毛竹Mariner-like element自主转座子的鉴定与生物信息学分析

【目的】Mariner-like element(MLE)转座子是一类在真核生物基因组内广泛分布的DNA类转座子，以“剪切-黏贴”模式在基因组中复制扩张，可以作为一类高效稳定的工具应用于转基因、基因功能研究等领域。为了探究MLE转座子在毛竹基因组中的分布规律，揭示MLE转座子在毛竹进化过程中的演化模式，本研究对毛竹MLE转座子进行了全基因组挖掘和分析。【方法】基于水稻、大豆和毛竹目前发表的MLE转座子序列，利用IRF、Blast和Fasta等工具，根据MLE转座子序列的特异性结构末端倒置重复序列(TIR)及其所编码转座酶的保守性，对毛竹基因组中的MLE转座子进行挖掘，从毛竹基因组中筛选具有完整结构的MLE转座子。分析所获得的MLE转座子的结构特征，根据完整MLE转座子的转座调控元件，从毛竹基因组中筛选出所对应非自主转座子，通过序列提取和比对，对自主与非自主转座子的分布特点以及非自主转座子结构缺失特点进行分析。【结果】共鉴定了2个完整结构的自主MLE转座子，PhV2MLE1A和PhV2MLE2A。PhV2MLE1A全长3 950 bp,编码414个氨基酸，TIR长度30 bp;PhV2M...     

毛竹微型颠倒重复序列转座子PhTourist1的克隆与分析

【目的】微型颠倒重复序列( MITE)是 DNA转座子中一类依赖自主转座子提供的转座酶进行转座的非自主转座子。以毛竹中与水稻 mPing同源的 MITE———PhTourist1为例,研究 PhTourist1的结构特点和转座特性,并分析 PhTourist1的转座对其附近基因表达的影响,进而了解转座子对毛竹基因组多态性形成和基因表达调控的作用。【方法】利用 MEGA5.1,DNAStar,WebLogo 3-Create等软件对 PhTourist1的末端反向重复序列(TIR)、靶位点重复序列( TSD)、插入位点序列偏好性等进行系统的研究和分析,并计算 PhTourist1在毛竹基因组中的插入时间和分布情况。通过 PCR手段确认 PhTourist1在来自同一母本的24株毛竹实生苗基因组中的所有位置并验证是否存在插入多态性。针对其中发生转座的 PhTourist1-3,通过 RTFQ PCR ( real-time fluorescence quantitative PCR)分析PhTourist1-3存在与否对其下游基因表达量的影响。【结果】共得到30个 PhTourist1,通过生物信息学技术与手段确定得到的 PhTourist1的 TIR(GGCCAGTCTCAATG)、TSD(TWA)及插入偏好性序列((C/T)T(C/A)T(T/A)A(G/T) A ( A/C ))与已报道的 Tourist-like MITE 的特点吻合。通过对 PhTourist1的插入时间与分布分析了解到PhTourist1在毛竹基因组中的插入时间相对集中,且 PhTourist1偏好插在基因附近。对毛竹基因组中30个PhTourist1的验证确认了每个位置的正确性,并发现 PhTourist1-3存在插入多态性。且 PhToutist1-3的切除为完整切除,与 mPing的特性一致。利用 RTFQ PCR对 PhTourist1-3下游基因 PH01000402G0860表达量的分析结果表明PhTourist1-3转座后 PH01000402G0860的表达量比其转座前增加了8.04倍。【结论】本研究鉴定到的与 mPing 高度同源的转座子 PhTourist1,其中 PhTourist1-3在毛竹基因组中可以发生转座,是首次在毛竹基因组中发现的有活性的 Tourist-like MITE,且 PhTourist1-3的转座对宿主基因表达产生显著的影响。这些结果表明,作为毛竹基因组重要组成部分的转座子可以通过自身转座参与宿主基因组多态性的形成,调节宿主基因表达,进而参与毛竹生长发育的调控。     

松毛虫CPV-W1984株的遗传稳定性

自 1 98 3年起应用松毛虫 CPV-W1 984在云南、四川、河南、广西等地防治文山松毛虫、德昌松毛虫、马尾松毛虫等主要害虫防治面积累计达 6.7万 hm2 ,效果显著。为了研究该病毒株在不同自然条件下不同的宿主松毛虫体内连续增殖后的遗传稳定性 ,作者电镜观察了三种病毒样品 ,其多角体形态大小一致 ,3 %和 5 % PAGE分析各样品的基因组RNA,结果表明该毒株在野外长期使用过程中 ,除保持稳定的毒力外 ,其形态结构与基因组也十分稳定     

一个毛竹典型LTR转座子的克隆、鉴定及进化分析

LTR反转录转座子普遍存在于植物界中。为了进一步了解LTR反转录转座子及探索毛竹中存在的可能具有潜在活性的LTR反转录转座子,研究借助毛竹基因组草图数据库,通过LTR-structure软件分析得到一个典型LTR反转录转座子Ph-LTR1,并对其进行鉴定及插入时间的估算,结果表明PhLTR1属于Ty3-gypsy类反转录转座子,其两端长末端重复序列同源性高达98.78%,插入时间约为47.9万年,是一个自身具备转座条件的年轻反转录转座子,并且极有可能具有潜在活性。采用同源性搜索方法搜索到52条Ph-LTR1家族元件,并对这些元件结构及其所在基因组的位置进行分析,结果表明PhLTR1家族元件中存在大量缺失的元件,且Ph-LTR1家族元件偏向分布于远离基因的区域。研究结果为后续具有潜在活性的LTR反转录转座子转化拟南芥实验奠定了基础,Ph-LTR1家族元件结构及进化分析促进了对于LTR反转录转座子在基因组进化角色的认识与理解。     

竹花叶病毒福州分离物基因组序列分析及其侵染性克隆的构建

【目的】研究BaMV福州分离物BaMV-TMS1及其携带的卫星RNA(satBaMV)分离物satBaMV-TMS1的全基因组特征,明确其系统发育关系;对BaMV进行c DNA侵染性克隆构建方法的改进,为其反向遗传学体系的快速建立提供简便的方法。【方法】根据已报道的BaMV和satBaMV全长序列保守区分别设计2对和1对扩增引物,从感染BaMV的竹叶中扩增、克隆获得BaMV-TMS1和satBaMV-TMS1的全长序列,并进行序列特征分析和系统发育树构建。采用多片段无缝克隆方法将扩增得到的2个病毒DNA片段和载体进行连接并转化农杆菌,接种本氏烟后检验其侵染性。【结果】测序获得的BaMV-TMS1和satBaMV-TMS1分离物核苷酸序列全长分别为6 366和834 nt(不含3'端的多聚腺苷酸尾),具有典型的BaMV和satBaMV基因组结构特征。BaMV-TMS1分离物与已报道的其他分离物序列同源性为82%~83%,而satBaMV-TMS1分离物与其他分离物的序列同源性为92%~93%。系统进化树分析表明,BaMV-TMS1分离物可单独形成一簇,satBaMV-TMS1分离物也单独形成一个新的分支。侵染性克隆通过农杆菌注射接种本氏烟10天以后,RT-PCR检测以及透射电镜负染观察结果都验证病毒成功侵染。【结论】BaMV-TMS1和satBaMV-TMS1分离物与已知序列有着较高的变异度且生成新的系统发育树分支,体现了该病毒与卫星RNA较高的遗传多样性。本研究成功构建具有生物活性的BaMV侵染性克隆且构建方法相对简单快速。     

磁珠富集法开发毛竹SSR标记引物

用磁珠富集法筛选毛竹基因组DNA的SSR分子标记,利用磁珠法对毛竹基因组DNA的AFLP片段进行了富集,分别构建了富含GT、AG、CCA重复基元的富集文库,利用克隆PCR法对文库进行筛选,检测菌落数分别为1080、620、630个,阳性菌落中含目的重复的序列分别为137、73、41个,富集效率分别为12.7％、11.8...     

稀莶上双生病毒的分子鉴定技术研究

利用双生病毒的通用引物PA/PB对采于福建省漳州地区表现黄脉症状的稀莶（Siegesbeckia orientalis）样品的总DNA进行扩增,得到病毒分离物FJ12。对FJ12DNA-A（FJ12A）全长2.7kb,具有典型的双生病毒科病毒特征,即编码6个ORFs,其中病毒链编码AVl（CP）和AV2共2个ORFs,互补链编码AC1-AC4共4个ORFs。基因组序列分析表明,FJ12A与中国广东报道的稀莶黄脉病毒（Siegesbeckia yellow vein virus,SbYVV）同源性达95.7%,因此,FJ12应为SbYVV的一个新分离物。利用DNAβ的特异引物beta01/02从样品中扩增得到卫星DNAβ分子（FJ12β）,FJ12β全长l331nts,编码一个功能ORF（C1）。FJ12β与SbYVV DNAβ的同源性最高,为70.2%,因此,FJ12DNAβ是双生病毒卫星分子的一个新种,建议命名为福建稀莶黄脉病毒伴随卫星。FJ12样品中存在DNA-A和DNAβ的复合侵染。     

油桐尺蛾核型多角体病毒广西株全基因组序列

油桐尺蛾核型多角体病毒广西株基因组序列由Sanger测序的方法得到。拼接后获得了121 268 bp序列,GC含量为36.76%。以长度不小于50 aa的序列认定为功能基因,共预测到131个开放阅读框,通过Blast比对,其中87个能注释到功能基因。对基因组序列进重复序列分析,共发现SSR位点174个,同源重复序列1个。在SSR位点中,包含6种长度的重复基序,且以富含AT的重复基序为主。同源重复序列两端为一59 bp片段或其一部分组成的重复序列,两端分别重复12次和7次,中间则为一段与重复片段无关的236 bp片段。与武汉株相比,广西株病毒在37个核心基因中有4个存在蛋白序列长度上的差异,而在其他非核心基因中有6个基因仅存在于一个病毒株中,另有13个基因存在蛋白序列长度上的差异。     

核型多角体病毒基因组学研究进展

昆虫病毒是专性侵染节肢动物的一类微生物,包括核型多角体病毒、颗粒体病毒、质型多角体病毒、痘病毒、虹彩病毒等很多类群。核型多角体病毒属于杆状病毒科(Rhabdoviridae)核型多角体病毒属(Nucleopolyhedrovirus),是昆虫病毒中最大的类群。它能够专一性地侵染并杀死一种或者几种农林害虫,并且对害虫天敌、环境、人畜无害,是一种值得推广的绿色生物农药。本文总结了获得全基因组序列的核型多角体病毒,综述了核型多角体病毒的基因组主要功能基因(RNA转录相关基因、DNA复制相关基因、结构相关基因)及其他基因,并对核型多角体病毒今后的发展方向进行了展望。     

中国毛竹基因组学研究取得重大进展

据2009年1月报道中国科学家日前完成了包括毛竹叶片、笋和萌发种子等在内的毛竹全长cDNA文库构建，并精确测定了1万余条基因序列。毛竹全长cDNA文库构建和基因序列精确测定，是“毛竹基因组测序研究”重大科研项目的第一部分。科学家们在完成毛竹基因序列的同时．还首次根据毛竹大规模的基因序列统计了毛竹基因的一些基本信息，包括Gc含量、密码子使用偏好性、简单重复序列、     

毛竹木质素合成相关基因C4H的克隆及组织表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从毛竹中克隆了C4H基因cDNA全长序列。该基因包含1 506 bp开放读码框,编码502个氨基酸。与NCBI核酸和蛋白数据库中序列进行比对, 结果表明该基因与单子叶植物高粱、水稻和玉米中的C4H基因同源性较高,分别达到88%、88%和87%。经过荧光定量PCR分析,该基因在毛竹不同发育时期和不同组织中表达丰度不同,在冬笋中表达量最高,其次为春笋顶部、中部、叶、3年生茎、根、叶鞘、2年生茎、春笋、1年生茎,而在春笋基部中表达最低。在笋顶部、中部的高水平表达表明本文克隆的C4H基因与发育时期维管组织的细胞壁加厚相关,可以作为调控木质素合成的目标基因用于竹子基因工程改良。     

Stand-scale transpiration estimates in a Moso bamboo forest: II. Comparison with coniferous forests

In western Japan, Moso bamboo (Phyllostachys pubescens) forests have been expanding by replacing surrounding vegetation such as coniferous plantation forests and natural broadleaved forests. It has been speculated that the replacement of surrounding vegetation by bamboo forests could alter the vegetation water cycle and available water resources. We quantified stand-scale transpiration (E) in a bamboo forest on the basis of sap-flux measurements and compared the E value with values for coniferous forests. The annual E was estimated to be 567 mm. Seasonal trends in E primarily corresponded to seasonal trends in the vapor pressure deficit. Annual E for the bamboo forest was higher than that for the coniferous forests by 12% of annual precipitation (P). This difference in annual E is comparable with the difference in annual interception evaporation (I) relative to P between bamboo and coniferous forests; previous studies reported lower I for bamboo forests by ∼10% of P. Thus, the sum of E and I was comparable for bamboo and coniferous forests. As this study is the first measuring E of bamboo forests, further studies are required to examine the generality of our results.     

Comparing aboveground carbon sequestration between moso bamboo (Phyllostachys heterocycla) and China fir (Cunninghamia lanceolata) forests based on the allometric model

The purpose of this study was to compare carbon sequestration between moso bamboo (Phyllostachys heterocycla) and China fir (Cunninghamia lanceolata) forests. The study site was located in the lower mountain area of central Taiwan, where both moso bamboo and China fir were rich. In addition, moso bamboo and China fir forests were surveyed on 12 and 19 plantations, respectively. We predicted carbon sequestration based on the allometric model for moso bamboo and China fir forests and compared the relationships between characteristics of bamboo forests and elevation. The results showed that mean diameter at breast height (DBH), culms per hectare and aboveground biomass were not clearly affected by elevation, whereas a negative correlation (R = −0.600, p = 0.039) between mean DBH and stand density was found for moso bamboo forests. Moreover, the aboveground carbon storage was higher for China fir forests than for moso bamboo (99.5 vs. 40.6 Mg ha⁻¹). However, moso bamboo is an uneven-aged stand which is only composed of 1-5-year-old culms, while China fir is an even-aged stand and the age range is from 15 to 54 years, such that, per year, the mean aboveground carbon sequestration is 8.13 ± 2.15 and 3.35 ± 2.02 Mg ha⁻¹ for moso bamboo and China fir, respectively. On the other hand, the mean carbon sequestration of China fir decreases with increasing the age class. Furthermore, the ratio of moso bamboo to China fir is 2.39 and a T-test showed that the aboveground carbon levels were significantly different between these two species; thus, moso bamboo is a species with high potential for carbon sequestration.     

早园竹林2种造瘿小蜂及其形成的虫瘿的研究

对浙江省德清县早园竹林进行造瘿昆虫危害和虫瘿类型调查,室内解剖和饲养观测虫瘿中的昆虫幼虫及成虫羽化情况。结果表明:(1)营林方式显著地影响造瘿昆虫2013年的造瘿率,砻糠覆盖样地造瘿率显著低于未覆盖砻糠的样地。(2)整株竹子上共获得349个虫瘿,其中新瘿291个,枯瘿58个;依据虫瘿的形态特征分成联瘿型、叶片型、叶鞘型、光瘿型和顶生型5种类型,其在整株竹子上所占比例分别为40.12%、30.95%、19.77%、6.01%和3.15%。(3)单虫瘿解剖最多可获得6头昆虫的幼虫,而联瘿型、叶片型、叶鞘型、光瘿型和顶生型虫瘿的平均幼虫数分别为1.83、2.88、2.77、1.00和2.27。(4)联瘿型、叶片型和叶鞘型虫瘿羽化出5种301头小蜂,包括竹泰广肩小蜂和刚竹泰广肩小蜂2种造瘿昆虫,栗瘿旋小蜂、点腹刻腹小蜂和纹黄枝瘿金小蜂3种寄生蜂;竹泰广肩小蜂、刚竹泰广肩小蜂和寄生蜂在3种不同类型虫瘿中的比率分别为59:18:1、70:31:2和83:31:6。研究结果将有助于加深对早园竹虫瘿的认识,并为下一步综合防治和生产实践提供理论依据。     

油桐尺蛾核型多角体病毒lef-8基因结构及系统进化分析

lef-8基因作为杆状病毒重要的早期表达基因,编码病毒RNA聚合酶的最大亚基。本文通过对油桐尺蛾核型多角体病毒lef-8基因进行测序,对其基因结构及其在杆状病毒中的系统进化进行了分析。发现lef-8基因在油桐尺蛾核型多角体病毒中编码区长2 634 bp,编码877个氨基酸。在5’-UTR区具有可能为其启动子及转录起始位点的信号序列,在3’-UTR区具有加尾信号序列,但这些序列的具体功能还有待进一步研究。其蛋白序列与常见的模式NPV同源性较低,但具有共同的签名序列。通过对杆状病毒lef-8基因的系统进化分析,发现颗粒体病毒和核型多角体病毒明显分为两支,而核型多角体病毒中又明显分为4个分支,其进化关系在很大程度上与其寄主的进化关系相关。     

毛竹TIPs基因家族成员组织表达模式研究

[目的]通过研究毛竹TIPs的分子特征和表达模式,为揭示逆境胁迫条件下TIPs在竹子中的作用提供证据,为培育抗逆的植物新品种提供新的基因资源。[方法]以毛竹为对象,利用生物信息学方法对毛竹基因组中的TIPs基因进行了全面分析,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织及干旱、水淹和Na Cl胁迫下的表达模式。[结果]毛竹基因组中含有6个TIPs同源基因,分别隶属于3个亚类(TIP1、TIP2和TIP4)。基因结构预测显示,Pe TIP1;1、Pe TIP1;2、Pe TIP2;2和Pe TIP4;2由2个外显子和1个内含子组成,而Pe TIP2;1和Pe TIP4;1由3个外显子和2个内含子组成。蛋白结构分析显示,毛竹6个TIPs均具有2个典型的NPA结构域和4个ar/R模体。通过转录组数据分析基因的组织表达特异性,结果表明Pe TIP1;1在各组织中的表达丰度均较高;Pe TIP1;2主要在花中表达;Pe TIP2;1在根和鞭中表达量较高;Pe TIP2;2在根中特异表达;Pe TIP4;1在叶片中表达丰度最高;Pe TIP4;2在笋和鞭中表达水平较高,在根中最低。实时定量PCR结果分析证明,干旱处理后毛竹根中Pe TIP4;1的表达量显著升高(p0.01),Pe TIP2;1、Pe TIP2;2和Pe TIP4;2表达受到抑制(p0.01);水淹处理后根中Pe TIP1;1和Pe TIP4;1表达量显著增加(p0.01),Pe TIP1;2、Pe TIP2;2、和Pe TIP4;2则显著降低(p0.01);Na Cl处理后根中6个Pe TIPs的表达量均显著增加(p0.01)。干旱处理后毛竹叶片中Pe TIP1;1、Pe TIP1;2和Pe TIP4;1表达量均显著增加(p0.01);水淹处理后叶片中Pe TIPs表达量均显著提高(p0.01);Na Cl处理后叶片中Pe TIP2;1表达受到明显抑制(p0.01)。[结论]Pe TIPs可能在毛竹抵抗干旱、水淹和Na Cl等非生物胁迫中发挥着不同程度的作用。     

筛胸梳爪叩甲的防治技术研究

筛胸梳爪叩甲是我国南方地区重要的笋期害虫.研究了林间挖笋除虫、黑光灯诱杀及药剂防治3种方法对筛胸梳爪叩甲的控制效果.结果表明:3种技术措施均能显著降低该虫的危害率和虫口密度,其中药剂防治效果最明显.3 a持续挖笋除虫的防治效果达(22.76±3.90)％;每年单盏黑光灯年平均诱捕量可达(1 143.8±318.7)头,连续6 a的灯光诱杀可将竹笋危害率由防治前的(56.05±2.83)％降至防治后的(39.21±2.83)％;连续施用5％辛硫磷+3％毒死蜱颗粒剂3 a年可将竹笋危害率由防治前的(69.62±5.36)％降至(21.17±7.65)％,防治效果达(70.11±10.99)％.     

Stand-scale transpiration estimates in a Moso bamboo forest: (I) Applicability of sap flux measurements

The applicability of sap flux (F_d) measurements to bamboo forests has not been studied. This study was undertaken to establish an optimal and effective design for stand-scale transpiration (E) estimates in a Moso bamboo forest. To this aim, we validated F_d measurements in Moso bamboos in a cut bamboo experiment. In addition, we analyzed how sample sizes affect the reliability of E estimates calculated from F_d and conducting culm area (A_{S_b}). In the cut bamboo experiments, we found that F_d measurement using a 10 mm probe was a valid means of determining the water-use behavior of a Moso bamboo, although a specific correction was needed. Furthermore, we calculated E from stand A_{S_b} (A_{S_stand}) and mean stand F_d (J_S). Employing Monte Carlo analysis, we examined potential errors associated with sample size in E, A_{S_stand}, and J_S using an original dataset with A_{S_b} and F_d measured for 40 and 16 individuals, respectively. Consequently, we determined the optimal sample size for both A_{S_stand} and J_S estimates as 11. The optimal sample sizes for J_S were almost the same under different vapor pressure deficit and soil moisture conditions. The optimal sample size for J_S at the study site was less than that of a coniferous plantation in the same region probably owing to small individual-to-individual variations in sap flux in the Moso bamboo forest. Our study concludes that sap flux measurements are an applicable technique for assessing water use in Moso bamboo forests.     

麻疯树pepc基因正义、反义植物表达载体构建与功能初步分析

根据麻疯树pepc基因和植物表达载体的酶切位点特征,分别将pepc基因全长序列3 000 bp正向插入pCAMBIA2300,构建了正义表达载体pCAMBIA-Jcpepc,基因片段597 bp反向插入pBI121构建了反义表达载体pBIJcpepc.通过农杆菌介导,采用叶盘法转化烟草,通过对转基因植株的PCR和PCR...