野生大豆转录因子GsWRKY57基因的克隆与抗旱性功能分析

WRKY转录因子是近年来在植物中发现的一类重要转录因子,在植物抗逆相关过程中发挥重要作用。本研究通过对野生大豆转录组数据进行分析,从野生大豆中克隆得到GsWRKY57基因的CDS序列。该基因开放阅读框为903bp,编码300个氨基酸残基,分子量为34.23kD,等电点为5.88。氨基酸序列分析显示该蛋白含有一个WRKY保守结构域,属于III类WRKY转录因子。系统发育树分析表明该蛋白与栽培大豆同源性最高、其次是赤豆、木豆。启动子作用元件分析预测显示该基因可能存在多种非生物胁迫作用元件。组织特异性表达分析表明该基因在大豆叶片中高丰度表达,然后依次是茎、花、荚、根。GsWRKY57基因表达受茉莉酸、水杨酸、脱落酸、干旱等植物逆境诱导。过表达GsWRKY57基因的转基因拟南芥植株相对于野生型耐旱能力增强。     

野生大豆转录因子GsWRKY57 的克隆与抗旱性功能分析

WRKY转录因子是近年来在植物中发现的一类重要转录因子,在植物抗逆相关过程中发挥重要作用。本研究通过对野生大豆转录组数据进行分析,从野生大豆中克隆得到GsWRKY57 基因的CDS序列。该基因开放阅 读框为903bp,编码300个氨基酸残基,分子量为34.23kD,等电点为5.88。氨基酸序列分析显示该蛋白含有一个 WRKY保守结构域,属于III类WRKY转录因子。系统发育树分析表明该蛋白与栽培大豆同源性最高、其次是赤豆、木豆。启动子作用元件分析预测显示该基因可能存在多种非生物胁迫作用元件。组织特异性表达分析表明该基因在大豆叶片中高丰度表达,然后依次是茎、花、荚、根。GsWRKY57 基因表达受茉莉酸、水杨酸、脱落酸、干旱等 植物逆境诱导。过表达GsWRKY57 基因的转基因拟南芥植株相对于野生型耐旱能力增强。     

野生大豆GsADF1基因的克隆与表达分析

ADF蛋白是一种在真核生物中广泛存在的低分子量的肌动蛋白结合蛋白,在细胞分裂、细胞运动、植物顶端生长如花粉管伸长,根毛的形成等重要的生命活动中发挥着重要的作用.以野生大豆(Glycine soja)的叶片cDNA为模板,通过RT-PCR方法扩增分离获得GsADF1基因.该基因全长为693 bp,包含417 bp的开放阅读框;其编码的ADF蛋白含139个氨基酸残基.运用生物信息学方法将GsADF1与其他物种ADF蛋白氨基酸序列进行多重比对并构建系统进化树,发现GsADF1与其它生物的ADF蛋白具有很高的同源性.这说明植物ADF基因高度保守.为进一步研究GsADF1在野生大豆不同组织,器官以及不同发育期大豆种子中的表达情况,对它进行了荧光定量分析(Real time RT-PCR).结果表明:GsADF1在野生材料的根、茎、叶、花和种子中都有表达,且以根和花中表达量最高.而对其在不同发育阶段的种子中的分析表明该基因在15DAF、20DAF、30DAF、40DAF和45DAF的种子中都有表达,且以15DAF表达量最低,随后呈上升趋势.其表达量的变化表明GsADFI通过调节肌动蛋白可能参与了种子从胚胎发生到贮藏物质积累的转变.     

华南野生大豆GmPAP1基因多样性分析

GmPAP1属低磷诱导基因,通过同源克隆测序,分析68份来源于华南亚热带地区江西、湖南、福建、广西等地野生大豆GmPAP1基因的多样性.与原基因序列GmPAP1(AF236108)比较, 68份种质资源共有22个SNPs和6个Indels,22个SNPs中有13处发生转换,9处发生颠换,转换所占比例接近2/3,有14个发生了非同义突变,表明该基因在不同地区的大豆中具有较高的多样性.     

大麦气孔发育相关基因HvSPCH的克隆及初步功能分析

气孔是植物与外界进行气体交换的通道,对植物的生长发育至关重要。SPCH转录因子与气孔的发育关系密切,为揭示其在大麦中的功能,以大麦G1614为材料,利用PCR方法克隆大麦SPCH（HvSPCH）基因后,进行生物信息学分析,并对该基因在干旱胁迫条件下的表达模式进行分析。结果表明,HvSPCH基因编码区长为1 098 bp,可编码365个氨基酸,相对分子量为90 504.73 Da,理论等电点为4.96,为疏水的、不稳定的碱性蛋白质。氨基酸序列分析表明,HvSPCH蛋白的氨基酸序列不含有跨膜结构域和信号肽,含有40个磷酸化位点和27个糖基化位点。二级结构分析表明,HvSPCH蛋白包含35.62%的α-螺旋、8.77%的延长链、2.47%的β-转角和53.13%的无规则卷曲。系统进化分析表明,大麦HvSPCH蛋白与水稻、野生二粒小麦、二穗短柄草的SPCH蛋白亲缘关系较近。qRT-PCR分析结果表明,干旱处理4 h和12 h时,HvSPCH基因的相对表达量显著升高,说明其有可能参与大麦的干旱逆境响应过程。     

‘云香’水仙NtNAC1基因的克隆及功能分析

本研究利用RT-PCR技术从‘云香’水仙的根中克隆得到了NtNAC1基因,并通过qRT-PCR技术分析了该基因的时空表达模式以及在逆境和逆境相关激素处理下的表达变化,结合分析过表达该基因的转基因烟草植株的表现等解析了该基因的功能。结果显示:NtNAC1基因全长1083 bp,其ORF为918 bp,编码306个氨基酸,N端含有NAM保守结构域,聚分在SNAC1亚组,与香蕉MusaSNAC1、小麦TaNAC47亲缘关系较近。实时荧光定量分析显示,NtNAC1的表达水平随花器官花瓣和副冠的发育呈先上升后下降趋势,始花期达到峰值;NtNAC1在根和叶中高表达,受ABA、MeJA、SA、H_2O_2、NaCl、PEG诱导上调,推测该基因可能参与‘云香’水仙花器官的形态建成及响应非生物胁迫。进一步构建表达载体转化烟草,获得9株转基因植株。在高盐和干旱胁迫处理下,转基因植株根系发达、长势更好、存活率高,表明水仙NtNAC1过表达能提高烟草对高盐、干旱的耐受性,在抗逆中起正向调控作用,可作为提高水仙抗性的优良遗传基因资源。     

即墨野生大豆胰蛋白酶抑制剂基因的克隆及序列分析

为了从分子水平上解析野生大豆胰蛋白酶抑制剂的特异性,应用RT-PCR方法从即墨野生大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc)中扩增出胰蛋白酶抑制剂两种编码基因Kunitz型(KTI,654 bp)及Bowman-Birk型(BBI,357 bp)的基因全长序列,并对两个基因序列做生物信息学分析。分别登录到Gen Bank Accession No.AB112031.1和Accession No.AB081833.1并进行同源性鉴定,证明这两个基因为丝氨酸蛋白酶抑制剂基因家族中的成员。结果表明:即墨野生大豆的KTI基因与野生大豆(Glycine soja,No.AB308134.1)、大豆(Glycine max,No.EF541136.1)的KTI基因序列同源性都为99%,具有6个保守基序;BBI基因与野生大豆(Glycine soja,No.AB081834.1)、大豆(Glycine max,NM_001250058.3)BBI基因序列同源性均为99%,具有5个保守基序,通过二级、三级结构分析发现与栽培大豆有着明显的差别。     

多年生野生大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂基因的克隆及分析

利用RT-PCR方法,从对蚜虫高抗的多年生野生大豆短绒野大豆(G.tomentella)(2n=78)未成熟子叶中扩增到了大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂同源基因单一目的片段,该基因和蛋白分别被命名为KTiPW54和KTiPW54。序列分析表明:该片段为654 bp的完整编码序列,编码218个氨基酸残基,编码的蛋白与栽培大豆(G.max)、野生大豆(G.soja)、短绒野大豆(G.tomentella)的Kunitz型胰蛋白酶抑制剂基因编码蛋白高度保守的区域一致。将KTiPW54编码区克隆到表达载体pTWIN1,在宿主菌BL21(DE3)中经IPTG诱导获得高效表达。     

日本野生大豆资源概况及我国野生大豆的研究与利用刍议

日本野生大豆主要分布于九州、四国、本州和北海道４个主要大岛及周围小岛屿,南起九州南部,北至北海道的南部地区。北海道中部及以北区域和琉球群岛至今没有发现野生大豆存在。本文简要介绍日本野生大豆资源概况,包括分布开态、胰蛋白酶抑制剂形态、种皮荧光表型频率、地理遗传变异和发现的球蛋白亚基变异及在育种研究中利用前景。还对中国野生大豆研究与利用提出了建议。     

一个小麦AP2/ERF转录因子家族单独亚族基因的克隆及分析

AP2/ERF家族转录因子是植物中重要的一类转录因子,广泛参与植物各类生理过程.为了给该家族转录因子的深入研究提供基础,利用小麦EST数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/UniGene/UGOrg.cgi?TAXID= 4565),以拟南芥AP2/ERF家族转录因子单独亚族成员AtAP2-Soloist的氨基酸序列为探针,搜索到一个小麦UniGene数据,经拼接得到1个全长cDNA序列(TaAP2-Solosit),通过RT-PCR方法从"扬麦15"的cDNA中克隆了该转录因子基因(YM15AP2-Solosit).克隆的转录因子核苷酸序列与电子克隆的序列只有1个碱基不同,两者编码氨基酸序列一致.从cDNA序列、氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、进化树、功能域、二级和三级结构等方面进行了分析,结果显示"扬麦15"中的YM15AP2-Solosit转录因子属于AP2/ERF家族中的单独亚族,是亲水性蛋白,在蛋白质的三级结构上与拟南芥的AtAP2-Soloist相似.EST丰度分析显示,YM15AP2-Solosit在根、茎、叶和花中均有表达.     

晋陕野生大豆种群关联进化性状的变异分析

征集山西和陕西具有代表性的11个野生大豆种群,在山西中部环境条件下对与进化相关的形态性状进行表现型分析.结果表明:质量性状形态相对单一;种群内个体间的数量性状值相差很大,种群间数量性状的平均差异大小有一定的地理分布性,但各性状差异表现不尽相同.利用综合变异系数,筛选出汾阳和沁源2个变异大的野生种群.综合变异系数分别为62.67%和54.33%,闻喜种群变异最小为13.33%,其它种群分布在21.33%～30.67%之间.     

野生大豆导入系对蛋白质含量相关位点的上位性分析

利用野生大豆ZYD00006和栽培大豆绥农14所构建的回交导入系群体BC3F3代为研究材料,选择亲本间存在差异的121个SSR标记对114个株行材料进行基因型分析;利用T测验对含野生大豆纯合双导入位点(即B-B位点组合)植株表型值与绥农14表型值进行检测,以P≤0.05作为阈值,共获得104对B-B位点对表型影响显著,再经T测验,28对互作位点存在上位性效应,其中正向上位性效应位点10对,负向上位性效应位点18对,本研究结果揭示了上位性效应对大豆蛋白质含量性状的重要影响,同时这些位点信息将为大豆高蛋白分子辅助育种研究提供重要的理论基础。     

广西新收集野生大豆资源的遗传多样性分析

利用23对SSR引物对广西新收集的200份野生大豆资源进行遗传多样性分析.结果表明:23个SSR位点共扩增出137个多态性带,每个位点等位变异数目范围为3～11个,平均为5.96个;Simpson指数分布范围为0.503～0.834,平均为0.689;Shannon,weaver指数分布范围为0.407～1.44,平均...     

高盐碱环境下野生大豆主要性状与单株产量的相关分析

研究津唐渤海湾沿海地区野生大豆株系在海滨盐碱土壤条件下主要性状与单株籽粒产量的相关性,旨在为野生大豆耐盐生态育种提供理论依据.使用3%总含盐量海滨盐碱土壤盆栽,对895份野生大豆株系进行全生育期的高选择强度耐盐性筛选,有109份株系成活到收获种子.对这109份高度耐盐性的株系进行了10个形态和农艺性状调查,应用相关分析和通径分析研究性状之间以及各性状同单株籽粒产量之间的相互关系,结果显示:与对照条件相比较,高盐条件下株系部分性状间相关关系发生变化.单株粒数、百粒重和收获指数可作为筛选高耐盐碱性野生大豆的主要参考性状.     

基于SSR标记的山西野生大豆种质资源遗传多样性分析

分析山西野生大豆资源的遗传多样性和遗传结构有助于了解山西野生大豆起源与进化,为野生大豆优异种质挖掘及资源高效利用等提供理论基础。本研究采用52对SSR分子标记对来自于山西省9个地区32个县市的70份野生大豆资源进行了遗传多样性分析。结果表明:共扩增出450个等位基因,平均每对引物扩增出8.7个等位基因,变幅为3～19。等位基因频率为0.185 7～0.885 7,平均0.421 0;基因遗传多样性指数为0.210 2～0.871 8,平均0.710 0;多态性信息含量为0.201 9～0.858 4,平均0.679 7。将所有供试材料按地理来源分类,并进行遗传多样性分析。结果表明,中部野生大豆资源的平均等位基因数、平均基因多样性指数和平均多态信息含量最高,北部次之,南部最低。而各组的平均主要等位基因频率结果与之相反。基于遗传结构和基于遗传距离的聚类分析都可将试验材料分为3个类群,两种分类结果基本相同。第一类群主要包括山西中部部分资源,第二类群主要包括山西中部部分资源和山西北部资源,第三类群主要包括山西南部资源。聚类结果与地理来源较为一致。山西野生大豆资源遗传多样性较高。中部野生大豆资源的遗传多样性最高,北部资源次之,南部资源最低。推测山西中部和北部曾经发生过种质交流,导致中部资源遗传多样性最高,该区域可能为山西野生大豆的遗传多样性中心。     

重庆地区野生大豆资源考察与研究

于2006~2007年对重庆市19个区(县)的野生大豆资源进行了考察,其中8个区(县)观察到野生大豆分布。共搜集野生大豆混合样本43份、单株197份(半野生大豆25份),其中高海拔的东部山区野生大豆居群分布密度略高,类型较为丰富。考察发现野生大豆在重庆地区分布面积锐减,濒危状况日益严重。通过考察搜集到了有利用价值的资源,丰富了国家种质资源库重庆地区野生大豆的数量和半野生大豆的类型。     

东北野生大豆核心种质单核苷酸多样性分析

对196个东北野生大豆核心种质的NRT2、Asp AT2和CPK13三个基因片段进行单核苷酸扫描,共检测到94个SNPs位点及10个插入/缺失位点(Indel),碱基转换和颠换平均比例约2∶1。稀有SNPs位点(10%)39个,比率约为41.5%。196份核心种质平均多态性位点比例约为74%,Shannon's指数是0.366,多样性指数为0.241;不同纬度群体的平均多样性指数随纬度下降逐渐升高,在44°N时达到峰值,然后随纬度降低缓慢下降,多样性指数变化呈近似正态曲线模式。初步推测N 42°~N45°区域为东北野生大豆的多样性中心。     

野生大豆叶片形态结构与抗病毒病关系的研究

大豆花叶病毒病(Soybean mosaic virus disease,SMV)是大豆生产的主要病害之一,应用抗病品种是控制该病最经济有效的方法.野生大豆抗SMV机制的探讨是大豆抗病育种的重要基础.通过人工接种和田间自然发病鉴定方法,对来源于河北东部沿海地区的129份野生大豆材料进行抗SMV鉴定及叶片形态结构的比较.结果表明,2.3%的材料抗大豆花叶病毒病,14.7%的材料表现为中抗,26.4%的材料表现为中间反应类型;不同抗感野生大豆材料的叶片蜡质含量及茸毛密度存在明显差异,相关分析表明蜡质含量与野生大豆对病毒病的抗性呈显著正相关.因此,叶片蜡质含量可作为野生大豆材料病毒病抗性鉴定的参考指标.     

野生大豆资源在海南和北京种植的生育期与部分农艺性状调查简报

选取了50余份野生大豆材料分别在海南和北京种植,对生育期、单株粒重、百粒重、叶型、种皮色、蔓生性性状进行了调查。结果表明:野生大豆在海南和北京种植,生育期和各项性状发生了相应的变化,高温缩短了出苗~始花期及生育期日数。     

野生大豆皂苷的提取与薄层色谱分析

皂苷具有多种药理作用,对野生大豆中各类皂苷的定量分析是研究野生大豆皂苷药理作用的基础.利用索氏提取器以甲醇热回流提取野生大豆中的皂苷,结合理化反应进行鉴别,以齐墩果酸作为对照品进行薄层层析,通过薄层扫描测定皂苷含量.结果表明:野生大豆皂苷1～5μg范围内线性关系良好,平均回收率为98.98％,RSD为0.41％,薄层层...