玉米萌发胚Px基因表达模式的转换与重组分析

本试验结果表明,在玉米萌发胚中,(1)Px基因的表达过程与玉米种胚萌发过程是一致的,其表达顺序和表达频率均受控于遗传调节;(2)Px基因有稳定表达型和可变表达型之分,其中可变表达型Px基因的表达模式能够在一定的遗传背景中以特定的“单基因转换体”和“双基因转换体”的形式发生特定方向的遗传转换;(3)Px基因表达模式发生D→R转换的原因之一是“隐性上位”;(4)两对连锁基因表达过程中结合状态的改变可以引起它们之间的遗传距离随之改变。     

山葡萄VaERF095基因表达及其启动子功能分析

【目的】克隆山葡萄乙烯响应因子基因VaERF095及其启动子序列,分析在低温和外源激素诱导下该基因的表达模式和启动子活性,为深入探究VaERF095基因参与低温胁迫响应机理提供理论依据。【方法】采用同源克隆方法从山葡萄品种左山-1中获得VaERF095基因及其启动子,并通过实时荧光定量PCR检测VaERF095基因在低温（4℃）胁迫和外源激素诱导下及不同组织中的表达情况。同时构建VaERF095基因启动子融合GUS蛋白表达载体,瞬时转化葡萄叶片,通过β-葡萄糖苷酸酶（GUS）活性定量分析VaERF095基因启动子受低温胁迫和外源激素诱导的表达情况。【结果】从山葡萄克隆获得VaERF095基因,编码区（CDS）全长393 bp,编码130个氨基酸残基,该蛋白含有1个保守的AP2/ERF结构域,与欧洲葡萄和河岸葡萄的亲缘关系较近,氨基酸序列相似性分别为100.00%和93.08%。Va ERF095基因可响应低温和外源激素乙烯（ET）、水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和脱落酸（ABA）的诱导,呈现出不同的表达模式。VaERF095基因在老叶、茎、花序、卷须和果实均有表达,其中在卷须中...     

水稻丙二烯氧化物合成酶基因OsAOS1的表达研究

茉莉酸(Jasmonate,JA)为植物病虫害抗性反应中重要的信号分子,茉莉酸类物质生物合成途径中的关键酶为丙二烯氧化物合成酶(Allene oxide synthase,AOS)。已知水稻AOS基因家族包括4个成员,Os-AOS1～OsAOS4。已有研究表明,水稻OsAOS2基因的过量表达提高了内源PR1基因的表达、增强了水稻对稻瘟病的抗性。本研究分析了OsAOS1基因表达的组织和器官特异性以及外源JA处理对OsAOS1基因表达的影响,同时利用转基因技术研究了OsAOS1基因在调控内源PR1基因表达中的作用。研究结果表明:OsAOS1基因表达的组织和器官特异性不同于OsAOS2基因;外源JA处理诱导OsAOS1基因的瞬时表达,然而OsAOS2基因的诱导表达延迟;OsAOS1过量表达抑制烟草中内源PR1基因的表达。据此推测OsAOS1基因可能不参与依赖于PR1的抗病反应。     

条锈菌诱导的小麦TaHin1的克隆与表达特征分析

【目的】克隆受条锈菌诱导的小麦Hin1,研究其在小麦抗条锈病防御反应以及抗非生物胁迫过程中的作用。【方法】通过电子克隆、RT-PCR方法,从条锈菌侵染的小麦水源11中分离出一个编码HIN1的cDNA序列;通过生物信息学工具对DNA序列及其编码的蛋白序列进行分析;利用实时荧光定量PCR分析该基因在小麦不同器官、与条锈菌互作、外源激素处理以及非生物胁迫下的表达情况。【结果】分离得到小麦Hin1,命名为TaHin1,开放阅读框为642bp,编码213个氨基酸,分子量为23.24kD,等电点8.67,具有信号肽和HIN1结构域,可能为分泌蛋白;与高粱和水稻HIN1同源性达80%;表达分析结果表明,TaHin1在小麦根、茎、叶组织中表达差异不显著,在小麦与条锈菌互作时,仅在非亲和组合中被诱导表达;外源植物激素水杨酸、茉莉酸诱导TaHin1上调表达,脱落酸诱导其下调表达,而乙烯不诱导其表达;高盐、干旱、机械损伤以及低温等非生物胁迫下,TaHin1均上调表达。【结论】首次克隆到一个受条锈菌诱导的小麦TaHin1,可能通过水杨酸、茉莉酸信号途径参与了小麦对条锈菌的防御反应,而脱落酸在防御反应中起负调控作用,该基因在小麦对非生物胁迫的抗逆应答过程中也发挥着一定作用。     

rolB-pttGA20ox双价基因在毛白杨中的表达及转化植株的形态特征

本研究对已整合外源rolB-pttGA20ox双价基因的毛白杨株系进行半定量RT-PCR检测,并对移栽后的转基因植株进行形态观测。结果表明:rolB和pttGA20ox基因的表达模式不同,rolB基因在不同器官中的表达强度为根>茎>叶,pttGA20ox基因的表达无组织特异性;rolB基因受外源生长素短时间诱导时表达丰度发生变化,pttGA20ox基因表达丰度不受外源生长素短时间诱导。对移栽温室后的转化植株的生长量分析结果表明,4个转化株系及对照的高生长增加量表现为RG-4>RG-1>RG-3>RG-2>CK。4个转化株系的株高和茎间长明显高于对照。转化株系与对照之间以及转化植株之间的形态特征出现了差异。     

水稻叶绿体表达体系的建立及抗PPT叶绿体转化植株的获得

 【目的】建立外源基因在水稻叶绿体中的表达体系。【方法】通过分析已公布的水稻叶绿体基因组全序列及其基因分布特点，选择ndhF与trnL的基因间序列作为除草剂PPT抗性基因bar定点整合的位点。以水稻叶绿体基因组DNA为模板，采用PCR方法克隆了两个适于水稻叶绿体基因组遗传转化的同源片段，构建了含水稻叶绿体16S高效表达启动子、外源基因bar、psbA基因的3′序列（终止子）以及两个同源片段的水稻叶绿体特异表达载体pRB。【结果】采用基因枪法转化水稻品种中花10号幼穗诱导的愈伤组织，并再生植株，获得转化体后代种子。对转化植株进行的分子检测结果表明，外源基因bar 可能被整合到水稻叶绿体基因组中。后代种子的遗传学分析显示，外源基因bar可正常表达并遗传。【结论】利用所建立的水稻叶绿体外源基因表达体系，外源基因bar既可在水稻叶绿体基因组中正常表达，还可作为转化体筛选时的除草剂抗性选择标记。     

低温胁迫下外源激素对番茄SlMYB102转录因子表达量的影响

探讨在低温胁迫下,6种外源激素对番茄转录因子SlMYB102基因表达量的影响。对长至四叶一心的番茄幼苗进行外源激素喷施和低温处理,激素处理采用水杨酸(SA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)进行叶面喷施,以喷施去离子水作为对照。分别在4℃低温处理后的0、1、3、6、9、12、24 h取样,利用实时荧光定量PCR法检测番茄转录因子SlMYB102基因的表达情况。结果表明,在ABA、GA3、IAA、SA、6-BA、MeJA的诱导下,SlMYB102基因对6种激素均有响应,并呈上调表达模式。SlMYB102转录因子作为MYB家族中R2R3-MYB亚家族的一员,可能参与这些激素对于逆境胁迫的调控网络。     

闽楠PLR基因家族鉴定及响应激素的表达分析

  目的  解析闽楠Phoebe bournei木脂素合成途径关键酶基因Pinoresinol-lariciresinol reductase (PLR)特征及不同激素处理下的表达模式，探索闽楠PLR基因家族的生物学功能。  方法  利用生物信息学方法鉴定闽楠基因组中的PLR基因家族成员，分析基因结构、保守基序、染色体定位、系统进化、启动子顺式作用元件和激素响应。  结果  从闽楠全基因组内共鉴定出8个闽楠PLR (PbPLR)成员，不均匀地分布于第1、2、5和10号染色体。系统进化分析表明:PbPLR功能可能与底物立体选择性有关。启动子元件分析发现:PbPLRs启动子区域存在脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯等激素响应元件；基因表达分析表明:PbPLRs基因的表达具有组织特异性和激素响应特征，其中PbPLRs基因在根中表达量最高，其次茎，叶中表达量较低；3种激素处理时，PbPLR2表达诱导最强。  结论  从闽楠基因组中鉴定出的8个PbPLRs基因，其基因特征和不同成员可能具有不同催化酶立体选择性，成员表达模式多样化，可能受多种激素诱导，具有组织特异性。图6表2参25     

甘露碱合成酶基因启动子研究进展

综述了甘露碱合成酶基因(mas)启动子的表达活性以及各功能元件对提高甘露碱合成酶基因转录活性的作用,并对mas启动子组织特异性、伤诱导和激素诱导等表达模式情况做一介绍。     

柑橘响应溃疡病菌转录因子CsBZIP40的克隆及功能分析

【目的】分析柑橘BZIP转录因子家族并克隆柑橘溃疡病菌相关的转录因子Cs BZIP40,对其进行亚细胞定位并研究外源激素及机械损伤对该基因的诱导表达,确定其诱导表达模式,分析其与溃疡病菌侵染的关系。【方法】基于全基因组公共数据库,对柑橘BZIP转录因子进行综合专业注释以获得柑橘中BZIP家族的所有成员信息,并根据染色体定位对其进行命名;利用MEME分析其结构域;利用MEGA 6.0分析柑橘BZIP与拟南芥BZIP的系统发育关系,并根据系统发育关系对该基因家族进行分类,确定本研究关注的Cs BZIP40所属的类型;结合染色体定位和系统发育树确定该家族的基因复制情况;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)方法验证感染溃疡病菌前后由柑橘转录组筛选出的Cs BZIP40表达模式;分析Cs BZIP40、启动子元件(plant CARE)和核定位信号(c NLSmapper),构建GFP融合载体,用洋葱表皮进行亚细胞定位分析,来对预测的核定位信息进行验证;利用q RT-PCR技术分析水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)、乙烯利(ET)以及机械损伤(wounding)对该基因的诱导表达模式,揭示该转录因子与激素代谢途径的关系。【结果】从柑橘(甜橙)全基因组数据库中共注释到47个BZIP,这些BZIP基因位于9号染色体之外的所有染色体上,其中3号染色体基因密度最大为4.5×10-7个/Mb,2号染色体上的BZIP基因密度最小,仅占所有BZIP基因的2%;柑橘BZIP基因家族含有较少的基因复制事件,所以相对其他已测序物种其BZIP家族较小;Cs BZIP40基因全长5 756 bp,开放阅读框1 530 bp,编码509个氨基酸;经BZIP家族染色体定位、结构域和系统发育分析结果显示Cs BZIP40基因序列特异性较好,且Cs BZIP40与拟南芥中AT1g08320属于同源基因,属于柑橘10个亚家族中参与病菌防御的D亚类;上游启动子元件含多个与植物逆境或激素应答相关的顺式作用元件,例如Box-W1、HSE、ERE等;此基因含有核定位信号,亚细胞定位表明此蛋白定位于细胞核,具备转录因子发挥作用的前提;外源水杨酸并不会使四季橘和纽荷尔脐橙中Cs BZIP40的表达水平显著上调,纽荷尔脐橙在茉莉酸甲酯诱导后有明显的差异表达,但乙烯利可以使Cs BZIP40在四季橘和纽荷尔脐橙中均有较明显的差异表达;柑橘溃疡病菌侵染可诱导抗病品种四季橘中此基因上调表达,而在感病品种纽荷尔脐橙中,该基因对柑橘溃疡病菌侵染没有响应。【结论】Cs BZIP40是响应溃疡病菌侵染的一个转录因子,该基因可作为柑橘抗溃疡病菌分子育种的一个候选基因来进行进一步功能性验证,具有潜在的分子育种价值。     

动物生长发育中主基因的QTL定位法

将系统学研究动物生长发育的方法和控制数量性状主基因在遗传标记图谱上的定位相结合,提出了动物生长发育过程中任一时刻的数量性状基因座位的定位方法（ＱＴＬ）。并对控制数量性状的主基因表达的时序,传统的基因遗传参数的估计,以及系统分析在分子遗传中的应用前景进行了讨论。     

Population genetic variation and historical dynamics of the natural enemy insect Propylea japonica (Coleoptera: Coccinellidae) in China

Propylea japonica (Coleoptera: Coccinellidae) is a natural enemy insect with a wide range of predation in Chinese mainland and is commonly used in pest management. However, its genetic pattern (i.e., genetic variation, genetic structure, and historical population dynamics) is still unclear, impeding the development of biological control of insect pests. Population genetic research has the potential to optimize strategies at different stages of the biological control processes. This study used 23 nuclear microsatellite sites and mitochondrial COI genes to investigate the population genetics of Propylea japonica based on 462 specimens collected from 30 sampling sites in China. The microsatellite dataset showed a moderate level of genetic diversity, but the mitochondrial genes showed a high level of genetic diversity. Populations from the Yellow River basin were more genetically diverse than those in the Yangtze River basin. Propylea japonica has not yet formed a significant genealogical structure in China, but there was a population structure signal to some extent, which may be caused by frequent gene flow between populations. The species has experienced population expansion after a bottleneck, potentially thanks to the tri-trophic plant–insect–natural enemy relationship. Knowledge of population genetics is of importance in using predators to control pests. Our study complements existing knowledge of an important natural predator in agroecosystems through estimating its genetic diversity and population differentiation and speculating about historical dynamics.     

水稻种子休眠性基因座的定位和分析

 水稻种子休眠性是关系到稻米品质和稻种质量的重要农艺性状,与穗发芽抗性直接相关。DNA标记和水稻连锁图谱的发展,为定位种子休眠性的基因位点、研究单个基因的"剂量效应"和剖析各基因位点对环境的敏感性等方面提供了可能性。迄今,利用分子标记,对不同的遗传群体,已初步定位了多个与水稻种子休眠性有关的QTL。本文简要介绍了水稻种子休眠性传统遗传学研究概况,重点对已报道的种子休眠性数量性状基因位点（QTL）进行比较分析,探查稳定表达的种子休眠性QTL,讨论了水稻种子休眠性研究存在的问题和进一步研究的途径。     

Recent explosive human population growth has resulted in an excess of rare genetic variants

Human populations have experienced recent explosive growth, expanding by at least three orders of magnitude over the past 400 generations. This departure from equilibrium skews patterns of genetic variation and distorts basic principles of population genetics. We characterized the empirical signatures of explosive growth on the site frequency spectrum and found that the discrepancy in rare variant abundance across demographic modeling studies is mostly due to differences in sample size. Rapid recent growth increases the load of rare variants and is likely to play a role in the individual genetic burden of complex disease risk. Hence, the extreme recent human population growth needs to be taken into consideration in studying the genetics of complex diseases and traits.     

植物体细胞胚胎发生及其分子调控机制研究进展

植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,具备发育成完整植株的遗传能力,这被称为植物细胞的全能性。体细胞胚胎(体胚)发生是指在没有受精的情况下,由体细胞或营养细胞发育成胚胎,是诱导植物细胞全能性的一种形式。体胚发生在种质资源保存、种苗生产、分子育种和植物基础研究等方面都有着广泛的应用,已成为重要的植物生物技术工具和研究平台。多年来的分子遗传学研究表明:体胚发生受到由众多转录因子、激素信号途径及表观遗传修饰等构成的复杂网络的调控。本研究概述了植物体胚发生的途径,并重点综述了体胚发生关键基因的功能与调控机制、体胚发生的表观遗传修饰以及体胚发生关键基因在基因工程中的应用。随着研究的深入和新技术的出现,体胚发生过程中涉及的代谢组分动态变化、转录调控、激素信号转导与表观遗传调控等复杂生物学过程有望得到更深入地阐释,将更进一步地解析植物体胚发生的分子调控机制。此外,利用体胚发生关键基因的功能与调控机制,开发更高效的体胚诱导和遗传转化方法,有望为更多植物的基因功能研究和遗传改良提供新的思路和技术。参81     

小麦过氧化物酶同工酶的表达特性与遗传

应用凝胶电泳技术研究了普通小麦生育早期过氧化物酶同工酶(IPO)的表达特性与遗传规律。结果表明:IPO分子有稳定表达型与可变表达型之分,前者无时空特异性,后者有时空特异性;在个体生长发育过程中,不同的IPO分子具有不同的表达频率;稳定表达型IPO的表达均呈共显性遗传;而各可变表达型IPO的表达,则在一定的遗传背景和一定的时空位点上均呈不同遗传模式的转换。     

Mapping and Analysis of Quantitative Trait Loci Controlling Seed Dormancy in Rice

Seed dormancy is one of the most important traits related to the rice grain quality and seeds application, because it is associated with pre-harvest sprouting, resulting in a downgrading of quality and severe limitations in end-use application.The recent development of DNA markers and linkage maps of rice has made possible mapping of individual genes associated with complex seed dormancy traits, analyzing the genetics effects of individual genes and genotype-byenvironment interactions. Up to now, numerous quantitative trait loci (QTLs) associated with seed dormancy in rice have been identified and mapped in the molecular genetic map by different populations. In this review, we focus on the genetic base of seed dormancy in rice, especially compare QTLs controlling seed dormancy reported up to now, analyze the expression and stability of QTLs controlling seed dormancy, and discuss the present problems. Finally we show a new pathway to further research on seed dormancy.     

新疆野生梯牧草种质资源分布与保护利用

【目的】 研究野生梯牧草在新疆的地理分布与种的分布区形成和结构、群落特征以及开发利用与保护,为新品种选育、种质创新、种质保护提供基础材料和科学依据。【方法】 以新疆野生梯牧草(Phleum. pratense L.)为研究对象,调查种质资源的分布、群落学特征。【结果】 (1)新疆是我国野生梯牧草分布的重要区域,集中分布于天山山地的中段和西段海拔1 900～2 200 m山地草甸植被中;(2)梯牧草在天然草地中数量极少,在群落中常以伴生种和偶见种出现,少有以优势种出现的种群分布;(3)在天然草地中,梯牧草种群个体空间分布多数地段呈聚集分布,随机分布形式较少。【结论】 新疆野生梯牧草具优异的种质资源特性,有重要的开发利用价值。     

细胞异常程序性死亡与植物雄性不育

针对绒毡层、减数分裂与雄性不育发生过程的关系作了简要的综述,并从细胞学与分子生物学水平阐述了细胞程序性死亡与雄性不育之间的关系,探讨了利用基因工程创造雄性不育的策略,并对今后的应用前景进行了展望。