大豆DELLA基因家族鉴定及分析

DELLA基因家族是调控植物与环境互作和植物发育的重要调控因子,可以促进微生物与植物共生关系建立过程中侵染线的形成,是参与赤霉素信号通路的负调控蛋白,在影响植物激素相关基因表达,调节植物与微生物共生固氮和生长发育方面具有重要的作用,但是在大豆中DELLA基因家族的结构特征还没有详细分析。本研究对大豆中DELLA基因家族的基因结构、定位信息、蛋白结构、保守基序分析、系统进化树、顺势作用元件、与拟南芥同源基因的共线性关系和基因表达模式进行了研究。结果发现,大豆基因组中共有7个DELLA基因家族成员,分布在7条不同的染色体上,这些基因都只有一个外显子,一个N端DELLA结构域,并且基序分布相似,证明其基因编码序列结构域高度保守。系统进化树分析表明DELLA家族有三个亚族,其启动子区域含有大量的顺式作用元件,这些元件参与植物激素反应、干旱诱导和光反应。大豆DELLA基因Glyma.11G216500、Glyma.18G040000、Glyma.08G095800和Glyma.05G140400与拟南芥中的AT1G14920、AT1G66350和AT2G01570呈共线性关系;其中Glyma.1...     

芒果炭疽病菌环境pH信号调控基因PalF的克隆与分析

通过本地查找胶孢炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)橡胶菌株全基因组测序数据,获得PalF基因的序列信息。利用同源克隆的方法扩增胶孢炭疽病菌芒果菌株PalF基因,获得片段大小为2 369 bp的目的基因片段。对该基因序列进行分析发现,该片段含有完整的开放式阅读框,与橡胶炭疽菌PalF基因的序列同源性达100%。用RT-PCR的方法获得PalF基因的cDNA序列,序列进行分析发现该基因全长为2 310 bp,其中含有1个大小为59 bp的内含子,推测编码769个氨基酸。对PalF基因的氨基酸序列进行推测保守结构域分析可知PalF蛋白中含有Arrestin-C保守结构域,推测该基因参与环境pH感应信号转导途径(Ambient pH-sensing signal transduetion pathway)的调控,为进一步研究该基因在环境pH感应信号转导途径中的作用奠定了基础。     

橡胶树HbGAIP-B基因的克隆与表达分析

DELLA是赤霉素信号传导途径中一类重要的阻遏蛋白。本研究通过RT-PCR技术,从橡胶树优良品种‘热研7-33-97’胶乳中克隆了1个DELLA蛋白编码基因(GenBank登录号为KT696440)。该基因全长cDNA序列2135bp,阅读框1905bp,编码634个氨基酸,其编码蛋白含有DELLA和GRAS结构域,分子量为69.89ku,理论等电点为5.50。HbGAIP-B氨基酸序列与麻疯树JcGAIP-B、蓖麻RcGAIP-B、拟南芥AtRGA、AtGAI、AtRGL1、AtRGL2和AtRGL3的相似性分别为82.43%、78.18%、65.05%、61.73%、52.28%、53.51%和49.92%。进化树分析表明,HbGAIP-B与JcGAIP-B亲缘关系最近。定量PCR分析表明,HbGAIP-B的表达受割胶处理诱导下调。赤霉素和乙烯利处理4h显著上调HbGAIP-B的表达,茉莉酸甲酯处理4h小幅下调HbGAIP-B表达。     

小麦WRKY转录因子TaWRKY72B的克隆、亚细胞定位及表达分析

WRKY蛋白是一类转录因子，参与调控植物的多种生长发育和胁迫应答过程。为进一步探究WRKY在小麦响应逆境中的作用，本研究克隆了小麦中国春的TaWRKY72B基因，并对其进行了生物信息学、亚细胞定位和表达模式分析。结果表明，中国春的TaWRKY72B基因编码320个氨基酸，蛋白序列包含典型的WRKY保守结构域和C2H2锌指结构，分子量为33.94 kDa，理论等电点为6.60，是酸性亲水的不稳定蛋白，无信号肽序列，属非跨膜蛋白。二级结构预测表明，TaWRKY72B主要由无规则卷曲( 61.25%)、α-螺旋(23.12%)、延伸链(11.88%)和β-转角(3.75%)组成。TaWRKY72B定位于细胞核，符合转录因子特征。系统进化树分析显示，TaWRKY72B蛋白与节节麦、大麦和水稻等禾本科作物的WRKY亲缘关系较近。启动子顺式作用元件预测结果表明，该基因含有多个与生长发育、激素信号途径以及非生物胁迫应答相关的顺式调控元件。TaWRKY72B表达受激素、高温、低温和盐诱导，推测该基因可能参与小麦逆境胁迫应答和多种激素信号途径。     

Cloning and Bioinformatical Analysis of Phospholipase Dα1 Gene and Its Promoter in the Latex of Rubber Tree (Hevea brasiliensis Muell.Arg.)

植物磷脂酶PLDα1与伤害信号转导密切相关,是伤害诱导内源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)生物合成的关键酶之一.橡胶树胶乳PLDα1基因(HbPLDα1)表达的研究将有助于揭示橡胶树乳管细胞JA信号转导及其调控橡胶生物合成的机制.在EST序列的基础上,通过RACE和Genome Walking方法分别克隆了橡胶树胶乳的HbPLDα1基因及其启动子序列.HbPLDα1基因的cDNA全长为2 870 bp,包含长度为2427 bp的完整开放阅读框(ORF),具有典型的植物PLDα蛋白保守功能域,与同属大戟科的蓖麻和麻风树的PLDα1基因亲缘关系最近.HbPLDα1基因启动子区域长为1 559 bp,除含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还存在JA和脱落酸等激素响应元件以及干旱胁迫等环境信号响应元件,这表明HbPLDα1基因的表达可能受激素和环境信号的调控,在橡胶树乳管细胞对激素和环境信号的响应过程中发挥重要作用.     

香蕉NPR1基因的克隆及植物表达载体构建

病程相关基因非表达子(NPR1)是植物抗病信号传导的关键基因。以香蕉抗病香蕉品种为材料,根据NPR1基因序列在保守区设计引物,从香蕉cDNA中克隆获得NPR1基因片段,以RACE的方法克隆获得香蕉NPR1基因的全长,并命名为GCT119-NPR1。香蕉GCT119-NPR1基因最大阅读框(ORF)为1 707 bp。生物信息学分析结果表明,该基因含有ANK和BTB两个结构域,其中ANK结构域是NPR1基因中非常重要的结构域,在蛋白质相互作用中起着至关重要的作用。同源性分析表明,该基因与已克隆发表的NPR1基因氨基酸序列同源性为67%~82%。将其构建植物表达载体,为下一步转化工作奠定基础。     

植物DELLA蛋白的功能及其在大豆中的研究

DELLA属于GRAS核转录调节因子家族,负向调节GA信号途径,并抑制植物生长发育.GA与其受体结合后,与DELLA蛋白发生互作,并通过26S蛋白酶体将DELLA降解,从而解除DELLA对植物发育的抑制作用.DELLA通过与不同的转录因子互作,调控下游基因的表达.文章综述了DELLA蛋白在GA信号传导中作用的分子机理和...     

巴西橡胶树6个小G蛋白基因cDNA的克隆与序列分析

利用笔者实验室建立的橡胶树胶乳EST序列数据库,结合RT-PCR和RACE技术,克隆巴西橡胶树6个小G蛋白基因的cDNA,并以拟南芥小G蛋白家族基因为模板进行进化树分析.结果表明:所克隆的基因分属于小G蛋白的Arf与Rab家族,将其分别命名为HbArfl、HbArf2、HbRab1、HbRab2、HbRab3和HbRab4.氨基酸序列分析发现,HbRab1、HbRab2、HbRab3和HbRab4均具有小G蛋白家族的保守结构域,即4个鸟苷酸(GTP/GDP)结合域、1个效应区和C端半胱氨酸结构域,而HbArf1和HbArf2除在C端无半胱氨酸结构域及效应区序列保守性差外,HbArf1还缺少2个鸟苷酸结合区,HbArf2缺少1个鸟苷酸结合区.     

橡胶树HbRAN1基因的克隆与表达分析

利用本课题组获得的二代测序(FLX454)转录组数据库,筛选并克隆获得到1条969 bp的核苷酸序列,该序列编码1个由221个氨基酸组成的25.11 ku蛋白,氨基酸同源性分析发现,此氨基酸序列具有GTPase活性区域,属于小G蛋白RAN亚家族,且与蓖麻、烟草、水稻、小麦等的RA N1基因序列高度同源,命名为HbRA N1(GenBank登录号:KC577150).实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因受割胶、伤害、高温、低温、干旱及乙烯利等因素调控,同时其表达模式与橡胶树死皮程度相关,但对SA、GA、JA、ABA、CTK、2,4-D等激素处理应答不明显.结果表明,HbRA N1基因编码1个典型的RAN蛋白,可能在橡胶树抗逆过程中起作用,可作为橡胶树抗逆分子育种的靶标基因.     

大豆耐胁迫相关蛋白编码基因GmSAMDC1的克隆及表达分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosine methionine decarboxylase,SAMDC)是亚精胺和精胺合成的关键酶,更是多胺生物合成的限速酶之一,在植物耐胁迫反应中发挥重要调控作用。为研究大豆SAMDC编码基因的结构和表达特性,本研究从抗病大豆品种科丰1号中克隆了位于大豆基因组2号染色体上的GmSAMDC1(Glyma. 02G128000)基因,分析结果表明:其完整ORF长度为1 068 bp,编码一个由355个氨基酸组成的包含1个SAM_decarbox结构域的蛋白; GmSAMDC1基因所编码蛋白的理论等电点为4. 86,相对分子质量为38 987. 13 Da,为亲水性蛋白,不含跨膜区;大豆中共有8个GmSAMDC1的同源基因,GmSAMDC1与红车轴草(PNY09439. 1,82. 64%)和拟南芥(At SAMDC3,67. 22%)中的SAMDC蛋白编码基因亲缘关系最近; GmSAMDC1启动子序列包含防卫和胁迫响应元件、植物激素应答元件、光应答元件等许多顺式作用元件; GmSAMDC1在花中的表达量最高,与其大豆同源基因Glyma. 01G071300(序列相似性为94. 6%)、Glyma. 18G278800(66. 8%)和Glyma. 08G25580(66. 5%)的组织特异性表达模式比较相似; Glyma. 02G128000-GFP融合蛋白在细胞膜和细胞质上表达。本研究结果为进一步阐明大豆GmSAMDC1基因在大豆耐胁迫过程中的作用提供了理论依据。     

棉花不同种质材料棉铃各个时期发育研究

通过对棉花不同种质材料的棉铃在不同发育时期重量和长宽比的研究。结果表明,不同发育阶段的棉铃在重量和长宽比存在较大的差异;陆地棉和海岛棉的棉铃重量第5天和第10天变化趋势基本相同,但长宽比存在差异;两者的关系是长宽比越大,其铃重越轻;不同类型品种棉铃的长宽比是海岛棉〉圆锥形铃陆地棉〉卵圆形铃陆地棉〉圆形铃陆地棉,而重量恰好相反,为圆形铃陆地棉〉卵圆形铃陆地棉〉圆锥形铃陆地棉〉海岛棉;杂交棉相对于其亲本变化不明显。由此可见,棉花品种类型不同,棉铃形状的差异都是影响棉铃发育的重要因素。     

新疆海岛棉育种现状及发展需求

通过对已审定的新疆海岛棉品种产量、品质、抗性的育种发展分析,指出了当前育种中存在的主要问题,进一步明确了以提高单位植棉效益为核心,以抗逆、抗病(虫)育种为重点,以发展多类型专用棉和机采棉为重要方向的未来海岛棉育种发展趋势。     

海岛棉产量性状的遗传效应分析

采用加性-显性的遗传模型,研究海岛棉11个亲本和30个F1杂交组合8个产量性状的各项遗传方差分量和遗传相关.结果表明:单株有效铃数、单株无效铃数、铃重、籽棉产量的加性方差比率分别达到显著和极显著水平,而显性方差比率均不显著,表明这4个产量性状的遗传以加性效应为主.皮棉产量、衣分、衣指则不显著,且普通狭义遗传率较低.遗传分析表明,新海14号和99-111籽棉产量有显著的加性效应,可作为杂交育种的优良亲本.     

广西南部陆地棉和海岛棉的杂种优势利用

利用广西南部充足的光热资源,为陆海杂交种的选育及其宿生栽培利用提供参考。研究陆地棉和海岛棉及种间杂种的主要性状表现,并对一、二年生海岛棉及陆海杂种的主要性状进行比较。结果表明：（1）相对陆地棉和海岛棉亲本,陆海杂种具有出苗率较高、生长速率较快、植株比较粗壮的特点,生育期长于陆地棉而短于海岛棉,且其产量较高、品质较好;（2）二年生与一年生棉花相比,皮棉产量增高64.97％～94.11％;而纤维品质均无显著差异。因此,陆海杂种及其宿生栽培在广西南部具有良好的应用前景。     

甘蓝型油菜全基因组DELLA蛋白基因家族的鉴定和表达分析

DELLA蛋白是参与赤霉素调控途径的关键因子,对调节植物的生长发育具有重要的作用。为了揭示甘蓝型油菜中DELLA蛋白家族的分布和特征,利用生物信息分析了家族成员、序列特征、进化关系和组织表达。结果表明,甘蓝型油菜中有13个DELLA蛋白基因,被定位到8条染色体和2条随机序列（chrC09_random和chrCnn_random）上;系统进化树分析发现,该家族被聚为4个亚家族,第一亚家族含有7个基因,第二、三和四亚家族各包括2个基因; DELLA基因呈组织特异性表达,其中BnaA10g17240D、BnaC09g40420D、BnaCnng68300D和BnaC05g47760D在各组织中表达都相对较高,在茎中BnaA06g34810D、BnaA09g18700D和BnaC09g52270D表达最高。本研究为后续基因的功能研究提供参考。     

甘蔗DELLA蛋白GAI基因的蛋白表达及纯化

赤霉素是开花植物生长发育过程中一个重要的激素,调控种子萌发、茎伸长、叶片扩张、花器官发育,参与各种生物胁迫等多种途径;DELLA蛋白是赤霉素信号途径的抑制因子,DELLA蛋白通过与其他蛋白互作进行相关调控。为研究甘蔗蛋白调控机制,本研究利用原核表达技术体外诱导进行表达。结果表明,ScGAI蛋白全长不表达,但ScGAI-C在pET-28a(+MBP)中能够有效表达,大量诱导蛋白表达后经镍柱纯化,Western blot分析验证ScGAI蛋白被成功诱导出来。     

海南岛南繁区棉花根结线虫病发生情况调查及综合防治

用5点法调查海南岛南繁区棉花根结线虫病,并采集棉花根结线虫病样本。运用形态学观察和同工酶分析鉴定棉花根结线虫。结果表明：(1)南繁区的南滨农场和师部农场的棉花根结线虫病发病率达40%,发病程度最高为3级,根结指数最高为29;(2)鉴定该棉花根结线虫为南方根结线虫。初步提出棉花根结线虫病的防治方法主要是农业防治、生物防治、物理防治和化学防治相结合的综合防治方法。     

棉花纤维品质相关基因挖掘及功能基因研究进展

棉纤维是天然的,使用最为广泛的纤维材料。提高棉纤维品质成为当前棉花遗传育种的重要目标,对棉纤维发育相关基因的挖掘、定位、克隆与功能研究是实现这一目标的重要基础。本文阐述了基于QTL定位的陆地棉和海岛棉纤维优质基因挖掘、基于全基因组测序的棉纤维发育相关基因位点鉴定和分析、基于分子标记辅助育种技术的棉纤维品质改良以及棉花纤维发育相关功能基因验证等研究进展,以期为棉花纤维发育及品质改良研究提供有益借鉴和参考,并对今后棉花纤维相关研究和发展方向进行了展望。     

ARF类转录因子GhARF3的生物信息学分析

运用生物信息学方法对棉花GhARF3基因序列进行BLAST分析、结构域分析、进化树分析、编码蛋白质的理化性质分析、疏水性分析、二硫键分析、磷酸化位点分析、二级结构以及三级结构的预测、亚细胞定位和蛋白质功能分类预测等分析。分析结果表明GhARF3具有ARF类转录因子的特性，可能参与棉花纤维发育的调控。为进一步研究GhARF3基因功能提供理论指导。