西瓜FBA基因的鉴定及其对不同逆境的响应模式分析

果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)是植物体内的一种参与糖酵解、糖异生和卡尔文循环的关键酶.FBA基因已被证实在植物生长发育及多种生物和非生物胁迫响应过程中发挥重要的作用,但目前对西瓜中FBA基因的研究却几乎空白.本研究采用生物信息学手段在西瓜基因组中共鉴定到5个ClFBA基因,并对它们的保守结构域、基因结构、染色体位置...     

花生果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因AhFBA1的克隆与表达

以花生品种花育33为试材, 根据cDNA文库中已知的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶 (fructose-1,6-bisphosphate aldolase, FBA) 基因全长序列设计引物, 通过RT-PCR克隆到该基因, 命名为AhFBA1。AhFBA1全长为1489 bp, 开放阅读框为1200 bp, 编码400个氨基酸。预测该基因编码的蛋白含有Glycolytic保守结构域, 可能定位于叶绿体中。蛋白序列比对和进化树分析表明, 花生与大豆(Glycine max)、苜蓿(Medicago truncatula)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)和菜豆(Phaseolus vulgaris)等豆科植物中的FBA序列相似性最高, 亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示, 在高盐和干旱胁迫下, AhFBA1在花生叶和根中的表达均受明显诱导, 说明该基因可能参与花生对高盐和干旱胁迫的适应性调控; AhFBA1在花生根和叶中均受ABA的明显诱导, 说明该基因对花生非生物胁迫的调控可能是依赖ABA的。     

钙对低温胁迫下小麦幼苗光合作用及相关生理指标的影响

先用40 mmol/L CaCl2和蒸馏水预处理小麦种子, 再将其幼苗放在低温下胁迫. 结果表明: 处理组小麦幼苗叶片光合速率、叶绿体希尔反应活力、 1, 5-二磷酸核酮糖羧化酶活性以及叶绿素a、 b与类胡萝卜素含量均高于对照组, 且差异显著; 同时, 处理组叶绿体ATPase活性也高于对照, 但差异不显著. 由此推测Ca2+维持低温胁迫下小麦叶片     

马铃薯StMAPK4响应低温胁迫的功能解析

马铃薯易受低温危害,造成减产。MAPK基因广泛参与多种环境胁迫,研究发现其参与低温调控。为探究马铃薯StMAPK4在响应低温胁迫过程中的功能,本研究以马铃薯栽培品种‘Atlantic’为试验材料,分析其在低温(4℃)胁迫下不同时间点在马铃薯根茎叶中的表达特性,并对StMAPK4基因进行生物信息学分析及对其编码的蛋白进行亚细胞定位分析,构建StMAPK4的过表达和RNAi干扰表达载体,转化马铃薯获得转基因植株,并分析了在4℃处理下非转基因(NT)、过表达和RNAi干扰表达转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的变化。结果显示,StMAPK4蛋白的等电点为4.97,属于酸性蛋白,该蛋白定位于细胞核和细胞膜;低温胁迫下,StMAPK4在根茎叶中的表达量显著升高;StMAPK4过表达植株的SOD、POD活性和脯氨酸含量较NT植株明显升高,而MDA含量明显降低;StMAPK4干扰表达植株的SOD、POD活性和脯氨酸含量较NT植株明显降低,而MDA含量明显升高;通过表型观察发现,非转基因和RNAi干扰表达植株的叶片萎蔫严重,而过表达植株的叶片受影响较小。因此,过表达StMAPK4基因可以增强马铃薯植株对低温胁迫的耐受性。     

马铃薯StMAPK4响应低温胁迫的功能解析

马铃薯易受低温危害,造成减产。MAPK基因广泛参与多种环境胁迫,研究发现其参与低温调控。为探究马铃薯StMAPK4在响应低温胁迫过程中的功能,本研究以马铃薯栽培品种‘Atlantic’为试验材料,分析其在低温(4℃)胁迫下不同时间点在马铃薯根茎叶中的表达特性,并对StMAPK4基因进行生物信息学分析及对其编码的蛋白进行亚细胞定位分析,构建StMAPK4的过表达和RNAi干扰表达载体,转化马铃薯获得转基因植株,并分析了在4℃处理下非转基因(NT)、过表达和RNAi干扰表达转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的变化。结果显示,StMAPK4蛋白的等电点为4.97,属于酸性蛋白,该蛋白定位于细胞核和细胞膜;低温胁迫下,StMAPK4在根茎叶中的表达量显著升高;StMAPK4过表达植株的SOD、POD活性和脯氨酸含量较NT植株明显升高,而MDA含量明显降低;StMAPK4干扰表达植株的SOD、POD活性和脯氨酸含量较NT植株明显降低,而MDA含量明显升高;通过表型观察发现,非转基因和RNAi干扰表达植株的叶片萎蔫严重,而过表达植株的叶片受影响较小。因此,过表达StMAPK4基因可以增强马铃薯植株对低温胁迫的耐受性。     

小麦TaSPX1基因的克隆、表达及耐低氮逆境的功能研究

包含SPX、SPX-EXS、SPX-MFS和SPX-RING四个亚族的植物SPX基因家族在磷信号应答中发挥重要功能,但迄今对小麦的该家族基因成员功能了解尚少。本研究前期从小麦(Triticum aestivum)中鉴定得到一个SPX亚族成员基因TaSPX1 (GenBank No. Ak332300),亚细胞定位分析发现其定位于细胞核。对TaSPX1和来自小麦、拟南芥和水稻SPX家族的同源蛋白进行系统进化分析,结果表明,其与水稻SPX亚族的OsSPX1亲缘关系较近。应用RT-qPCR技术研究发现,TaSPX1的表达量在低氮胁迫下显著增加。构建烟草(Nicotianatabacum)过表达转基因系(overexpression lines, OE),应用MS营养液培养对野生型(WT)和OE株系OE3和OE4植株表型进行鉴定。发现在低氮胁迫下,OE3和OE4较WT表现明显的生长优势,植株鲜重、根重和叶面积显著增加;包括光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率在内的光合参数,以及氮含量、可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素含量也都较WT显著增加。对氮吸收和同化相关基因的表达和酶活性测定结果表明,...     

小麦三雌蕊突变体TaAP1-3基因的克隆及表达分析

为探讨TaAP1-3基因在小麦三雌蕊性状形成中的作用,从小麦三雌蕊近等基因系CM28和CM28TP中克隆得到3个同源基因TaAP1-3a、TaAP1-3b和TaAP1-3c。通过碱基序列、氨基酸序列、聚类及实时荧光定量分析表明,Ta-AP1-3a、TaAP1-3b和TaAP1-3c 基因cDNA 序列分别为1210,1208,1199 bp,ORF分别为825,816,855 bp,分别编码274,271,284个氨基酸残基。 TaAP1-3a、TaAP1-3b 和 TaAP1-3c 与中国春 TaAP1-3的核苷酸序列相似度分别为96．02%,93.1%,93.56%,氨基酸序列相似性高达99%,95%,97%,并且与 A 类基因 TaAGL29、OsMADS15、ZAP1、BM8、EnWM8、TaAP1-3聚集到 AP1/SUQA 亚家族 FUL2类群中。实时荧光定量分析表明, TaAP1-3a、TaAP1-3b 和TaAP1-3c在CM28和CM28TP的3个发育时期的小穗中均有表达,但各个时期的表达量有明显差异。 CM28中主要在二棱期-小花分化期表达,CM28TP中主要在雌雄蕊原基分化期表达。试验分析显示,TaAP1-3a、TaAP1-3b和TaAP1-3c可能具有上述A类基因相似的功能,其表达模式可能与小麦三粒/一粒性状形成相关。试验结果为进一步探讨该基因在小麦三雌蕊性状形成过程中的作用奠定了基础。     

不同品种小麦灌浆期旗叶光合特性及光合基因表达对臭氧浓度升高的响应

利用开放式臭氧(O₃)浓度升高平台,以不同小麦品种(烟农19和扬麦16)为供试作物,研究了O₃浓度升高条件下不同品种灌浆期叶片光合特性和光合基因表达的差异。结果表明,与对照处理相比,O₃浓度升高处理达75d导致小麦灌浆期叶片光合响应参数表观量子效率、最大净光合速率和叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降,使得小麦灌浆期叶片总可溶性糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量增加。通过荧光定量PCR测定发现, O₃浓度升高还引起小麦叶片叶绿体编码基因psaA、psbA和rbcL基因表达下调。不同小麦品种光合生理指标和叶绿体基因表达水平的变化幅度不同,烟农19的响应幅度均大于扬麦16。该研究结果可为O₃污染环境下不同小麦品种光合响应差异机制和小麦耐性品种的选育提供理论依据。     

小麦籽粒大小相关基因TaGS2克隆及功能分析

籽粒大小影响小麦粒重,进而影响产量。目前,对小麦籽粒大小相关基因的研究已有报道,但其潜在的分子机制尚不清楚。本研究通过同源克隆的方法从普通小麦中克隆了小麦籽粒大小相关基因TaGS2,并对其序列进行生物信息学分析。烟草亚细胞定位结果表明, TaGS2定位在细胞核和细胞质内。不同组织材料qRT-PCR分析表明, TaGS2基因在小麦籽粒不同发育时期的表达量最高。构建TaGS2-PLGY-02-RNAi表达载体,转化小麦。研究结果表明, TaGS2基因在RNAi转基因小麦中表达量显著降低。RNAi转基因小麦的籽粒长度变短,籽粒宽度变窄,千粒重也降低。因此推测TaGS2基因可能参与小麦籽粒大小或者千粒重的调控。本研究初步揭示了TaGS2基因功能,并为小麦高产育种中千粒重的提高提供重要的基因资源。     

小麦F4籽粒中Glu-1基因的遗传多态性

采用10％SDS—PAGE方法分析JY97—1／blosky和JY97—2／blosky各10个株系100个单株500粒F4籽粒的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW—GS)组成，结果表明：1．Glu—D1位点的5 10，5 12的遗传在JY97—1／blosky后代中符合一对相对基因的分离。2．JY97—2／blosky后代HMW—GS组成类型变异极其丰富。在G1u—A1，G1u—B1和G1u—D1三个位点上分别检测到2，9和6种不同的亚基类型，在Glu—A1位点上1亚基和null的频率分别为52．85％和47．15％；Glu—B1位点上的变异最丰富，出现20；7 8 9；6 8等七种新的等位基因类型；Glu—D1位点存在2 5 10；2 12，5 10；5 12等四种新的等位基因类型。最优亚基组合1，7 8，5 10的比例为11．84％。3．两个组合中Glu—B1b或及Glu—B1c的不完全表达率分别为2．07％和1．9％。     

小麦新品种系宛原50-2矮秆基因的染色体定位

宛原50-2是一个株高比常用矮矮，农艺性状较好的新品系。通过21个单体系F1、F2的株高和F2的赤霉酸反应及测交分析，发现该品系携带有4对或4对以上的矮秆基因。其中Rht IS位于染色体4B**上；Rht8和Rht9分别位于染色体2D和7B上；一对可能通过诱变产生的对赤霉酸不敏感的矮秆基因，暂命名为Rht（Wan），位于染色体4D上。     

小麦抗白粉病基因定位及分子标记辅助育种综述

小麦白粉病是小麦生产的主要病害之一。使用分子标记技术对抗白粉病基因进行定位,并进行标记辅助育种是防治该病的十分经济、有效的措施。到目前为止,小麦基因组中已定名抗白粉病基因33个,其中22个基因位点的28个抗白粉病基因找到了与之紧密连锁的分子标记,其中一些已经应用到标记辅助育种中。此文对小麦抗白粉病基因染色体定位、来源及其分子标记辅助育种研究现状进行了综述,针对存在的问题提出了解决的方法。     

小麦抗条锈病基因定位及分子标记研究进展

总结了近十几年抗条锈基因的染色体定位和目前抗条锈基因分子标记研究资料及研究报告，重点介绍了抗性基因所在染色体，遗传方式，载体品种和现有分子标记，为利用抗条锈基因(Yr)的利用和研究提供参考。目前已找到分子标记的抗条锈基因有：Yr5、Yr7、Yr8、Yr10、Yr17、Yr26和Yrmoro，共获得标记14个，命名和新基因源的研究和利用工作有待加强。     

小麦脱植基相关基因在春性小麦叶片叶绿素降解过程中的作用分析

小麦叶片的衰老会导致产量的损失,而叶绿素降解是小麦叶片衰老的明显特征,分析小麦叶绿素降解过程中脱植基反应的相关基因叶绿素酶（TaCLH）和脱镁叶绿素水解酶（TaPPH）在春性小麦叶片衰老过程中的作用,为解析小麦叶绿素降解的分子机制提供参考。以10个春性小麦品种为参试材料,对衰老过程中TaCLH和TaPPH的相对表达量进行测定,结合不同品种在开花后不同时期的相对叶绿素含量（SPAD）、功能绿叶面积（GLAD）和叶绿素荧光参数的变化规律,研究叶片衰老过程中TaCLH和TaPPH与SPAD、GLAD和叶绿素荧光参数的相关关系。结果表明,TaPPH的相对表达量与GLAD、SPAD及叶绿素荧光参数[ETR、F_v/F_m、Y(Ⅱ)]等生理指标之间存在极显著负相关关系,与TaCLH相对表达量存在极显著正相关关系,表明TaPPH在春小麦叶绿素降解过程的脱植基反应中起主要作用。     

小麦幼苗从低光到强光适应过程中光合和抗氧化酶变化

为了研究小麦对强光的响应过程,以小偃54幼苗为试材,检测了强光处理0、1、3、8、24和48 h的光合速率、叶绿素含量、最大光化学效率、抗氧化酶活性及色素结合蛋白基因的表达变化。结果表明,当小麦从低光转入强光后,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)变化呈单峰曲线,均在强光8 h达到最大值,而在强光48 h下降至强光处理前的水平;叶绿素b含量降低,叶绿素a/b升高;PSII最大光化学效率降低,热耗散增强;抗氧化酶如SOD、CAT、APX和GR活力诱导增强,均在强光处理48 h达最大值。强光处理8 h后LHCII亚基基因表达受到明显抑制,强光处理48 h降至最低,早期光诱导蛋白基因在强光处理3 h诱导表达,而在强光处理8 h后表达量降低,叶黄素循环的关键酶VDE和ZEP基因的表达也在强光处理48 h降至最低。     

蝴蝶兰一个C3型PEPC基因的克隆及其低温胁迫下的表达分析

为研究蝴蝶兰对低温胁迫响应的分子调控机理,本研究采用RT-PCR及RACE的方法从蝴蝶兰叶片中克隆了一个C3型PEPC基因PhPEPC (登录号为:MK482383),该基因cDNA全长序列为3 448 bp,开放阅读框长度为2 898 bp,编码965个氨基酸;该蛋白包含一个PEPC酶结构域,具有2个PEPCase活性位点,86个磷酸化位点和7种motifs,为一酸性亲水性蛋白。系统进化分析显示,蝴蝶兰PhPEPC蛋白与兰科植物小兰屿蝴蝶兰、铁皮石斛、深圳拟兰等的PEPC蛋白亲缘关系最近。分析表明,PhPEPC基因在蝴蝶兰根中表达水平最高,在花器官中的表达水平次之,在叶和花梗中的表达水平最低;在13℃/8℃的昼/夜温度条件下,PhPEPC基因的表达水平先升高后降低,当恢复培养3 d时,该基因的表达水平又趋于升高。结果表明,蝴蝶兰PhPEPC基因参与了对低温胁迫的调控。本研究结果将有助于理解蝴蝶兰对低温胁迫的适应机制,并为蝴蝶兰新品种的遗传改良提供依据。     

Proteomics of Wheat Endosperm： a Tool to Find Genes Involved in Kernel Composition and Quality

The composition of the wheat kernel is the result of the expression of thousands of genes translated in enzymes involved in all the biochemical pathways that are needed for endosperm cell functions and also for the ac-     

小麦品种“陕253”低分子量谷蛋白亚基基因的克隆及原核表达

利用LMW-GS特异引物,从强筋小麦品种陕253中克隆了1个1 498 bp的片段(GenBank登录号为FJ172533),该片段包含全长为912 bp的低分子量谷蛋白亚基的完整编码序列.经比较推导氨基酸序列的同源性,发现该基因属于Glu-D3位点编码低分子量谷蛋白亚基的基因,编码产物N-端具有LMW-m型低分子量谷蛋白亚基的典型特征,系统演化分析也支持这一结果.构建了该基因的表达载体pET32a-GluD3-S253,在宿主菌E. coll Rosetta-gami B(DE3)中经IPTG诱导表达融合蛋白.SDS-PAGE和Western blot检测表达产物,证实融合蛋白表达成功.