大豆干旱胁迫下miRNA与mRNA荧光定量PCR内参基因的筛选

【目的】通过分析大豆中候选内参基因的稳定性,筛选大豆干旱胁迫处理条件下适合成熟miRNA、前体miRNA及靶基因mRNA荧光定量PCR的内参基因。【方法】以干旱胁迫处理后的大豆根和叶片为材料,选择了5个成熟miRNAs和5个传统的看家基因作为候选内参基因,利用GeNorm和NormFinder程序对10个候选内参基因的稳定性进行评价。【结果】在干旱胁迫下,大豆根、叶片中,成熟miRNA定量最合适的单个内参基因分别为miR156a、miR167a,最合适的内参基因组合分别为miR1520d与miR156a、miR1520d与miR167a。前体miRNA和靶基因mRNA定量最合适的单个内参基因分别为Fbox、Act11,最合适的内参基因组合分别为Act11与Fbox、Act11与EF1A。【结论】筛选出大豆干旱胁迫条件下成熟miRNA、前体miRNA及其对应靶基因mRNA的荧光定量PCR的内参基因,最稳定内参基因数目为2个。     

Stability evaluation of reference genes for real-time quantitative PCR normalization in Spodoptera frugiperda(Lepidoptera: Noctuidae)

Real-time quantitative PCR(qPCR) is a reliable and widely used technique for analyzing the expression profiles of target genes in different species, and reference genes with stable expressions have been introduced for the normalization of the data. Therefore, stability evaluation should be considered as the initial step for qPCR experiments. The fall armyworm Spodoptera frugiperda(J. E. Smith)(Lepidoptera: Noctuidae) is a polyphagous pest that consumes many plant species and seriously threatens corn production around the world. However, no studies thus far have examined the stability of reference genes in this pest. In this study, the expression profiles of the eight candidate reference genes of Actin, elongation factor 1 alpha(EF1α), elongation factor 2(EF2), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH), ribosomal protein L3(RPL3), ribosomal protein L13(RPL13), alpha-tubulin(α-TUB), and beta-1-tubulin(β-1-TUB) were obtained from S. frugiperda in different samples and the stability was evaluated by ΔCt, BestKeeper, geNorm, NormFinder, and RefFinder methods. The results of pairwise variation(V) calculated by GeNorm indicated two reference genes could be selected for normalization. Therefore, the combinations of the most stable reference genes for different experimental conditions of S. frugiperda were shown as follows: EF2 and RPL13 for developmental stages, RPL3 and β-1-TUB for larval tissue samples, EF2 and EF1α for the larval samples treated with different temperatures, RPL3 and EF1α for the larval samples under starvation stress, and RPL13 and EF1α for all the samples. Our results lay the foundation for the normalization of qPCR analyses in S. frugiperda and could help guarantee the accuracy of subsequent research.     

紫云英2个转脂蛋白基因在共生及重金属镉胁迫条件下的表达特征

采用实时荧光定量PCR技术,研究了紫云英共生表达的非特异性转脂蛋白编码基冈AsE246和AsJB259在根瘤发育和固氮过程中的组织和时空表达特征,并初步考察了其在重金属镉胁迫条件下表达水平的变化.结果表明:2个目标基因仪在紫云英根瘤中特异表达,并且均在接种华癸中慢生根瘤菌7653R后22 d左右表达量达到最高.在低浓度...     

Selection of reference genes for RT-qPCR analysis of Phenacoccus solenopsis (Hemiptera: Pseudococcidae) sex-dimorphic development

Mealybugs, such as Phenacoccus solenopsis, are highly sexually dimorphic. Winged adult males present such remarkable morphological differences from females that, to the untrained eye, conspecific adults of both sexes of P. solenopsis may be considered as two different insect species. A method to investigate sex-dimorphic mechanisms is by evaluating gene expression using RT-qPCR. However, the accuracy and consistency of this technique depend on the reference gene(s) selected. In this study, we analyzed the expression of 10 candidate reference genes in male and female P. solenopsis at different development stages, using common algorithms including the ?Ct method, NormFinder, geNorm, BestKeeper, and a web-based analysis tool, RefFinder. The results showed that EF1-β, RP-L32 and RP-18 S were selected as the most stable genes by both the ?Ct method and NormFinder; TUB-α was the most stable gene identified by BestKeeper; and RP-L40 and RP-L32 were the most stable genes ranked by geNorm. RefFinder, a comprehensive analysis software, ranked the ten genes and determined EF1-β and RP-L32 as the most suitable reference genes for the various developmental stages in male and female P. solenopsis. Furthermore, the two most suitable reference genes were validated by examining expression of the juvenile hormone acid O-methytransferase(JHAMT) gene. Results of the validation portion of the study showed that JHAMT expression was sex-biased towards males and exhibited a dynamic and classic expression pattern among the P. solenopsis developmental stages. The results can help further our knowledge on the molecular mechanisms underlying sexual dimorphic development in P. solenopsis.     

甘菊内参基因CITUA的克隆与表达分析

根据前期工作已获得的甘菊α-tubulin基因EST序列，使用RACE技术获得了该基因的全长序列，命名为ClTUA。生物信息学分析表明，ClTUA基因全长cDNA序列为1 580 bp，编码432个氨基酸残基。利用MEGA40软件对推测的氨基酸序列进行系统关系分析发现，其为植物中Ⅰ类α-tubulin基因。RT PCR分析发现:ClTUA基因不仅在盐、干旱、冷、热、脱落酸和水杨酸各种非生物胁迫下稳定表达，而且在不同生长发育阶段的样本中稳定表达；而作为对照的两个内参基因，ClActin和26S rRNA基因在不同非生物胁迫下表达稳定，但在不同生长发育阶段的样本中表达强度不同。这一结果表明，ClTUA基因的表达稳定性优于ClActin和甘菊26S rRNA基因，可以作为内参基因用于甘菊抗逆性和生长发育过程中基因表达规律研究。      

水稻免疫亲和素基因家族的克隆及对非生物逆境胁迫的响应分析

为探究在非生物逆境胁迫条件下免疫亲和素（immunophilins）基因家族在水稻（Oryza sativa L. japonica Nipponbare）中的功能,利用生物信息学技术鉴定水稻中免疫亲和素基因家族成员,并进行克隆及组织特异性、非生物逆境胁迫下的表达分析。结果表明,水稻基因组中存在30个OsFKBPs及29个OsCYPs免疫亲和素家族基因。30个OsFKBPs主要聚类为3个大的亚群,29个OsCYPs主要聚类为4个大的亚群。通过PCR扩增得到完整的OsFKBPs与OsCYPs基因编码序列,且序列信息与预测一致。OsFKBPs与OsCYPs基因在水稻的各个组织、各个发育时期均有不同程度的表达。OsFKBP19在各组织各发育时间表达量较为一致;OsCYP29在叶鞘中表达量最高而OsCYP57在根中表达量最高。定量PCR结果显示,在高光强胁迫处理4 h后水稻叶片中OsCYP37基因被诱导持续上升表达,而在渗透胁迫及盐胁迫处理中无显著变化;高光强及渗透胁迫处理4 h后水稻叶片中OsFKBP19持续上升表达,而在盐胁迫处理中波动上升表达。 综上,OsFKBPs及OsCYPs参与水稻的高光强、渗透胁迫及盐胁迫应答过程。     

水稻胚乳RNA定量RT-PCR分析中参照基因选择

以6个籼粳稻品种胚乳总RNA为研究材料,检测包括eEF-la、eIF-4a、UBC、GAPDH、UBQ-5、TBL和ACTl在内的7个常用管家基因的表达稳定性情况,通过geNorm软件分析选择最佳参照基因.结果表明:不同的品种间,eEF-la和ACT1的表达最为稳定,UBC的表达变化最为明显.当利用多基因作为内参基因时,使用两个最稳定表达的管家基因即可达到准确校正的目的.该结果为水稻等植物中基因表达分析时内参基因的选择提供了参考.     

11个玉米bZIP基因应答逆境胁迫的表达分析

bZIP基因家族是一类广泛存在于植物中的重要转录因子,在植物生长发育及应答逆境胁迫响应途径中发挥重要作用。选取11个玉米bZIP基因作为研究对象,系统地研究了ZmbZIP基因应答各类逆境胁迫时的表达模式。进化树分析结果显示11个ZmbZIP基因聚合为一个大家族,并可以进一步细分为3个亚组。qPCR分析结果显示8个ZmbZIP基因表达模式在玉米不同组织中呈现明显差异,预示着在玉米生长发育进程中功能多样化。 人为模拟盐、干旱、低温和硝态氮或铵态氮缺乏胁迫等研究结果表明,8个ZmbZIP呈现不同的表达模式,ZmbZIP71和ZmbZIP129同时受200 mmol·L^-1 NaCl溶液、20% PEG6000和4 ℃低温胁迫的诱导（>2倍）,而其他ZmbZIP在应答3种非生物胁迫时呈现不同的表达模式。叶片和根系中ZmbZIP基因受不同氮形态缺乏胁迫的调控,叶片中有6个ZmbZIP基因受铵态氮缺乏胁迫的诱导,有2个ZmbZIP受硝态氮缺乏胁迫明显抑制,根系中ZmbZIP9、ZmbZIP69和ZmbZIP71同时受2种胁迫因子的影响,而有5个ZmbZIP基因受2种不同胁迫处理的影响不同,显示叶片或根系ZmbZIP基因在调控氮缺乏胁迫响应机制中具有不同的生物学功能。结果可为将来深入研究这些基因的生物学功能提供科学数据。     

亚麻MAPK基因克隆及盐碱胁迫下的表达分析

为研究MAPK基因与亚麻应答盐碱胁迫的关系,利用生物信息学方法从亚麻基因组中预测得到20个亚麻MAPK基因,命名为Lu MPK1~Lu MPK20,这20个MAPK基因都含有T[D/E]Y保守结构域,除Lu MPK5和Lu MPK20以外,其他基因都是两两一组。利用PCR技术克隆得到5个亚麻MAPK基因(Lu MPK3、Lu MPK8、Lu MPK11、Lu MPK14、Lu MPK16),这5个基因序列与预测序列完全一致。利用数字基因表达谱数据,分析亚麻盐碱胁迫下这5个基因的表达情况。结果表明,这5个基因的表达均受到盐碱胁迫影响。Lu MPK3、Lu MPK11、Lu MPK14、Lu MPK16在中性盐胁迫下上调表达,Lu MPK3、Lu MPK8、Lu MPK11、Lu MPK14在碱性盐胁迫下上调表达,Lu MPK16在碱性盐胁迫下下调表达。研究为亚麻MAPK基因功能,尤其是耐盐碱功能研究奠定理论基础。     

大豆转录因子GmDof1.5的克隆与非生物胁迫诱导表达

Dof转录因子在植物的生长发育和非生物胁迫响应中起重要的调控作用。利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个功能未知的Dof转录因子基因GmDof1.5,该基因位于大豆基因组15号染色体上,ORF全长540 bp,编码含有179个氨基酸的蛋白质,相对分子质量为20.15 ku,等电点为9.82。蛋白序列预测发现,GmDof1.5蛋白含有一个典型Zf-Dof结合域,且含有大量磷酸化位点。蛋白系统进化分析表明,大豆GmDof1.5与豆科植物鸡血藤SsDof4的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,ABA、干旱、高盐、高温和低温胁迫均可不同程度地诱导GmDof1.5的表达,且GmDof1.5对高温胁迫的响应最为显著。     

免疫刺激后小鼠肝脏内参基因稳定性研究

实时定量PCR技术现已广泛应用于细胞或组织mRNA转录水平的检测和半定量。选择合适的内参基因可以消除不同标本在RNA的产量、质量以及逆转录效率上可能存在的差别,从而获得目标基因特异性表达的真正差异。本试验应用实时定量PCR技术,研究小鼠在经过免疫刺激后,B2M、ACTB、GAPDH、SDHA、HPRT1和ARBP共6个内参基因在肝脏中的表达情况。结果表明,这6个内参基因表达存在差异。经过geNorm程序统计学分析,确定了ACTB、GAPDH两个看家基因适用于校正目标基因的表达量,为研究小鼠免疫刺激后肝脏目标基因的表达奠定基础。     

番茄OSCA基因家族鉴定及不同胁迫条件下表达分析

为阐明高渗性钙离子通道OSCA基因在不同胁迫条件下作用,基于番茄全基因组信息,从栽培番茄中鉴定出12个SlOSCA基因,均含DUF221结构域,分别位于1、2、4、6、7、8、9、12号染色体上,亚细胞定位分析表明均位于质膜和高尔基体上。系统进化分析显示SlOSCA基因家族可分为5个进化群。根据番茄表达量数据库组织特异性分析发现,SlOSCA基因家族在不同组织部位表达量不同,其中根部和叶片表达量相对较高。Real-time PCR结果表明,多数SlOSCA基因响应干旱、盐、低温、ABA和灰霉病胁迫。SlOSCA基因响应ABA胁迫普遍强烈,受低温胁迫影响较小。其中SlOSCA9受干旱、盐和ABA胁迫强烈诱导,SlOSCA10受灰霉病胁迫强烈诱导。     

龙眼TFL1基因的克隆与表达

以‘红核子’龙眼叶芽为材料,克隆了龙眼TFL1-1和TFL1-2基因的c DNA序列和基因组DNA序列,进行序列分析,并对这两个基因在花芽分化过程中的表达进行了研究.结果显示,龙眼TFL1-1基因c DNA开放阅读框共519 bp,编码173个氨基酸,TFL1-2基因c DNA开放阅读框共525 bp,编码175个氨基酸;两个基因DNA序列均含有4个外显子和3个内含子;序列分析和系统进化树分析表明,龙眼TFL1-1和TFL1-2都是TFL1同源基因,龙眼TFL1-1基因与柑橘、梨的TFL1基因亲缘关系较近;基因表达结果表明,龙眼TFL1-1和TFL1-2基因的功能都与抑制花芽分化有关.     

全基因组范围禾本科植物GPX基因家族的进化分析和表达模式研究

【目的】研究禾本科植物谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因家族的序列及其在正常生长和胁迫条件下的表达差异,为揭示GPX基因在植物抵抗逆境胁迫中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,分析水稻、短柄草、高粱中18个GPX基因的序列特点、基因结构和系统进化关系;采用反转录PCR(RT-PCR)方法,分析18个GPX基因在正常生长以及1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)、双氧水(H2O2)、莠去津(Atrazine)和水杨酸(SA)处理后,水稻、短柄草和高粱的根、茎、成熟叶、幼叶、叶鞘,以及正常生长条件下发芽2d后幼苗根和芽中的表达情况。【结果】从水稻、短柄草和高粱基因组中分别鉴定出6,5,7个GPX基因,这些基因编码长度为168~251个氨基酸的蛋白,分子质量介于18.44~27.42ku。系统发生分析发现,3个物种至少有7个最近的共同祖先GPX基因,物种分化之后水稻和短柄草分别丢失1个和2个GPX基因。序列相似性分析发现,3个物种GPX蛋白具有较高的序列相似性,介于38.0%~95.2%,且不同基因簇中GPX序列的分化速率不同。3个物种GPX基因具有保守的基因结构,但SbGPX7发生了内含子插入事件,预示着其与其他GPX基因之间功能的分化。表达模式分析发现,3个物种的18个GPX基因中有15个在所有检测样品中均为组成型表达,3个GPX基因(水稻2个、高粱1个)为选择性表达,表达模式的分化预示着功能的分化。【结论】作为植物保护细胞免受氧化损伤的重要酶类,禾本科3个物种的GPX基因在进化过程中发生了功能分化。     

大豆Pre-miRNAs作为内参基因在盐碱胁迫下的表达稳定性分析

【目的】对比大豆Pre-miRNAs候选内参基因和传统内参基因的表达稳定性,筛选出适合盐、碱胁迫条件下RT-qPCR分析的最稳定内参基因。【方法】选用了6个保守的Pre-miRNAs基因和4个常规的内参基因作为候选内参基因,通过RT-qPCR的方法,利用GeNorm和NormFinder软件,评价了10个候选内参基因在大豆盐、碱胁迫条件下的稳定性。【结果】大豆盐胁迫下,叶中表达最稳定的基因组合是Pre-miR166和Pre-miR172,表达最稳定的单一基因是FboX;根中表达最稳定的基因组合是Act11和EF1A,表达最稳定的单一基因是Act11。大豆碱胁迫下,叶中表达最稳定的基因组合是Pre-miR393和Pre-miR172,表达最稳定的单一基因是Pre-miR393;根中表达最稳定的基因组合是Act11和60S,表达最稳定的单一基因是Pre-miR172。【结论】大豆Pre-miRNAs可以与传统内参基因一样作为内参定量目的基因。     

巨桉EgrCBF3基因的克隆与逆境响应表达分析

【目的】克隆巨桉(Eucalyptus grandis)抗逆相关基因EgrCBF3(GenBank登录号:JQ068829)的全长cDNA序列,分析EgrCBF3在低温、干旱、脱落酸(ABA)处理和高盐条件下的表达。【方法】利用RT-PCR结合RACE技术,克隆巨桉抗逆相关基因EgrCBF3全长cDNA序列;分析正常条件下,巨桉根、茎和叶中EgrCBF3的表达情况;同时采用qRT-PCR,分析不同低温(0,2,4,6,8℃)和4℃处理不同时间(2,4,8,24和48h),以及干旱、ABA和高盐等逆境条件下EgrCBF3的响应表达情况。【结果】EgrCBF3cDNA全长1 161bp,含有1个675bp的ORF,编码224个氨基酸,包含1个AP2结构域。该基因编码的蛋白与蓝桉中的CBF蛋白同源性最高,达97%。EgrCBF3在巨桉的叶、茎和根中均有表达,但表达量无明显差异。对不同低温和4℃不同处理时间条件下EgrCBF3表达的qRT-PCR分析表明,EgrCBF3基因受低温诱导,在2℃条件下诱导表达量最强;在4℃条件下随低温时间的延长,其诱导表达特性不变,仅略有波动。在100μmol/L ABA、200mmol/L NaCl和干旱处理条件下,EgrCBF3的表达不受ABA和盐胁迫的影响,但在干旱胁迫下被诱导。【结论】EgrCBF3响应低温胁迫诱导,同时可能也参与了干旱胁迫的逆境响应机制。     

小菜蛾储存蛋白基因的克隆与表达分析

克隆和分析了2个小菜蛾的储存蛋白基因——Px AJSP-1和Px BJHSP-2.其中,Px AJSP-1属于芳基贮存蛋白,而Px BJHSP-2属于富甲硫氨酸储存蛋白.进化树分析表明,它们在同一目昆虫中相对保守.利用实时荧光定量PCR分析其表达模式,发现Px AJSP-1和Px BJHSP-2在4龄幼虫和蛹期高表达,且在脂肪体中的表达量远高于其他组织.     

NDGA对红颜草莓脱落酸及其关键调控基因表达的影响

采用不同浓度的ABA合成抑制剂NDGA处理红颜草莓果实,通过测定草莓果实不同时期脱落酸及成熟着色相关生理指标以及ABA代谢相关基因的变化,以了解NDGA对脱落酸及其关键调控基因表达的影响。结果表明,NDGA能有效抑制可溶性糖和天竺葵素葡萄糖苷的合成,且在一定范围内浓度越高,抑制作用越明显。一定浓度的NDGA处理可以抑制FaNCED的表达,并促进FaCYP707A、FaBG1和FaCHLH在草莓果实褪绿期的表达。该结果为进一步揭示NDGA抑制脱落酸代谢的机制提供了研究基础。