小麦NBS-LRR类抗病基因同源cDNA序列的克隆与表达分析

为获得小麦抗叶锈病相关基因,以小麦近等基因系TcLr19所构建的非亲和cDNA文库中获得的EST序列(Contig 914)为靶序列,用RT-PCR方法和cDNA末端快速扩增技术,分离克隆到片段为3 042bp的全长cDNA序列。序列分析表明该序列符合典型单子叶植物的CC-NBS-LRR结构模式,命名为TaNLR。该基因包含一个完整的2 739bp的开放阅读框(ORF),具有连续的Poly A尾和典型的加尾信号AATTAA。ProtParam程序预测表明该基因编码912个氨基酸。发育树分析显示该氨基酸序列与大麦的NBS-LRR类抗病基因蛋白同源性最高达89%。荧光定量PCR分析表明,在小麦与叶锈菌互作中,TaNLR基因受叶锈菌诱导下调表达。本研究在TcLr19小麦中成功获得了抗病同源基因,这为明确NBS-LRR在小麦抗叶锈病中的作用奠定了基础。     

巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

[目的]探讨巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与序列分析。[方法]以高抗炭疽病的巴西橡胶无性系R042为材料,根据抗病基因Prf、L6、N等的P．100p和GLPL保守结构域设计简并引物,从R042扩增具有抗病基因同源序列的片段,对分离获得的抗病基因同源序列进行Blastn、氨基酸同源性分析、序列比较和系统进化分析。[结果]从巴西橡胶高抗炭疽病无性系R042基因组DNA中分离获得1个NBS类抗病基因同源序列,经Blastn比对后发现,该抗病基因同源序列与毛果杨中的一个CC—NBS—LRR抗病蛋白的mRNA的序列同源性为66％,Blastn的E值为2e-24,推测氨基酸序列与已知抗病基因的相似性在26．9％～43．2％。[结论]序列比对与系统进化分析表明,该抗病基因同源序列具有NBS类抗病基因的所有保守序列,且与Xal的亲缘关系最近。     

小麦抗病基因同源序列(RGAs)的克隆与分析

RGA(抗性基因同源序列)法是克隆植物抗性基因的一种经济有效的方法,成为近年来的研究热点。本实验综合分析了拟南芥,西红柿,水稻,烟草等植物已克隆的抗性基因,并以这些抗性基因的NBS(核酸结合位点),LRR(富含亮氨酸重复),STK(丝氨酸/苏氨酸激酶)保守结构域设计并合成了几十对RGA引物,对小麦抗条锈病材料进行PCR扩增,获得以Xal-NBS为引物的R88RGA片段,经克隆和序列比对分析,发现该片段与逆境条件下植物抗病信号传导相关,与蛋白激酶同源性达到96%。此项研究对抗病机理的研究和基因的发掘有重要的指导意义。     

马铃薯基因组中3个番茄 Cf9的LRR区同源片段的克隆及序列分析

根据番茄 Cf-9与 Cf-9B抗病蛋白富亮氨酸重复区域(LRR)对应的核苷酸序列设计引物,用PCR方法从马铃薯基因组扩增出2个同源片段;用 Cf-9序列在SGN网站中对马铃薯EST组装序列搜索获得第3个同源序列. 分析表明马铃薯的3个序列与番茄的序列高度保守,在核苷酸水平上相似度大于85%,在氨基酸水平上相似度大于75%,但依来源不同而明显分为2组,说明已发生了较大程度的分化.     

水稻富亮氨酸类受体蛋白激酶参与外界胁迫应答的研究进展

水稻是我国重要的粮食作物,随着外界环境条件的恶化和降水的减少,水稻生产遭到严重威胁。植物类受体蛋白激酶作为一种对植物生长发育激素信号转导以及生物与非生物胁迫反应中具有重要调控功能的膜蛋白,目前已成为研究的热点之一。该文对富亮氨酸类受体蛋白激酶的结构和功能以及水稻富亮氨酸类受体蛋白激酶家族与外界环境胁迫的关系进行了综述,以期为探究水稻LRK基因家族与外界环境关系提供参考。     

水稻富亮氨酸重复类受体蛋白激酶OsRPK1响应外源生长素的作用研究

为明确水稻富亮氨酸重复类受体蛋白激酶OsRPK1响应外源生长素的作用机制,首先分析外源生长素2,4-D对OsRPK1转基因水稻根部表型的影响;其次,异源表达OsRPK1胞外富亮氨酸重复LRRs,检测H~3-IAA竞争结合融合蛋白GST-LRRs后的放射性活度以及利用等温滴定量热(ITC)法分析IAA与融合蛋白GST-LRRs相互作用的微热量变化。结果表明,在正常生长条件下,OsRPK1过表达能够抑制水稻侧根的生长;0.01μmol/L 2,4-D处理4 d后发现,OsRPK1抑制表达植株侧根的数量比野生型多112%(P0.01),而OsRPK1过表达植株侧根生长受到极显著抑制(P0.001);0.1μmol/L 2,4-D处理10 d后,抑制表达植株不定根的数量相对于野生型多18.2%(P0.05),而过表达植株不定根的生长受到显著抑制(P0.01);大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达获得了包涵体形式的GST-LRRs融合蛋白,通过复性、纯化获得可溶性融合蛋白;H~3-IAA竞争结合融合蛋白GST-LRRs以及IAA溶液滴定融合蛋白的微热量分析都表明OsRPK1与外源生长素未发生直接作用。     

小麦类蛋白激酶基因片段TA50-10的克隆及其TMV抗性诱导功能

TA50-10是小麦中的一个截短的cDNA序列,与水稻白叶枯病菌harpin蛋白基因hpa1x∞(又称hrfl,hrfA)具有59％的一致性,它编码的多肽有类蛋白激酶催化域(Protein kinase like domain).为了研究TA50-10蛋白质的生物学性状和功能以及与harpin蛋白的关系,用PCR法从小麦cDNA中扩增到TA50-10基因,并以pET30a(+)为载体构建了原核表达重组体pEY30-TA50-10.将其转化大肠杆菌后在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)的诱导下获得了表达蛋白质,并研究了该表达蛋白质诱导烟草抗烟草花叶病毒(TMV)的作用.结果表明:原核表达的TA50-10蛋白质具有热稳定性;用热处理后部分纯化的TA50-10蛋白质溶液喷施烟草叶片能够诱导三生烟草局部抗TMV,并且诱抗效果在处理后10 d内没有明显改变.     

香蕉类受体蛋白激酶基因的克隆及杂交鉴定(英文)

[目的]克隆鉴定香蕉类受体蛋白激酶基因。[方法]以香蕉果实cDNA噬菌体文库为材料,筛选出香蕉类受体蛋白激酶基因阳性噬菌体库,对该基因进行克隆和序列分析,并通过原位杂交方法对其进行鉴定。[结果]试验克隆到1个长度为1698bp的香蕉果实类受体蛋白激酶基因,编码563个氨基酸序列。经过Southern杂交证实该基因来自香蕉基因组,是1个多拷贝基因。[结论]该研究结果为进一步研究香蕉类受体蛋白激酶基因在香蕉果实中的功能奠定了基础。     

小麦类受体蛋白基因TaRLP19 cDNA序列克隆及分析

为筛选小麦叶锈病抗病相关基因,以从小麦近等基因系TcLr19中获得的特异表达的168 bp cDNA-AFLP片段为靶序列,通过cDNA末端快速扩增(RACE)的方法获得2545 bp的cDNA序列,并在接菌的TcLr19叶片中进行RT-PCR验证,测序结果与RACE结果一致.tBLASTn比对发现该序列与预测的二穗短柄草的Receptor-like protein 2-like (LOC100825532)有67％的一致性(Expect=0.0).该基因包含一个2136 bp的开放阅读框,编码711个氨基酸;SMART分析表明其含有6个LRR结构域,属LRR-TM类型,推测其为假定的富含亮氨酸的类受体蛋白基因,暂命名为TaRLP19,GenBank登录号为(JN872563).半定量RT-PCR分析表明,该基因属组成型特异表达类型.为进一步研究叶锈菌与小麦TcLr19非亲和反应中类受体蛋白TaRLP19的功能及其表达调控机制等奠定基础.     

辣椒LRR类抗病基因同源序列的克隆与分析

【目的】克隆和分析抗、感疫病辣椒材料的抗病基因同源序列,为辣椒抗疫病相关基因的克隆奠定基础。【方法】根据番茄抗叶霉病基因Cf2和Cf9 C端的LRR类保守结构域设计简并引物,对6个不同抗、感疫病的辣椒种质材料基因组DNA进行抗病基因同源序列的PCR扩增。【结果】得到27个抗病基因同源序列(RGAs),其在GenBank中的登录号为EF064260~EF064286。其中,21个RGAs与番茄抗叶霉病基因Cf2和Cf9有较高的相似性。感病材料的辣椒基因组中也存在抗疫病相关RGAs。【结论】上述21个RGAs可能与辣椒抗疫病作用有关,可为辣椒抗疫病相关基因的克隆提供依据。     

Cloning and Sequence Analysis of Disease Resistance Gene Analogues from Three Wild Rice Species in Yunnan

Two sets of degenerate oligonucleotide primers were designed according to amino acid conservedregions of reported plant disease resistance genes which encode proteins that contain nucleotide-binding site andleucine-rich repeats(NBS-LRR), and the plant disease resistance genes which encode serine/threonine proteinkinase(STK). By polymerase chain reaction(PCR), disease resistance gene analogues have been amplified fromthree wild rice species in Yunnan Province, China. The DNA fragments from amplification have been clonedinto the pGEM-T vector respectively. Sequencing of the DNA fragments indicated that 7 classes, 2 classes and6 classes NBS-LRR disease resistance gene analogues from Oryza rufipogon Griff. , Oryza officinalis Wall. ,and Oryza meyeriana Baill. were obtained respectively. The two representative fragments of TO12 from Ory-za officinalis Wall. and TR19 from Oryza rufipogon Griff. belong to the same class and homology of theirsequences are 100%. The result shows that the sequences of the same class disease resistance gene analogueshave no difference among different species of wild rice. 5 classes STK disease resistance gene analogues werealso obtained among which 4 classes from Oryza rufipogon Griff. , 1 class from Oryza officinalis Wall. Bycomparison analysis of amino acid sequences, we found that the obtained disease resistance gene analogues havevery iow identity(low to 25%) with the reported disease resistance gene L6, N, Bs2, Prf, Pto, Lr10 and Xa21etc. The finding suggests that the obtained disease resistance gene analogues are analogues of putative diseaseresistance genes that have not been isolated so far.     

Cloning and Characterization of Full Length cDNA of a CC-NBS-LRR Resistance Gene in Sweetpotato

Conserved domain such as nucleotide binding site （NBS） was found in several cloned plant disease resistance genes. Based on the NBS domain, resistance gene analogues （RGAs） have been isolated. A full-length cDNA, SPR1 was obtained by rapid amplification of cDNA ends （RACE） method. Sequence analysis indicated that the length of SPR1 was 3 066 bp, including a complete open reading frame of 2 667 bp encoding SPR1 protein of 888 amino acids. Compared with known NBS-LRR genes, it presented relatively high amino acid sequence identity. The polypeptide has a typical structure of nonT1R-NBS-LRR genes, with NB-ARC, CC, and LRR domains. The SPR1-related sequences belonged to multicopy gene family in sweetpotato genome according to the result of Southern blotting. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed SPR1 expressed in all tested tissues. The cloning of putative resistance gene from sweetpotato provides a basis for studying the structure and function of sweetpotato disease-resistance relating genes and disease resistant genetic breeding in sweetpotato. The gene has been submitted to the GenBank database, and the accession number is EF428453.     

云南3种野生稻中抗病基因同源序列的克隆及序列分析

 根据已报道的NBS LRR类和STK类抗病基因结构中的氨基酸保守区域 ,设计简并引物 ,通过PCR扩增及克隆 ,从普通野生稻 (OryzarufipogonGriff.)、药用野生稻 (OryzaofficinalisWall.)、疣粒野生稻 (Oryzameye rianaBaill.)中共获得 14类NBS LRR类抗病基因同源序列 ,其中普通野生稻中的有 7类 ,药用野生稻中的有 2类 ,疣粒野生稻中的有 6类。药用野生稻中TO12代表序列与普通野生稻中TR19代表序列 ,同属一类 ,且具有 10 0 %的同源性 ,说明不同种野生稻中的同一类 (聚类 )抗病基因同源序列是完全一致的。同时 ,还获得 5类STK类抗病基因同源序列 ,其中普通野生稻中的有 4类 ;药用野生稻中的有 1类。通过氨基酸同源性比较分析 ,发现笔者克隆到的抗病基因同源序列与已克隆的抗病基因L6、N、Bs2、Prf、Pto、Lr10和Xa2 1等的氨基酸同源性都相当低 (均低于 2 5 % ) ,暗示了这些抗病基因同源序列可能是目前尚未报道的抗病基因的同源序列。     

Cloning and Characterization of a Somatic Embryogenesis Receptor-Like Kinase Gene in Cotton （Gossypium hirsutum）

A novel gene,GhSERK1,was identified in cotton.It encoded a protein belonging to the somatic embryogenesis receptorlike kinase (SERK) family.The genomic sequence of GhSERKI was 6920 bp in length,contain...     

钙依赖性蛋白激酶34在小麦籽粒淀粉合成的功能

钙依赖性蛋白激酶在调控植物发育与物质合成中发挥重要功能。为探讨一个钙依赖性蛋白激酶-TaCPK34在小麦淀粉合成中的功能,利用大麦条纹花叶病介导的基因沉默技术(barley stripe mosaic virus-virus induced gene-silencing,BSMV-VIGS)将该基因沉默,并在田间条件下测定灌浆期间沉默植株籽粒内TaCPK34基因的表达量及成熟籽粒的淀粉性状。结果表明,在花后15 d、20 d、26 d和30 d,BSMV-VIGS-TaCPK34沉默植株中TaCPK34基因表达量受到显著抑制(63.8%～97.8%); BSMV-VIGS-TaCPK34沉默植株成熟籽粒淀粉含量、千粒重、粒长和粒宽均显著降低(降幅分别为6.0%、7.1%、4.4%和11.0%);扫描电镜观察发现BSMVVIGS-TaCPK34沉默植株成熟籽粒内淀粉粒排列疏松且数量减少。这些研究结果表明TaCPK34在小麦籽粒灌浆期间对籽粒淀粉的合成有重要影响。     

野生一粒小麦糖原合成酶激酶基因TbGSK1的克隆与分析

根据普通小麦糖原合成酶激酶基因序列设计引物,以野生一粒小麦cDNA为模板,利用RT-PCR技术,扩增出野生一粒小麦糖原合成酶激酶基因的cDNA序列,克隆到T载体上并进行测序。结果显示,该基因全长1543bp,开放阅读框1068bp,编码一个由355个氨基酸组成的蛋白。Southern blot分析显示,其在野生一粒小麦基因组中为单拷贝基因。该基因与普通小麦、玉米、烟草、苜蓿、拟南芥等植物的糖原合成酶激酶基因序列同源性分别达到94.1%、91.3%、83.2%、81.5%、72.8%。     

响应低磷胁迫的小麦MDP激酶基因TaMPK1a-1的克隆和表达分析

 【目的】蛋白磷酸化在介导非生物逆境信号的转导中具有重要作用。以笔者在低磷胁迫下鉴定的小麦促分裂原活化蛋白激酶（MAP激酶）基因TaMPK1a-1为基础,开展该基因应答低磷逆境分子特征的研究。【方法】利用cDNA-AFLP技术,鉴定特异上调表达的MAP激酶基因TaMPK1a-1。采用生物信息学技术研究基因结构和编码蛋白特征,采用半定量RT-PCR技术研究TaMPK1a-1应答低磷胁迫逆境的分子特征。【结果】TaMPK1a-1 cDNA长度为2 170 bp,开放阅读框为1 737 bp,编码578个氨基酸残基。TaMPK1a-1含有2个参与双重磷酸化作用的TEY和TDY基序。在正常供磷条件下,磷高效品种石新828和磷低效品种冀7369根叶中均检测不到TaMPK1a-1的转录本;低磷处理下,TaMPK1a-1的表达在上述品种的根叶中均受到明显诱导。与冀7369相比,低磷条件下石新828根叶中TaMPK1a-1的转录本明显增多。【结论】TaMPK1a-1级联转导途径不仅影响着小麦对低磷信号的响应,而且对于增强小麦适应低磷胁迫的能力中也可能具有重要作用。     

小麦EST SSR的分析及其引物的开发

 为开发出具有丰富多态性的、新型的小麦EST SSR标记,利用已公布1071367条小麦表达序列标签（expressed sequence tags,EST）序列,对≥24bp的微卫星或简单重复序列进行了系统分析。结果表明,在所分析的小麦EST序列中,搜索到长度大于或等于24bp,基序匹配值大于80%的SSR序列32350个。在这些SSR中,单碱基SSR最多,数量达18075个,占SSR总数的559%;其次为3核苷酸SSR,共6106个,占SSR总数的187%,重复数大于30次以上的达444个,占所有3核苷酸SSR的72%。4核苷酸SSR数量最少,仅有696个,仅占SSR总数的22%。研究中收搜索到的6核苷酸SSR共1562个,其基序组成可分为145类,优势基序为AGCCGC（达214个）。以上结果说明小麦EST序列中含有丰富的SSR,这非常有利于开发多态性较高的EST SSR标记。     

辣椒NBS-LRR类型抗病基因同源序列的克隆及分析

为研究辣椒NBS-LRR类抗病基因的结构和功能特点,运用前人根据NBS-LRR类抗病基因保守结构域(P-Loop和GLPL)设计的简并引物,以辣椒PBC631B的基因组DNA为模板进行PCR扩增,共获得17个具有完整开放阅读框的辣椒抗病基因同源序列(CaRGA01～CaRGA17)。多重序列比对显示这些序列都含有NBS-LRR类基因的6个保守结构域(P-loop、RNBS-A-nonTIR或RNBS-A-TIR、Kinase-2、RNBS-B、RNBS-C和GLPL)。与已知6个抗病基因(Gpa2、L6、M、N、Prf和RPM1)构建系统进化树,发现这17个序列被分为TIR-NBS-LRR和nonTIR-NBS-LRR2组,进一步划分为4个亚组(CaRGAⅠ～CaRGAⅣ)。其中,CaRGA01和CaRGA13分别与来自番茄Solanum lycop-ersicum抗细菌性斑点病基因Bs4和番茄Solanum sp.VFNT抗线虫基因Mi-1.4相似性最高,分别为90%和91%,推测这2个序列可能是相关抗病基因的一部分或与相关抗病基因属于同一家族。这些结果将为研究辣椒抗病相关基因提供理论依据。