茉莉花香气相关基因JsTPS启动子的克隆与活性分析

以茉莉(Jasminum sambac)的花苞为材料,采用染色体步移技术,分离出JsTPS基因的5'端调控序列,对该启动子序列进行顺式作用元件预测.根据茉莉花TPS基因启动子的顺式作用元件分布,扩增出5个不同片段长度的启动子,分别命名为JsTPS-1(494 bp)、JsTPS-2(689 bp)、JsTPS-3(10...     

大豆种子特异性启动子研究进展

种子中的营养成分是植物基因工程改良的重要目标,种子特异性启动子能够调控外源基因在种子中专一性表达,利用高效特异性强的种子特异性启动子可以按照人们的意愿改进及提高种子中营养物质含量。因此,明确大豆中种子特异启动子的调控机制及获得更多大豆种子特异性启动子对大豆改良研究及应用具有巨大的推动作用,该文综述了种子特异性启动子顺式作用元件、相关转录因子的特点及大豆中种子特异性启动子在植物基因工程中研究应用的最新进展。     

茶树CsMYB基因启动子的克隆与功能分析

以茶树新品系“1005”嫩芽为材料,克隆得到CsMYB基因gDNA全长序列1β828βbp,通过染色体步移技术,分离得到CsMYB基因启动子片段1β038βbp,命名为proMYB。生物信息学分析表明,CsMYB gDNA由2个内含子和3个外显子组成,该启动子含有与提高基因转录水平相关的5′UTR Py-rich stretch顺式作用元件、启动子核心元件TATA-box和CAAT-box,还存在有激素响应元件、光响应元件、逆境应答元件以及大量功能未知或功能特异的顺式作用元件,说明proMYB具有诱导型启动子特性,CsMYB基因在茶树植物体中可能参与多种非生物胁迫应答和激素信号传导;通过烟草的瞬时表达结果表明,该启动子能驱动下游基因表达,具有启动子活性。     

水稻二化螟诱导表达基因OsSABATH启动子的克隆与缺失体构建

Northern杂交结果表明,OsSABATH基因受二化螟(Chilo suppressalis)为害诱导表达,但却不受机械损伤诱导。利用该基因序列和水稻基因组数据库相应序列设计引物,扩增到该基因编码区5′上游2050 bp的启动子序列。用PLACE软件分析顺式作用元件,发现该基因起始密码子上游1.4 kb的区域内存在几个可能与该基因表达调控相关的顺式作用元件,如W盒、DOF 结合序列、GT 1、 BIHD1 结合序列等。将该基因启动子区域及其5′部分缺失构件与GUS报告基因相连,并克隆进pCAMBIA1391载体中,用于分析启动子活性及虫伤诱导特异性相关的顺式作用元件。     

野生木薯中蔗糖合酶基因I的启动子克隆与调控区域鉴定

克隆了野生木薯蔗糖合酶I基因的5′侧翼序列,发现其5′UTR区存在一个前导内含子,为了探究该基因启动子的调控区域以及前导内含子的可能功能,构建了6个侧翼序列梯度缺失载体并转化烟草。结果表明:野生木薯蔗糖合酶I基因的前导内含子可单独起始基因的转录,部分启动子序列的缺失会对基因的转录活性产生较大影响;不同缺失载体烟草转化株响应ABA的程度和方向存在差异,可能与ABA响应相关顺式作用元件的分布以及启动子序列与前导内含子的互作相关。该结果将会对木薯蔗糖合酶I基因的遗传改良提供理论指导。     

大豆GmDof4和GmDof11基因的非生物胁迫诱导表达及启动子分析

Dof家族是典型的植物特异性锌指转录因子家族,在植物中可以对非生物胁迫产生应答.为初步研究大豆Dof家族主要转录因子编码基因GmDof4和GmDof11在大豆抗非生物胁迫过程中的作用及调控原理,本研究通过实时荧光定量PCR检测大豆幼苗中GmDof4和GmDof11基因在非生物胁迫下的表达情况,并使用PlantCARE在...     

大麦醇溶蛋白启动子HorD的克隆及其种子特异性表达分析

种子特异性启动子的克隆和功能分析不仅有助于阐明作物种子发育和胚乳特异性基因的表达调控机制,也是进行作物品质改良和种子生物反应器在内的植物基因工程改造的基础。本研究从大麦品种Golden pormise中克隆到大麦胚乳特异性启动子HorD,生物信息学分析表明,其具备启动子的基本元件,如A-box、TATA-box、CAAT-box等,此外还含有胚乳特异性表达所需要的元件Prolamin-box。为验证HorD启动子的表达特性,以pU1300载体为骨架,将HorD启动子和新型冠状病毒（SARA-CoV-2）刺突蛋白基因LPS通过双酶切连接的方式构建表达载体phorD-LPS,并利用农杆菌介导的遗传转化试验验证其种子表达特性。结果表明,HorD启动子能驱动LPS基因在转基因大麦各组织中表达,但在根、茎、叶及颖壳中表达量较低,在种子中表达量较高。这说明HorD启动子可以驱动外源目的基因在大麦种子中特异高效表达。     

大豆GmWRI1a基因启动子克隆及其功能分析

为了探究大豆种子油脂合成与储存基因GmWRI1a的调节,分析其启动子功能,从大豆品种东农50基因组中扩增获得GmWRI1a基因转录起始位点上游1669bp的启动子序列,转化拟南芥。GUS染色确定了启动子的有效性,继而根据顺式作用元件的分布,分别扩增得到4个启动子5'端缺失片段1138bp,1087bp,690bp和437bp。4个启动子缺失片段分别转化拟南芥后,通过GUS组织染色结果发现,这些启动子片段能够驱动下游GUS基因表达。GUS酶活表明,启动子存在乙烯、茉莉酸、赤霉素3种激素响应元件,其中乙烯、茉莉酸和赤霉素的响应元件分别分布在-1138^-1087bp、-1087^-690bp和-690^-437bp。     

荔枝FKBP16-2基因启动子的克隆与瞬时表达分析

前期研究中发现了一个果肉低表达而叶片中高表达的荔枝基因FKBP16-2。本文克隆了该基因1 578 bp的启动子片段并对其功能进行了初步分析,结果表明:荔枝FKBP16-2基因启动子序列中含有大量的TATA-box和CAAT-box保守元件,以及TCA-element,ARE,HSE,GCN4_motif,O2-site等各种转录调控相关的顺式作用元件。该启动子能驱动GUS基因在荔枝的花、叶、根、果皮以及种子中表达而在果肉中不表达,表达具有组织特异性。     

麦类等主要作物的miRNA研究进展

microRNA(miRNA)是一类小分子的非编码RNA,可通过对其靶基因mRNA的降解或翻译抑制调控基因表达。目前除对拟南芥、水稻和杨树等模式植物已进行研究之外,对麦类作物的miRNA也进行了初步研究。利用生物信息学预测和小分子RNA测序的方法,目前已克隆了一系列小麦和大麦miRNA,包括物种保守的miRNA及麦类特有的miRNA。靶基因预测及miRNA表达谱分析显示这些麦类miRNA的表达具有时空特异性,可能参与生长发育及胁迫应答的调控。这些数据为进一步研究植物miRNA的进化及麦类miR-NA参与的特异调控功能提供了线索及依据。     

小麦TILLING突变体检测中基因组DNA提取方法的优化

为了优化小麦高通量TILLING突变体扫描所需基因组DNA提取的方法,对利用SDS法、改良SDS法、CTAB法、改良CTAB法、AxyPrep DNA提取试剂盒、Qiagen DNeasy Plant Mini Kit试剂盒以及再生Qiagen硅胶柱方法提取的小麦基因组DNA进行了系统比较。结果表明,尽管7种方法所提取DNA的纯度及琼脂糖凝胶电泳检测结果均良好,但再生Qiagen硅胶柱方法、CTAB法和改良SDS法的DNA浓度显著高于其他方法。根据小麦细胞分裂素氧化酶基因1(TaCKX1)的DNA序列设计引物,以新鲜DNA样品用于PCR扩增大于1 000bp的片段时,后4种方法扩增效果优于前3种方法;DNA在-20℃下保存100d后重新进行PCR扩增时,则只有Qiagen试剂盒和再生Qiagen硅胶柱2种方法提取的DNA能扩增出大于1 000bp的片段。采用本实验室与新西兰坎特伯雷大学合作建立的再生硅胶柱与自配提取液提取小麦基因组DNA,既保证了DNA的高质量,又降低了使用试剂盒的成本,为小麦TILLING库的构建及其他相关试验提供了一种经济有效的DNA提取方法。     

植物诱导型启动子的研究进展

为实现目的基因的高效表达,诱导型启动子的开发和应用成为植物基因工程中的研究热点。在特定生物及非生物环境胁迫下,诱导型启动子能够驱动外源基因实现高效表达,其诱导型是由其上存在的正负调控元件相互作用而决定的。综述了诱导型启动子的种类、启动子序列内部调控元件的类型以及适用于诱导型启动子的研究方法,并对其在植物基因工程中的应用前景进行了展望。     

小麦TaWRKY2基因组分析及在进化和育种材料中的检测

小麦WRKY转录因子在抗旱抗逆等方面有重要作用。为小麦抗旱抗逆分子模块组装育种提供参考,本研究在已有小麦TaWRKY2基因cDNA序列（GenBank登录号：EU665425）的基础上,从小麦品种晋麦79号中克隆获得TaWRKY2基因全长序列,并对TaWRKY2的基因结构、基因组信息进行研究,同时检测其在部分小麦亲缘种、黄淮麦区水旱地代表品种、本课题组选育的高代品系及部分水旱地杂交组合F₁代中的分布。结果表明,克隆所得到的TaWRKY2基因全长DNA序列包含4个外显子和3个内含子,其中,3个内含子长度变化范围为111~172 bp;外显子和内含子的交接处序列符合GT-AG原则;与乌拉尔图小麦（Triticum urartu,AA）和粗山羊草（Aegilops tauschii,DD）中的片段序列同源性分别为93%和99%,与中国春小麦（AABBDD）1AS、1BS和1DS染色体的片段序列同源性分别为93%、88%和99%。除野生一粒小麦外,在小麦进化祖先种、黄淮海水旱地推广的代表品种、课题组选育的高代品系及F₁代共78份材料中,都能够检测出该基因的普遍存在,说明该基因可应用于小麦抗旱抗逆分子设计育种中。     

小麦及其近缘种基因组测序研究进展与发展趋势

近年来,随着测序和基因组序列组装技术的深入发展,小麦基因组测序研究不断取得了新的进展和突破,为小麦育种研究带来了新的发展机遇。本文简要介绍了小麦基因组测序的背景及其重要性,概要综述了小麦基因组测序研究的最新进展,展望了小麦基因组测序研究的发展动态和趋势,并讨论了基因组学发展对未来小麦育种的影响。     

CaDREB3启动子分离及其缺失体转基因烟草的获得

CaDREB3是辣椒DREB家族中1个成员,为明确CaDREB3受逆境胁迫诱导表达的分子机制,从辣椒基因组DNA中分离获得了CaDREB3上游的启动子,利用生物信息学软件进行顺式作用元件的分析,结果表明该启动子的TATA框为起始密码子ATG上游-89 bp至-86 bp的TATA,同时含有多种与逆境胁迫相关的顺式作用元件,如ABRE、HSE、MYB和TCA等,并使用Gateway技术构建了启动子6个缺失体的GUS融合载体,获得了6个缺失体的烟草转基因植株,这些结果为将来分析该启动子应答逆境胁迫的调控区域奠定了一定的基础。     

黄淮麦区部分小麦种质资源高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了深入了解黄淮麦区小麦(Triticum aestivum L.)种质资源高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况,为品质育种提供信息,利用SDS-PAGE电泳技术对185份普通小麦材料和5份黑粒小麦共计190份种质材料的HMW-GS组成进行了分析.结果表明这些材料在Glu-A1位点具有2种亚基类型(null,1),Glu-B1位点具有5种亚基类型(7 8,7 9,14 15,6 8,17 18),Glu-D1位点上具有3种亚基类型(2 12,5 10,5 12).对面包加工品质具有正效应的优质亚基14 15出现频率为7.36%,5 10出现频率为34.74%,5 12出现频率为2.63%.对面包烘烤而言,优质亚基组合1/14 15/5 10、1/7 8/5 12和1/7 8/5 10出现频率较低,分别为 0.53%、0.53%和11.58%;适合制作优质手工馒头的亚基组合1/7 8/2 12和null/7 8/2 12出现频率分别为6.32%和19.47%;适合制作优质面条的理想亚基组合1/14 15/2 12出现频率为4.21%,较好的亚基组合共计占23.16%.黄淮麦区的小麦种质资源主要适合面条和馒头专用品种的选育.     

小麦赤霉病抗源H35的遗传模式分析

为加强对小麦赤霉病抗源H35抗赤霉性(简称“抗赤性”)遗传机制的了解,应用植物数量性状主基因 多基因混合遗传模型对抗赤霉病品种H35与感赤霉病品种安农8455杂交组合P1、F1、P2、B1、B2和F2的6家系世代群体抗赤性进行了多世代联合分析。结果表明,H35/安农8455组合抗赤性受两对主基因 多基因的加性-显性-上位性多基因控制(E-1-0模型),该组合的B1、B2和F2群体抗赤性主基因遗传率为79.14%~93.93%,多基因遗传率为0.32%~16.09%,表明该组合抗赤性是由2对主基因 多基因相互配合控制遗传的。     

小麦淀粉合酶基因家族成员的表达差异分析

籽粒淀粉的含量和结构影响小麦的产量和品质,而淀粉合酶在淀粉合成中起着关键作用。植物淀粉合酶基因经多次复制和功能分化,形成了具有不同功能特性的多成员大家族。为揭示淀粉合酶基因家族成员间的序列特性和表达差异,本研究参考已知的水稻淀粉合酶蛋白序列,对小麦全基因组中的淀粉合酶基因进行鉴定,并对其进行差异表达分析。结果共鉴定到27个小麦淀粉合酶基因,这些基因分布在1A/1B/1D、2A/2B/2D、6A/6B/6D、7A/7B/7D染色体上,可分为Group A和Group B两大类,Group A包含TaGBSS、 TaSSⅠ、 TaSSⅡ三个亚家族,所编码的蛋白均具有motif1～motif10,且motif排列顺序一致;Group B包含 TaSSⅢ、 TaSSⅣ两个亚家族,所编码的蛋白都缺少motif9和motif10,另外TaSSⅢ亚家族还缺少motif8。与玉米、水稻、高粱、拟南芥不同,小麦淀粉合酶基因没有 TaSSⅤ亚家族。同一亚家族内不同基因具有明显的表达差异,其中, TaGBSSⅠ、 TaSSⅡa和 TaSSⅢa在胚乳中特异表达;小麦相同部分同源群内的淀粉合酶基因间在不同组织和...     

小麦成熟期QTL定位与分析

小麦成熟期对粮食周年丰产具有重要的决定作用。为了给小麦分子标记辅助育种提供可用的分子标记,本研究以人工合成六倍体小麦(Turtur)和T.spelta L.衍生系(Bubo)为亲本创制的包含186个家系的RIL群体(F6)为材料,构建了包含5 301个标记(4 120个DArT标记、621个SNP标记和560个传统DArT标记),总长为2 464cM的遗传连锁图谱,利用Windows QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法对在3年4点环境下的成熟期性状进行QTL检测,在LOD2.5水平下,共定位到15个QTL,分布于小麦的1A、2B、2D、3A、4A、4B、5B、7A和7B染色体上,可解释4.42～12.67的表型变异。其中在1A染色体上控制小麦成熟期的QTL贡献率最大;4B染色体的1215714-1068877F0-44CG区间内3年3点均检测到的QTL与1215714标记遗传距离为0.01cM,近乎共分离,为下一步分子标记辅助选择的精准性提供了坚实的基础。