无籽瓯柑无核原因的研究

无籽瓯柑Citrus suavissima 'Seedless'是浙江省新选育的柑橘良种.从花粉的角度对无籽瓯柑、普通瓯柑Citrus suavissima,处红柚Citrus grandis 'Chuhong'和翡翠柚的Citrus grandis的花粉进行了花粉形态观测、花粉量测定、花粉生活力测定及花粉发芽试验等比较研究,试图探索无籽瓯柑无籽的原因.结果表明,4个品种的花药数相近,但无籽瓯柑的花药上罕见自然散发的花粉;无籽瓯柑和普通瓯柑的花粉量接近,两者无明显差异;翡翠柚的花粉量是4个品种中数量最多的,大约是瓯柑的4倍和处红柚的2倍;普通瓯柑花粉的生活力与翡翠柚和处红柚的花粉生活力相当,无籽瓯柑花粉的生活力略低;无籽瓯柑在培养基上不发芽,而普通瓯柑、处红柚和翡翠柚的花粉发芽率在蔗糖质量分数为100 g·kg-1和150 g·kg-1的培养基上接近.无籽瓯柑无籽是因为其花药上罕有自然散发的花粉以及花粉难发芽造成的.图1表3参13     

‘无籽’瓯柑小孢子母细胞减数分裂特性基因RAD51和MS1的表达差异分析

‘无籽’瓯柑Citrus suavissima ‘Seedless’是野生型瓯柑Citrus suavissima的芽变,其花粉完全败育,败育起始于小孢子母细胞减数分裂形成四分体时期。研究‘无籽’瓯柑小孢子母细胞减数分裂异常的分子机制,有利于深入认识果树芽变的发生机制。随机选择“无籽”瓯柑和瓯柑各3株,根据花蕾直径采集花粉母细胞时期（Ⅰ）,四分体时期（Ⅱ）,单核花粉粒时期（Ⅲ）,双核花粉粒时期（Ⅳ）及花粉粒成熟期（Ⅴ）共5个时期的花蕾并分离花药,利用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析减数分裂特性基因RAD51和MS1的相对表达量,3次重复。通过SPSS 16.0的最小显著差法（LSD）在0.01水平上进行各样品间的相对表达量差异分析。结果表明:RAD51和MS1基因的表达高峰均集中在第Ⅰ时期和第Ⅱ时期,且此时花药中的相对表达量均极显著（P<0.01）高于花蕾。第Ⅰ时期花药中,‘无籽’瓯柑RAD51的相对表达量为瓯柑的3.7倍,MS1可达300倍;但同时期花蕾中,RAD51的相对表达量仅1.1倍,MS1为140.0倍。‘无籽’瓯柑RAD51基因在第Ⅰ时期和第Ⅱ时期的相对表达量极显著（P<0.01）高于瓯柑,说明‘无籽’瓯柑小孢子母细胞和四分体时期的细胞内均存在DNA受损现象;‘无籽’瓯柑MS1基因在第Ⅰ时期的相对表达量极显著（P<0.01）高于瓯柑,但第Ⅱ时期极显著（P<0.01）低于瓯柑,推测‘无籽’瓯柑败育花粉的形成与MS1基因表达紊乱引起油脂分泌、转运异常密切相关。图6表1参24     

‘无子瓯柑’CHS基因家族的克隆和表达分析

为研究查尔酮合成酶基因（CHS）家族在‘无子瓯柑’Citrus suavissima‘Seedless’雄性不育发生过程中的作用,以克里曼丁橘Citrus clementina基因组数据库为参照,在‘无子瓯柑’和瓯柑Citrus suavissima的转录组和蛋白质组测序结果中筛选出4个CHS同源差异表达基因,并对其克隆和表达量分析,对克里曼丁橘CHS基因家族成员进行生物信息学分析。结果表明:‘无子瓯柑’和瓯柑CHS基因编码区核苷酸序列相似度达98%以上。小孢子母细胞发育各时期CHS基因表达量在瓯柑和‘无子瓯柑’间差异显著。与瓯柑相比,‘无子瓯柑’小孢子母细胞时期Ciclev10005133m,Ciclev10030093m和Ciclev10015535m的表达量显著下调;减数分裂时期Ciclev10005133m,Ciclev10001405m和Ciclev10015535m的表达量显著下调;四分体时期Ciclev10001405m和Ciclev10030093m的表达量显著减少。在花粉粒成熟时期的花蕾中,Ciclev10001405m与Ciclev10005133m在花药中特异性表达。CHS同源基因在花药不同时期中的差异表达可能是‘无子瓯柑’花药发育异常的重要原因,并最终导致‘无子瓯柑’雄性不育。     

风信子DFR基因全长cDNA的克隆及序列分析

以蓝色风信子完全露出蓝色的花蕾为材料,利用RT-PCR和RACE技术，获得风信子DFR基因的全长cDNA。该cDNA全长1252 bp ,开放阅读框为1098 bp ,编码366个氨基酸。 Blast搜索结果显示,风信子DFR基因核苷酸序列与其它植物已报道的DFR基因具有66 %～77 % 的相似性,氨基酸序列有62 %～73 %的相似性。聚类分析表明, 最先与风信子聚类合并的是鸢尾，其次与其它单子叶植物聚类，最后与双子叶植物聚类。     

浙江丽水16个柑橘特色品种的RAPD分析

以浙江省丽水市生产的16个柑橘品种为试验材料,利用随机扩增多态DNA(RAPD)技术对其亲缘关系进行研究.用21个引物扩增出了216个RAPD位点,平均每个引物10.29个位点,其中多态性位点达96.76%.每个引物不同的品种能扩增出0～10个条带.引物S13信息量最少,扩增出了48个条带,而引物S317信息量最大,扩增出了143个条带.文旦Citrus grandis var.wentanyu是最特殊的品种,21个PCR扩增引物中有8个引物未扩增出任何条带.UPGMA聚类结果是瓯柑类、椪柑类、温州蜜柑类及柚类基本上能聚在一起;南香Citrus unshiu × Citrus clementina与天草Citrus hybrid在遗传上与温州蜜柑类接近;属于杂柑的胡柚Citrus paradisi‘Changshanhuyou’与红肉脐橙Citrus sinensis var.brasiliensis在遗传上接近.另外,用引物S304可以区分无籽瓯柑Citrus suavissima ‘Seedless'与普通瓯柑C.suavissima,用S356可以区分无籽柑Citrus poonensis‘Seedless’与普通椪柑C.poonensis.研究结果表明,这些柑橘不仅在DNA水平上是有差异的,而且RAPD标记技术可用于柑橘DNA水平的鉴别.图4表1参8     

不结球白菜BrCOR14基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

通过设计保守的基因特异引物,运用RT-PCR、RACE技术从不结球白菜中获得1个抗寒相关基因,命名为BrCOR14,登录号为DQ192529,cDNA全长549 bp,含有387 bp的完整开放阅读框,编码128个氨基酸.该基因编码的氨基酸序列与油菜、拟南芥、荠菜编码的氨基酸序列有极高的同源性.     

异育银鲫促甲状腺激素β亚基基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR、RACE及克隆等方法获得了异育银鲫促甲状腺激素β亚基(TSHβ)基因全长cDNA序列。该cDNA全长926 bp,5’端非编码区68 bp;3’端非编码区372 bp;开放阅读框(ORF)486 bp,编码161个氨基酸。经序列分析显示,其编码的氨基酸序列与金鱼[Carassius auratus(goldfish)]、鲤(Cyprinus carpio)、鳙(Aristichthysnobilis)、斑马鱼(Danio rerio)、虹鳟(Salmo gaidnerii)、鲑(Salmo salar)、鳗鲡(Anguilla anguilla)具有较高的相似性,其相似性分别为91.3%、87.6%、83.2%、77%、58.6%、56.1%、43.55%,同源性较高,这说明TSHβ亚基在长期的进化中具有较高保守性。而且在比较中还发现:异育银鲫和其它7种鱼类相比在5’端多11个氨基酸序列,并且都含有定位保守的12个半胱氨酸残基和一个N糖基化位点。     

异育银鲫促甲状腺激素β亚基基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR、RACE及克隆等方法获得了异育银鲫促甲状腺激素β亚基(TSHβ)基因全长cDNA序列。该cDNA全长926 bp,5’端非编码区68 bp;3’端非编码区372 bp;开放阅读框(ORF)486 bp,编码161个氨基酸。经序列分析显示,其编码的氨基酸序列与金鱼[Carassius auratus(goldfish)]、鲤(Cyprinus carpio)、鳙(Aristichthysnobilis)、斑马鱼(Danio rerio)、虹鳟(Salmo gaidnerii)、鲑(Salmo salar)、鳗鲡(Anguilla anguilla)具有较高的相似性,其相似性分别为91.3%、87.6%、83.2%、77%、58.6%、56.1%、43.55%,同源性较高,这说明TSHβ亚基在长期的进化中具有较高保守性。而且在比较中还发现:异育银鲫和其它7种鱼类相比在5’端多11个氨基酸序列,并且都含有定位保守的12个半胱氨酸残基和一个N糖基化位点。     

玉米ZmERD4基因的分离及转基因株系的获得

为了获得转ZmERD4基因玉米植株,验证ZmERD4在玉米育种中的应用价值,通过同源克隆的方法在抗旱性强的玉米自交系CN165中克隆了ZmERD4基因全长cDNA,该基因全长2 073 bp,包含一个编码591个氨基酸的开放阅读框;推导的氨基酸序列和水稻中的OsERD4(XP476646)有82％的相似性,与拟南芥中的...     

苎麻COMT基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR法结合cDNA末端快速扩增（RACE）法从苎麻中克隆了与木质素合成相关的COMT基因的全长cDNA序列。所获得的COMT基因全长1318bp,包含一个开放阅读框1098bp,编码365个氨基酸。序列相似性检索结果表明,苎麻COMT全长cDNA与杨树COMT基因的序列同源性达82%,其编码的氨基酸序列与杏的COMT氨基酸序列同源性最高,达93%。同时还检索到该氨基酸序列包含一个O-甲基转移酶的保守结构。     

玉米AGPase胞质型小亚基ZmSSUI基因的克隆及在籽粒发育过程中的表达

利用RT-PCR方法从普通玉米浚单20中克隆出淀粉合成关键酶-腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-Glucose Pyrophosphorylase,AGPase)胞质型小亚基(cytosolic small subunit,SSUI)基因的cDNA序列,命名为ZmSSUI(GenBank登录号:GU550073)。序列分析表明,该cDNA序列长度1554 bp,包含一个完整的开放阅读框(2~1 429 bp),长度为1 428 bp,编码476个氨基酸,克隆基因编码的氨基酸序列与其他植物SSUI氨基酸序列有较高同源性。半定量RT-PCR分析表明,在籽粒发育过程中,ZmSSUI基因的表达呈单峰状变化,与已报道的AGPase酶活性及淀粉积累速率趋势基本一致,推测其在玉米淀粉合成中发挥着重要作用。     

黄瓜脂氧合酶基因CsLOX2的克隆及表达分析

【目的】以华北型黄瓜种质26号为材料克隆黄瓜脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全长并分析其序列特征,在此基础上研究该基因在果实发育进程中的表达模式、酶活性变化及相应的C6醛类物质含量,为研究脂氧合酶基因在黄瓜果实醛类香气物质形成中的作用机制奠定基础。【方法】以华北型黄瓜种质26号为材料,通过RT-PCR和RACE技术克隆黄瓜的脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全长并分析其生物信息学特征,对CsLOX2在果实发育进程中的表达模式进行Real-time PCR检测,通过气质联用（GC-MS）技术测定相应的C6醛类香气物质的含量并利用分光光度法测定LOX酶活性。【结果】华北型黄瓜种质26号的CsLOX2基因cDNA全长2 878 bp,ORF区为2 640 bp,编码879个氨基酸,推导的蛋白质分子量为99.39 kD,等电点为6.28。通过氨基酸序列比对发现,该基因编码的氨基酸序列具有脂氧合酶家族的3个重要特征区域及植物LOX中皆具有的6个高度保守的组氨酸,该序列与其它物种的脂氧合酶氨基酸序列具有较高的同源性。根据其N端序列特征推测CsLOX2属于I类LOX,具有13-LOX活性。Real time-PCR分析结果表明,该基因在花后3 d表达量最高,此后下降,至花后15 d最低;脂氧合酶的活性自开花当天逐渐上升,至花后12 d达到最高,此后下降;C6醛类香气含量在果实发育始期较高,随果实发育进程逐渐下降,至花后12 d最低。【结论】利用RACE技术克隆了华北型黄瓜种质26号脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全长,序列分析表明该基因具有植物LOXs的特征结构域。CsLOX2基因表达高峰先于脂氧合酶活性高峰的出现,C6醛类香气含量在果实发育始期较高,随果实发育进程逐渐下降。该研究结果将为进一步探讨脂氧合酶基因在黄瓜果实醛类香气物质形成中的作用机制奠定基础。     

酸柚根系CS和PEPC基因的克隆及序列分析

以酸柚(Citrus grandis)根系为材料,利用热硼酸法提取了根系总RNA,并逆转录成cDNA,利用PCR和RACE技术相继得到柠檬酸合酶基因(CS)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)的保守区、3'端和5'端.酸柚根系CS基因全长1760bp,开放读码框有1413 bp,编码472个氨基酸,氨基酸序列相对分子质量为52.487 ku,等电点为6.9,亲水指数为-0.199;5'端非编码区为67 bp,3'端非编码区为277 bp;推导的氨基酸经序列比对,发现与其他物种具有很高的同源性(85.4%-99.6%).酸柚根系PEPC基因全长3307 bp,开放读码框有2604 bp,编码868个氨基酸,氨基酸序列相对分子质量为99.569ku,等电点为6.68,亲水指数为-0.398;5'端非编码区为431 bp,3'端非编码区为269 bp,推导的氨基酸经序列比对,发现与其他物种具有很高的同源性(85.8%-95.7%).初步确定克隆到的为酸柚根系CS和PEPC基因,登陆Genbank,登陆号分别为HQ537481和HQ537482.     

多枝赖草谷胱甘肽还原酶基因的克隆及分析

以盐胁迫处理的多枝赖草(Leymus multicaulis)植株新鲜叶片为材料,根据其他植物谷胱甘肽还原酶(GR)氨基酸保守区序列设计简并引物,通过RT—PCR扩增到1个408 bp的cDNA片段(Genbank注册号为 AY781786);利用DNAMAN软件将5’和3’RACE获得的5’和3’端序列,拼接成1个全长1 580 bp的cDNA序列,其包含1个1 140 bp的开放阅读框架,该阅读框架编码380个氨基酸;多枝赖草谷胱甘肽还原酶氨基酸序列与其他植物的同源性为77％～92％,定量PCR结果表明,GR基因的表达随着盐胁迫时间和盐浓度的增加而加强。     

缢蛏IGFALS基因的表达特征及IGF系统对生长的调控作用

类胰岛素生长因子(insulin-like growth factor,IGF)信号通路在机体的发育、繁殖以及生长等过程中起着重要的调控作用。类胰岛素生长因子酸不稳定亚基(IGF acid-labile subunit,IGFALS)是IGF系统中的重要一员,可通过延长IGF的半衰期参与IGF信号通路的调控。本研究首次在缢蛏转录组数据库中筛选鉴定了两个IGFALS基因,包含完整的开放阅读框,分别命名为IGFALSa和IGFALSb。IGFALSa基因的cDNA序列为4809 bp,编码996个氨基酸;IGFALSb基因的cDNA序列为1925 bp,编码546个氨基酸。在缢蛏不同发育期的表达分析中发现,IGFALSa和IGFALSb在幼虫的前期发育阶段均只有少量表达,而随着幼虫的发育,其表达量逐渐上升;组织表达分析表明,IGFALSa在外套膜和性腺中高表达,IGFALSb则在水管中高表达。利用不同质量浓度胰岛素短期刺激缢蛏稚贝,当质量浓度为10 mg/L时,两个IGFALS基因表达量均显著上调,其下游基因IRS、PDK1、MPKP1的表达量也显著上调;进一步利用10 mg/L胰岛素长期喂养缢蛏稚贝,结果显示其壳长和壳宽的日生长率均显著提升。     

牦牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因的克隆及序列分析

为了解牦牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因的特点,根据GenBank已公布的牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因序列设计4对引物,每个基因分两段扩增,测序并拼接,首次克隆牦牛应激型 HSPA1A和 HSPA2基因。序列分析表明,扩增到的牦牛应激型 HSPA1A基因全长2 134 bp,开放阅读框全长1 926 bp,编码641个氨基酸,分子质量为70.26 ku; HSPA2基因全长1 911 bp,开放阅读框全长1 911 bp,编码636个氨基酸,分子质量为69.85 ku。将 HSPA1A和 HSPA2基因开放阅读框编码的氨基酸序列进行ScanProsite分析,均得到3个HSP70蛋白家族标记。核苷酸序列同源性分析表明, HSPA1A和 HSPA2基因具有较高的保守性,牦牛与牛的 HSPA1A和 HSPA2基因核苷酸序列同源性最高,分别为99.8%和99.1%。遗传进化关系分析表明,牦牛与牛的应激型 HSPA1A和 HSPA2基因亲缘关系最近。     

毛竹PePsbS1基因的分子特征及其原核表达

PsbS蛋白在植物非光化学淬灭(NPQ)中发挥着重要作用。采用同源比对方法从毛竹(Phyllostachys edulis)全长cDNA文库中得到1个PsbS同源基因序列(FP091683),命名为PePsbS1。该基因全长1 069 bp,具有多种光应答元件和参与光应答的顺式作用元件。PePsbS1的开放阅读框为807 bp,编码一个268 aa的蛋白。蛋白结构分析表明,该蛋白由转导肽(53 aa)和成熟蛋白(215 aa)组成,成熟蛋白包含1个叶绿素a/b结合蛋白功能域、4个跨膜区;疏水性分析表明该蛋白组成氨基酸以疏水性氨基酸为主,占42.5%;Blastp分析发现该蛋白与玉米的一致性最高,达80.3%。构建含有PePsbS1编码成熟蛋白序列的原核表达载体pET23a-PePsbS1-mature,转化大肠杆菌,经IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE电泳分析。结果表明,分离纯化获得目的蛋白的分子量约为28 kD,与预测PePsbS1编码成熟蛋白的大小相符。这将有助于对竹子PsbS蛋白结构与功能的深入研究。