枇杷试管苗2个CAT基因成员的克隆及表达分析

以早钟6号枇杷试管苗叶片为试验材料,采用同源克隆方法从叶片mRNA中分离得到CAT基因的2个成员Ej-CAT1和Ej-CAT2,Ej-CAT1 cDNA序列全长1 738 bp,包括1 479 bp ORF和257 bp 3′-UTR;Ej-CAT2序列全长1 742 bp,包含1 479 bp ORF及261 bp 3′-UTR。2个CAT基因成员的核苷酸序列相似性为98.04%,其开放阅读框推导的氨基酸序列具有97.32%的相似性。生物信息学分析结果表明:2个蛋白均编码492个氨基酸,是亲水蛋白,不含信号肽,不存在螺旋卷曲结构,是非跨膜蛋白,亚细胞定位于过氧化物酶体;Ej-CAT1及Ej-CAT2蛋白分别有18、17个功能位点,22、19个磷酸化位点。CAT基因在枇杷试管苗离体保存过程中不同时期具有不同的表达量,整体趋势呈"W"形状,在离体保存1个月时表达量最高,保存7个月时表达量最低。CAT表达量变化可能跟枇杷试管苗的生长发育模式有关。     

霍山石斛HMGR基因的克隆及其定量表达分析

获得甲羟戊酸生物合成途径中的关键酶基因——3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因的信息是确定该基因与倍半萜类石斛碱含量相关性的重要基础工作。本研究采用RT-PCR结合RACE技术,以霍山石斛原球茎为材料,克隆得到霍山石斛HMGR基因的全长c DNA序列,其在Gen Bank中的登录号为KF011508。HMGR基因全长2 240 bp,包含144 bp的5′-UTR,407 bp的3′-UTR(含poly A),开放阅读框为1 689 bp,共编码562个氨基酸。生物信息学分析表明:该蛋白可能是定位于细胞质的一种疏水性不稳定蛋白,无信号肽,不含卷曲螺旋结构,具有14个功能位点、27个磷酸化位点,其二级结构由α螺旋、β折叠和无规则卷曲组成。系统进化树分析表明,该基因与黄姜HMGR基因亲缘关系最近,聚为同一类,主要负责催化萜类化合物生物合成途径中的辅酶A和甲羟戊酸的生成。q PCR结果显示:霍山石斛HMGR基因在茎中的表达量最高,而根中的表达量最低。     

甘蓝型油菜BnADC基因的克隆及原核表达

利用同源克隆和RACE(Rapid amplification of cDNA ends)技术从甘蓝型油菜中克隆到精氨酸脱羧酶(Arginine decarboxylase,ADC)基因cDNA全长序列,命名为BnADC。BnADC全长为2 649bp,包含344bp的5′非翻译区(5′ Untranslated region,5′-UTR)、226bp的3′非翻译区(3′ Untranslated region,3′-UTR)和2 079bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),编码75.1kD的蛋白质。5′-UTR中含有12bp的uORF (Upstream open reading frame),编码MIRE 4个氨基酸。氨基酸同源性比对表明,BnADC蛋白与其他植物ADC蛋白具有很高的相似性,与芥菜的同源性高达93%;系统进化树分析表明,BnADC与芥菜、拟南芥的ADC亲缘关系较近。在获得全长cDNA的基础上,构建融合表达载体pET30a(+)-BnADC,转化大肠杆菌（Escherichia coli）表达菌株BL21(DE3),SDS-PAGE检测到一个约81.1kD的融合蛋白被E. coil表达,且融合蛋白主要存在于菌体沉淀中。     

文心兰ACC氧化酶基因OnACO1克隆与表达分析

以文心兰切花品种"黄金2号"(Oncidium Gower Ramsey‘Gold2’)为材料,通过RT-PCR和RACE技术,从文心兰的花中分离得到了1个ACO基因成员的cDNA,命名为OnACO1(GeneBank登录号为JQ822088)。该基因全长为1 424 bp,包括972 bp的ORF,172 bp的5′-UTR和280 bp的3′-UTR,编码324个氨基酸,其氨基酸序列与石斛兰等兰科植物的ACO氨基酸序列有较高的同源性。构建原核表达载体pGEX-OnACO1,转化大肠杆菌BL21进行诱导表达,在SDS-PAGE中显示出了特异性表达条带,与预测的蛋白大小一致。荧光定量PCR分析表明OnACO1基因的表达具有组织特异性,主要在蕊柱中表达,并且乙烯对该基因的表达有上调作用。     

龙眼胚性愈伤组织2个乙烯受体基因的克隆及序列分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用同源克隆和RACE方法分离得到两个乙烯受体基因的cDNA序列,即DL-ETR1和DL-ERS1,并在GenBank登录(检索号分别为FJ513322和FJ513323)。DL-ETR1全长为2611bp,包含长2223bp的完整的开放阅读框(ORF)以及388bp的3-UTR,3'poly(A)尾长24bp;DL-ERS1全长为2259bp,包含一个1929bp的ORF及330bp的3-UTR,3'poly(A)尾长17bp。两者根据核苷酸序列推测的蛋白质具有61.62%的同源性,在N端的同源性较C端高,DL-ERS1比DL-ETR1少104个氨基酸,DL-ERS1的蛋白在C端缺乏信号接受域,HisKA、ATPase_c以及GAF是它们共有的结构域,同属ETR1亚类乙烯受体。     

早钟6号枇杷两个ETR基因成员的克隆及序列分析

以早钟6号枇杷的试管苗叶片为材料,采用同源克隆方法得到乙烯受体基因ETR的两个成员Ej-ETR1a和Ej-ETR2a的cDNA全长序列,在GenBank上的登录号为JX307084和JX307089.Ej-ETR1a序列全长2771 bp,包括227bp 5’-UTR、2226 bp ORF及318 bp 3’-UTR; Ej-ETR2a序列全长2594 bp,包含2226 bp ORF及366 bp 3’-UTR.Ej-ETR1a、Ej-ETR2a均编码741个氨基酸,且氨基酸序列具有95.28％的相似性.生物学信息分析表明:枇杷Ej-ETR1a和Ej-ETR2a均属于乙烯受体ETR1亚家族,为一个具有跨膜结构的非分泌蛋白,具有疏水性.2个ETR成员的克隆为进一步研究枇杷乙烯受体作用机制奠定了基础.     

巴西橡胶树HbEBP1生物学特性、原核表达及氨肽酶活性分析

从巴西橡胶树中筛选到了Hb EBP1基因,该基因序列长度为1 462 bp,其中5′端非编码区长度为141 bp,3′端非编码区长度为133 bp,其c DNA序列具有完整的阅读框,编码395个氨基酸,推导的Hb EBP1分子量为43.596 ku,等电点位为6.45。生物信息学分析结果表明巴西橡胶树Hb EBP1具有3个保守结构域:增值相关蛋白2G4(PA2G4-like)、氨肽酶M24(APP_Met AP)、甲硫氨酸氨肽酶(MAP)结构域。对原核表达的Hb EBP1蛋白进行氨肽酶活性测定,发现体外表达的Hb EBP1蛋白没有Map活性。这些结果表明,橡胶树Hb EBP1基因并不存在氨肽酶活性。     

橡胶树α-维管蛋白基因HbTUA1的克隆及表达分析

利用橡胶树胶乳EST文库克隆到一个TUA基因,命名为HbTUA1（GenBank登录号：KC333454）。该基因cDNA全长1 580 bp,其中5′UTR长45 bp,3′UTR长167 bp,编码区长1 368 bp,编码449个氨基酸。HbTUA1蛋白具有TUA类蛋白保守的GTP结合域。荧光定量PCR分析显示,HbTUA1基因在橡胶树胶乳中的表达量最高,其次是树皮和芽,而在种子和叶片中的表达量最低;在胶乳中,HbTUA1基因的表达显著受割胶和伤害诱导,在不同死皮程度的橡胶树中也存在明显差异。初步表明HbTUA1基因可能参与橡胶树胶乳再生与胁迫应答调控。     

采后荔枝果皮中谷胱甘肽转移酶基因的表达与酶活分析

为探明荔枝谷胱甘肽转移酶基因(Lc GST)的表达与果皮褐变之间的关系,在荔枝c DNA芯片中获得了荔枝Lc GST全长c DNA序列(ABR15777)。该序列全长913 bp,5′-UTR长53 bp,3′-UTR长215 bp,含一个645 bp的完整开放阅读框,编码含214个氨基酸残基的多肽。该氨基酸残基序列与沙梨等物种的谷胱甘肽转移酶蛋白相似性较高。基因表达分析表明,Lc GST在常温储存条件下基因的最大表达量出现在24 h,在保湿储存条件下,Lc GST的最大表达量出现在48 h。GST酶活性测定结果表明,在常温储存条件下酶活性的最大值出现在24 h,在保湿储存条件下酶活性的最大值出现在48 h。说明Lc GST在荔枝果皮褐化过程中起重要作用。     

野生香蕉几丁质酶基因的克隆与序列分析

以野生香蕉叶片为试材,采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得野生香蕉几丁质酶基因全长序列,并在GenBank登录(登录号为:FJ858155)。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)全长1115bp,包含924bp的ORF、14bp的5'非编码区、177bp的3'非编码区及17bp3'poly(A)尾。该基因开放阅读框编码307个氨基酸,分子量为32424.1u,预测的理论等电点为6.28,其结构包括信号肽、几丁质结合区、糖苷水解酶区。蛋白结构分析结果表明,该基因编码蛋白为跨膜蛋白,存在于胞外。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)属于酸性几丁质酶classⅠb,与大蕉几丁质酶classⅠb相似性仅为59.4%。结构分析结果表明,该基因可能具有几丁质酶/溶菌酶特点,且在过敏反应中起重要作用。     

杜鹃红山茶离体快速繁殖

以杜鹃红山茶实生小苗为试验材料,探讨离体快速繁殖的方法。结果表明:茎段外植体在MS+BA 1 mg/L+IBA 0.01 mg/L+GA3 10 mg/L的培养基上培养60 d,侧芽萌发率高达68%;将这些萌发的侧芽连同原来的茎段外植体移至添加BA 0.2～0.4 mg/L的培养基培养1个月,74%的侧芽能够继续生长并形成丛生芽;再将丛生芽移至1/2 MS+IBA 4 mg/L+0.1%活性炭的培养基上培养1个月,得到大量伸长的芽条;将芽条切离母体后插植于1/2 MS+IBA 8 mg/L的培养基,60 d后生根率达到90%。通过以上过程繁殖得到的小苗质量良好,移栽1个月后的成活率可达90%。     

山蒟对椰心叶甲的生物活性研究

研究了山蒟对椰心叶甲不同虫态的杀虫活性,旨在丰富防治椰心叶甲的植物源农药。采用胃毒法测定山蒟石油醚提取物对椰心叶甲5龄幼虫及成虫的生物活性。结果表明,山蒟对椰心叶甲5龄幼虫LC50为3.871 0 mg/mL;对成虫为11.496 5 mg/mL;采用触杀法测定山蒟对椰心叶甲卵的毒杀活性,对卵孵化抑制LC50为4.768 5 mg/mL,山蒟抑制卵发育到1龄末幼虫的LC50为3.766 7 mg/mL。     

引发小麦赤霉病和茎基腐病禾谷镰孢菌的生物防治初探

禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)是小麦上的重要病原真菌。通过致病性测定从江苏小麦茎基腐病病害样本分离菌中筛选到了对小麦赤霉病和茎基腐病都有强致病力的F.graminearum菌株GF1117。为了对F.graminearum进行生物防治,利用稀释涂布平板法和平板对峙法从小麦不同生境中分离筛选到35株对GF1117具有明显拮抗效果的细菌菌株,分别在田间和温室进行了小麦赤霉病和茎基腐病的生物防治试验。结果表明,35株拮抗细菌对小麦赤霉病均有一定的防治效果,且在小麦感病品种和中抗品种上对茎基腐病的防效不同;菌株1-8对两种病害的防效都在45%以上。     

拮抗香蕉枯萎病镰刀菌木霉菌株的分离筛选

香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型引起的,目前尚缺乏有效的防治方法,木霉菌是重要的植物病害防治菌,广泛分布于自然界。木霉菌具有广泛的适应性,能杀伤多种重要的植物病原菌且作用机制多种多样。笔者从广东湛江、海南儋州等地152份土样中分离出330株木霉,通过对峙法对木霉菌进行体外拮抗作用测定及评价,选出10株对尖孢镰刀菌有较好拮抗效果的木霉菌;并测定无菌土中木霉与病原菌的种群动态变化,结果表明木霉在土壤中对病原菌有一定的抑制作用。     

新疆杂草黑麦染色体核型分析

为了对新疆杂草黑麦的种质鉴定、起源分析、良种培育和遗传多样性研究提供依据,采用常规压片法制片结合显微摄影技术,分析了3个新疆杂草黑麦居群和1个栽培黑麦品种的核型并比较他们的异同点.结果表明,四种黑麦材料的染色体均为二倍体,染色体数目为14,不同材料之间染色体形态具有丰富的多态性.新疆杂草黑麦居群89R4的染色体核型公式为2n=2x=14=12m+ 2sm,除第7对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型不对称系数为61.70％,核型类型为1A型,属于基本对称型.新疆杂草黑麦居群89R14的核型公式为2n=2x=14=8m+ 6sm(2sat),除第5、6、7对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,其第7对染色体具有随体,核型不对称系数为60.88％,核型类型为2A型,属于基本对称型.新疆杂草黑麦居群89R60的核型公式为2n=2x=14=14m(2sat),其全部染色体均为中间着丝粒染色体,第3对染色体具有随体,核型不对称系数为60.47％,核型类型为1A型,属于基本对称型.栽培黑麦材料H36的染色体核型公式为2n=2x=14=10m+ 4sm,除第5、6对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型不对称系数为61.20％,核型类型为1A型,属于基本对称型.     

玉蜀黍尾孢菌CzVelB基因功能分析

以获得的野生型和CzVelB敲除突变体菌株为供试菌株,分别对其进行生物学及致病力测定,在此基础上分析毒素和细胞壁降解酶的活性。结果表明,与野生型相比,敲除CzVelB后菌丝生长速率及颜色无明显差异,但产孢量下降56.6%,且孢子萌发率下降,萌发过程滞后1 h。致病性分析发现,敲除CzVelB后菌株致病性明显下降,病情指数、病斑大小,突变体均低于野生型。分析毒素对叶片的致病性发现,突变体所产生的毒素低于野生型产生的毒素。敲除突变体菌株ΔCzVelB及野生型菌株在活体内外均能产生5种细胞壁降解酶,其中敲除CzVelB后,5种离体病原菌细胞壁降解酶活性明显下降。分析侵染过程中5种细胞壁降解酶发现,CzVelB主要通过影响CX和PMG在接种前期12 h内起重要作用;在接种后期(72～96 h),CzVelB主要通过影响PGTE的活性调控玉蜀黍尾孢菌致病力。     

Prior weakening of Macrophomina phaseolina and Fusarium propagules for enhancing efficiency of Brassica amendments

In a two year field study, the effect of varying intensities of sub-lethal heating on the efficiency of Brassica amendments in controlling viable populations of Macrophomina phaseolina and Fusarium oxysporum f sp. cumini was determined in an arid region of India. After 30 d of dry summer exposure of pathogen infested soil, incorporation of mustard residues and oil cake (0.18% and 0.04% w/w) and then applying one irrigation caused significant reduction by 75.3–81.3% in viable counts of M. phaseolina that causes dry root rot of legumes and by 93.9% in counts of F.o. f. sp. cumini causing wilt of cumin (Cuminum cyminum L.) at 0–15 and 16–30 cm depths. Increasing duration of summer exposure to 60 d improved the reductions in viable propagules of M. phaseolina by 83.6–90.4% and in F.o. f. sp. cumini by 78.2–94.8% at same soil depths. At certain heat levels, reduction in viable population of Fusarium due to amendments and irrigation was greater than that recorded in Macrophomina. Significantly low levels of reduction in pathogenic propagules of Macrophomina (63.9–71.4%) and Fusarium (48.0–57.2%) under shade compared to unshaded conditions indicated that mild heating did not cause discernible weakening effect. In second season also, 89.2–91.5% and 78.5–95.8% reduction in counts of Macrophomina and Fusarium, respectively was achieved by the application of amendments after 60 d of summer exposure at 0–30 cm soil depth. These results suggested a new approach to improve the control of soil-borne plant pathogens in hot arid regions by combining prolonged sub-lethal heating, effective naturally available on-farm wastes as soil amendments and one summer irrigation.     

Screening of Natural Plant Volatiles to Control the Potato ( Solanum tuberosum ) Pathogens Helminthosporium solani , Fusarium solani , Phoma foveata and Rhizoctonia solani

The potential utility of natural volatiles in various essential oils (EOs) from plants as fumigants to control potato tuber (Solanum tuberosum L.) pathogens was assessed. The antifungal effects of the volatiles at various concentrations were studied at 10 °C both in vitro using conidial suspensions of Helminthosporium solani, Fusarium solani var. coeruleum and Phoma foveata plated on agar, and in vivo by inoculating potato tubers. The effects of the volatiles on the mycelial growth of Rhizoctonia solani were also studied, but only in vitro. Vapours of many of the EOs tested exhibited some fungicidal activity but volatiles of garlic, Allium sativum, were, with few exceptions, most effective on all four pathogens in all experiments. An exposure time of at least 2 weeks was usually required for good control of disease development in vivo. Vapours of A. sativum never stimulated conidial germination, as was observed with some other oils, or damaged tubers, but those of Armoracia rusticana caused tuber collapse. Volatiles from thyme (Thymus vulgaris) EO showed antifungal activity in vitro on all four pathogens, but did not control F. solani, P. foveata or H. solani in vivo. In contrast, sage (Salvia officinalis) EO was ineffective against P. foveata and H. solani in the in vitro system, but controlled disease development in vivo at similar doses. The sometimes conflicting results obtained in the two test systems show that screening in vitro only is insufficient for evaluation of potent antifungal substances to be used in practice.     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

荆州黑麦 NPR1同源基因 ScNPR1的克隆与特性分析

为了明确荆州黑麦ScNPR1基因的功能,对荆州黑麦 NPR1同源基因ScNPR1进行克隆并分析了其表达特性。利用同源序列法和RACE技术从荆州黑麦中克隆得到 NPR1同源基因的3 185 bp全长cDNA序列,该基因包含了一个编码507个氨基酸(1 524 bp)的开放阅读框、终止密码子TGA、5′端1 517 bp的非编码区和3′端144 bp的非编码区,命名为ScNPR1。利用生物信息学软件对其结构进行分析,ScNPR1编码的氨基酸序列与已知的小麦、水稻 NPR1基因编码的氨基酸序列具较高的同源性,分别达到92.4%和90.3%。荧光定量PCR发现,ScNPR1基因在小麦不同器官中均有表达,在叶、茎、根中表达较高;ScNPR1基因在植物抗病相关信号分子水杨酸、茉莉酸和乙烯处理后上调表达,在白粉病菌、纹枯病菌和赤霉病菌的诱导下,ScNPR1基因也上调表达。研究结果表明,ScNPR1基因与水杨酸和乙烯信号转导途径有关,参与寄主对病原菌侵染的防御反应。