割手密SsWRKY1基因的克隆与表达分析

为了克隆割手密SsWRKY1基因,并对其生物信息学和表达模式进行分析。本研究通过转录组测序和RT-PCR方法相结合首次从割手密中克隆到一个WRKY基因,利用生物信息学工具对其进行分析,并利用荧光定量PCR分析其在干旱胁迫下的表达模式。从割手密中克隆到一个全长1083 bp编码360个氨基酸的WRKY转录因子的基因,含有一个WRKY基因保守结构域和一个Cx4-5Cx22-23HxH的锌指结构域,属于WRKY基因家族的第Ⅱ类成员,命名为SsWRKY1,GenBank登录号为MH687932。荧光定量分析表明,随着干旱胁迫时间的延长,其表达量呈持续上调的表达模式,说明该基因是干旱胁迫诱导型基因。SsWRKY1基因在割手密应答干旱胁迫等非生物胁迫中可能起重要的调控作用,为进一步研究割手密的抗旱机制和甘蔗抗旱新品种的选育提供了科学依据。     

甘蔗割手密种PIN基因家族的鉴定与表达分析

PIN (PIN-FORMED)作为生长素输出载体,在生长素极性运输过程中起重要作用,但是目前在甘蔗中还没有相关研究。本研究结合甘蔗割手密种基因组数据、非生物胁迫和生物胁迫下的甘蔗栽培种转录组数据,通过生物信息学分析技术,对甘蔗割手密种PIN基因进行了基因家族鉴定、基因结构及功能分析。分析结果表明,甘蔗割手密种中共有22个SsPIN基因,其中包括15对串联重复基因,启动子包含16类顺式元件,外显子和内含子数目差别明显,分布于14条染色体。SsPINs氨基酸长度在305～791之间,其编码蛋白质分子量在33.20～84.62 kD之间,跨膜结构数目在4～17之间,具有保守基序2,绝大多数属于稳定的碱性蛋白。SsPIN基因家族成员响应低氮、高粱花叶病毒和黑穗病菌胁迫,推测生长素和非生物胁迫及生物胁迫信号通路间存在交叉。本研究为揭示PIN基因在甘蔗逆境适应中的生物学作用奠定了基础,为未来抗性品种开发和选择提供依据。     

甘蔗割手密种糖转运蛋白基因SsSWEET11的克隆与功能分析

SWEET蛋白通过调控植物体内糖分的运输、分配、转化和贮藏,广泛参与植物生长发育及响应病原菌胁迫的生理生化过程。为揭示SWEET基因在甘蔗生长发育及其与赤条病菌互作中的生物学功能,本研究基于甘蔗割手密种全长转录组文库和比较基因组学,根据注释SsSWEET11基因序列设计特异引物,利用RT-PCR技术从甘蔗割手密种cDNA文库中扩增该基因的全长序列,运用多种生物信息工具分析其特征,构建系统进化树;采用不同组织和抗、感赤条病的甘蔗品种分析SsSWEET11的表达模式;利用瞬时表达和亚细胞定位分析SsSWEET11的功能。结果表明,从甘蔗割手密种克隆获得SsSWEET11基因(登录号为OP554214),该基因全长927bp,编码308个氨基酸残基,具有2个MtN3＿saliva结构域和7次跨膜结构域。系统进化树分析显示,SsSWEET11属于SWEET蛋白家族第Ⅲ亚家族成员,与高粱SbSWEET11相似性高达97.41%。qRT-PCR分析表明, ShSWEET11基因在不同组织中组成型表达,在蔗叶和根中表达量显著高于其他组织;赤条病菌胁迫下,ScSWEET11基因在抗病品种ROC22和感...     

樟叶越桔过氧化氢酶VdCAT1基因的克隆与生物信息学分析

作为植物抗氧化防御系统的主要保护酶之一,过氧化氢酶在植物细胞响应逆境胁迫应答方面发挥重要作用.本研究通过生物信息学分析RNA-Seq数据(NCBI登录号:PRJNA285946),结合RT-PCR技术首次从樟叶越桔成熟叶片中获得了过氧化氢酶基因VdCAT1全长为1 611bp的cDNA序列,完整开放阅读框(ORF)长度...     

崖城割手密11号与拔地拉核型比较分析

热带种与割手密种是甘蔗有性杂交育种的主要亲本材料,为探讨其染色体的数目、类型等特征,采用核型分析方法对崖城割手密11号（Saccharum.spont.YC No.11）和拔地拉（Badila）进行了研究。结果表明：崖城割手密11号染色体数目为2n=64,核型公式为：2n=64=56m（2sat）＋8sm,核型类型为2A型。拔地拉染色体数目为2n=80,核型公式为：2n=80=80m,核型类型为1B型。崖城割手密11号和拔地拉的核型在进化上属于比较原始的类型,而且崖城割手密11号的核型比拔地拉的核型更原始。     

割手密鸟氨酸转氨酶(Ssδ-OAT-2)基因的克隆与表达分析

鸟氨酸转氨酶是合成脯氨酸的关键酶之一,在植物适应逆境胁迫中起重要作用。本研究以割手密为研究材料,克隆得到了鸟氨酸转氨酶基因c DNA序列全长,将该基因命名为Ssδ-OAT-2(Gen Bank登陆号:KX714116)。该序列全长1 373 bp,包含一个1 365 bp的开放读码框(ORF),编码454个氨基酸,相对分子质量49.54 k D。同源比对分析表明,Ssδ-OAT-2基因同其近缘属甘蔗的同源性最高(99%),其次是高粱(98%),与其它禾本科植物的同源性约为92%。通过构建与GFP融合表达载体,转洋葱表皮细胞进行瞬时表达,结果表明,该蛋白质主要定位于细胞质和细胞膜上。Ssδ-OAT-2基因的获得为甘蔗抗逆基因工程提供候选基因资源。     

割手密与甘蔗杂交F1群体构建及遗传多样性分子检测

为了获得更多割手密优良野生血缘的杂交后代,本研究利用割手密'云南82-116'作为母本与父本'桂糖05-3595'进行杂交.通过SSR引物MSSCIR1结合毛细管电泳技术,对48个杂交后代进行真假杂种鉴定,并分析遗传多样性.实验扩增出28个SSR片段,多态性条带比例67.9％,F1代均为真杂种.父母本及子代遗传相似系数...     

割手密SsREMO-1基因的克隆与等位变异分析

割手密抗逆基因资源的挖掘是甘蔗抗逆育种的重要工作任务。本研究以前期转录组测序得到的割手密REMO基因c DNA序列为探针,对Gen Bank中的EST数据库进行同源检索,发现高粱REMO基因(XM_002465954.1)与其具有极高的相似性(94%)。利用高粱REMO基因(XM_002465954.1)设计同源引物,后经PCR、分子克隆、序列分析验证成功分离了7个割手密REMO基因c DNA序列(Ss REMO-1a,Ss REMO-1b,Ss REMO-1c,Ss REMO-1d,Ss REMO-1e,Ss REMO-1f,Ss REMO-1g,Gen Bank登录号为MF095088-MF095094)。7条序列全长均为738 bp,5'非翻译区(UTR)长度78 bp,3'UTR长度为96 bp,包含一个564 bp的开放读码框,编码187个氨基酸。分析表明此蛋白序列具有REMO保守结构域。Ss REMO-1a、Ss REMO-1b、Ss REMO-1c、Ss REMO-1d、Ss REMO-1e、Ss REMO-1f、Ss REMO-1g的相似性在98.9%~99.7%之间,存在14个单核苷酸多态性(SNP)位点,4个氨基酸变异位点,蛋白相似性在98.4%~100%之间。Ss REMO-1蛋白序列与高粱、水稻、玉米等物种具有较高的同源性,可分为两个亚类。     

甜高粱蔗糖磷酸合成酶基因(SPS3-1)的克隆与序列分析

以甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因(SPSⅢ-2,NCB1登录号为EU278617) cDNA序列为探针,对高粱EST数据库进行同源检索、筛选和拼接,后经基因组PCR、分子克隆、序列分析验证分离了甜高粱蔗糖磷酸合成酶基因组DNA序列(SPS3-1,GeneBank登录号为FJ750250).该序列全长6 325 by,包含13个...     

甘蔗和斑茅Ⅲ型过氧化物酶基因（SoPOD-1和SaPOD-1）cDNA克隆与分析

研究旨在通过克隆甘蔗和斑茅Ⅲ型过氧化物酶基因(Prxs),分析比较2个物种Prxs基因差异,探讨2个物种Prxs功能差异的遗传基础。采用同源克隆方法,以高粱Prxs基因序列为探针,克隆获得甘蔗和斑茅Prxs基因。本研究从斑茅和甘蔗中成功克隆获得了4个Prxs基因cDNA序列,其中斑茅2个基因长度均为1083 bp,存在一个差异位点,甘蔗2个基因长度均为1084 bp,存在11个碱基差异。4个基因开放阅读框均为996 bp,编码331个氨基酸。蛋白质保守结构域分析表明,克隆获得的4个基因均具有Prxs典型保守结构域,为目标基因。系统进化分析表明,克隆获得的基因与高粱、玉米和水稻的同源基因相似性最高,在一些双子叶植物,甚至裸子植物也能找到其同源基因,且氨基酸序列的相似程度与物种分化的程度基本一致,可供植物分类作参考。该试验从斑茅和甘蔗中成功克隆获得了4个Prxs基因cDNA序列,为深入研究Prxs基因在不同植物中功能差异提供了一定的参考。     

甘蔗细茎野生种(Saccharum spontaneum L.)的遗传多样性和系统演化研究

利用RAPD技术,采用25个随机引物对来自中国不同生态环境的195份甘蔗细茎野生种材料进行了地理群体结构的遗传多样性研究。结果表明：甘蔗细茎野生种的种内遗传变异较大,各地理类群的遗传分化明显,具有丰富的遗传多样性。基于分子聚类分析,推论中国甘蔗细茎野生种的起源演化方式为：起源于云南,然后由云南→四川→贵州→     

斑茅割手密杂种后代真实性鉴定及遗传分析

以斑茅GXA87-36(♀)与割手密GXS79-9(♂)杂交获得的经形态鉴别为真杂种的后代材料GXAS07-6-1 (斑茅割手密杂合体)及其双亲为材料,利用体细胞染色体计数以及SSR、SRAP分子标记对杂种进行真实性鉴定,并利用SRAP分子标记对斑茅GXA87-36、割手密GXS79-9及其杂种后代遗传位点的传递进行分析。结果表明, GXA87-36体细胞染色体数为2n=60,GXS79-9体细胞染色体数为2n=64,其杂种GXAS07-6-1染色体2n=62,其杂交的染色体遗传方式为n+n;筛选出3对SSR引物和5对SRAP引物可分辨后代的真伪;利用71对SRAP引物扩增后代和双亲,检测到1 095个遗传位点,多态性位点数为800;母本有279个位点,其中有 79 %传递给其后代;父本有439个位点,其中有73%传递给后代;用NTSYS-pc2.10e软件计算Jaccard遗传相似系数,双亲间为0.474,后代与母本、父本间分别为0.696、0.752,表明后代GXAS07-6-1偏向父本遗传。     

大薯ERF基因家族的挖掘与特征

大薯属于薯蓣科薯蓣属,是热带和亚热带地区的一种重要的粮食作物,但其基础研究还较为薄弱。本研究基于公布的大薯转录谱序列和基因组序列,开展了对大薯ERF家族基因的挖掘和特征分析。共找到DaERF基因41个,其中14个DaERF有一个以上的外显子,其余的均为一个外显子。进一步的blastx分析发现30个DaERF基因具有保守的AP2结构域,依据AP2序列构建系统进化树,可将其分成5个亚家族。通过对AP2结构域的两个保守motif的位置和结合位点的分析,发现相同家族的ERF蛋白具有相似的结构特征。根据大薯转录谱分析DaERF在不同组织中的表达,发现一些DaERF的表达具有组织特异性,并且属于同一亚家族基因的表达具有相似性。我们对在块茎中具有高表达的DaERF-DaERF24基因,使用RT-qPCR验证其在不同组织的表达,结果与转录谱数据一致。本研究通过对大薯ERF转录因子家族特性的初步挖掘,为以后研究ERF家族全基因分布、ERF基因功能验证和薯块生长发育机理提供依据。     

一个新的水稻逆境响应基因OsMsr1的表达与克隆

为深入了解植物的逆境反应机理和发现新的水稻耐逆基因, 采用Affymetrix水稻表达芯片(含51 279个转录本)分析了超级稻两优培九母本培矮64S不同生长发育时期、不同组织器官全基因组在低温、干旱、高温逆境胁迫下的表达水平, 筛选出众多表达水平显著升高与降低的基因。OsMsr1 (Oryza sativa L. multiple stresses responsive gene 1, GenBank登录号为EU284112) 是其中一个受高温、低温与干旱诱导、在各生长发育时期与组织器官均显著上调的基因, 用实时定量PCR方法对其表达水平进行了进一步的分析, 所得结果与基因芯片结果基本吻合, 因此, 此基因为一多逆境响应基因。用RT-PCR方法扩增获得了包含其完整ORF (open reading frame)的cDNA克隆。根据其ORF序列进行预测, 此基因编码一个包含89个氨基酸残基的小分子蛋白, 分子量约为10 kD, pI约为5。搜索有关数据库, 在水稻、玉米、小麦与拟南芥中找到有高相似性的基因, 但功能未知, 也未发现相同与类似的已知功能的基因保守结构域。对其可能的启动子序列分析, 发现5个与逆境反应有关的顺式作用元件。因此, 我们认为该基因为一新的水稻耐逆候选基因, 进一步的研究正在进行。     

逆境下水稻(Oryza sativa L.)rHsp90基因的克隆及功能分析

本研究中,利用差异显示法,在碳酸盐逆境下,从水稻(OryzasativaL.)根的cDNA文库中克隆得到了水稻热激蛋白90基因(rHsp90,GenBankAccessionNo.AB037681)。Northern杂交结果表明,在水稻根中,rHsp90基因的转录水平在包括盐(NaCl,NaHCO3和Na2CO3),PEG,高pH(pH8.0和pH11.0)以及热激(50℃)逆境下,都受到了不同程度的诱导。同时,适量表达rHsp90基因的酵母(Saccharomycescerevisiae)在各种盐逆境以及热激逆境中,生长状态要好于对照。对转水稻rHsp90基因烟草的抗盐(NaCl,NaHCO3)分析表明,转基因烟草的生长势要好于野生型烟草。通过以上研究表明,水稻rHsp90基因与逆境之间具有一定的应答关系,并在植物适应环境逆境过程中起着重要的作用。     

棉花转录因子GhWRKY4基因的克隆及特征分析

 本研究从陆地棉中克隆得到GhWRKY4基因,全长cDNA是1281 bp,包含1083 bp的开放阅读框,编码的360个氨基酸属于IIcWRKY转录因子家族。分析GhWRKY4基因结构表明其有三个外显子和两个内含子。GhWRKY4蛋白的亚细胞定位实验表明其定位在洋葱表皮细胞核。实时荧光定量分析结果显示GhWRKY4在棉花的根、茎、叶和花中均有表达。染色体步移得到了GhWRKY4的5’端侧翼序列,生物信息学软件预测表明GhWRKY4包含一系列和胁迫基因调控相关的反式作用元件,表明GhWRKY4参与植物对盐害和冷害胁迫的反应。