植物赤霉素信号转导途径中GAMYB基因及其在大豆中的研究

赤霉素(gibberellins或gibberellic acid,GA)作为植物生长的必需激素之一,在植物生长发育的整个过程中发挥着至关重要的作用.近年来随着植物功能基因组学的发展和突变体的应用,对赤霉素信号转导途径领域的研究取得了较大的进展,并鉴定出了介入赤霉素信号转导过程的重要基因.其中,GAMYB基因是赤霉素信号转导途径中一个重要的转录因子.该文综述了赤霉素信号转导途径及其中间组分,以及转录因子GAMYB基因的研究进展.主要包括GAMYB基因的结构,基因在生长发育中的作用和大豆中GAMYB基因的研究及展望.     

植物DELLA蛋白的功能及其在大豆中的研究

DELLA属于GRAS核转录调节因子家族,负向调节GA信号途径,并抑制植物生长发育.GA与其受体结合后,与DELLA蛋白发生互作,并通过26S蛋白酶体将DELLA降解,从而解除DELLA对植物发育的抑制作用.DELLA通过与不同的转录因子互作,调控下游基因的表达.文章综述了DELLA蛋白在GA信号传导中作用的分子机理和...     

分子标记及其在大豆抗性基因定位中的应用进展

快速发展的分子标记技术在大豆遗传图谱构建、抗性基因定位和辅助育种等方面得到了广泛应用。简要阐述了分子标记的主要类型、原理、特点及其在大豆抗性基因定位方面的应用进展,并对当前分子标记存在的问题及以后的发展前景进行了分析。     

大豆高产基因拓宽与改良的途径与方法

大豆高产基因拓宽与改良的途径与方法胡国华（东北农业大学大豆研究室）在大豆育种中，产量的提高依赖于大豆高产基因的拓宽。尽管人们已经开始从生理生化及理想型各方面来研究此种基因的拓宽［１、２、３］。到目前为止，在大豆产量提高上显得不十分有效。以致研究大豆高...     

HrpZpsta基因植物表达载体的构建及其在大豆中的转化

利用PCR技术扩增含有hrpZpsta基因的克隆载体pMD18-T-hrpZpsta,以植物表达载体pBI121为基础,将PCR产物插入到此植物表达载体中.利用农杆菌介导的大豆子叶节转化法将构建好的表达载体导入大豆品种吉农28中,选用筛选条件为100mg·L-1的卡那霉素选择培养基培养,对获得的转基因植株进行PCR检测...     

燕麦植物激素信号转导通路中响应干旱胁迫的关键基因

植物激素信号转导通路是响应胁迫的重要通路,该通路中基因的表达调控作物的抗旱性。为挖掘燕麦植物激素信号转导通路中响应干旱胁迫的关键基因,本研究对燕麦幼苗进行不同干旱胁迫处理,取叶片进行转录组测序,分析不同处理下基因的表达。结果表明,与正常水分条件相比,轻度干旱胁迫（PEG 10%）诱导624个基因表达发生显著变化（DEGs）,重度干旱胁迫（PEG 20%）诱导13 063个。GO富集分析显示,重度干旱胁迫下,DEGs主要富集在对胁迫反应的调节;KEGG分析显示,轻度干旱胁迫下,植物激素信号转导通路中1个ARF和2个CRE1基因表达显著下调,表达量较高,可能为燕麦在该通路中响应轻度干旱胁迫的基因;而重度干旱胁迫下,植物激素信号转导通路富集169个DEGs,其中生长素和脱落酸信号转导过程DEGs较多,分别占植物激素信号转导通路总DEGs的20.7%和15.9%;在8条激素信号转导过程中筛选出12个表达量较高的基因,可能为燕麦在该通路中响应重度干旱胁迫的关键基因。本研究将为今后燕麦抗旱基因的克隆和验证提供依据。     

基因枪法将GmDREB基因导入大豆的研究

测定大豆体细胞胚对PPT的基础抗性,用基因枪法将pRdGM-bar质粒转化大豆体细胞胚,得到抗性体细胞胚和抗性植株,经PCR、PCRsouthern检测,证明CmDREB基因转入到大豆中.     

大豆抗虫基因工程研究进展

本文概述了大豆抗虫基因及其修饰,载体的构建,遗传转化的方法,转基因植株后代抗性表现等方面的研究进展。     

芝麻赤霉素合成相关基因鉴定与表达分析

赤霉素的生物合成是多种酶促反应的过程,与植物植株发育、逆境响应密切相关。为分析芝麻基因组中赤霉素合成相关基因的分布、结构和活性特征,本研究以芝麻基因组序列和不同组织转录组为对象,通过生物信息学方法,从中共鉴定出32个赤霉素合成相关基因,分属7个不同的基因家族,分布在除5号染色体外芝麻所有的染色体上。不同基因家族蛋白质肽链长度存在较大差异,其中CPS家族的蛋白质序列最长,平均包含776个氨基酸残基;KAO家族蛋白序列长度的变异最大,在401-834个氨基酸之间。所有芝麻赤霉素合成相关基因编码的蛋白质预测为亲水性蛋白。与拟南芥、水稻、大豆、葡萄、高粱、番茄等物种相比,芝麻中赤霉素合成相关基因数目处于中等水平,但CPS家族中芝麻的基因数目明显多于其他物种,进化分析表明,在分析的7个物种中,芝麻与番茄具有较近的进化关系。在不同组织中,7个相关基因家族表达模式不同。KS家族基因在种子、茎尖和叶片中表达相对较高;CPS家族基因在心皮和种子中活性较强,但在茎尖和叶片中几乎没有表达;KAO和KO家族基因在不同组织中整体上具有相对较高的活性,而KS、GA3ox家族的基因在不同组织中整体表达量较低。就不同组织而言,种子中的GA合成相关基因活性整体较高;而在根尖、茎尖、叶片等与芝麻植株形态建成密切相关的3个组织中,这些基因表达以根尖较突出、其次为茎尖,在叶片中的活性整体较低。本研究为解析芝麻赤霉素合成相关基因的结构特征及其在不同组织中的作用特点提供了基因信息和理论参考。      

赤霉素在麦芽生产中的应用

赤霉素作为一种植物的生长激素,在大麦麦芽的生产过程中被广泛运用,加入赤霉素的目的是补充大麦本身赤霉素的不足。在制麦过程不同时期添加存在明显的区别,且不同的大麦品种适用不同的添加量,赤霉素运用得当,将会大大提高麦芽的质量。     

大豆对大豆花叶病毒病抗性的研究进展

大豆花叶病毒病是我国大豆生产上的最主要病害之一,在我国东北、黄淮及南方大豆产区普遍发生,严重降低大豆产量和品质。我国不同学者曾将江苏、东北、湖北及山东等地的SMV株系做过局部划分。为促进大豆抗病育种研究成果的交流和种质的交换,南京农业大学国家大豆改良中心从不同类型种质资源和国内外鉴别系统中筛选出10个鉴别能力强、反应稳定的鉴别寄主,将我国大豆产区25个省(市)的SMV划分为22个株系;通过不同病毒分离物的全基因组序列分析,发现大豆花叶病毒和菜豆普通花叶病毒基因组重组形成的SMV新类型;从种质资源中发掘出广谱抗源科丰1号和齐黄1号等优异抗源;发现其对15个株系的抗侵染作用分别由单显性基因控制;将15个抗侵染基因定位在大豆2、6、13和14号染色体上,完成Rsc3、Rsc4、Rsc6、Rsc7、Rsc8、Rsc13、Rsc14、Rsc15、Rsc17、Rsc18等抗性基因的精细定位,发现抗性基因成簇存在;证明抗病、系统坏死、系统花叶3类症状由一组复等位基因控制;发现大豆对SMV存在数量抗性(抗扩展),它由一对加性主基因+加性-显性多基因共同控制;利用分子标记辅助选择,聚合3个抗源品种、3条染色体上的多个抗性基因,创造了兼抗20个株系的新种质;利用基因干扰原理,完成了SMV基因HC-Pro和CP及隐性大豆抗病基因eIF4E的遗传转化,在阳性后代中获得一批优异抗性材料。     

矮化大豆突变体的GA3调控

矮化是一种优良的农艺性状,因其可改善种植密度,提高光能利用率,近些年引起广泛重视.用NaN3处理大豆品种"东农42"获得了矮化突变体"东泽11号",以"东农42"为野生型和该突变体为材料,从外源激素处理和内源激素含量测定两方面探讨了GA3对矮化突变体的调控,期望为大豆矮化机理的揭示提供依据.结果表明:外源喷施GA3可明显促进突变体茎伸长,且随着处理时间的延长,GA3对突变体的节间伸长影响愈来愈明显;不同浓度相比,0.60 mmol·L-1GA3促长作用最显著.外源GA3对突变体幼茎切段的促长作用最显著的浓度为2.9×10-4mmol·L-1,表明突变体内源GA3含量低,且12 h处理最显著.ELISA检测植物体内GA3含量显示,植物体内GA3含量不同生育期都表现出突变体小于野生型,表明突变体节间缩短可能与其体内GA3含量低有关.     

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...     

植酸酶基因phyA转化大豆品种研究

土壤磷多以有机态形式存在,而植酸磷占一半以上,分解利用植酸态磷是提高土壤磷利用效率、改善植物磷素营养的新途径.利用大豆农杆菌介导子叶节转化与花粉管通道转化技术,将含有根特异启动子pyk10、信号肽S和植酸酶phyA的嵌和基因(KSA)转入冀豆12、冀豆16、五星1号和吉林35中.经PCR检测,共获得T0阳性植株114个...     

大豆MPBQ-MT基因的克隆与生物信息学分析

以大豆品种合丰25和Bayfield为材料,克隆大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶(MPBQMTase)基因,获得1 029 bp的MPBQ-MT基因c DNA序列。通过序列比对发现10个大豆MPBQ-MT基因c DNA区内的潜在SNP位点。采用生物信息学方法分析MPBQ-MT基因编码的氨基酸序列和蛋白质结构。结果表明:MPBQ-MT基因CDS区共编码342个氨基酸,其中缬氨酸(Val)含量最多,占该基因编码氨基酸总数的8.8%;半胱氨酸(Cys)含量最少,占该基因编码氨基酸总数的1.2%;MPBQ-MT蛋白N端包含由58个氨基酸组成的叶绿体转运肽,为亲水性蛋白质。合丰25与Bayfield的MPBQ-MT蛋白质二级结构有所不同,2个品种的MPBQ-MT蛋白质中α-螺旋分别约占25.44%和27.49%,β-转角分别约占9.36%和9.06%,无规则卷曲分别约占40.35%和38.60%。2个品种的MPBQMT蛋白质中片层结构均约占24.85%。两个品种的MPBQ-MT蛋白质均有1个S-腺苷基甲硫氨酸结合位点。对MPBQ-MT蛋白三级结构进行预测,发现去掉转运肽后,MPBQ-MT蛋白质三级结构主要由11个连续的α-螺旋区域和8个连续的片层结构区域组成。结合MPBQ-MT蛋白三级结构对MPBQ-MT基因的生物学功能进一步分析,提出了较为合理的MPBQ-MT作用模型。由系统发生树可知MPBQ-MT蛋白在大豆与菜豆中的亲缘关系较近。     

UV-B辐射对小麦幼苗光信号通路的影响

为了解UV-B辐射对小麦光信号转导通路的影响,以冬小麦品种晋麦8号为材料,对不同UV-B剂量（10、12和14 kJ·m^-2·d^-1）辐射处理的小麦幼苗分别施用钙调蛋白（CaM）拮抗剂、G蛋白激活剂、Ca²⁺拮抗剂、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶拮抗剂,分析了光信号通路各组分的变化。结果表明,（1）CaM、G蛋白、Ca²⁺、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和花色素苷参与了UV-B辐射诱导的小麦光信号通路的传导;（2）低剂量和高剂量的UV-B辐射对花色素苷含量的调控不是通过同一条信号通路;（3）UV-B辐射强度为10和12 kJ·m^-2·d^-1时,会诱导查尔酮合酶（CHS）基因的表达,而14 kJ·m^-2·d^-1UV-B辐射强度会抑制CHS基因的表达。说明UV-B辐射影响植物生理生化的信号通路因辐射剂量而异。     

甘蔗GA20氧化酶基因片段克隆及序列分析

以甘蔗茎尖为材料,根据其它植物的GA20氧化酶基因(GA20-oxidase)氨基酸保守区,设计一对简并引物.通过RT-PCR扩增得出1条约740 bp大小的DNA片段.将其克隆至pMD18-T载体上,而后对重组克隆进行测序,结果表明所获得的甘蔗GA20氧化酶基因片段由740碱基组成,编码246个氨基酸.该基因片段具有其它植物GA20氧化酶基因中存在的保守区:同时,与多种单子叶植物的GA20氧化酶基因的核苷酸和氨基酸序列的同源性在80%和75%以上.聚类分析显示,甘蔗和玉米最先聚类,推测在进化上具有较近的亲缘关系,其次与高梁、结缕草聚类,然后再与水稻聚类,其中进化关系最远的是簇毛麦和小麦.     

大豆Whirly基因家族的鉴定和表达分析

Whirly家族是一类植物特异的转录因子,它们能与单链DNA分子结合,无论在细胞核还是在细胞器内都有着广泛而复杂的生物学功能。然而,目前还没有关于大豆Whirly基因的研究报道。本研究首次在全基因组水平鉴定和综合描述大豆Whirly基因家族成员,以期为它们的后续功能研究提供理论基础。该研究在大豆基因组中鉴定到了7个Whirly基因,并对其理化性质、亚细胞定位、进化关系、基因结构、蛋白基序组成、三维结构和基因表达模式等进行综合分析。根据它们的进化关系、基因结构和蛋白基序组成,将其分为两大类。蛋白三维结构分析结果表明,GmWHY5蛋白由于N端的缺失,缺少了β1-4和α1,与其它大豆Whirly蛋白结构差异很大。利用已公布的转录组数据进一步研究了大豆Whirly基因的表达谱,结果显示其组织和胁迫表达模式差异很大。例如GmWHY1、GmWHY2、GmWHY6和GmWHY7的表达水平明显高于GmWHY3、GmWHY4和GmWHY5。总之,这些发现将为大豆Whirly基因家族的研究提供重要的资源,并为进一步阐明其分子机制奠定基础。