FT／TFL 类基因在山葡萄雌雄花中的表达分析

为了研究FT／TFL类基因山葡萄雌花和雄花中的表达模式,以山葡萄3个雄花品系和3个雌花品系为材料,根据GenBank上已经发表的3个葡萄FT／TFL类基因设计引物,利用实时荧光定量PCR技术研究VvFT、VvTFL1A和VvTFL1B这3个基因在山葡萄雌花和雄花中的表达。3个基因在山葡萄雌花和雄花中都有表达。 VvFT基因在雌花中的表达量显著高于雄花。而VvTFL1A和VvTFL1B这2个基因在雄花中的表达量略高于雌花。 VvFT基因的表达高峰出现在花序刚开始展露期（5月14日）;而VvTFL1A和VvTFL1B表达高峰出现在芽体膨大期（4月30日）。结果表明,这两类基因在山葡萄花发育过程中作用时间不同。 FT类基因可能参与花的前期调控,而TFL类基因在花器官发育中起作用。     

杂草稻的竞争优势及耐逆性研究进展

为了有效防除杂草稻和利用杂草稻的抗逆特性,本研究分析了杂草稻在田间出苗、分蘖、生长环境、光合作用、物质积累、养分吸收利用、产量形成等方面对栽培稻的生长影响和竞争优势;概述了杂草稻在长期适应生态环境过程中形成的耐深播、耐低温、耐干旱、耐盐碱、耐重金属、抗病性等主要耐逆特性。指出了发掘杂草稻的优异特性基因资源应用于水稻遗传改良具有重要意义,研究杂草稻化感作用对合成植物源除草剂有借鉴意义。     

稻瘟病抗性基因Pita~2候选基因多位点编辑载体的构建

Pita2是定位于水稻第12号染色体着丝粒区域的稻瘟病广谱抗性基因,前期研究中通过精细定位得到了5个候选基因,其功能及作用原理还不清楚。本研究利用CRISPR/Cas9系统构建Pita2候选基因的多位点编辑载体。首先在候选基因外显子区域找到2个含有PAM序列的特异性靶位点序列,并构建候选基因入门载体SK-gRNA,然后利用同尾酶将SK-gRNA重组载体上的目的片段gRNA酶切,采用一步法将2个gRNA连接到双元表达载体p C1300-Cas9。质粒PCR鉴定以及测序的结果表明,以上5个多位点编辑载体构建成功。后期通过遗传转化并鉴定候选基因表达量与抗病性之间的关系,为水稻稻瘟病抗性基因Pita2功能研究奠定基础。     

甘蔗Na~+/H~+逆转运蛋白基因的克隆与表达分析

Na~+/H~+逆向转运蛋白基因SOS1(salt overly sensitive 1)是植物耐盐性的必需基因之一,在植物抵御盐胁迫过程中发挥十分重要的作用。本研究以小麦EST序列KJ563230为探针,利用电子克隆技术结合RT-PCR,获得一条甘蔗SOS1基因的cDNA序列,命名为ScSOS1(GenBank登录号为KT003285)。序列分析结果表明,该基因全长1403 bp,包含一个1272 bp的开放阅读框,编码423个氨基酸的蛋白质。ScSOS1蛋白的相对分子质量为47.6 kD,理论等电点(pI)为9.12。氨基酸序列分析表明,ScSOS1蛋白具有一个CAP-ED superfamily结构域。生物信息学预测显示,ScSOS1的编码蛋白为亲水性蛋白,不存在信号肽,二级结构元件多为无规则卷曲,主要参与中间代谢。实时荧光定量PCR分析表明,ScSOS1基因的表达具有组织特异性,在甘蔗叶鞘、蔗皮、蔗髓、侧芽和根中均有表达,其中在叶鞘中的表达量最高,根中的表达量最低。此外在NaCl、PEG、ABA、SA和MeJA的胁迫过程中,该基因表达均受到调控,其中受NaCl和PEG诱导后上调表达,均在24 h表达量达最高,分别约为对照组的1.5倍和4.0倍。推测该基因的表达与甘蔗耐盐性和抗渗透胁迫有关。     

苹果轮纹病抗性候选基因的表达分析

轮纹病菌侵染苹果植株,使树体减弱,严重影响苹果产量和品质。研究苹果轮纹病抗性候选基因的表达分析,以期为揭示苹果轮纹病的抗病机制提供参考。本研究以河北农业大学苹果课题组筛选出的抗病株系‘1-1-46’和感病株系‘1-1-40’为试材,对枝条接种轮纹病菌(B.berengeriana f.sp.piricola)和空白培养基,观察0~40 d内枝皮中的轮纹病抗性候选基因的表达量。结果表明:接种轮纹病菌后感病株系‘1-1-40’可以观察到明显的病变现象,皮孔凸起呈瘤状,抗病株系‘1-1-46’无明显的变化。对枝皮进行抗病候选基因Mdcf3、MdMBP2(苹果甘露糖结合蛋白)和MdACBP2(苹果酰基辅酶A结合蛋白)的表达分析,结果表明,接种轮纹病菌后,Mdcf3基因的相对表达量感病株系‘1-1-40’低于抗病株系‘1-1-46’,MdACBP2基因和MdMBP2基因相对表达量抗病株系‘1-1-46’低于感病株系‘1-1-40’。由此认为,对一些试材测定基因的相对表达量可以作为植株抗、感性鉴定的参考评价指标。     

梅花PmCBF基因的克隆及表达

CBF转录因子在植物冷驯化中起着重要调控作用。以欧洲甜樱桃CBF基因为信息探针,从李属基因组数据库中得到一个候选序列,设计特异引物,通过PCR扩增和RT-PCR验证,发现与预测序列一致。该基因全长711bp,可编码225个氨基酸,序列分析发现其具有CBF基因的特征序列,包含保守的AP2/EREB DNA结合域以及CBF特征短多肽序列PKK/RPAGRxKFxETRHP和DSAWR。同源性分析显示,PmCBF和欧洲甜樱桃、矮扁桃CBF基因一致性较高,均在90%以上,与欧洲甜樱桃的氨基酸同源性达100%。实时荧光定量PCR分析发现:4℃低温胁迫下,PmCBF在转录水平的表达情况和其他植物CBF基因一致;4℃处理后PmCBF基因的表达开始上升,4 h时达最大,初步表明PmCBF在低温胁迫下上调表达。     

羊踯躅psy基因的克隆及表达分析

[目的]为了研究羊踯躅psy基因的功能及其在花瓣着色中的分子机理,[方法]以羊踯躅花瓣的cDNA为模板,采用RT-PCR和RACE方法克隆得到1 638 bp的psy基因全长cDNA序列,命名为RmPSY (GenKank登录号为KX230461)。[结果]序列分析表明,RmPSY开放阅读框为1 296bp,编码432个氨基酸。羊踯躅PSY为亲水性的不稳定蛋白,无信号肽,属于非分泌蛋白;预测的蛋白质分子量48.91 kD,等电点为8.78。RmPSY与GenBank中收录的其它植物PSY蛋白氨基酸的相似性达到81%。构建系统进化树,结果显示羊踯躅PSY与葡萄PSY蛋白的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,该基因在羊踯躅花发育的不同阶段均有表达,在花蕾期表达量较低,在初开期表达量最高,盛开期表达量有所下降。[结论]试验结果为进一步揭示RmPSY基因参与调控羊踯躅花色形成的分子机制奠定基础。     

骨形态发生蛋白2(BMP2)基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育不同时期的表达

为探讨调节内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育相关基因及其作用机理,采用原位杂交和荧光实时定量PCR方法对BMP2基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊中的表达情况进行了检测,分析了其可能的作用方式。原位杂交结果表明,该基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育休止期毛干周围有强烈的表达信号,在兴盛期不表达;荧光实时定量PCR结果显示,该基因在休止期皮肤毛囊的表达量是兴盛期的27.8倍。综合上述试验结果,推测BMP2基因在毛囊发育过程中主要起抑制毛囊生长发育、维持毛囊处于休止期的作用,且可能参与新一轮的毛囊重建,因此,可将BMP2基因作为绒山羊育种过程中提高其产绒量的一个潜在的分子靶点。     

谷子(Setaria italica)DNA甲基化修饰相关酶类基因的进化及表达分析

为系统研究谷子(Setaria italica)参与DNA甲基化修饰相关酶类的编码基因,本研究以测序品种‘豫谷1’为材料,水稻(Oryza sativa L.) DNA甲基化修饰相关酶类基因作为参考,运用序列比对和系统进化树构建的方法,得到13个参与谷子DNA甲基化修饰相关的酶类基因,这些基因与水稻的相应基因相似度为64%~80%。谷子与水稻中DNA甲基化修饰相关酶类基因在系统进化树上主要分成了三个进化枝,并且同功的DNA甲基化修饰相关酶类基因在分枝上彼此相邻。同时,实时荧光定量PCR筛选出13对在谷子中能成功扩增的引物,并对实时荧光定量PCR的程序进行确立和优化。本研究为深入开展谷子的表观遗传学研究提供了科学依据。     

山葡萄霜霉病发生规律及其抗病性的进一步探讨

霜霉病是山葡萄的主要病害。通过对葡萄园气象条件与霜霉病的多年观测,我们对山葡萄霜霉病的发病规律有了进一步的认识,发现在一定的气候条件下病害的潜育期不超过24小时,比前人揭示的病害潜育期明显缩短。同时,发现在某一品种寄主下的病原菌,在品种间的传播能力有显著差别。为此在防御措施上提出了新的见解。     

套袋对山葡萄花色苷及相关品质的影响

为了研究套袋对山葡萄果实可溶性固形物、可滴定酸、还原糖和总花色苷含量的影响,为生产优质山葡萄提供理论指导。以‘双红’山葡萄为试验材料,应用HPLC技术,研究套袋对山葡萄花色苷及相关品质的影响。结果表明,套袋可使果实的滴定酸含量显著增加,可溶性固形物和含糖量降低,总花色苷含量无显著差异,花青素-3-葡萄糖苷含量显著低于对照组。在采收期提前解袋可使还原糖增加,总花色苷含量无显著差异,花青素-3-葡萄糖苷含量增加显著。     

关黄柏药材及产区土壤无机元素含量特征分析

为全面了解关黄柏药材及产区土壤无机元素含量特征,在关黄柏基源植物黄檗的分布区内设置31个样点,采集药材及土壤样本,测定两者中钠(Na)、镁(Mg)、磷(P)、硫(S)、钾(K)、钙(Ca)、锰(Mn)、铁(Fe)、锌(Zn)等9种无机元素的含量并进行分析。关黄柏药材中Ca(10级)和Zn(3~9级)的含量较高,其余元素的含量较低(1~2级);不同产地药材中各无机元素的含量相对稳定;各产区土壤无机元素含量差异不显著,分析表明其与药材中无机元素的含量无相关性。关黄柏药材中各无机元素的相对含量具有较强的规律性,以此建立的指纹图谱可用于药材鉴定;土壤中无机元素的含量对药材中无机元素的含量无显著影响。     

海南钻喙兰B类MADS-box基因的克隆与表达分析

为了更多的了解B类MADS-box基因对兰花花器官发育的调控机理,本研究通过设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术从海南钻喙兰(Rhynchostylis gigantea)中分离得到两个B类MADS-box基因。序列分析表明,两基因分别属于B类MADS-box基因的AP3和PI家族,命名为RgAP3和RgPI。RgAP3基因含有一个675bp的开放阅读框(ORF),编码225个氨基酸,RgPI基因含有一个633bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。表达分析显示,两基因仅在生殖器官中表达,而在营养器官中没有表达,其中RgPI在花器官的各个部分均有表达,而RgAP3仅在花瓣、萼片中有表达,而在花梗和子房中没有表达。     

澳洲坚果主要农艺性状相关分析及产量因素的通径分析

为了选育适宜桂西南地区的优良栽培品种,深入探讨澳洲坚果农艺性状与产量的关系。以50株澳洲坚果资源为材料,对其果实性状进行相关分析和通径分析。结果表明：（1）带皮果鲜重与鲜壳果重、干壳果重呈显著相关,说明三者越重,澳洲坚果果实产量越高;出仁率与果仁厚呈显著正相关,而与鲜壳果重、干壳果重呈显著负相关,说明果实越大,就会有更多光合产物分配到果壳中。（2）通径分析结果表明：单个鲜壳果重对出仁率为正向效应,鲜壳果重对果实产量和出仁率的贡献最大,鲜壳果重每增加1个标准单位,会使出仁率增加 0.5315个标准单位。因此,选育澳洲坚果优良品种,育种时要着重关注单果重、每果出仁率等性状。     

毛果杨半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3的基因克隆和原核表达分析

为研究毛果杨半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3的酶学特征和生理功能,本实验对PtCP3进行了基因克隆和原核表达分析。从毛果杨(Populus trichocarpa Torr.Gray)中克隆得到半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3,将其克隆至pMD-18T载体。进一步构建原核表达载体pET30a-PtCP3,并在大肠杆菌(Escherichia coli)中成功诱导表达重组蛋白,然后通过包涵体洗涤法对目的蛋白进行纯化。测序结果表明,PtCP3基因CDS序列全长1074 bp,含有木瓜蛋白酶的保守催化位点和组织蛋白酶B的保守结构域。序列分析结果显示,半胱氨酸蛋白酶基因PtCP3编码357个氨基酸,预测N-末端含有长度为27个氨基酸残基的信号肽序列,去除信号肽后蛋白酶大小为36.515 kDa,理论等电点为7.44。SDS-PAGE电泳结果显示,可以检测到大小约为42 kDa的目的条带,并可通过包涵体洗涤法在体外得到了高表达量、单一的重组蛋白PtCP3。     

水稻草状矮化病毒侵染下水稻根发育相关基因的表达分析

水稻草状矮化病毒(Rice grassy stunt virus, RGSV)引起的水稻草矮病是热带和亚热带稻区的重要病害,RGSV侵染引起水稻植株根系严重发育不良。为解析RGSV侵染引致水稻根系发育不良的分子机制,以水稻品种‘汕优63’为材料,通过实时荧光定量RT-PCR技术分析水稻经RGSV侵染后根系发育相关基因OsPHR2、QHB、OsRR1、OsEXPB5、Crl-5和OsEXPA17等基因的mRNA表达量变化。结果表明,RGSV侵染引起OsPHR2和Crl-5基因表达下调,下调比率分别为2.18和4.86,而水稻病株QHB、OsRR1、OsEXPB5和OsEXPA17等基因的表达量与健株相比,各基因差异比率分别为1/1.49、1.01、1.39、1/1.37,表明RGSV侵染未引起这些基因的表达量发生变化。RGSV可能通过直接或间接调控根系发育相关基因表达水平而使根系发育异常。

     

海滨雀稗EST资源的SSR信息分析及EST-SSR标记开发

本研究探讨海滨雀稗EST序列中SSR位点的分布特征,开发EST-SSR引物分析其在草坪草种质资源遗传多样性研究中的应用。利用SSRIT软件对81220条海滨雀稗EST序列进行SSR位点搜索,分析EST-SSR的分布和特点,并利用Primer 3.0软件设计50对引物,选择10份草坪草对引物进行有效性和多态性检测。结果表明,从13705条海滨雀稗EST序列中检测到了22721个SSR位点,出现频率为16.87%。三核苷和单核苷酸重复为主要类型,所占比例分别为31.71%和29.28%。在检测到的163种基元中,出现最多的重复基元是A/T,其次是CCG/CGG和AGC/CTG。选择合成了50对EST-SSR引物,以海滨雀稗‘Adalady’基因组DNA为模板进行PCR扩增,其中37对引物能扩增出条带。利用这些引物对10份草坪草品种进行多态性检测,其中12对引物的扩增结果具有多态性。利用开发的EST-SSR标记对10份草坪草进行聚类分析,可将其分为4类。利用海滨雀稗EST序列开发SSR标记是可行的,开发的EST-SSR标记能有效用于草坪草遗传多样性研究。     

彩色棉多药和有毒化合物输出蛋白MATE家族基因的鉴定及表达分析

植物多药和有毒化合物输出家族(multidrug and toxic compound extrusion, MATE)是一类可转运阳离子染料、氨基葡糖、多种抗生素与药物等次生代谢产物的转运蛋白家族。本研究利用生物信息学手段从陆地棉基因组数据库中鉴定了MATE家族基因, 并从基因的系统进化关系、染色体分布、基因结构和表达模式等方面对该基因家族特征进行了比较分析。共鉴定出91个陆地棉MATE基因, 命名为GhMATE1~GhMATE91。陆地棉MATE蛋白与拟南芥MATE蛋白均可分为A、B、C、D、E、F和G 7个亚家族, 其中84个GhMATE蛋白具有12个典型的跨膜结构域。染色体定位显示, GhMATE家族成员定位在不同的25条染色体上, 共形成5个基因簇。qRT-PCR分析发现, GhMATE家族基因在棉花各组织中均有表达, 但表达模式各不相同, 其中GhMATE13和GhMATE23在棕色棉纤维中的表达量明显高于在白色棉中, 表明它们可能与棕色棉纤维的颜色形成相关。本研究为进一步解析棉花MATE家族基因的功能和作用机制积累了有价值的资料。