参与调控花色素的合成。     

青藏高原青稞农家品种淀粉颗粒结合蛋白组成及GBSSI基因5′前导序列的多态性

利用1D-SDS-PAGE分离了261份青藏高原农家青稞的淀粉颗粒结合蛋白,旨在为青藏高原青稞淀粉品质改良和淀粉颗粒结合蛋白机制研究提供依据和基础信息。在分子量45~100 kD区域共有20种多态性蛋白条带和78种组合带型,其中2、3、5、10、11为新条带。利用PCR技术克隆了236份农家青稞GBSSI基因5′前导序列,出现1 000 bp和800 bp的多态性片段,且以前者为主,其频率为80.1%。在8份农家青稞及4份引进的低直链淀粉材料的GBSSI基因5′前导序列中共检测到32个多态性位点,包括9个InDel和23个SNP。GBSSI基因5′前导序列中出现了特有的序列差异,如未出现600 bp类型(约400 bp的特异缺失),而该缺失被认为是低直连淀粉大麦形成的原因;材料yf127、yf70、011Z1396和09Z586出现了特异点突变。因此认为,青藏高原农家青稞品种的淀粉颗粒结合蛋白具有丰富的多态性和独特性,可能存在新的形成机制。     

小麦硬度主效基因Pina和Pinb的克隆和序列分析

籽粒硬度是小麦品质改良的重要目标性状. 根据已报道的谷类作物中硬度主效基因Pina和Pinb的DNA序列, 设计了两对简并引物, 以我国软质小麦品种京411基因组DNA为模板, 进行PCR扩增, 分别获得了约450 bp的Pina和Pinb基因的全长特异性片段. 将其克隆到pGEM-3Zf(+)上, 重组子和酶切鉴定正确后, 进行序列测定和分析. 结果表明, 与