酵母单杂交文库构建及巨峰葡萄VvFT基因启动子上游调控因子筛选

[目的]利用酵母单杂交文库筛选巨峰葡萄VvFT基因启动子上游调控因子,挖掘参与调控葡萄开花时间的因子,为揭示花期转变代谢通路和定向改良葡萄品种提供理论参考.[方法]利用PlantCARE分析预测VvFT基因启动子顺式作用元件,并以VvFT基因启动子为诱饵,利用酵母单杂交文库筛选技术,筛选作用在VvFT基因启动子上游的调控因子.[结果]葡萄VvFT基因启动子区域存在13种启动子顺式作用元件,包括A-box、CAAT-box和TATA-box组成型调控元件;光响应调控元件ATC-motif、Box 4、G-Box和GT1-motif;茉莉酸甲酯(MeJA)响应调控元件CGTCA-motif和TGACG-motif;干旱诱导的MYB结合位点元件MBS;玉米蛋白代谢必需的调控元件O2-site;参与生物钟控制的调控元件circadian;厌氧诱导必需调控元件ARE.以VvFT基因启动子为诱饵,筛选获得34条表达序列标签(EST),其中有21条为未知功能,有13条在植物生长、抗逆防御、信号转导、转录调控、蛋白酶等方面均有已知或预测的功能,包括转录抑制因子ft41、GRF1互作因子ft44、NAP1相关蛋白ft64及ft70分子伴侣DnaJ10.酵母单杂交点对点验证结果表明VvDnaJ10和VvFT基因启动子之间有相互作用.[结论]通过酵母单杂交文库筛选获取13条候选EST,虽然大部分EST功能预测分析结果与VvFT调控开花时间无明显的直接关系,但研究结果为进一步探索VvFT转录或表达水平控制葡萄开花时间的分子机制提供侯选基因.     

矮牵牛 F3′5′H基因的克隆及其在不同着色花药中的表达

通过品种间杂交和后代筛选,从模式植物矮牵牛中筛选出具有蓝花冠蓝花药的稳定株系。为了明确蓝色花药形成的分子机制,对蓝色花色素苷合成途径中的关键酶黄烷酮3′,5′-羟化酶(F3′5′H)进行研究,比较不同花药着色的矮牵牛植株中,F3′5′H基因组DNA的PCR扩增模式、基因组序列,以及花发育第3阶段的花药组织中基因表达差异。结果表明,蓝色花药植株与对照材料间的F3′5′H基因组DNA扩增模式基本相同,都存在两个基因编码位点Hf1和Hf2。在蓝色花药植株中,Hf1位点扩增出两个片段,一个与已公布的Hf1的序列完全一致,另一个是不能编码完整蛋白的假基因;Hf2基因位点也扩增出两个基因片段,其中有一个片段的5′-末端序列与已公布的Hf2序列有96%同源性,另一个是非特异性扩增产物。此外,Hf1基因可以在花药组织中表达,但仅在蓝色花药中有转录,而Hf2基因在花药组织中没有表达。根据上述结果认为,矮牵牛植株中,编码F3′5′H的Hf1基因与蓝色花药的形成相关,这一结论为进一步揭示矮牵牛蓝色花药形成的分子机制奠定了基础。     

F3′5′H基因的克隆、表达载体构建与矮牵牛遗传转化

类黄酮3′5′羟基化酶(Flavonoid-3’,5-’hydroxylase;F3′5′H)是花色素苷代谢途径中的一个关键性酶,能使花色素的合成趋向于形成蓝色的飞燕草色素。从蓝紫色矮牵牛的花瓣中提取总RNA,利用RT-PCR技术克隆得到了约1.7kb的F3′5′H片段。F3′5′H的cDNA序列分析结果表明,克隆得到的序列与原序列同源性达到99.34%,开放读码框为1 521 bp,编码507个氨基酸。将推算的氨基酸序列与NCBI登录的氨基酸序列进行分析比较,发现与文献报道的存在2个氨基酸差异,氨基酸同源率为99.6%。将此基因构建到含有35S启动子的植物表达载体PBI-F3′5′H上,并通过农杆菌介导法对粉红色矮牵牛进行了遗传转化,初步鉴定获得了转基因植株。     

茄子SmCOL5基因在花青素生物合成中的功能分析

通过同源克隆的方法从茄子中分离出SmCOL5基因,并对其蛋白功能进行分析。结果表明:SmCOL5蛋白定位于细胞核中;SmCOL5蛋白可与组成型光形态建成SmCOP1蛋白互作,说明SmCOL5蛋白的功能受到光的调控;且SmCOL5蛋白能与花青素生物合成途径中重要的结构基因SmF3H、SmCHS的启动子结合。推测SmCOL5基因在接收到光受体信号后参与茄子花青素生物合成的调控途径。     

矮牵牛花特异表达启动子PchsA的克隆及蓝色基因F3′5′H表达载体的构建

[目的]克隆花特异表达启动子PchsA,将此启动子与蓝色基因“F3′5′H”构建新的表达载体,拟以该启动子驱动“F3′5′H”在其他花色中特异表达。[方法]根据GenBank报道的矮牵牛启动子的序列设计并合成一对特异引物,以蓝紫色矮牵牛总DNA为模板,用PCR仪扩增目的片段。[结果]PCR扩增出的启动子DNA片段长约550bp,回收后连接到PGM-T质粒载体上,经转化、筛选确定重组子,酶切鉴定后送上海生工生物工程公司测序,得到片段长度为553bp。经DNAMAN软件分析和GenBank上BLAST序列比对,显示序列与已报道序列同源性为98．55％。应用pcgene软件进行序列分析,结果表明试验克隆的启动子含有启动子所必须的所有调控元件,这与报道的序列基本一致。[结论]试验成功地克隆了CHSA启动子并将其与“F3′5′H”构建成能够在植物中进行道传转化的表达载体,为培育新型花色新品种奠定了基础。     

18种观赏植物F3′5′H基因生物信息学分析

采用生物信息学方法对18种观赏植物类黄酮-3′5′-羟化酶基因(flavonoid-3′5′-hydroxylase,F3′5′H)的mRNA和氨基酸序列的理化性质、跨膜结构域、保守结构域、亚细胞定位、二级结构、三级结构和同源性进行预测与分析。结果表明，绝大多数观赏植物的F3′5′H为亲水性稳定蛋白质，以α螺旋为主、无信号肽的跨膜蛋白质；大多数定位于内质网膜上；其三级结构模型为5ylw.1.A铁锈醇合成酶，为单链蛋白，属于细胞色素P450基因家族；同源保守氨基酸序列为“LPPGP”“AGTDTS”和“PFGAGRRICAG”。     

松辽白鹅PRLR基因5′调控区多态性研究

[目的]通过研究催乳素受体（PRLR）基因多态性,为松辽白鹅的选种与选育提供理论依据。[方法]参照鹅PRLR基因5′调控区序列设计引物,运用PCR-SSCP技术进行多态性分析。[结果]扩增片段存在多态性,得到AA、AB和BB 3种基因型,AA为优势基因型,等位基因A占主要优势;在PRLR基因5′调控区80处发生了单碱基突变（A→G）。[结论]PRLR基因5′调控区存在突变位点。     

牦牛乳球蛋白基因5′调控区的分离、克隆及序列分析

根据文献设计1对PCR引物,寡聚核苷酸序列上游引物为:5-′gCg,AAT,TCA,TCC,CAC,gTg,CCT,gC-3′,下游引物:5-′gAg,AAT,TCC,Tgg,ggA,ggg,ACC,TT-3′。经68℃退火及30轮循环的PCR程序后扩增出长度为1 447 bp的DNA片段,将该片段从琼脂糖凝胶中回收,克隆到pMD18-T Vector后进行序列测定。序列分析结果表明,牦牛乳球蛋白基因5′调控区与文献报道的奶牛该基因同源性为97.65%,突出的碱基差异为牦牛乳球蛋白基因5′调控区发生了1个位点连续3个碱基的缺失突变和另一位点1个碱基的插入突变。该研究也为开展以牦牛乳球蛋白基因5′调控区为启动子的乳腺生物反应器研究准备了条件。     

b-Boule基因5′调控序列的克隆与睾丸组织DMR甲基化分析

【目的】研究b-Boule基因5′调控序列的序列特征,以及牦牛、黄牛与犏牛睾丸组织b-Boule基因DMR甲基化状态的差异,为揭示b-Boule基因的表达调控和犏牛雄性不育的表观遗传机制提供依据。【方法】采用PCR扩增和克隆测序技术获得牦牛b-Boule基因5′调控序列,利用生物信息学方法分析b-Boule基因5′调控序列的序列特征,采用亚硫酸氢钠测序法检测牦牛、黄牛与犏牛睾丸组织中b-Boule基因DMR的甲基化状态。【结果】b-Boule基因5′调控序列长度为1 352 bp,核心启动子区含有SP1等甲基化敏感位点,5′端存在一个CpG岛。犏牛b-Boule基因DMR的甲基化水平(17.78%)高于牦牛(7.50%)和黄牛(6.94%)(P<0.01),特别是CpG位点33—35的甲基化水平差异更明显。【结论】犏牛b-Boule基因DMR的甲基化水平高于牦牛和黄牛,结合前期mRNA表达水平和组织学观察结果,认为DMR甲基化在b-Boule基因的表达调控中发挥关键作用,犏牛b-Boule基因可能是通过DMR区的高甲基化抑制其mRNA表达来阻滞精子发生减数分裂过程。     

ThMYB3和ThDof2对ThVHAc1基因表达的调控

ThVHAc1基因能响应干旱、盐、重金属等胁迫诱导,该基因能有效提高转ThVHAc1基因酵母的多种抗逆能力。为进一步研究ThVHAc1基因的抗逆调控机理,本研究利用酵母单杂交技术钓取ThVHAc1可能的上游调控因子,并利用基因枪瞬时共转化技术进行初步验证。酵母单杂交结果显示,ThMYB3基因能识别ThVHAc1基因上游MYB顺式作用元件和含有MYB元件的启动子片段。ThDof2基因能识别ThVHAc1基因上游DOF顺式作用元件和含有DOF元件的启动子片段。但ThMYB3和ThDof2均不能识别突变后的元件及含对应突变元件的启动子片段。将ThMYB3和ThDof2分别构建成效应载体,各元件、突变元件、启动子片段及突变的启动子片段分别构建报告载体进行共表达验证。结果发现:效应载体ThMYB3和含MYB元件及含MYB元件的ThVHAc1启动子片段的报告载体,ThDof2和含DOF元件及含DOF元件的ThVHAc1启动子片段的报告载体瞬时共表达烟草叶片能观察到GUS染色,且GUS活性较高;而与相应突变元件及片段的共转化则观察不到烟草叶片的GUS染色,且GUS活性很低。说明只有非突变的元件和启动子片段才能与效应载体进行互作识别,激活GUS基因的表达,验证了酵母单杂交获得的上游调控基因的识别特异性。表明ThMYB3和ThDof2可能通过与相应启动子元件的结合调控ThVHAc1基因。      

青花菜转录因子基因BoWRKY3的克隆与表达分析

以青花菜为材料,从叶片中分离WRKY转录因子基因BoWRKY3(登录号:JN120758),并进行序列分析;利用逆转录聚合酶链式反应(RT‐PCR)对霜霉菌侵染前后叶片BoWRKY3的表达模式进行分析.测序结果表明:BoWRKY3的基因组DNA全长为1136bp,有3个内含子,长度分别为81、101和96bp;编码区全长为858bp,编码285个氨基酸,具WRKYGQK保守区和CX5CX23HX1H锌指结构.RT‐PCR结果表明,BoWRKY3的表达受霜霉菌诱导,表达量在接种6~36h时最高,暗示该基因与青花菜霜霉病抗性相关.序列比对结果表明,BoWRKY3与十字花科同源基因的差异最小,而与禾本科作物的序列差异最大,关系最远.     

拟南芥P5CS1基因转化羽衣甘蓝增强耐盐性分析

【目的】分析转拟南芥△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS1)基因羽衣甘蓝的耐盐性,为获得较强的耐盐性羽衣甘蓝品种及其抗逆育种提供理论依据。【方法】将拟南芥P5CS1基因(AtP5CS1)经农杆菌介导转入羽衣甘蓝植物中,在盐胁迫下,分别检测转基因植株与野生型植株的AtP5CS1 mRNA表达量、幼苗脯氨酸含量、株系根系性状、整株干质量和鲜质量、叶片相对水含量、叶片电导率和整株存活率。【结果】在150 mmol/L NaCl胁迫下,转基因植株的P5CS1基因mRNA可正常表达,与对照相比,转基因株系Y1、Y2的主根和最长侧根长度较长,侧根数目较多,整株干质量和鲜质量较重;而且相对水含量显著高于对照植株(P0.05,下同),脯氨酸含量及存活率均极显著高于对照植株(P0.01),叶片相对电导率显著低于对照植株。【结论】转AtP5CS1基因植株的耐盐表型优于对照,即AtP5CS1基因在羽衣甘蓝中的表达明显改善了转基因植株的耐盐性。     

‘黄河蜜3号’高效再生体系的建立

以厚皮甜瓜‘黄河蜜3号’近轴端、远轴端子叶以及下胚轴作为外植体,在多种激素配比组合的培养基上进行分化诱导不定芽试验,并对发生的不定芽伸长和无根苗发根进行培养基的筛选.结果表明:适合‘黄河蜜’不定芽诱导的外植体材料为近轴端子叶,培养基激素组合为MS+2.0 mg.L-16-BA+0.1 mg.L-1IAA;伸长培养基激素组合为MS+0.1 mg.L-16-BA+0.1 mg.L-1IAA;生根培养基为1/3MS.     

CBL1基因5＇非翻译区内含子在旱生植物沙冬青中的作用

尽管内含子对mRNA转录的促进作用在真核生物中多有发现,但与胁迫相关的内含子的功能仍不甚清楚。本文构建了4个内含子的表达载体,并转化烟草,采用组织化学染色分析及GUS荧光染色分析法对其表达进行检测。结果表明,沙冬青中编码胁迫响应蛋白的AmCBL1基因的5＇UTR内含子具有促进基因表达的功能。另外,5＇UTR内含子的位置...     

中国水仙NtMADS3基因全长的克隆与表达分析

MADS-box基因在植物花发育中具有重要作用。采用RT-PCR和RACE技术,从中国水仙幼嫩花蕾中分离到了一个MADS-box同源基因,命名为NtMADS3(GenBank登记号:EU081900)。该基因cDNA全长980 bp;编码区编码241个氨基酸,具有典型的植物MADS-box基因结构。序列分析表明,NtMADS3编码的蛋白与其他植物的MADS-box蛋白有着较高的一致性,其中与石刁柏的AOM3一致性高达89.2%,与拟南芥的AGL6一致性为60.0%。系统进化树分析表明NtMADS3基因属于E类功能基因。组织表达模式分析显示,NtMADS3基因在中国水仙的开花期各器官及花的各部位均有表达。将该基因置于CaMV 35S启动子控制下,构建到载体pBI121的多克隆位点,在拟南芥中异位表达,转基因植株花期提前,但花型无显著变化。     

Na2CO3胁迫对马蔺幼苗生长量及生理特性的影响

为了探讨马蔺(Irjs lacteal Pall.var.chinensis(Fisch.)Koidz)在胁迫条件下的适应性反应,揭示其抗盐碱能力,设置了9个不同的Na2CO3浓度处理马蔺幼苗,并测定了逆境胁迫下马蔺幼苗的株高、相对电导率和MDA质量摩尔浓度以及游离脯氨酸质量分数的变化。试验结果表明:马蔺对浓度为0～125 mmol/L范围Na2CO3的胁迫作用有抗性(或耐性);Na2CO3浓度高于125 mmol/L,对马蔺幼苗有不可恢复的伤害作用;相对透性和膜脂过氧化作用的影响可以用来反映马蔺所受盐害的程度,游离脯氨酸质量分数大小可作为评价马蔺耐盐碱性的指标。     

滇重楼优良野生种源评价与筛选

以云南8个地理种源野生滇重楼为材料,采用高效液相色谱法测定皂苷I、II、VI、VII含量,综合根茎生物量及年增长率进行分析。结果表明：不同种源滇重楼根茎皂苷含量呈极显著差异,变异幅度为2.145～15.749 mg/g,皂苷含量为普洱景东>玉溪澄江>文山丘北>楚雄大姚>曲靖马龙、昭通镇雄>大理剑川>丽江永胜;各种源均以薯蓣皂苷为主,偏诺皂苷含量为辅;总皂苷含量与经度呈显著正相关性、与纬度呈显著负相关性,皂苷I与经度和年均温呈显著正相关关系,总皂苷与海拔相关系数为−0.371、与年均温和年降水量相关系数分别为0.668和0.672;总皂苷与皂苷Ⅰ含量呈高度正相关;大理剑川种源滇重楼根茎生长速率最高,排序为大理剑川>丽江永胜>普洱景东>玉溪澄江>楚雄大姚>文山丘北、曲靖马龙>昭通镇雄。聚类分析表明,8个种源可以划分为3 个类群,中皂苷、低生长速率类群,高皂苷、高生长速率类群,低皂苷、高生长速率类群。     

奈曼沙区樟子松生长与生态因子关系的研究

本文对奈曼铁路固沙区15龄樟子松生长状况及其与生态因子的关系研究表明,在无地下水和灌溉补给的沙丘上部,樟子松高生长速生期15龄即趋于结束;而在有地下水补给的丘间低地,正值高生长旺盛时期。立地水分状况是导致该区樟子松生长差异的主要原因,在奈曼沙区樟子松在不同立地条件下生长状况依次是丘间低地>迎风坡上部>沙丘顶部,这与各立地0～200cm沙层含水量大小相一致;4月份均温、5月份降水量是该区樟子松高生长的限制因子。     

基于线粒体ATP6基因全序列分析中国绵羊痒螨(兔亚种)的遗传多样性

为进一步了解我国绵羊痒螨(兔亚种)种群的遗传变异情况和分类情况,采用PCR技术扩增绵羊痒螨(兔亚种)虫株的线粒体ATP6基因全序列,并分析所得序列,旨在探讨中国华北、华东、华中、西北、西南地区绵羊痒螨(兔亚种)种群的遗传多样性和种群结构。本研究成功获得88条序列,长度均为672 bp,包含41个单倍型,表现出较高的遗传多样性(π=0.014 94)和单倍型多样性(Hd=0.925 81),且以种群内部的遗传变异为主(97.92%)。进一步分析发现,5个种群间遗传分化程度较弱(F_st=0.020 81),基因交流频繁(Nm=11.763 5),中性检验值(Tajima’s D=0.937 98,Fu’s Fs=0.522 06)为不显著的正值,结合错配分布曲线呈现多峰,表明我国绵羊痒螨(兔亚种)种群在进化过程中比较稳定,无种群扩张事件。从单倍型网络图和NJ树可知,中国绵羊痒螨(兔亚种)没有形成基于兔品种、温度带或地理分布的遗传结构。中国绵羊痒螨(兔亚种)种群遗传多样性高,但种群间无明显分化,未形成基于兔品种、温度带或地理分布的遗传结构。