4科热带作物系统发育分析

以4科（大戟科、豆科、芭蕉科、番木瓜科）的29种热带作物为研究对象,采用叶绿体16~23 S基因间隔序列,对这29种植物的系统发育进行了分析。结果表明,这29种植物的16~23 S基因间隔区序列同源性很高,保守性较强;构建系统发育树表明,这29种植物进化完全符合恩格勒（1897）分类系统,序列变异程度较低;进一步分析了11个木薯品种间的差异,木薯种内差异很小,只有SC8与其他几个品种稍有差异,但不显著。结果表明,叶绿体16~23 S基因间隔序列虽可区别这4科29种植物,但该序列较长,序列变异程度较低,并不能作为候选DNA条形码之一。     

番木瓜果肉果胶裂解酶基因克隆及反义植物表达载体的构建

采用cDNA末端快速扩增方法.获得了番木瓜果肉果胶裂解酶(Pectate lyase,PL)基因的完整3′端和部分5′端序列.然后,根据本实验室已经获得的PL基因5′端DNA序列及笔者得到的3′端序列设计上、下游引物,以番木瓜基因组DNA为模板扩增得到PL基因的开放性阅读框.该序列编码385个氨基酸,与草莓、桃、芒果、拟南芥氨基酸序列的同源性分别为83.38%、75.76%、73.68%、65.96%.根据PL基因设计特异引物,扩增其保守区片段,将其反向插入pBI 121的CaMV 35 S启动子和Nos终止子之间,成功构建反义植物表达载体pBP,并导入到根癌农杆菌EHA 105中.     

利用18S rRNA基因部分序列研究大豆种质资源的进化关系

利用模式植物拟南芥的18S rRNA基因序列设计的引物,对3个野生大豆和3个栽培大豆的18S rRNA基因进行扩增,利用其序列特征研究大豆的进化关系. 结果3个野生大豆和3个栽培大豆均扩增得到1000bp左右的基因片段;野生大豆之间的同源性均为99%,而栽培大豆之间的同源性较低,相似性在97%～98%之间;通过18S rRNA基因序列研究不同豆科作物的进化关系,发现大豆的系统发育树分枝处于靠近进化树树根的位置,即大豆相对于其它豆科作物在系统发育上处于比较原始的位置.根据以上结果推测在进化过程中栽培大豆的遗传物质趋向多样性发展,而遗传背景较单一可能是由于人为干预选择的过程所导致.利用18S rRNA基因的部分序列反映当代不同品种间的进化关系,可为大豆种质资源的利用提供理论依据.     

大豆γ-生育酚甲基转移酶基因的克隆与表达分析

采用电子克隆与实验克隆相结合的方法获得了大豆γ-生育酚甲基转移酶基因的cDNA序列,GenBank登录号为AY960126。序列分析结果表明,该cDNA序列含有1个编码350个氨基酸的完整的开放读码框,5′非翻译区具有2个同框终止密码子,3′端具有2个加尾信号和polyA尾巴。启动子区除含有通用核心元件外,还含有许多与光反应有关的作用元件。编码的蛋白质序列含有1个信号肽和γ-生育酚甲基转移酶的特征基序,该蛋白定位于叶绿体中。氨基酸序列比对和系统发育分析结果显示,不同物种之间γ-生育酚甲基转移酶氨基酸序列同源性较高。电子表达分析和RT-PCR组织表达分析结果表明,该基因的表达量与组织中叶绿体含量具有很高的关联,但强光逆境对该基因的表达无影响。     

扁核木属植物叶绿体基因组特征分析

扁核木属（Prinsepia）植物在中国分布有4个种,均具有极高的食用和药用价值。为解析扁核木属植物的叶绿体基因组特征,基于现已发表的扁核木属植物叶绿体基因组,利用相关生物信息学手段进行其叶绿体基因结构、SSR、密码子偏好性和序列变异情况分析,并构建系统发育树。结果表明,2种扁核木属植物叶绿体基因组大小介于159 179~ 168 206 bp之间,平均GC含量为37.3%,从编码基因数目来看,仅相差2个tRNA,而蛋白编码基因和rRNA数目均一致,种间具有较高的保守性;在扁核木和蕤核叶绿体全基因组序列中各检测出分散重复49个,其中以正向重复和回文重复为主,占比达73%~82%,而串联重复数目分别为49个和58个,经简单重复序列SSR分析,分别在2种植物叶绿体基因组序列中分别筛选出100个和84个SSR位点,且多是以A/T碱基为主的单核苷酸重复类型;扁核木属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析发现GC3的碱基含量显著低于GC1和GC2,说明密码子偏好以A、U结尾,ENC取值均大于48%,表明其密码子偏性较弱,中性绘图和PR2-plot分析发现自然选择是影响扁核木属植物密码子使用偏好性的主要原因,通过建立高、低基因表达库,以RSCU值为参考,确定了6个扁核木属最优密码子。经叶绿体基因组序列变异分析,根据核苷酸多态性指数Pi>0.015筛选出trnH-GUG-psbA,psbZ-trnG-UCC-trnfM-CAU-rps14和psaJ-rpl33-rps18等3个高变区,以蕤核叶绿体基因组为参考,在扁核木叶绿体基因组编码区发现存在大量的插入、缺失和SNP突变位点,并在蕤核叶绿体基因组中发现了多个该物种的特有基因。基于叶绿体基因组的trnS-trnG间隔区构建的系统发育树显示,4种扁核木属植物可分为南系（扁核木、台湾扁核木）和北系（蕤核、东北扁核木）两类。研究结果可为扁核木属植物的系统发育、分类鉴定及其资源的开发利用等相关研究提供理论基础。     

水稻叶绿体基因组定点表达载体的构建及增强型绿色荧光蛋白原核表达分析

分别克隆了水稻叶绿体基因组同源重组片段trnI和trnA、具有3种不同核糖体结合位点(RBS)序列的增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)、来自烟草叶绿体的16S rRNA基因启动子Prrn和psbA基因终止子TpsbA,将上述元件通过酶切位点依次连接到质粒pUC19上,构建了3种能编码增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的水稻叶绿体基因组定点整合表达载体pIA - EGFP1、pIA - EGFP2和pIA - EGFP3.进行分子检测验证后,对上述载体进行了大肠杆菌EGFP原核表达检测,结果携带来源于λ噬菌体T7基因10的5′端非翻译区的载体pIA - EGFP3荧光最强,适合用于水稻叶绿体转化.     

木薯糖转运蛋白MeSWEET18的克隆与功能分析

木薯（Manihot esculenta Crantz）是热带亚热带地区重要的粮食作物。而SWEET家族基因在植物运输糖类、生殖和发育、植物逆境、与病原体互作等方面发挥着重要作用。为了明确SWEET家族基因在木薯生长发育过程中的功能，本研究以木薯华南9号（SC9）作为实验材料，克隆糖转运蛋白基因MeSWEET18并进行生物信息学分析，通过酵母实验验证其糖转运能力；采用qRT-PCR分析该基因在木薯不同器官及不同发育时期的表达情况以及在非生物胁迫下的表达趋势。结果表明：MeSWEET18基因开放阅读框为714 bp，编码237个氨基酸，蛋白分子质量为25.94 kDa，理论等电点为6.57，不稳定系数为37.50，属于稳定类蛋白。MeSWEET18蛋白N端含有保守结构域MtN3＿slv,C端含有PQ-loop super family保守结构域，且具有7个跨膜结构域，是典型的膜蛋白。ProtScale预测表明MeSWEET18蛋白属于亲水性蛋白。系统进化树分析发现MeSWEET18属于CladeⅣ亚类，与AtSWEET16、AtSWEET17亲缘关系最近；氨基酸序列同源分析显示，MeSW...     

木薯转化酶抑制子MeINH3基因的克隆及生物信息学分析

转化酶抑制子调控转化酶的活性,在植物的糖代谢过程中具有重要作用。为了研究木薯的转化酶抑制子,本实验利用木薯基因组数据库分析及RT-PCR方法,从木薯中分离了1个木薯转化酶抑制子MeINH3的cDNA序列。MeINH3序列长度为564 bp,包含528 bp的完整开放阅读框,编码127个氨基酸,N端有16个氨基酸残基的信号肽,4个保守的半胱氨酸残基可形成两个二硫桥。亚细胞定位预测表明,MeINH3蛋白定位于胞外。根据生物信息学分析结果,推测其可能抑制木薯细胞壁转化酶活性。     

木薯细菌性枯萎病菌hrpG和hrpX基因的克隆和初步分析

根据黄单胞类病原菌hrpG和hrpX基因序列，设计简并引物，通过PCR扩增从我国木薯细菌性枯萎病菌中克隆到这2个基因。结果表明：10个菌株的hrpG基因编码区长度均为792 nt，编码263个氨基酸，相互之间最多有4个碱基和1个氨基酸的差异；而hrpX基因编码区长度均为1 431 nt，编码476个氨基酸，相互之间最多有4个碱基和3个氨基酸的差异。所获hrpG基因序列和辣椒斑点病菌等黄单胞菌同源基因相似性最高，核苷酸序列为95%，氨基酸序列为96%。所获hrpX基因核苷酸序列和辣椒斑点病菌等的相似性最高，为97%，而氨基酸序列和柑橘溃疡病菌等同源基因相似性最高，为99%。这2个基因的聚类分析结果表明，木薯细菌性枯萎病菌和豆褐色黄单胞菌、柑橘溃疡病菌和甘蓝黑腐病菌的亲缘关系最近。     

木薯种质资源中醇腈裂解酶基因12G132600编码区终止突变及频率的研究

木薯是重要的粮食作物,但块根中含有的氰苷及其产生的氢氰酸严重影响木薯的食用品质,增加加工成本。α-醇腈裂解酶(alpha-hydroxynitrilelyase,HNL)是植物催化醇腈裂解产生氢氰酸的关键酶。重测序数据显示,‘华南8号’木薯品种中HNL编码基因家族的一个成员12G132600在编码区内部发生了终止突变,导致基因编码区变短。本研究对国内外251份木薯种质资源的重测序结果进行分析,共发现60份材料醇腈裂解酶基因12G132600存在相同的终止突变,该60份材料全部是终止突变与非终止突变的杂合基因型,且全部为栽培类型木薯。说明该突变是木薯由野生型驯化为栽培型以后发生的。通过对木薯品种‘华南9号’该基因的克隆测序以及与已发表的木薯品种‘TME3’基因组序列的比对分析,证实了该突变在木薯品种中真实存在。     

大豆种子7S、11S球蛋白及7S球蛋白亚基的研究

利用线性梯度SDS-PAGE方法分析了黑龙江省422份大豆资源材料的7S和11S球蛋白含量、7S球蛋白α′、α和β亚基的含量变化，以及百粒重、蛋白含量、油分含量、11S球蛋白、7S 球蛋白、11S/7S比值的相关性。结果表明大豆种子贮藏蛋白品种间亚基带型基本一致，但是品种间相同亚基含量差异很大，变异系数均大于10％，变异类型丰富，本实验发现1份α′亚基缺失材料。大豆百粒重、蛋白含量、油分含量、11S球蛋白、7S 球蛋白以及11S/7S比值之间的相关性结果表明：11S球蛋白含量和7S球蛋白含量间（r=-1**）、蛋白含量和油分含量间（r=-0.776**）显著负相关；11S/7S 比值和百粒重、蛋白含量以及油分含量间无关.     

工业化大豆蛋白7S和11S组分分离技术研究进展

该文围绕目前工业化生产11S和7S组分的分离技术成果,结合实验室的分离技术(Guo法),比较了各种分离方法的差异.结果表明:分离提取技术利用的原理几乎均建立在"碱溶酸提"和"冷沉"作用基础之上.Wu首次成功地进行了7S和11S的工业化分离,之后的研究多是对此方法的改进和修饰.而Guo法是唯一采用中性条件抽提的工业化分离方法,在节省了原料碱的同时,避免了蛋白的变性.同时,该文提出了目前工业化生产大豆组分蛋白中存在的问题,虽然不断在加工方式上进行改进,但仍存在步骤复杂、产率低、生产成本高等方面的问题,因此作者进一步对实现工业化分离大豆组分蛋白提出了需要改进和努力的方向.     

提取条件对大豆7S和11S球蛋白凝胶性的影响

以低温脱脂大豆粕为原料,采用碱溶酸沉法浸提7S和11S球蛋白,用凝胶特性来评价提取条件对7S和11S球蛋白的影响。研究表明,提取7S和11S球蛋白时,浸提时间、浸提温度、pH值以及静置条件对蛋白质的结构均有一定的影响。通过质构仪进行物性测定进而分析蛋白质凝胶特性,得到了在浸提温度为45℃、浸提时间为40 min、11S球蛋白的酸沉pH值为6.4、7S球蛋白的酸沉pH值为4.7、4℃静置的条件下,7S和11S球蛋白产生的凝胶其硬度和弹性均处于较佳的状态,扩大了其在食品中的可应用性。     

实验室规模分离大豆蛋白7S和11S组分技术研究进展

该文围绕目前实验室制备11S和7S组分的分离技术成果,结合作者所在实验室的分离技术(微小毛霉法),比较了各种分离方法的差异。早期分离提取技术利用的原理多为"碱溶酸提"和"冷沉"作用,之后不断辅以其它物理或生物技术进行改进,以提高各蛋白组分的回收率和纯度。其中,Thanh法首次完整地提出了大豆蛋白的组分分离方法,而Nango法和Wu法的引用次数较多,Deak法采用的Ca2+沉淀的方法效果则是实验室分离方法中的最优方法。     

Spread of potato virus S

Summary An experiment withEersteling (originally freed by meristem culture from PVX and PVS) andAlpha plants has been carried out in the field to study the spread of potato virus S. It was shown that depending on virus isolate, in a crop containing approximately 10% of plants with secondary infection, the primary infection inEersteling could rise to 56–76%, whereas that percentage inAlpha plants rose to 2–28 only. From the pattern of infected plants in was concluded that under field conditions in the Netherlands potato virus S is probably transmitted by contact.     

马铃薯近缘栽培种间杂种育种价值的研究

本文对普通栽培种(Solanum Tuberosurm)×新型栽培种(S.Neotuberosum)(T×A)和普通栽培种×2倍体杂种(普通栽培种的双单倍体×S.phureja)(T×2n杂种)两种类型组合后代的主要经济性状,如茎色、株高、单株重、商品薯率、淀粉含量及产量等性状的分离幅度和杂种优势表现进行了比较研究。结果表明,在杂种后代诸性状的表现上,T×2n杂种类型的后代表现分离幅度小,杂种优势强。但由于2倍体杂种自身经济性状不好,使T×2n杂种类型子代的绝对产量低于T×A类型。因此,在现阶段,在育种和实生种子利用上,利用T×A类型的组合更有实际意义。     

东北大豆品种贮藏蛋白7S和11S组分及其亚基相对含量分析

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古4省(区)近10 a来通过审定的163个大豆品种的11s和7s球蛋白亚基组成、相对百分含量和11s/7S比值,并对其进行了省份问比较分析和相关性分析.结果表明:品种问大豆蛋白各亚基的相埘含量存在较大差异;163份供试材料的7s、11S球蛋白平均相对含量分别为28.95%和56.30%.变幅分别为18.40%～36.20%和47.90%～71.50%,11S/7S比值的变异幅度在1.34～3.32之间,平均值为1.97;初步筛选出α和A3缺失或稀少的特异大豆品种9份;吉林、黑龙江、辽宁和内蒙古4个地区大豆群体蛋白亚基组成及11S/7S比值存在显著差异.7S和11S组分含量问存在极显著的负相关(r=-0.2862,P<0.01).东北大豆品种贮藏蛋白7S和11S组分及其亚基相对含量存在显著变异,为大豆品质育种和豆制品加工业原料选择提供了丰富的物质基础.     

大豆种子贮藏蛋白11S和7S组分的研究

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，分析了我国122份大豆品种种子贮藏蛋白组分11S和7S的含量及11S／7S比值。11S在两种球蛋白中所占百分含量为40．67％-72．07％，平均值为60.84％，7S为27.93％～59.33％，平均值为39．16％，两者含量呈显著负相关(r=-0.95^**)；11S／7S比值范围为0．69～2.58，平均值为1.61，且与种子的总蛋白量、脂肪含量无显著相关。