一个木薯候选STK类抗病基因的分离及其生物信息学分析

根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类(STK)结构域Ⅰ和Ⅷ氨基酸保守序列设计了1对简并引物,以细菌性萎蔫病抗/感木薯种质E1340和GR911基因组DNA为模板,通过PCR扩增,均获得大小约0.5 kb的扩增片段。两个片段纯化、克隆、测序后获得完全一致的505 nt序列,比对发现,木薯种质AM560带有和该序列高度同源的核苷酸片段。对包括同源片段上下游各约2.0 kb的大片段序列进行基因预测,获得1个有4个外显子、ORF全长1866 nt的预测基因,命名SSK1。序列分析表明,该基因编码621 aa,有细胞壁受体激酶结合、偶联位点和8个跨膜结构域,具有典型的STK类抗病基因的保守结构,是一个候选的抗病基因,可能在木薯抗病反应中发挥重要作用。     

编码杧果丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类蛋白抗病基因同源序列的克隆与分析

根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类催化结构域Ⅰ和Ⅸ的氨基酸保守序列设计简并引物,PCR扩增‘紫花芒’杧果嫩绿色叶片基因组DNA。在NCBI中用BlastX比对发现,有6个阳性克隆是抗病基因同源序列,并命名为PK1~PK6,GenBank注册序列号为AY693369~AY693371和AY776277~AY776279。在PK3、PK4和PK6中发现了丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的9个催化结构域Ⅰ~Ⅸ,而其它3个克隆具有部分结构域。氨基酸序列同源性分析还发现,6个克隆编码的氨基酸序列都与受体样蛋白激酶有较高的氨基酸序列同源性。系统进化树分析还表明它们都是可能的抗病基因同源序列。总之,6个克隆不仅是抗病基因同源序列而且是可能的受体样蛋白激酶基因同源序列。     

编码杜果丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类蛋白抗病基因同源序列的克隆与分析

根据丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶类催化结构域Ⅰ和Ⅸ的氨基酸保守序列设计简并引物,PCR扩增‘紫花芒’杧果嫩绿色叶片基因组DNA。在NCBI中用Blast X比对发现,有6个阳性克隆是抗病基因同源序列,并命名为PK1～PK6,GenBank注册序列号为AY693369-AY693371和AY776277-AY776279。在PK3、PK4和PK6中发现了丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶的9个催化结构域Ⅰ～Ⅸ,而其它3个克隆具有部分结构域。氨基酸序列同源性分析还发现,6个克隆编码的氨基酸序列都与受体样蛋白激酶有较高的氨基酸序列同源性。系统进化树分析还表明它们都是可能的抗病基因同源序列。总之,6个克隆不仅是抗病基因同源序列而且是可能的受体样蛋白激酶基因同源序列。     

小麦抗病基因同源序列(RGAs)的克隆与分析

RGA(抗性基因同源序列)法是克隆植物抗性基因的一种经济有效的方法,成为近年来的研究热点。本实验综合分析了拟南芥,西红柿,水稻,烟草等植物已克隆的抗性基因,并以这些抗性基因的NBS(核酸结合位点),LRR(富含亮氨酸重复),STK(丝氨酸/苏氨酸激酶)保守结构域设计并合成了几十对RGA引物,对小麦抗条锈病材料进行PCR扩增,获得以Xal-NBS为引物的R88RGA片段,经克隆和序列比对分析,发现该片段与逆境条件下植物抗病信号传导相关,与蛋白激酶同源性达到96%。此项研究对抗病机理的研究和基因的发掘有重要的指导意义。     

谷子NBS类型抗病基因同源序列的克隆与分析

以谷子(Setaria italica Beauv.)抗锈病植株十里香和感锈病植株豫谷1号为材料,利用抗病基因同源序列(RGA)技术克隆谷子核苷酸结合位点(NBS)类型RGA并进行分析.共获得了3个RGA,分别命名为RUS1-1、RUS1-2、RUS1-3(Resistance against Uromyces setariae-italicae,RUS),它们编码的蛋白质均含有NBS类型抗病基因编码蛋白的共有特征结构域P-loop和Kinase2α.BLASTX分析结果表明,3个RGA的编码蛋白与水稻中含有NB-ARC信号传导结构域的蛋白质、NBS-LRR类型抗病基因等的编码蛋白同源性为47％～66％.聚类分析结果表明,3个RGA属于NBS-LRR类型抗病基因,且与番茄NBS-LRR类型抗病基因12聚为一类.     

谷子抗锈病基因AFLP分子标记的筛选

[目的]筛选与谷子抗锈病相关的AFLP分子标记。[方法]以谷子抗锈病十里香和感锈病豫谷1号及其F2代分离群体为材料,利用AFLP技术筛选谷子抗锈病基因分子标记。[结果]在192对引物组合中,初步筛选到能够揭示抗感材料之间多态性的10对引物组合,检出率为5%。对10个抗病材料中特异条带进行回收及分析,比对结果表明,2个特异条带与玉米W22 pol基因和水稻的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶基因同源性分别为86%和92%;其他特异条带未发现同源的序列,可能为新基因。[结论]该研究为分子辅助育种及谷子抗锈基因克隆奠定了基础。     

植物抗病基因类似序列的研究进展及应用策略

植物抗病基因克隆对抗病育种和抗病机制的研究具有重要意义。对已克隆出的基因研究表明,大多数的抗病基因都具有高度保守的结构域(如NBS,LRR,LZ,STK和TIR等)。根据这些保守区域设计核苷酸引物,通过PCR技术已经获得很多的RGA,然后以此为探针筛选DNA或cDNA文库,最终可获得抗病基因的候选克隆,这就是新近发展起来的同源序列克隆技术。文章简述了对抗病基因的结构特征,同源序列克隆技术及其应用策略。     

海南普通野生稻STK类抗病基因 同源序列的分离与分析

根据植物STK 抗病基因的保守区域设计简并引物,以海南普通野生稻基因组DNA 为模板进行PCR 扩增,通过T/A 克隆、测序和序列分析, 共获得5 条具有连续ORF 的STK 抗病基因类似物（RGAs）序列,核苷酸序列间的相似性系数为37.82%耀99.25%,相应氨基酸序列间的相似性系数为31.28%耀98.86%。氨基酸序列结构分析表明,它们都具有STK 保守结构域,与已克隆的STK 类抗病基因有不同程度的相似性,为进一步克隆海南普通野生稻中的STK 类抗病基因提供依据。     

芝麻NBS - LRR类抗病基因同源序列的分离与分析

分离和分析芝麻抗、感茎点枯病材料的抗病基因同源序列(resistance gene analogs,RGAs),可以为芝麻抗茎点枯病相关基因的克隆奠定基础.根据已知植物抗病基因的NBS - LRR类保守结构域,合成了1对简并引物和2对特异引物,对6个抗茎点枯病芝麻品种中的抗病基因进行扩增,结果得到11条抗病基因同源序列...     

桃基因组中R类抗病基因同源序列的克隆与序列分析

许多抗病基因均具有核苷酸结合位点(NBS)和富含亮氨酸重复区(LRR)。根据已知的NBS-LRR型抗病基因蛋白质的保守序列,设计简并引物,用以扩增桃基因组中的抗病基因同源序列。获得一条大小约500 bp的扩增片段,克隆测序后得到4个NBS-LRR类抗病基因同源片段(PNBS1、PNBS2、PNBS3、PNBS4)。推导的氨基酸均具有P-loop(激酶1a)保守区和中间的激酶2a、激酶3a保守区,除PNBS4外,均具有3端疏水结构域。它们与已克隆的N、L6、PRS2 等抗病基因在核苷酸水平上的同源性为21 1%~58 8%;在氨基酸水平上的同源性为18 8%~41 4%。这些抗病基因同源片段(RGA)可做为分子标记筛选桃的抗病候选基因。     

Cloning and structure analysis of an NBS-LRR disease-resistant gene from Setaria italica Beauv

Degenerate PCR primers targeting conserved motifs of most NBS-LRR disease-resistant genes in plants were tested in Setaria italica Beauv. cultivar Shilixiang, which is resistant to Uromyces setariae-italicae. A sequence with a length of 2673 bp has been obtained by using Genomic Walking technology. The nucleotide sequence contained an open reading frame that encoded 891 amino acid residues with a calculated molecular mass of 101.44 kDa. It was named RUS1 (Resistance against Uromyces setariae-italicae, GenBank No. FJ467296). It contained an NB-ARC domain and three conserved motifs P-loop, kinase 2, and kinase 3, which had the characteristics of NBS-LRR type resistant gene of plant. Phylogenetic analysis indicated that it was similar to RPM1 and might belong to LZ-NBS-LRR type disease resistance gene. Southern blotting result displayed that there were at least three copies of RUS1 in the foxtail millet genome.     

甘蔗丝氨酸/苏氨酸激酶基因的克隆及序列分析

以福农28甘蔗品种为实验材料,电子克隆设计引物,克隆得到了甘蔗丝氨酸/苏氨酸激酶(serine/threonine kinase,STK)基因的cDNA片段。采用RACE技术克隆获得了甘蔗叶STK基因cDNA的5'及3'端序列,长度分别为750和1000bp。5'、3'端序列与中间片段重叠延伸后总片段长为1133 bp,其中5'UTR为54 bp,3'UTR为254 bp,包含完整的ORF为825 bp,共编码274个氨基酸。开放阅读框架查询器(Open Reading Frame Finder)确定其为丝氨酸/苏氨酸激酶,通过预测(//cn.expasy.org/tools)该蛋白质分子质量为29.9052 ku,理论等电点为6.36。将其基因序列与NCBI中其他植物的STK进行比对,与高粱、玉米、水稻、短柄草和大麦的相似性分别为97%、94%、89%、89%和88%。     

云南3种野生稻中抗病基因同源序列的克隆及序列分析

 根据已报道的NBS LRR类和STK类抗病基因结构中的氨基酸保守区域 ,设计简并引物 ,通过PCR扩增及克隆 ,从普通野生稻 (OryzarufipogonGriff.)、药用野生稻 (OryzaofficinalisWall.)、疣粒野生稻 (Oryzameye rianaBaill.)中共获得 14类NBS LRR类抗病基因同源序列 ,其中普通野生稻中的有 7类 ,药用野生稻中的有 2类 ,疣粒野生稻中的有 6类。药用野生稻中TO12代表序列与普通野生稻中TR19代表序列 ,同属一类 ,且具有 10 0 %的同源性 ,说明不同种野生稻中的同一类 (聚类 )抗病基因同源序列是完全一致的。同时 ,还获得 5类STK类抗病基因同源序列 ,其中普通野生稻中的有 4类 ;药用野生稻中的有 1类。通过氨基酸同源性比较分析 ,发现笔者克隆到的抗病基因同源序列与已克隆的抗病基因L6、N、Bs2、Prf、Pto、Lr10和Xa2 1等的氨基酸同源性都相当低 (均低于 2 5 % ) ,暗示了这些抗病基因同源序列可能是目前尚未报道的抗病基因的同源序列。     

一个谷子新抗锈基因的AFLP标记

【目的】研究谷子抗源的抗锈遗传规律,寻找和定位与谷子抗锈基因连锁的分子标记,为谷子抗锈病基因的定位、克隆和抗病育种等研究奠定基础。【方法】用谷子锈菌单胞菌系93-5接种十里香和豫谷1号及杂交后代F1、F2进行抗锈鉴定,并根据鉴定结果构建抗、感基因池;利用AFLP技术筛选128对EcoRⅠ/MseⅠ引物组合,从中寻找和定位与谷子抗锈基因连锁的分子标记;根据AFLP分析结果进行抗锈基因连锁分析并进行SCAR标记转化。【结果】根据十里香×豫谷1号杂交后代F2群体(131株)抗感谷锈病分离比例,确定十里香抗锈性由显性单基因控制。筛选获得3个与谷子抗锈基因Rusi1(暂命名)连锁的AFLP分子标记,经计算标记与该抗锈基因的遗传距离分别为7.4、9.2和27.4cM。将3个标记片段回收、克隆和测序,成功地将AFLP标记E+CTT/M+TAC-256转化为SCAR标记。初步构建了谷子抗锈基因Rusi1的遗传连锁图谱。【结论】谷子十里香抗锈性由显性单基因控制,Rusi1是一个新发现的谷子抗锈基因。     

Cloning and Sequence Analysis of Disease Resistance Gene Analogues from Three Wild Rice Species in Yunnan

Two sets of degenerate oligonucleotide primers were designed according to amino acid conservedregions of reported plant disease resistance genes which encode proteins that contain nucleotide-binding site andleucine-rich repeats(NBS-LRR), and the plant disease resistance genes which encode serine/threonine proteinkinase(STK). By polymerase chain reaction(PCR), disease resistance gene analogues have been amplified fromthree wild rice species in Yunnan Province, China. The DNA fragments from amplification have been clonedinto the pGEM-T vector respectively. Sequencing of the DNA fragments indicated that 7 classes, 2 classes and6 classes NBS-LRR disease resistance gene analogues from Oryza rufipogon Griff. , Oryza officinalis Wall. ,and Oryza meyeriana Baill. were obtained respectively. The two representative fragments of TO12 from Ory-za officinalis Wall. and TR19 from Oryza rufipogon Griff. belong to the same class and homology of theirsequences are 100%. The result shows that the sequences of the same class disease resistance gene analogueshave no difference among different species of wild rice. 5 classes STK disease resistance gene analogues werealso obtained among which 4 classes from Oryza rufipogon Griff. , 1 class from Oryza officinalis Wall. Bycomparison analysis of amino acid sequences, we found that the obtained disease resistance gene analogues havevery iow identity(low to 25%) with the reported disease resistance gene L6, N, Bs2, Prf, Pto, Lr10 and Xa21etc. The finding suggests that the obtained disease resistance gene analogues are analogues of putative diseaseresistance genes that have not been isolated so far.     

谷子体细胞无性系变异分析

对谷子（Setaria italica Beauv.）品种郑407幼穗外植体不定芽途径再生植株和幼穗愈伤组织再生植株后代的性状变异进行了研究分析。结果表明：无性系变异发生在愈伤组织形成和继代过程中;R#-2代变异频率达10%,包括质量性状变异和农艺数量性状变异,变异具有高的遗传力和育种应用价值;R#-1代表现半不育或高度不育的单株,其R#-2代出现变异的频率高于R#-1代结实正常的单株。     

发芽粟谷中谷氨酸脱羧酶的主要酶学性质初探

[目的]探讨发芽粟谷[Setaria italica（L.）Beauv.]中谷氨酸脱羧酶（GAD）的主要酶学性质。[方法]以发芽粟谷为试材,研究发芽粟谷GAD的活性及其主要酶学性质。[结果]发芽粟谷GAD最适温度为40℃,其耐热性较差,32℃保温1 h后其酶活保持率为86.3%;发芽粟谷GAD最适pH值为5.5,在pH值5.0～5.5范围内酶活保持率在80.0%以上;发芽粟GAD对Glu的Km为22.36mmol/L,Vmax为2.28μmol/min;Ca2＋、Mg2＋、Li＋、PLP和VB6对发芽粟谷GAD活力具有促进作用,而Zn2＋、La3＋、Cu2＋起抑制作用,Mn2＋、Na＋、Fe2＋和EGTA则无显著影响。[结论]该研究可为利用发芽粟谷内源GAD富集GABA提供理论依据。