黄脊竹蝗荧光定量PCR内参基因的鉴定与筛选

【目的】基于黄脊竹蝗若虫不同龄、成虫不同性别及不同组织筛选稳定表达的内参基因，为黄脊竹蝗后续转录调控研究提供参考。【方法】依据黄脊竹蝗转录组测序结果，以TUB、RPS27A、RPL10、AK、GAPDH、EF1A、RPS3、Actin和18S rRNA常用的9种昆虫内参基因作为候选，本地Blast后获得碱基序列并设计引物。利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件分析这9种内参基因的稳定性，筛选出在若虫不同龄、成虫不同性别与不同组织（触角、头、唇须、肌肉组织、精/卵巢）中表达量最为稳定的内参基因。【结果】9种候选内参基因在黄脊竹蝗体内均为首次验证并报道，且与其他昆虫相应基因同源性高（高于70%）,差异值小；9种候选内参基因的引物均具有良好的扩增效率（均在90%～120%）;在所有样品中，18S rRNA表达水平最高（C_t=10.78±2.58,P<0.05）,Actin表达水平差异值最大（C_t=23.55±3.84,P<0.05）。黄脊竹蝗不同龄若虫的内参基因稳定性分析时，3个软件排在前2位的内参基因均为RP...     

杉木实时荧光定量PCR分析中内参基因的选择

[目的]筛选适用于杉木不同组织荧光定量PCR分析的稳定内参基因,提高杉木实时荧光定量PCR试验准确性,为杉木体内各个基因表达分析提供合适内参基因。[方法]通过实时荧光定量PCR获取GAPDH、EF1α、18S rRNA、28S rRNA、UBQ、UBC与Actin 7个候选内参基因在杉木无性系的根、茎和叶中的溶解曲线与Ct值;利用软件geNorm、Normfinder和BestKeeper对候选内参基因的表达稳定性进行评价;通过分析2个纤维素合酶基因ClCesA1和ClCesA2在杉木不同组织部位的相对表达情况,对候选内参基因的稳定性进行验证。[结果]geNorm、Normfinder和BestKeeper分析结果均表明:在杉木根和茎中最稳定的内参基因是EF1α和Actin; geNorm、Normfinder结果显示杉木叶中稳定的内参基因是UBQ和EF1α, BestKeeper显示杉木叶中最稳定合适内参基因是EF1α和Actin。以Actin与EF1α作为内参基因,荧光定量PCR分析表明,ClCesA1和ClCesA2基因的相对表达量在杉木不同组织中均有所不同,ClCesA2的相对表达量在各个组织中均高于ClCesA1。以不同内参基因作为试验内参基因分析ClCesA1和ClCesA2的表达情况得到,ClCesA1和ClCesA2在各个组织中的相对表达量排序主要为茎叶根。[结论]7个候选内参基因中,杉木不同组织中稳定表达的为Actin与EF1α,适合作为表达分析的内参基因;28S rRNA的表达稳定性低,不适合作为杉木定量PCR分析的理想内参基因。     

牛奶子实时定量PCR分析中内参基因的评价与验证

【目的】实时定量 PCR结果的精确性在很大程度上取决于选择的内参基因的稳定性。通过评估候选管家基因的表达稳定性,筛选出用于牛奶子研究的最佳内参基因。【方法】设计简并引物从牛奶子中克隆12个潜在的内参基因片段,包括14-3-3、18S核糖体 RNA(18SrRNA)、β-actin (Actin)、延长因子1-α(EF1-α)、真核起始因子4A (eIF4A)、3－磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、RNA聚合酶－Ⅱ(RPⅡ)、60S核糖体蛋白(RPL7)、翻译延长因子2(TEF2)、泛素连接酶 E2(UBCE)、泛素(UBQ)和泛素延伸蛋白5(UBQ5)。采集牛奶子5个不同器官(根、茎、叶、花和红果)、4个成熟期的果实(绿果、黄果、深粉果和完全成熟的红果)、2种激素(脱落酸、赤霉素)处理4个时间点的绿果、热处理4个时间点的离体叶片、幼苗盐胁迫2个时间点的根茎叶,应用实时荧光定量 PCR 技术检测12个内参基因在各样品中的表达情况,采用基于 CT值的 geNorm、Normfinder和 BestKeeper及 CT比较4种算法评价这些内参基因的稳定性,最终的排名则由 RefFinder算法产生。【结果】器官组稳定性好的前2位内参基因为 UBCE和 RPL7,果实成熟期组排名前2的为eIF4A和UBCE,激素处理组排名前2的为eIF4A和UBCE,非生物胁迫组排名前2的则为 Actin和 EF1-α,综合分析所有样品排名前3位的是 eIF4A、RPL7和 UBCE。分别用筛选出的稳定的eIF4A、RPL7、UBCE和不稳定的 RPⅡ作为内参基因评价目的基因八氢番茄红素合成酶基因 EutPsy 在果实成熟过程中的表达,结果显示分别以3个稳定的内参基因为单内参基因与以 eIF4A 同 UBCE 组合做内参基因所得到的结论一致,而 RPⅡ给出的则不同。【结论】在应用荧光实时定量 PCR技术研究牛奶子基因转录表达时,通常情况下eIF4A、RPL7和 UBCE相对于其他9个候选内参基因更为可靠。研究结果为牛奶子及胡颓子属其他物种的基因表达分析奠定基础。     

镉胁迫下构树qRT-PCR内参基因筛选及验证

[目的]筛选出镉（Cd）胁迫下构树中稳定表达的内参基因，为后续开展构树耐Cd的分子机理研究奠定基础。[方法]以Cd胁迫下构树的根和叶组织为材料，通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测10个候选基因（BpUBE2、 BpRPL8、 Bp Actin、 BpGAPDH、 BpHSP、 BpTUA、 BpDOUB、 Bpβ-TUB、 BpHIS、BpNADH）的表达情况，利用geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder分析软件对候选内参基因的表达稳定性进行综合评估，并通过逆境胁迫响应基因BpDREB验证筛选出的内参基因的稳定性。[结果]BpDOUB和BpNADH在Cd胁迫下构树中基因表达相对稳定，BpGAPDH表达稳定性最差。以BpDREB验证内参稳定性时发现，单独或组合使用BpDOUB及BpNADH为内参基因时，BpDREB基因表达水平显示出相似的趋势，而稳定性较差的BpGAPDH基因未能对BpDREB的表达量进行准确校正。[结论]BpDOUB、BpNADH基因以及Bp DOUB+BpNADH基因组合均可作为合适的内参基因，提高Cd胁迫下构树相关基因表...     

光皮桦实时荧光定量PCR内参基因的筛选

【目的】利用定量PCR和表达分析软件研究候选内参基因在光皮桦不同组织中的表达稳定性,并通过目的基因的表达分析验证其可靠性,以获得可用于光皮桦定量PCR的稳定内参基因。【方法】选取16个常用的看家基因作为候选内参基因,设计引物,通过普通PCR、溶解曲线及琼脂糖凝胶电泳验证引物的特异性;通过实时荧光定量PCR及软件ge Norm、Norm Finder和Best Keeper分析候选内参基因在光皮桦16个不同组织中的表达稳定性,根据分析结果筛选出最佳的内参基因和组合,并进一步通过2个目的基因CSLD和KOR对内参基因的稳定性进行验证。【结果】PCR和电泳结果显示,候选内参基因PCR目的片段条带清晰单一,熔解曲线也呈现明显的单一峰,表明这些引物的特异性良好。利用特异引物,对这些候选基因在16个不同组织的表达进行分析,发现除了18S,其他基因的Ct值均集中在25~30之间,表明内参基因在不同组织中表达较稳定,它们之间的表达水平差异不明显。Norm Finder和Best Keeper分析结果均表明基因EF1α的稳定性最好,ge Norm计算得出最稳定的是TATA,而UBi-lp在所有候选内参基因中表达最不稳定。进一步选取3个稳定表达候选基因(EF1α,TATA和UBi4)及稳定性较差的UBi-lp作为内参基因,对2个目的基因CSLD和KOR在不同组织中的相对表达进行分析,结果表明这2个目的基因相对于3个稳定的内参基因显示出一致的相对表达量,而不稳定的内参基因UBi-lp并没有对表达数据进行有效的标准化,结果存在明显偏差。【结论】通过实时荧光定量PCR及综合3种软件分析的结果,在光皮桦不同的组织中,EF1α,TATA和UBi4内参基因的表达稳定性高,对这3个基因进行验证并明确其作为荧光实时定量PCR内参的可靠性。因此,EF1α,TATA和UBi4可作为研究基因在光皮桦不同组织器官中表达的稳定内参。     

旱柳在Pb、Cd胁迫下实时荧光定量PCR内参基因的筛选

为筛选适用于Pb与Cd胁迫下旱柳实时荧光定量PCR的内参基因,应用荧光定量PCR技术分析UBQ1、TUB6、Actin、EF1α、18SRNA、GAPDH、TUA8和UBQ2这8个内参基因在旱柳根部的表达情况。通过Normfinder、ge Norm和Best Keeper3个软件进行综合分析,发现在Pb与Cd胁迫下表达较为稳定的内参基因均为EF1α、GAPDH和Actin,差别是在Pb胁迫下的旱柳根组织中最为稳定的内参基因是EF1α,而在Cd胁迫下的旱柳根组织应最稳定的内参基因为GAPDH。该研究结果可用于旱柳根组织在Pb、Cd胁迫下基因表达的进一步研究。     

巨龙竹秆形发育过程实时荧光定量PCR内参基因的筛选

[目的]利用荧光定量PCR(q RT-PCR)和表达分析软件筛选适用于巨龙竹秆形发育研究的q RT-PCR的稳定内参基因。[方法]应用常规PCR和q RT-PCR,分析EF-1α、GAPDH、Actin、Tubulin、TIP-41、PP2A共6个内参基因在不同秆形巨龙竹("通直型"和"弯曲型")竹笋3个不同发育时期的表达情况。利用Ge Norm、Norm Finder软件对各内参基因的表达稳定性进行评估;以筛选的内参基因对巨龙竹木质素合成中的PTAL基因的表达量进行定量分析,验证所筛选内参基因的有效性。[结果]PCR和q RT-PCR的结果表明,6个候选内参基因PCR目的片段电泳条带单一,熔解曲线具有明显的单一峰。内参基因Actin、EF-1α、GAPDH的稳定性和相关性表现最佳;以它们为内参,对茎秆发育过程中PTAL基因进行定量分析,结果显示它们均具有高效性。[结论]Actin、EF-1α、GAPDH可以作为巨龙竹秆形发育研究中目的基因定量分析的内参基因。为进一步分析巨龙竹秆形发育过程中关键基因表达量的变化提供研究基础。     

盐和干旱胁迫下杨树新内参基因的筛选

【目的】通过杨树的多个基因芯片数据,筛选出在盐和干旱胁迫下能够稳定表达的基因作为杨树的新内参基因,为挖掘出更稳定、更理想的内参基因提供途径。【方法】利用已公布的基因芯片数据库获取不同生长时期、不同逆境处理下的杨树表达数据,将这些数据进行归一化处理,对基因在不同试验条件下表达量的稳定性进行排序。结合基因的功能注释信息,筛选新的内参基因。为进一步验证基因表达的稳定性,以经过NaCl,PEG处理的南林95杨(组培苗)的叶片材料为研究对象,利用实时荧光定量PCR方法,对6个传统内参基因(PtUKN1,PtUBQ,Actin,EF1α,18S rRNA,TUA8)和本研究筛选的6个新内参基因在处理后的0,1,4,8,12,24 h的基因表达量进行分析,再利用geNorm,NormFinder和BestKeeper内参基因分析软件对试验数据进行统计和排序,以比较这12个基因的表达稳定性,从而筛选到合适的内参基因。【结果】筛选6个稳定表达的新内参基因(PtRG1,PtRG2,PtRG3,PtRG4,PtRG5,PtRG6)。将这6个新内参基因与6个传统内参基因进行稳定性比较后发现,在geNorm程序分析中盐胁迫下PtRG2和PtRG3稳定性较好,干旱胁迫下PtRG3和PtRG5的稳定性较好;在NormFinder程序分析中盐胁迫下TUA8和PtRG1稳定性较好,干旱胁迫下PtRG1和PtRG2稳定性较好;在BestKeeper程序分析中盐胁迫下PtRG1和PtRG5稳定性较好,干旱胁迫下PtRG3和PtRG5稳定性较好。综合以上3个内参基因分析软件的结果,PtRG1,PtRG3和PtRG5的稳定性较好。为了进一步验证新内参基因的可靠性,以在NaCl和PEG处理条件下受诱导表达的PtVQ6,PtVQ13和PtVQ37作为对照进行荧光定量PCR试验,发现3个VQ基因的总体表达趋势与使用其他内参基因的结果一致。【结论】本研究鉴定的PtRG1,PtRG3和PtRG5适宜作为杨树在盐和干旱胁迫下的内参基因,这些新内参基因的挖掘对准确校正实时荧光定量PCR试验中目的基因的表达水平具有重要意义。     

美国白蛾内参基因的鉴定及筛选

【目的】为筛选美国白蛾在不同温度处理、不同发育阶段、幼虫不同组织中稳定的内参基因,为美国白蛾相关的基因定量研究奠定基础。【方法】在美国白蛾转录组测序结果中筛选出8个候选内参基因GAPDH、ACT、RPL12、RPL18a、RPS16、EF1α、EF1β、18S rRNA,获得碱基序列。将以上序列进行克隆、测序、比对最终证明其为美国白蛾的基因且碱基序列正确,之后将其上传到NCBI获得登录号。设计以上8个候选内参基因的实时荧光定量PCR(qRT-PCR)引物,利用qRT-PCR技术测定8个候选内参基因在美国白蛾不同发育阶段(幼虫1～6龄)、不同温度处理下(-10、-5、0、25、35、40、45℃处理2 h)、幼虫的不同组织(头、肠道、脂肪体、马氏管、表皮)中的表达量,记录C_t值;然后通过ΔC_t法、GeNorm、NormFinder和BestKeeper共4种方法对8个候选内参基因在不同条件下的C_t值进行统计分析,最后综合RelFinder选出最稳定的内参基因。通过GeNorm计算V_(n/(n+1))最合适内参基因的数目。【结果】C_t分析表明,在不同发育阶段和在不同温度处理下表达最稳定的是RPL12;在幼虫不同组织中,最稳定的是RPS16。GeNorm分析结果与ΔC_t分析结果相同。NormFinder分析表明,在不同的发育阶段和不同温度处理下最稳定的候选内参基因分别是RPL18a和EF1α;在幼虫组织中,最稳定的是ACT。BestKeeper分析认为,不同发育阶段,ACT、GAPDH不适合作为内参基因;不同温度处理下,ACT、RPL18a、RPL12、RPS16、EF1β不适合作为内参基因;在不同幼虫组织中,RPL18a、EF1α、EF1β、18S rRNA不适合作为内参基因。最后RelFinder综合评价显示,在不同的发育阶段最稳定的内参基因组合是RPL12和EF1β,最不稳定的是ACT;在不同的温度处理下,最稳定的内参基因组合是EF1α和GAPDH,最不稳定的是ACT;在不同组织中,最稳定的组合是ACT和RPS16,最不稳定的是RPL18a。经GeNorm软件计算,最合适的内参基因数目应该是2个。【结论】在美国白蛾不同发育阶段的基因定量研究中,建议以RPL12和EF1β作为内参基因;在不同温度处理的基因定量研究中,建议以EF1α和GAPDH作为内参基因;在幼虫不同组织的基因定量研究中,建议以ACT和RPS16作为内参基因。此外,亦初步说明了昆虫内参基因在不同试验条件下的不稳定性。     

‘麦缘锦楸’叶色表型qRT-PCR内参基因筛选及验证

[目的]筛选不同叶色部位稳定表达的内参基因,为后期开展‘麦缘锦楸’叶色形成的分子机制奠定基础。[方法]以‘麦缘锦楸’不同叶色部位及灰楸对应部位叶片为材料,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测了7个候选基因(CfUBC、CfActin11、CfPP2A、CfMADH、CfGADPH、CfEF-1及CbuActin)的相对表达量,利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper等分析软件对内参基因进行了稳定性评价。分析了‘麦缘锦楸’和灰楸不同叶色部位中萜类合成相关基因(CfGES)的表达模式,验证了上述稳定性评价结果的可靠性。[结果]7个候选内参基因在‘麦缘锦楸’和灰楸叶片中均具有作为内参基因的性能,其中,CfMADH和CfEF-1在不同叶色部位的表达量最稳定,CfGADPH和CfActin11次之,CfUBC最差。以萜类合成相关基因CfGES验证内参稳定性发现,单独或组合使用CfEF-1及CfMADH为内参基因时,CfGES的表达差异与转录组数据趋势一致。[结论]单独或组合使用CfMADH和CfEF-1来校准‘麦缘锦楸’不同叶色部位的基因表达量,可显著提高实验结果...     

梨4个SFBB~(-γ)基因的分离及遗传多态性分析

By using PCR-based molecular method,four new pear SFBB-γ genes were isolated from 8 pear cultivars known as S-genotypes.Length of PCR products from eight pear cultivars was around 1 200 bp.Sequencing the specific PCR fragments revealed four new SFBB-γ genes that were respectively named as SFBB 16-γ (EU422956),SFBB 17-γ (EU422957),SFBB 28-γ (EU422960)and SFBB 35-γ (EU422958).As for different SFBB-γ genes,variation in amino acid was higher in F-box region and variable region 1,and lower in variable region 2 t...     

南美油藤种子发育过程的代谢组学和转录组学联合分析

【目的】南美油藤种子油中富含不饱和脂肪酸,是一种具有重要经济价值和应用前景的油料植物。目前影响南美油藤种子油脂合成的关键基因、途径及其调控机理尚未清晰。因此,对南美油藤种子的脂质代谢物的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因的研究,不仅能够为提高其种子油产量和改善油脂品质提供理论基础,也可为其他木本油料植物高效开发利用提供有价值的参考依据。【方法】选用不同生长阶段的南美油藤种子(形成初期、发育初期、中期、后期、成熟期)为研究对象,结合GC-MC代谢组学技术和高通量转录组测序技术,分析种子发育过程中脂质代谢物含量的动态变化规律,并根据种子不同生长阶段的差异表达基因寻找出脂质代谢物生物合成与累积的关联酶基因。【结果】脂质代谢组学分析发现,南美油藤种子中高含量的α-亚麻酸和亚油酸主要在种子成熟阶段合成与累积,是判别南美油藤种子中脂肪酸缓慢累积时期与快速累积阶段的依据。转录组学分析表明,南美油藤种子成熟阶段前后的基因表达存在显著差异。结合代谢组学与转录组学的分析结果显示,与脂肪酸生物合成和累积相关的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,基因家族的不同成员存在生物学功能的差异性和多样性。其中FAD2-3、FAD7、FATA、KAS2、LACS2、LACS8和SAD酶基因表达与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著正相关,说明7个酶基因表达对南美油藤种子油脂的合成与累积有促进作用;FAD2-2、KCS1、KCS10和LACS1酶基因与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著负相关,说明4个酶基因的表达对南美油藤种子油脂的合成与累积具有抑制作用。【结论】南美油藤种子成熟前后脂肪酸含量及差异表达基因存在显著差异,可依据种子中α-亚麻酸和亚油酸的含量变化将种子发育过程划分为脂肪酸缓慢累积和快速累积2个时期;南美油藤种子脂肪酸代谢中的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,且同一基因家族的不同成员在脂肪酸的累积过程中可能具有不同的生物学功能。研究结果可为利用分子生物学技术提高南美油藤种子油产量和改变脂肪酸组分提供备选基因和相应的理论基础。     

外源生长素对杜梨组培不定芽生根及相关氧化酶的影响

【目的】为了解生长素诱导杜梨不定根发生效应,明确不定根诱导过程与氧化酶活性间的关系,从而为杜梨等难生根植物的生根研究提供理论指导和技术借鉴。【方法】以连续继代培养的杜梨不定芽为材料,调查了不同种类(NAA、IBA和IAA)和浓度(0.1、0.5、1.0、2.0 mg·L^-1)的生长素对不定芽生根的影响情况,分别在生根诱导0、4、8、12、16 d后观察不定根发育的内外组织形态,测定并分析相关酶活性的变化情况。【结果】外源生长素均能促进不定芽不定根的发生,在相同种类的生长素处理下,浓度分别为0.1和2.0 mg·L^-1处理的各项生根指标均显著低于浓度分别为0.5和1.0 mg·L^-1处理的。以NAA诱导产生的愈伤组织较大且松软易脱落,不利于其后期的移栽成活;以IBA处理的生根率显著高于NAA和IAA处理的,其中以浓度为0.5 mg·L^-1的IBA处理的各项生根指标均最优。对其组织形态的观察结果表明,杜梨不定根发生类型属于诱生根原基,经IBA处理4 d后,其茎基部表皮颜色变红,内部根原基发生于韧皮部和维管束形成层交界处,诱导8 d后茎段外部出现了愈伤组织且组织内部根原基已形成,诱导12 d后不定根突破表皮向外生长。在杜梨不定芽生根过程中,SOD和PPO活性在诱导的0~4 d内均快速上升,在诱导的4~12 d内均下降,而在诱导的12~16 d内均呈现缓慢上升的变化趋势;IAAO活性总体呈现先下降后上升的趋势,且每个时期的活性均显著高于对照组;POD活性呈现出上升→下降→上升→下降的变化趋势,2个峰值分别出现在诱导4 和12 d之时。【结论】0.5 mg·L^-1的IBA可有效促进连续继代培养的杜梨不定芽的生根,其不定根的形成过程与氧化酶有密切的关系。     

杨树miR393对FBL基因家族成员调控作用的鉴定

【目的】揭示ptc-miR393对杨树FBL基因家族不同成员的剪切调控作用。【方法】首先将杨树FBL基因家族成员与双子叶植物、单子叶植物和蕨类植物代表物种拟南芥、水稻和小立碗藓的FBL基因家族成员进行系统进化分析;再对杨树FBL家族成员的基因结构进行比较;最后通过ptc-miR393与杨树FBL基因家族成员的序列比对、ptc-miR393及FBL基因家族成员在杨树不同发育时期及不同组织中的表达模式以及5′-RACE检测等方面对杨树miR393与FBL基因家族成员的调控作用进行鉴定。【结果】杨树FBL基因家族共有8个不同成员,两两成员之间的同源性较高,通过基因结构和功能域分析,表明它们之间可能存在冗余的功能;PtFBL1-PtFBL4之间具有较高的同源性,位于一个进化分支上,而PtFBL5、PtFBL6和PtFBL7、PtFBL8分别位于不同的分支且与PtFBL1-PtFBL4的同源关系较远。杨树FBL基因的结构和结构域出现一定的变化,预示着它们之间可能出现了分化,在时空调控上的作用有所改变。ptc-miR393与PtFBL1-PtFBL4的互补配对率较高,而与PtFBL5-PtFBL8之间有5~7个碱基的差异,在杨树不同发育时期及不同组织中,PtFBL1-PtFBL4的表达与ptc-miR393呈相反的趋势,而PtFBL5-PtFBL8的表达不受ptc-miR393的影响,5′-RACE实验也检测出PtFBL1-PtFBL4受ptc-miR393的剪切,而PtFBL5-PtFBL8不受ptc-miR393的剪切。【结论】PtFBL1、PtFBL2、PtFBL3和PtFBL4是ptc-miR393的靶基因,而PtFBL5、PtFBL6、PtFBL7和PtFBL8不受ptc-miR393的剪切调控,这为进一步揭示ptc-miR393对杨树FBL基因的调控功能奠定理论基础。     

蜡梅CpWOX13基因的表达及功能

【目的】WOX13基因属于WOX(WUSCHEL related homeobox)转录因子家族中古老进化支成员之一,主要参与成花转化与根的发育过程。本文通过对蜡梅 CpWOX13 基因表达模式的分析和过表达拟南芥植株表型的观察,分析 CpWOX13 在蜡梅生长发育中的作用,为了解进化地位极低的物种中 WOX 13 基因的作用机制奠定基础。【方法】基于前期‘罄口’蜡梅露瓣、盛开和衰败3个时期转录组数据,克隆蜡梅 CpWOX13 基因并通过邻接法构建系统进化树。利用实时定量RT-PCR (qRT-PCR)技术分析 CpWOX13 基因在4月、5月、7月和9月花芽(4FB、5FB、7FB、9FB)中的相对表达量;对 35S ∷ CpWOX13 / Columbia-0拟南芥植株和对照植株的莲座叶、不定根和株高等进行形态观察和生长指标测定,并通过qRT-PCR检测过表达拟南芥株系内源开花相关基因的表达差异,分析过表达 CpWOX13 对拟南芥开花时间、不定根发育和株高的影响。【结果】蜡梅CpWOX13与葡萄和拟南芥的WOX13聚在一起,同属于WOX家族古老进化支。qRT-PCR结果表明 CpWOX13 基因在4FB、5FB、7FB和9FB中均有表达,在5FB时期表达量最高,是4FB中表达量的6.5倍,分别是7FB和9FB的3.8倍和3.3倍。 35S ∷ CpWOX13 / Columbia-0 过表达T 2代拟南芥株系,莲座叶数量少于野生型,开花较野生型提前;根长明显长于野生型,且侧根分支明显增多,株高远高于野生型,最大相差可达12 cm。【结论】蜡梅WOX家族同源基因 CpWOX13 在不同花发育阶段均有表达,在5月份雌雄蕊原基分化阶段的花芽中表达量最高,过表达 CpWOX13 会促进拟南芥早花并促进其侧根的发育。     

异源授粉山核桃果皮光合能力差异的转录组分析

【目的】探讨采用薄壳山核桃花粉授粉增强山核桃果皮光合能力的分子机理,为花粉直感的深入研究奠定基础。【方法】以山核桃花粉(记为hp)和薄壳山核桃花粉(记为pp)授粉的山核桃果皮为研究材料,在山核桃果实快速膨大期(授粉后65天,65DAP),对不同花粉授粉后山核桃果皮进行转录组测序,通过对叶绿素合成、光反应、碳同化等通路的基因富集分析,结合叶绿素含量、光合速率及光合关键酶活性的变化,筛选出增强山核桃果皮光合能力的相关基因。【结果】65DAP时,pp授粉的山核桃果皮中叶绿素含量、光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性分别是hp授粉的1.31倍(P=0.047)、1.12倍(P=0.000 43)、1.65倍(P=0.036)和1.23倍(P=0.001 3)。转录组测序共产生32 908条scaffolds,并从1 894个差异基因(P<0.05,foldchange>1.5倍)中筛选出66个与山核桃果皮光合相关的基因,主要富集在叶绿素合成通路及光合固碳途径中,其中叶绿素合成途径中镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)和叶绿素b还原酶编码基因(NYC)表达量明显上调,脱酶叶绿酸编码基因(PAO)表达量则显著下降;光合碳同化途径中有16个基因以及Rubisco活化酶编码基因(RCA)和碳酸酐酶编码基因(CA)表达量均明显上调;与光保护相关的42个基因表达量也明显上调。【结论】在山核桃果实快速膨大期,薄壳山核桃花粉授粉的山核桃果皮中的镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)、叶绿素b还原酶编码基因(NYC)、捕光蛋白编码基因(LHCⅡ)、光修复相关蛋白编码基因(PSAN、PSAB27、STN7)和38个热激蛋白编码基因(HSP)、Rubisco活化酶编码基因(RCA)以及碳酸酐酶编码基因(CA)均显著上调,表明薄壳山核桃授粉的山核桃果皮光合能力的增强与其叶绿素合成、光能捕获和碳固定等光合作用相关通路的基因表达上调有关。     

中国梨品种自交不亲和新基因的分离鉴定

采用分子生物学技术、田间杂交试验和生物信息学方法研究了中国梨自交不亲和基因和品种的S基因型.从中国白梨和沙梨品种中分离鉴定了15个梨自交不亲和新基因;分析了新S基因的序列特征;确定了中国白梨中至少存在17个S等位基因,中国沙梨中至少存在10个S等位基因;鉴别了34个梨品种的S基因型.这些新S基因的发现和品种S基因型的确定为中国梨品种的优化配置、丰产栽培和遗传改良提供了科学依据.     

杨树BAG基因的鉴定及表达模式分析

【目的】杨树是我国人工林的重要组成部分,也是公认的模式木本植物。植物BAG蛋白作为保守的分子伴侣,在生长发育和抗逆性中起到关键作用。研究杨树BAG蛋白家族的进化与表达模式,鉴定BAG基因的生物学功能对于林木遗传改良具有重要的指导意义。【方法】以拟南芥7个BAG蛋白为诱饵,搜索毛果杨、水稻和小立碗藓在线数据库(https://phytozome.jgi.doe.gov)获得这3个物种同源的BAG蛋白。利用生物信息学构建毛果杨、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白的系统进化树,分析这些蛋白的生化特性及进化关系。结合杨树芯片(http://bar.utoronto.ca)数据,利用qRT-PCR检测杨树BAG基因的组织和逆境(旱和热胁迫)表达模式。【结果】毛果杨包含14个BAG基因,按照国际命名法(以染色体位置进行排序),将其命名为PtrBAG1—PtrBAG14。系统进化树表明杨树、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白相对保守,大体可以分为2个亚家族。第1个亚家族中,大部分BAG蛋白N端含有UBL结构域,可能作为分子桥梁参与降解某些蛋白;第2个亚家族的大部分BAG蛋白含有IQ结构域,意味着这些蛋白可能与Ca²⁺信号相关。杨树BAG基因在不同逆境处理(热胁迫和干旱胁迫)条件下有不同的表达模式。热处理诱导所有BAGs基因表达发生变化,其中BAG1、BAG4、BAG6、BAG7和BAG8表达被激活,而另9个BAG基因的表达被抑制;特别是,热诱导BAG4和BAG6表达上调超过90倍。干旱胁迫条件下,大部分BAG表达变化幅度很小。组织表达模式分析表明,大部分杨树BAG基因在根、叶、芽、小苗、雌花序、雄花序和木质部中表达量很低,只有BAG2和BAG12在木质部中大量表达。【结论】杨树BAG家族共有14个成员,大体分为2个亚家族,在进化上与本文选用的陆生植物拟南芥和水稻BAG蛋白有更高的相似性。杨树14个BAG基因可能都参与了热胁迫调控,但不同成员在抗热过程中起不同作用。相比而言,大部分杨树BAG基因可能并不参与抗旱。值得指出的是,杨树BAG4和BAG6可能在热胁迫中作用最明显,而BAG2和BAG12可能参与木材形成。     

珙桐DiZF-CCCH1基因的克隆及表达分析

【目的】珙桐Davidia involucrata有性生殖能力弱是限制其自然更新的主要原因。为研究珙桐种子发育的分子机制,本课题组前期完成了珙桐种子转录组分析,筛选到1个编号为c37849.graph_c0的转录本,其在正常种子中高量表达,而在发育异常的种子中表达量很低,差异表达显著,因此将其作为研究目标。【方法】使用PCR克隆该转录本的全长序列,并利用在线分析工具对其编码氨基酸的序列特征、蛋白结构和系统进化等进行生物信息学分析预测,采用qRT-PCR检测目标基因在珙桐不同组织部位以及种子不同发育阶段中的表达情况。【结果】序列分析确定目标基因为一个编码CCCH型锌指蛋白转录因子的基因,将其命名为DiZF-CCCH1,该基因开放阅读框全长为711 bp,编码236个氨基酸,无内含子,相对分子量26.74 kDa,为不稳定蛋白,其氨基酸序列含有植物特有的RR-TZF结构域,与来源于甜橙Citrus sinensis的CCCH蛋白同源性最高。基因表达模式分析显示,DiZF-CCCH1在种子发育前期的表达量最高,后期表达量降低,在其他组织中仅有微量表达,推测其可能在种子发育过程中发挥重要作用。【结论】对珙桐DiZF-CCCH1基因进行了克隆与初步生物信息学分析,发现其编码的蛋白属于RR-TZF型锌指蛋白,且DiZF-CCCH1可能是珙桐种子发育过程中的重要调控基因,为进一步探索该基因在珙桐生殖发育过程中的功能奠定基础。     

星天牛转录组及三大解毒酶家族相关基因系统发育分析

【目的】研究星天牛转录组信息及体内细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,CYP)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)三大解毒酶系的表达谱情况,通过构建系统进化树,探析其这3种酶系基因家族的类别及其系统演化关系,为星天牛对多寄主种类的适应性与杀虫剂的抗药性机制研究提供依据。【方法】采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq TM 2500 对星天牛进行转录组测序与数据分析,通过数据筛选并进一步与鞘翅目近缘物种的解毒酶同源蛋白进行系统发育分析。【结果】经测序、序列拼接得到55 260条unigenes,将其与公共数据库进行同源比对,注释了32 247条unigenes,在Swiss-Prot数据库注释的unigenes的数量最多(99.11%);注释到Nr数据库时与赤拟谷盗的unigenes同源性最高(60.25%);在GO数据库中,共有8 083个unigenes被成功注释,根据其功能大致可分为3 类47 亚类;在KEGG数据库中,4 600 条unigenes与162个预测路径可以匹配。通过基因注释发现248条解毒酶系基因在星天牛体内表达,包括139条CYP基因、72条CarE基因、37条GST基因。系统发育分析发现,星天牛的大部分CYP基因都至少与一种鞘翅目近缘物种的CYP基因聚类在一起,P450基因中的CYP6家族数量与其他近缘物种(鞘翅目)类似,包含的基因数量最多;CarE解毒酶蛋白基因主要为β-酯酶、神经趋化蛋白、外源性代谢酶、未知等4种类型,分别可能参与星天牛的一些激素以及信息素的加工、神经和发育过程、消化与解毒等生理过程;星天牛的GST基因聚类主要包含Microsomal GST、Sigma GST、Omega GST、Delta GST、Theta GST等亚家族,具有保护生物大分子免受氧化损伤、催化活力等功能。【结论】本研究获得星天牛的转录组信息,初步探明星天牛体内三大解毒酶系的表达谱及分化情况,可为星天牛对多寄主种类的适应性与杀虫剂抗药性的产生及遗传机制研究提供基础数据和参考。