大豆NF-YB家族全基因组鉴定、分类和表达

利用大豆基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定大豆NF-YB家族基因的全序列、定位和拷贝数,通过序列比对进行进化和分类分析。利用大豆高通量RNA测序数据、NCBI中UniGene的EST表达数据进行组织表达谱分析。结果表明,大豆基因组中含有28个NF-YB家族基因,分布于大豆的14条染色体上,系统进化树分析将其分成3类。启动子分析表明,几乎全部NF-YB家族基因的启动子区均含有逆境应答反应顺式作用元件。各个发育阶段中,多数成员至少在一个组织中表达,10个差异表达的基因中有2个在根瘤中特异表达,2个在根中特异表达,2个在根瘤中优势表达,另外4个在其他部位优势表达。研究结果促进了NF-YB家族基因的功能研究与利用。     

水稻转录因子NF-YB家族的生物信息学分析

转录因子NF-YB (nuclear factor-YB)家族是核因子Y (nuclear factor Y, NF-Y)家族的一个亚家族,在调控胚发育、形态建成、开花时间、株高、穗粒数等方面,尤其是在非生物胁迫应答中发挥着重要的作用。为揭示水稻NF-YB基因家族的信息及特征,加快基因家族功能挖掘进程,本研究利用生物信息学手段对该基因家族及其编码蛋白进行分析。结果表明,水稻中共有13个NF-YB基因,在染色体上分布不均匀,所编码的蛋白都定位在细胞核,且不含跨膜结构域或信号肽。多重序列比对,二级结构,三级结构以及基序分析表明,该家族成员保守性较高,均含有高度保守的CBF/NF-Y结构域。进化分析表明NF-YB家族基因的分化早于物种的分化。磷酸化位点和互作蛋白网络分析初步预测了家族成员的互作蛋白网络。本研究为后期NF-YB家族成员的功能研究,加快家族基因的实际应用进程提供了帮助。     

陆地棉NF-YB基因家族的全基因组分析

为了进一步了解NF-YB基因家族结构的功能,利用生物信息学手段,系统研究了陆地棉标准系TM-1基因组中NF-YB基因家族的数目、亚细胞定位、染色体分布、进化关系、基序以及组织表达情况。结果表明:TM-1基因组中共有41个NF-YB基因家族成员,它们含有相同的CBFD_NFYB_HMF结构域,大部分定位到细胞核内;41个NF-YB基因家族成员分布在19条染色体上,其中有19组成员在A亚组和D亚组中表现为直系同源基因;进化树分为Ⅰ和Ⅱ2个小组,每个小组成员间具有相似的基序类型和排列顺序;组织表达分析则发现,在这41个NF-YB基因家族成员中,至少有24个成员可以进行表达,且表现出一定的组织特异性。     

甘蓝型油菜BnCNGC基因家族鉴定及其在核盘菌侵染和PEG处理下的表达特性分析

CNGC是植物中普遍存在的环核苷酸门控通道,对植物的逆境响应有重要作用。系统分析甘蓝型油菜BnCNGC基因家族成员全基因组分布、结构、进化及其响应不同逆境胁迫的表达特性,对于阐明其生物学功能具有重要意义。本研究利用拟南芥和甘蓝CNGC蛋白保守结构域及特异基序氨基酸序列在全基因组水平鉴定了甘蓝型油菜BnCNGC家族成员,分析其基因结构、染色体定位、蛋白理化性质、蛋白保守结构域、系统进化及启动子顺式作用元件等。利用转录组数据,筛选甘蓝型油菜逆境响应候选BnCNGC成员,并采用实时荧光定量PCR分析其在核盘菌、PEG模拟干旱胁迫下的表达模式。结果显示,共鉴定到49个甘蓝型油菜BnCNGC成员,分布于除A08、C06的17对染色体上,含有5～10个内含子,其上游1500 bp包含大量逆境胁迫响应元件。BnCNGC家族成员编码的蛋白质含413～801个氨基酸,相对分子量(MW)范围47.62～110.58kD,等电点(pI)范围6.10～9.88。系统进化分析表明,BnCNGC分为Group Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四类。转录组数据分析表明, BnCNGC9、BnCNGC27和BnCNGC48均参与逆境胁...     

甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员鉴定及表达分析

甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料作物和新型的生物能源作物,细胞壁蔗糖转化酶是植物源、库组织蔗糖代谢的关键酶,但关于甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员的研究尚未见报道。本研究测定供试品种不同组织部位的蔗糖淀粉含量,利用生物信息学方法对IbCWIN基因家族的理化性质、保守结构域、系统进化关系、启动子作用元件、组织特异性表达模式进行分析。结果表明,甘薯茎中蔗糖含量最高,须根和叶次之,块根最低;块根淀粉含量最高,极显著高于其他部位。甘薯中含有10个IbCWIN基因,编码氨基酸442~1115个,蛋白质分子量范围49.56~124.44kD,等电点为5.0~9.1。分布在8条染色体上,都含有Glyco_32保守结构域及相同或相似的保守基序motif,属于糖基水解酶基因家族GH32。IbCWIN与木薯MeCWINV同源性高,IbCWIN基因家族启动子区域含有多种类型的顺式作用元件。qRT-PCR结果表明,IbCWIN基因家族在甘薯不同组织中均有表达且有多种表达模式,其中IbCWIN2和IbCWIN9在块根中表达量显著高于其他组织部位。本研究为下一步探索甘薯IbCWIN基因家族的功能及调控甘薯源、库关系机制提供理论指导。     

大麦HvCPP转录因子家族的全基因组鉴定与分析

CPP (Cystiene-rich polycomb-like protein)转录因子是植物中一类较小的基因家族,在植物生长发育、激素信号转导和逆境胁迫响应中发挥调控作用。本研究通过对大麦基因组的系统分析,鉴定出7个HvCPP转录因子成员,且蛋白序列均包含2个典型的CXC结构域。系统进化分析表明大麦HvCPP分为2个大类和4个亚类,与水稻OsCPP进化关系较近。HvCPP转录因子家族成员亚细胞定位均在细胞核中。HvCPP基因启动子区域存在大量的生长发育相关元件、不同激素信号响应元件和逆境胁迫响应元件。转录组数据表明,HvCPP转录因子家族成员在大麦不同发育阶段的不同组织器官中存在特异性表达,不同成员在大麦相同组织器官中的表达水平差异显著。本研究表明大麦HvCPP转录因子家族可能在大麦生长发育、激素信号传导及逆境胁迫响应中发挥重要功能。     

白菜生长素受体基因家族鉴定及表达分析

生长素在植物生长发育过程中具有多方面的调控作用,生长素受体是生长素信号分子通路的关键组分之一,但目前对大白菜中生长素受体基因相关研究未见报道。本研究在白菜基因组中共鉴定到10个TIR1/AFB (Transport inhibitor response 1/auxin signaling F-box protein)生长素受体基因家族成员,在系统进化树上可聚类为6个分支,并依据其与拟南芥TIR1/AFB家族基因的系统发育进化关系命名为BrTIR1/AFBs。基因染色体定位分析结果表明,这10个BrTIR1/AFB基因分于白菜基因组10条染色体中的7条;外显子-内含子结构分析表明,除BrTIR1C以外,其余基因结构均相似;蛋白结构域分析结果表明,全部BrTIR1/AFB蛋白均含有AMN1结构域,而仅BrTIR1、BrAFB1、BrAFB2和BrAFB3蛋白含有F-box结构域;启动子顺式作用元件分析结果表明,BrTIR1/AFBs启动子含有与生长素、脱落酸、水杨酸以及响应逆境胁迫相关的多个顺式作用元件。通过RT-qPCR分析发现BrTIR1/AFB家族基因组织表达水平存在差异,BrAFB1A、BrAFB1B、BrAFB3A、BrAFB4受盐胁迫诱导表达,BrTIR1A、BrTIR1C和BrAFB3B受根肿菌侵染诱导表达。研究结果可为进一步研究白菜生长素受体基因功能及白菜响应生物及非生物逆境胁迫提供依据。     

欧李CKX基因家族的鉴定及表达分析

为深入了解细胞分裂素脱氢酶(CKX)基因家族在欧李基因组中的特征,本研究利用生物信息学的方法对CKX基因家族进行鉴定,并对其系统发育、染色体定位、基因结构、蛋白保守基序、顺式作用元件和组织表达模式等进行分析。结果表明：从欧李基因组中共鉴定出6个CKX家族基因,且都具有Cytokin-bind和FAD＿binding＿4结构域,蛋白长度为518～563 aa,分子量为58.08～63.63 kD,等电点为5.38～6.9,其不均匀地分布在欧李的3条染色体上;ChCKX蛋白二级结构均由α-螺旋、β-折叠、延伸链、无规则卷曲四部分组成;亚细胞定位6个ChCKX蛋白中有2个位于细胞质中,4个位于质膜中;ChCKX2基因具有4个外显子,其余成员都具有5个外显子;6个ChCKX蛋白质序列都包含motif 1～motif 10的保守基序且保守基序的数量和排列次序一致;系统进化树上CKX基因家族可分为4组,每组都含有不同数量的基因;启动子顺式作用元件分析表明,本基因家族主要响应光照、低温、干旱、玉米蛋白代谢、激素等多种因子;ChCKX家族中成员在不同品种和不同组织中差异表达,ChCKX2在叶片中的表达...     

椰子DNMT家族基因的鉴定和生物信息学分析

DNA甲基化(DNA methylation)能引起染色质结构、DNA结构和稳定性等的改变,影响基因的时空表达。DNA甲基转移酶(DNA methyltrans ferase, DNMT)负责催化完成DNA的甲基化。本研究通过比对已有的椰子基因组数据,找到CnDNMT家族基因,删除不含DNA＿methylase结构域的蛋白,共鉴定4个具有DNA甲基转移酶保守结构域的DNMT基因,分别命名为CnDNMT1～CnDNMT4。采用生物信息学的方法,对基因结构、表达量、蛋白保守结构域、启动子序列等进行了分析。结果表明：这4个基因为DNA甲基转移酶家族中的2个亚家族：CMT和DRM。氨基酸序列分析表明,椰子CnDNMT家族蛋白均为酸性蛋白,且亚细胞定位预测定位在细胞核中。motif搜索结果表明CnDNMT蛋白家族含有5个椰子CnDNMT基因家族含有5个保守元件,5个保守元件的结构域所含有的氨基酸位点数量基本一致,CnDNMT2基因在胚乳中表达量很高,这说明CnDNMT2可能在椰子胚乳发育过程中起重要作用。     

PBU和6-BA对尾叶桉愈伤组织POD基因表达及酶活性的影响

为了探讨脲类细胞分裂素PBU和嘌呤类细胞分裂素6-BA对尾叶桉愈伤分化、愈伤组织POD基因表达及酶活性的影响,将尾叶桉幼苗下胚轴切段接种在添加PBU+IAA、6-BA+IAA和PBU+6-BA+IAA三种激素组合的SPCa培养基中,通过统计愈伤组织分化情况、检测POD基因表达差异和酶活性变化来开展研究。6-BA+IAA的组合条件下,愈伤组织褐化率高达84.71%;PBU+IAA组合下,愈伤组织褐化率为30.56%;PBU+6-BA+IAA组合时,褐化率最低,为24.09%,胚性愈伤组织时的比例最高,达47.73%。与6-BA相比,PBU诱导出的愈伤POD酶活性显著升高。通过实时定量PCR (real-time quantitative PCR, qPCR)检测6个POD基因的表达变化,设6-BA+IAA诱导所得愈伤的相对表达量为1,PBU+IAA诱导所得愈伤中BP1,BP4,BP5表达上调,分别为1.88、1.63、2.01;PBU+6-BA+IAA诱导所得愈伤中BP3、BP4、BP6表达上调,分别为1.88、1.96、1.93。从实验结果分析,PBU和6-BA有协同效应,通过增强POD酶活性,减轻褐化、促进胚性愈伤分化。PBU和6-BA对不同POD同工酶表达的影响不同。本研究可为深入研究PBU和6-BA协同作用的分子机理提供参考。     

黄瓜苯丙氨酸解氨酶基因CsPAL的克隆及响应白粉菌侵染的表达分析

为了分析苯丙氨酸解氨酶基因(CsPAL)在黄瓜侵染白粉菌中的转录应答响应,对CsPAL基因(GenBank No.JN 675927)及其启动子进行了克隆与序列分析,再利用qRT-PCR技术分析了该基因在黄瓜高抗白粉病品种‘Jin5-508’接种白粉菌后不同时间的相对表达量。结果表明:CsPAL基因全长2 142 bp,编码713个氨基酸;推测CsPAL蛋白存在于细胞质中;系统发育进化树分析发现与拟南芥基因进化距离较近;启动子克隆及序列分析显示该基因能够响应真菌的侵染;组织特异性表达发现CsPAL在在叶片中的表达量最高;qRTPCR结果表明‘:Jin5-508’叶片在接菌16 h内,CsPAL基因的相对表达量于对照间无显著差异;接菌16 h后,CsPAL基因表达量迅速上升,显著高于对照,并在24 h达到最大值;接菌48 h后,CsPAL基因的表达量逐渐下降,但在96 h内仍显著高于相应对照的表达量。综上所述,黄瓜CsPAL基因为白粉菌侵染响应基因,可能与黄瓜对白粉病的抗性具有一定的相关性。     

野生番茄SpIDD1基因的表达分析及其VIGS载体构建

为鉴定野生番茄的SpIDD1基因并探究其功能,以野生醋栗番茄‘PI365967’为试验材料,利用RT-PCR克隆得到SpIDD1基因的CDS序列,全长1 020 bp,编码339个氨基酸,与普通番茄参考基因组序列相比,SpIDD1只存在一个核苷酸位点的差异。蛋白序列比对和结构分析表明,Sp IDD1含有1个核定位信号和4个保守锌指结构域(C2H2·C2H2·C2HC·C2HC),是一个典型的IDD蛋白。系统进化分析表明,SpIDD1与马铃薯和辣椒的IDD蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR显示,SpIDD1在叶、顶芽和果实中的表达较高,并受干旱胁迫的显著诱导。利用TRV-VIGS系统构建了Sp IDD1的基因沉默载体,并成功侵染番茄。研究结果表明,SpIDD1作为一个典型的IDD基因,很可能参与了番茄的干旱胁迫。本研究为进一步研究该基因的功能及作用机理提供理论依据。     

基于SSR标记的华南野生蓖麻遗传多样性分析

国内外研究表明蓖麻是一个遗传多样性很低的物种,利用野生材料拓宽遗传基础对蓖麻育种至关重要。本研究用72对多态性SSR标记对从广东、广西和海南三省(区)收集的240份野生蓖麻材料进行了的遗传多样性分析。结果表明,平均每个SSR位点检测到等位基因4.819个、有效等位基因2.410个,平均多态性信息含量(PIC)为0.481,平均Shannon's信息指数(I)为1.007,平均期望杂合度(He)为0.525,均高于以往报道结果。按地理来源分析,来自广东的材料遗传多样性最高,广西的次之,海南的最低。群体遗传结构分析将240份材料划分为3个类群,每个类群遗传背景独特,与地理分布基本一致,类群间存在一定程度的基因交流。聚类分析在遗传相似系数为0.404时,将240份材料分为4个组,组间亲缘关系与地理分布没有直接联系,但随着遗传相似系数的增大,同一地区的材料有聚到一起的趋势。以上结果证明中国华南野生蓖麻材料遗传多样性较为丰富,是比较独特的一类蓖麻种质资源,应进一步加强保护、研究和利用。本研究对华南野生蓖麻的高效保护和研究利用提供了数据参考。     

基于HACCP体系的实验室安全分析及管理实践——以广东海洋大学海洋药物研究所为例

为加强实验室安全管理,探讨了基于HACCP理论的实验室危害分析与安全管理实践。以广东海洋大学海洋药物所为例,通过对实验室特点的分析,利用HACCP理论进行了危害分析(HA),确定了关键控制点(CCPs),提出了HACCP计划;并建立了以此为基础的实验室安防控制体系,进行了实验室安全管理的实践,显著提高了实验室的安全。     

基于转录组的荔枝XTH家族基因的鉴定及分析

为了研究木葡聚糖内切葡聚糖酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase, XTH)基因家族在荔枝花穗发育过程中的分布及表达情况,本研究基于‘妃子笑’荔枝花穗转录组数据,利用生物信息学研究方法,首次对‘妃子笑’荔枝XTH基因家族进行鉴定,包括基因的基本物理和化学特征,亚细胞定位,蛋白质保守结构域,进化关系和表达模式。结果表明:Lc XTH基因家族成员有29个,其蛋白长度范围在37~311 AA之间,对应的相对分子量范围在4.398~35.711 k D之间,等电点(pI)范围为4.39~9.46。此外,亚细胞定位分析显示所有LcXTH蛋白均位于细胞壁;Lc XTH含有2个相对保守的结构域(Glyco_hydro_16结构域和XET_C结构域);系统发育树分析表明LcXTH基因家族分为四组(Ⅰ~Ⅳ组),不同发育阶段LcXTHF基因的表达模式不同。本研究为进一步对XTH基因的功能研究提供理论依据。     

菠菜种质资源SSR指纹图谱构建和遗传多样性分析

为研究菠菜品种间的亲缘关系,本研究利用PAGE电泳法对33份菠菜种质资源进行指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明,筛选出的27对多态性明显、带型稳定的引物共扩增出109个多态性位点,平均每对引物3.7个。经多态性位点分析,最后仅用7对高多态性引物构建了能够区分33份菠菜种质的指纹图谱,为供试材料的鉴别提供参考。聚类分析显示,遗传相似系数变幅为0.58 0.96,在遗传相似系数0.68处可以将所有供试材料分为六类,且分类结果与地理来源相近。此研究结果说明33份菠菜种质具有丰富的遗传多样性,可为菠菜品种选育提供理论依据。     

番茄叶霉病菌拮抗链霉菌BPS2发酵条件的研究

(1吉林省农业科学院，公主岭 136100；2东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨 150030； 3吉林农业大学农学院，长春 130118)     

甘薯小象甲防治药剂的筛选及田间药效

为了筛选适合湛江等热带地区防治甘薯小象甲的高效、经济、安全药剂,以甘薯小象甲成虫为实验材料,对12种药剂进行室内毒力测定、盆栽药效试验和田间药效试验筛选。结果表明,3.2%阿维菌素乳油、20%虫酰肼悬浮剂、5%啶虫脒乳油和16%虫肼·茚虫威乳油4种药剂对湛江地区甘薯小象甲防治效果较好,其中3.2%阿维菌素乳油和20%虫酰肼悬浮剂盆栽药效试验72 h防治效果分别为97.78%和91.59%;田间药效试验4天后防治效果分别达到了91.01%和92.26%,8天后依然能达到70.76%,67.84%。3.2%阿维菌素乳油和20%虫酰肼悬浮剂对甘薯小象甲成虫具有良好的防治效果、持效性,适合在湛江等热带地区作为田间防治甘薯小象甲成虫的主要药剂。     

勇立潮头强改革 创新驱动促发展——湖南推动农作物种业创新发展的实践

湖南是种业大省,作为杂交水稻的发源地,改革开放40年来,湖南省认真贯彻党中央国务院和省委省政府对种业工作的战略部署,大力推进体制机制创新,推动传统种业向现代种业升级,创造了现代种业发展的“湖南模式”。以袁隆平、官春云、邹学校等院士为代表的种业领军人物享誉世界,超级稻攻关单产突破1000kg大关,湘杂油、湘杂棉、湘研辣椒等作物品种的选育极具影响力。