甘蓝型油菜湿害相关基因BnLDH-1的克隆和表达分析

采用RACE技术从中双9号中克隆了甘蓝型油菜BnLDH-1基因全长cDNA序列和基因组序列。BnLDH-1基因的DNA序列为1 432 bp,包含1个内含子;cDNA序列全长1 319 bp,含有1个1 053 bp的ORF,其编码蛋白含350个氨基酸。经预测发现,BnLDH-1蛋白存在LDH-1保守结构域。qRT-PCR结果表明,湿害诱导BnLDH-1表达,但在不同耐湿性甘蓝型油菜品种中,BnLDH-1的诱导表达水平不同。相关分析表明,湿害胁迫后48 h的BnLDH-1表达量与12份测试的甘蓝型油菜材料的耐湿指数呈显著负相关,其相关系数为0.73。     

甘蓝型油菜生物节律钟输出基因BnGI的克隆和表达分析

利用同源克隆的方法,以拟南芥GIGANTEA基因为种子序列,在甘蓝型油菜中克隆得到GI基因,命名为BnGI。序列分析结果表明:该基因编码区全长为3 516bp,编码1 171个氨基酸,与白菜GI基因序列同源性达99%,与拟南芥GI基因同源性达87%。成熟蛋白的等电点为6.59,分子量为127.15kDa,亚细胞定位预测在细胞核定位。荧光半定量检测结果表明:BnGI基因在根、茎、顶端分生组织、叶、花等中均有表达,但表达水平具有组织特异性。     

甘蓝型油菜PEP转运子BnPPT1基因的克隆、序列分析和表达模式

磷酸烯醇式丙酮酸/磷酸转运子基因(Phosphoenolpyruvate/phosphate translocator 1, PPT1) 是细胞质体碳水化合物转运的一个关键基因,在植物莽草酸代谢和脂肪酸生物合成途径中起着重要作用。根据十字花科拟南芥PEP转运子AtPPT1基因序列与油菜数据库BBSRC Brassica DB中相应ESTs设计全长引物,以甘蓝型油菜(Brassica napus) 幼嫩叶片基因组DNA和种子cDNA为模板,克隆到了甘蓝型油菜PEP转运子基因全长序列,命名为BnPPT1。该基因基因组gDNA全长为2 075 bp,含有8个内含子,编码区长度为1 224 bp,编码407个氨基酸。序列比对结果表明,BnPPT1与同属于十字花科拟南芥AtPPT1转运子同源性很高,仅有个别氨基酸的差异。进一步采用半定量RT-PCR分析表明,BnPPT1基因在油菜各器官中表达差异很大,在幼嫩的子叶和茎中有较高丰度的表达,在中早期发育的种子中表达丰度逐步升高,种子成熟后期没有表达,暗示该基因在油菜籽粒中油份等物质积累中有重要功能。     

甘蓝型油菜WRI1基因cDNA克隆与种子特异性表达载体的构建

WRI1基因所编码的转录因子参与糖酵解和脂肪酸合成,在种子油的积累过程中起着关键作用。在种子中超表达WRI1基因,对提高油菜种子含油量具有重要意义。本研究利用RT-PCR技术,从甘蓝型油菜湘油15号cDNA中分离克隆了5个WRI1基因全长cDNA序列,选取2种存在明显差异(碱基缺失)的cDNA序列构建植物种子特异性表达载体。为后续转基因研究这种差异是否会造成WRI1基因在提高含油量作用上的差异作准备。通过双酶切和连接反应,分别将WRI1基因和napin启动子基因插入到pBI121载体的GUSA基因和CaMV35启动子基因位置。酶切及PCR检测结果显示,napin启动子和WRI1已插入相应位置,完成2种载体种子特异性表达WRI1基因重组载体pBI121+napin+WRI1的构建,命名为pBI121NW2、pBI121NW4。     

甘蓝型油菜DGAT1重复基因的克隆与表达分析

二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT1)是十字花科植物种子三酰甘油积累主要的贡献者。甘蓝型油菜为异源四倍体,存在多个DGAT1重复基因,目前还缺乏对这些基因的系统研究。以甘蓝型油菜为试验材料,根据TAIR已公布的拟南芥DGAT1基因序列在BRAD数据库中进行BLAST比对,根据比对得到的2个白菜型油菜与2个甘蓝的DGAT1基因序列设计引物,利用RT-PCR技术获得4个甘蓝型油菜DGAT1包含完整编码区的基因片段,并对所得到片段进行测序和生物信息学分析。结果表明:克隆得到的基因片段分别为BnDGAT1-1,1 509bp;BnDGAT1-2,1 533bp;BnDGAT1-3,1 515bp;BnDGAT1-4,1 506bp。这4个基因具有极高的相似性,BnDGAT1-1与BnDGAT1-2、BnDGAT1-3与BnDGAT1-4的2个基因相似度均高达97%以上。跨膜结构分析表明BnDGAT1-1与BnDGAT1-2这1对基因所编码的蛋白质含有9个跨膜结构域,而BnDGAT1-3与BnDGAT1-4这对基因所编码的蛋白质含有8个跨膜结构域。包含有BnDGAT1-1与BnDGAT1-3的基因对BnDGAT1-a与包含有BnDGAT1-2与BnDGAT1-4的基因对BnDGAT1-b在含油量不同的各种甘蓝型油菜种子中表达无明显差异,表明这2对DGAT1基因的表达差异并不是影响所选材料种子含油量的决定因素。     

甘蓝型油菜BnEIN3基因的克隆及菌核病诱导表达研究

乙烯不敏感转录调节基因（EIN3）是定位于细胞核上的乙烯信号转导下游元件,其作为转录因子启动一系列转录级联反应,从而激活乙烯诱导的防御相关基因的表达。拟南芥EIN3功能缺失突变体表现出对死体营养型病原菌高度敏感,表明该基因在抗死体营养型病原菌中发挥一定作用。为克隆甘蓝型油菜EIN3（BnEIN3）基因,该研究采用荧光定量PCR研究菌核病不同抗性的油菜品种接种核盘菌后,BnEIN3的表达变化及差异,初步探讨了BnEIN3在油菜菌核病防卫反应中的作用。     

甘蓝型油菜WRI1基因cDNA的克隆与序列分析

通过RT–PCR方法克隆了甘蓝型油菜湘油15号5个WRI1基因cDNA。测序结果显示,BnWRI1–1大小为1 248 bp,BnWRI1–2和BnWRI1–3大小为1 254 bp,BnWRI1–4、BnWRI1–5大小为1 242 bp;聚类分析结果显示,所克隆WRI1基因cDNA在进化关系上属于AP2/ERF转录因子家族,同拟南芥AtWRI1(At3G54320)同处1个分支,并且所克隆基因cDNA来自甘蓝型油菜不同的基因组;通过核苷酸序列比对分析,得到所克隆WRI1基因cDNA单核苷酸变异位点40个;特异性酶切位点分析显示,来源于A基因组的BnWRI1–1、BnWRI1–2、BnWRI1–3第892位与来源于C基因组的BnWRI1–4和 BnWRI1–5第880位的核苷酸发生变异,导致Bcl I识别位点的变化;酶切试验结果表明,采用BclI酶可区分甘蓝型油菜的AtWRI1–like WRI1 基因的A或C 基因组来源。     

甘蓝型油菜脂肪酶基因BnGLIP1的克隆与分析

植物GDSL脂肪酶是一个重要的脂肪酶家族,具有水解酶活性,在植物体内参与众多的生理活动。从甘蓝型油菜中克隆到1个GDSL类型脂肪酶基因,将其命名为BnGLIP1。该脂肪酶基因编码的蛋白有360个氨基酸,含有20种氨基酸,分子质量为39 545.35 u,理论等电点为4.95。生物信息学分析表明,该蛋白属于稳定性蛋白,可能为亲水性蛋白;编码蛋白的N端具有信号肽序列,推测可能为外分泌蛋白;蛋白质二级和三级结构显示α螺旋和无规则卷曲所占比例较高。组织特异性表达分析表明,BnGLIP1在甘蓝型油菜的根、茎、茎尖、叶、花、角果、种子等中均有表达,其中角果中的表达量最高,茎中最低。干旱、高盐等胁迫处理均能诱导BnGLIP1的表达,表明BnGLIP1脂肪酶基因在植物的胁迫响应中发挥作用。     

甘蓝型和白菜型油菜肉桂酰辅酶A还原酶1基因的克隆与表达

【目的】分别克隆甘蓝型油菜(Brassica napus L.)和白菜型油菜(Brassica rapa L.)肉桂酰辅酶A还原酶1(cinnamoyl-CoA reductase 1,CCR1)基因,并进行生物信息学和表达模式分析。【方法】基于甘蓝型油菜和白菜型油菜转录组测序信息,分别从contig文库中获得了一个CCR1基因mRNA转录本片段,利用RACE技术分别获得一个CCR1基因的cDNA全长,对其进行生物学分析,并用实时定量PCR方法分析CCR1基因在甘蓝型和白菜型油菜开花期根、茎、叶、花中的表达差异。【结果】所克隆的甘蓝型油菜和白菜型油菜CCR1基因序列经同源序列比对分析后,将其分别命名为BnCCR1(登录号:KX138521)和BrCCR1(登录号:KX138522)。BnCCR1全长1 388bp,开放阅读框(ORF)长为1 032bp,编码343个氨基酸,分子质量11.56ku,等电点4.99;BrCCR1全长1 366bp,ORF长为1 026bp,编码341个氨基酸,分子质量为11.36ku,等电点5.0。2物种CCR1编码蛋白质二级结构无信号肽和跨膜结构域;亚细胞定位显示该蛋白在细胞质中存在的可能性最大。CCR蛋白多重比对分析显示,BnCCR1和BrCCR1均具有CCR蛋白典型的一个NAD(P)结合域和一个底物结合域(NWYCY)。系统进化树分析结果表明,BnCCR1和BrCCR1与同属十字花科的菘蓝、亚麻荠、拟南芥CCR形成了一个独立分支,且亲缘关系较近;其蛋白质三级结构均与矮牵牛CCR1(PDB:4r1t.1A)蛋白质三级结构相似,结构稳定。实时荧光定量PCR分析结果表明,CCR1基因在白菜型油菜和甘蓝型油菜根、茎、叶、花各器官中均有表达,其中在木质化程度较高的根和茎中表达丰度明显高于叶和花。【结论】从白菜型油菜和甘蓝型油菜中分别克隆到CCR1基因cDNA全长,该基因主要在木质化程度较高的根和茎器官中表达。     

甘蓝型油菜ADC基因片段的克隆及序列分析

[目的]克隆甘蓝型油菜精氨酸脱羧酶(ADC)基因的cDNA片段,为进一步获得ADC基因全长及研究其的生物学功能奠定基础.[方法]以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)品种中双6号的花蕾为材料,设计简并引物,采用同源克隆法扩增ADC基因的cDNA片段.[结果]成功扩增获得8个不同的ADC基因拷贝,按长度将其分为1011、999、981 bp 3类,8个拷贝核苷酸序列之间的同源性为81%~99%,其推导氨基酸序列之间的同源性为86%~99%.1011 bp片段包含3种不同的序列S1 ~S3,序列间存在9个单核苷酸多态性(SNP)位点.999 bp序列包含S4和S5,具有3个SNP位点,两个区段出现连续碱基缺失.981 bp序列包含S6~S8,发现14个SNP位点,且第67位核苷酸出现无义突变,4个区段发生碱基缺失.序列S4~S8共同缺失第632~634、642~650位的核苷酸小片段.氨基酸同源比对和系统进化分析结果表明,8个不同ADC基因拷贝与芥菜(Brassica juncea L.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)、盐芥(Thellungiella halophila L.)等物种的ADC基因同源性高,亲缘关系近.[结论]所获得的8个基因拷贝即为来自于甘蓝型油菜ADC基因的片段.     

油菜BnICE1的克隆及表达分析

【目的】从超强抗寒油菜品种陇油6号中克隆抗寒转录因子BnICE1,并对其进行序列特征分析,研究BnICE1在低温胁迫下表达水平的变化,探讨BnICE1对油菜耐低温胁迫能力的影响。【方法】利用RACE技术获得油菜BnICE1全长的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR研究BnICE1低温及不同组织表达量。【结果】cDNA片段全长1 737 bp,包含1 500 bp完整的开放阅读框,该基因编码499个氨基酸残基,分子量53.2 kD,等电点5.0。序列比对表明,该蛋白C端含有一个典型的bHLH结构域,与其它植物的ICE1蛋白具有较高的同源性,因此命名为BnICE1（GenBank登录号为JF268687）。进化树分析表明,BnlCE1同羊草和白菜亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果表明,该基因在油菜茎、叶和下胚轴均有表达,下胚轴中表达量最高,同时该基因的表达受低温胁迫诱导。【结论】从油菜中克隆了抗寒基因BnICE1,实时荧光定量PCR分析表明其在油菜适应低温胁迫的过程中发挥作用。     

甘蓝型油菜乙酰辅酶A羧化酶3个亚基基因的克隆及其表达

[目的]为构建乙酰辅酶A羧化酶的叶绿体表达载体奠定基础。[方法]以从甘蓝型油菜叶片中提取的叶绿体基因组DNA为模板进行PCR扩增,克隆羧基转移酶β亚基基因。以从开花20~29 d后油菜幼胚中提取的总RNA为模板进行RT-PCR扩增,克隆生物素羧化酶和生物素羧基载体蛋白的cDNA序列。最后,乙酰辅酶A羧化酶的3个亚基基因被克隆到大肠杆菌表达载体中。[结果]SDS-PAGE分析结果表明乙酰辅酶A羧化酶的3个亚基基因分别被克隆到大肠杆菌表达载体中。乙酰辅酶A羧化酶的3个亚基基因在大肠杆菌中的表达产物分别为76.6、44.0和81.5 kD,其融合蛋白分别占总菌体蛋白的12%、10%和6%。[结论]不同品种的甘蓝型油菜生物素羧基载体蛋白cDNA序列存在较大差异。     

甘蓝型油菜ADP-核糖基化因子基因全长cDNA克隆及表达分析

 【目的】克隆甘蓝型油菜（Brassica napus L.）矮化突变体“NDF-1”和野生型近等基因系亲本“3529”中ADP-核糖基化因子（ADP-ribosylation factor,ARF）基因全长cDNA,分析矮化突变体中该基因在不同组织中的表达水平,探讨矮化突变体中该基因在甘蓝型油菜茎杆发育过程中的作用。【方法】采用SSH（suppression subtractive hybridization）、RACE（rapid-amplification of cDNA ends）和RT-PCR技术,克隆甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”中的ARF基因的全长cDNA序列。分别采集甘蓝型油菜野生型和矮化突变型苗期子叶、薹期根、茎尖和真叶,采用相对定量PCR方法检测矮化突变体中该基因的表达。【结果】获得了甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”的ARF基因的全长cDNA,分别命名为BnARF和BnARF-h。序列分析表明：这两个基因长度分别为837和802 bp,都含有546 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码181个氨基酸,与其它植物、动物和酵母的ARF基因有很高的相似性。BnARF基因在野生型和矮化突变体的根、子叶、茎尖和真叶中均有表达,其中在子叶中表达量最高,真叶中次之,根和茎尖中的表达量最少。同时BnARF在矮化突变体的根、子叶和茎尖中的表达量都显著低于野生型,但在真叶中表达量相近。【结论】克隆了甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”中ADP-核糖基化因子基因的全长cDNA,这两个ARF基因的序列上有两处碱基存在差异,其中一处是错义突变,推测这一突变可能与植株矮化有关。而BnARF基因在野生型和矮化突变体的根、子叶和茎尖的表达存在显著性差异,可能参与了甘蓝型油菜的矮秆发育过程。     

甘蓝型油菜利用自交不亲和性的杂种优势

以一个自交不亲和系1010为共同母本与6个品种杂交,产生6个F_1代.用平均优势率、超亲优势率和对照优势率测定了F_1代的优势表现。结果表明,小区产量、主花序长、叶丛期叶长叶宽及主花序角果数的优势较强.讨论了三个优势指数的关系、杂种优势形成的原因及亲子间的相关性。     

甘蓝型油菜种子黑色素提取条件的优化

[目的]探讨甘蓝型油菜种子黑色素提取的最佳条件。[方法]以中双5号甘蓝型油菜籽为材料,用碱溶解-酸沉淀法提取甘蓝型油菜种子黑色素,通过单因素试验探讨提取剂NaOH浓度（1％、2％、3％、4％）、提取温度（40、60、80、100℃）、提取时间（1、2、3、4h）、提取次数（1、2、3、4次）、沉淀pH值（1、2、3、4）对甘蓝型油菜种子黑色素提取率的影响,并采用正交试验优化提取条件。[结果]5种因素对甘蓝型油菜种子黑色素提取率均有不同程度的影响。[结论]甘蓝型油菜种子黑色素的最佳提取条件是：NaOH浓度为3％,提取温度为80qC,提取时间为1h,提取次数为2次,沉淀pH值为4,其提取率为13．07％。     

油菜N13和N18上含油量QTL作图区间相关候选基因克隆

以前人报道的SG-图谱和DH群体为材料,利用拟南芥脂质基因库和芸薹属EST库信息资源,选择与拟南芥中诠释的重要油脂合成相关基因高度同源的甘蓝型油菜EST和其他具有基因信息的EST序列为标记来源,发展功能基因标记加密SG图谱;对定位在N13和N18连锁群上含油量QTL区间的相关基因片段进行克隆、测序和生物信息学分析,以期获得可能与种子含油量QTL有关联的侯选基因。结果表明:在2条连锁群的3个含油量QTL区域内共连锁上6个功能基因,其中与拟南芥同源的3个基因在油脂合成途径中发挥重要作用;其双亲差异片段经克隆测序和比对分析,发现有2个在双亲间存在氨基酸水平差异;将获得的基因片段和拟南芥同源基因序列比对结果显示,二者间内含子部分核苷酸序列相似率平均为57.7%,外显子区域为86.7%,氨基酸水平上则达到89.2%。     

化学杀雄剂SX-1对重庆地区油菜的杀雄效果研究

[目的]探讨化学杀雄剂SX-1对甘蓝型油菜的杀雄效果,为杂交油菜制种提供应用依据。[方法]配置不同浓度梯度的SX-1,分别在渝黄2号母本单核期及10d后,用小型喷雾器将药剂均匀喷施在叶片表面,每2d对各处理油菜的生长和开花情况进行观察和测定。[结果]首先喷施SX-1的1号药剂（5.5mg/L）,10d后再喷施SX-1的2号药剂（7.0mg/L）的杀雄效果最佳,全不育率达100%。同时经SX-1诱导所得不育株的植株高度下降,茎秆木质化程度加深,花瓣变小,花瓣颜色变浅,花丝缩短,花期推迟,自交不结实,异交正常结实;叶片叶绿素含量下降;叶片中脯氨酸含量增加,而花蕾中脯氨酸含量下降。[结论]化学杀雄剂SX-1能有效地杀死油菜花粉,达到化学杀雄的目的。