松属线粒体基因序列变异研究

本研究利用ＰＣＲ和ＰＣＲ产物直接序列分析技术,获得了分属于松属（Ｐｉｎｕｓ）两个亚属Ｐｉｎｕｓ和Ｓｔｒｏｂｕｓ１２个松树种ｃｏｘＩ、ａｔｐ６和ｏｒｆ２５三个线粒体基因ＤＮＡ片段的序列。发现ｃｏｘＩ基因的ＤＮＡ序列在属内没有任何变异,但ａｔｐ６和ｏｒｆ２５在两个亚属间和亚属内出现了较多的碱基置换。这说明尽管裸子植物线粒体基因有较多的ＲＮＡ编辑（ＲＮＡｅｄｉｔｉｎｇ）存在,可促进ＤＮＡ序列的变异,但促进程度因不同基因而异。依据ａｔｐ６和ｏｒｆ２５所做的系统进化树不仅与分类结果一致,而且进一步表明了亚属内种间的亲缘关系。尽管线粒体基因序列变异比叶绿体和核ＤＮＡ变异小,线粒体基因编码序列变异仍适于研究裸子植物亚属甚至组间的系统进化关系。     

量子点在植物分子荧光标记中的应用

半导体量子点具有独特的荧光性能,其研究内容涉及物理、化学、材料、生物等多学科,已成为多学科交叉研究的一个亮点.在植物学研究领域,量子点作为一种新型的荧光探针已逐渐显现了它的优势,可以取代传统有机荧光法.成为细胞和分子荧光标记的更理想选择.在阐述量子点的特性、制备方法及生物功能化修饰的基础上,系统综述量子点在植物分子荧光标记中的应用,并对量子点在植物细胞和分子生物学中的发展趋势和应用前景进行展望.     

毛竹小RNA高通量测序及病毒分析

以毛竹叶片为材料,采用小RNA高通量测序结合生物信息学对小RNA数据库进行组装,进一步分析了毛竹中存在的病毒和类病毒,并采用RT-PCR和RACE进行验证。结果表明:在竹子样品中存在水稻东格鲁病毒(RTBV),覆盖率达到91.0%。在毛竹样品中扩增得到1 992 bp RTBV病毒类似序列,占其基因组的24.9%。RTBV病毒在多个毛竹样品中存在且不存在多态性。RTBV病毒可能是一个古老的植物病毒,在进化过程中禾本科植物将其序列整合到基因组中来防御RTBV病毒的浸染。     

杨树油菜素内酯合成基因DET2的克隆与功能分析

[目的]DET2基因编码一个5α-还原酶,是油菜素内酯(BRs)合成过程中的关键限速基因。研究DET2基因在杨树生长发育中的作用,对于进一步研究油菜素内酯在木本植物中的调控机制有重要意义。[方法]从银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa,‘84K’)克隆得到拟南芥AtDET2同源基因PagDET2,利用生物信息学对其进行序列比对、生化特征分析、构建系统发育进化树。通过RT-PCR分析其在杨树中的表达模式。构建由CaMV 35S强启动子驱动的过表达载体,通过农杆菌介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagDET2-OE转基因植株。分析过表达DET2基因对于转基因植株内源BRs含量、植株生长和抗逆的影响。[结果]克隆了包含全长编码区PagDET2基因全长,可编码一个长度为257个氨基酸的蛋白质。其蛋白序列与毛果杨、拟南芥、水稻、棉花、大豆、番茄DET2蛋白同源性较高,说明该基因在进化过程中相对保守。PagDET2在84K杨不同组织中均检测到表达,其在茎中的表达较高。通过ELISA检测植物BRs含量发现,过量表达DET2可以显著提高杨树内源BRs含量。过量表达DET2基因,可以导致转基因植株的高生长,但对盐胁迫更加敏感。[结论]DET2基因作为BRs合成的关键基因,在杨树中过量表达可以显著提高内源BRs含量,促进植株增高。DET2转基因植株的获得为进一步分析BR参与木本植物生长发育的调控机制奠定了基础。     

杨树糖基转移酶GT14基因家族分析及响应盐胁迫基因的筛选

木材的形成基于维管形成层细胞的分裂分化,其中次生壁加厚是关键步骤。研究表明,植物在盐胁迫下细胞壁的组分与结构将发生变化,其中细胞壁表面的多糖阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan protein,AGP)起重要作用。AGP糖链是由糖基转移酶(glycosyltransferase, GT)催化合成,在细胞壁的生物合成中起关键作用,而且其表达量变化直接影响木质部的发育。本研究通过对杨树GT14 (Glycosyltransferase family14)家族进化关系与基因结构分析发现该家族基因在进化上具有较强的保守性。同时,3个杨树GT14基因在盐胁迫下表达量上调,且其中2个基因在体外表现出GlcAT活性。启动子元件分析发现这3个基因均包含多个非生物胁迫响应元件。本研究分析了杨树GT14基因功能,并为提高木本植物非生物耐逆作用提供线索。     

抗冻蛋白提高植物抗寒性研究进展

低温是影响植物生长发育及地域分布的主要生态因子,提高冷敏感植物的抗寒性具有重要的理论和现实意义。对抗冻蛋白基因的研究表明,将这些基因转入冷敏感植物可以明显提高植物抗寒性。本文就近几年关于抗冻蛋白作用机理进行了总结,并综述了抗冻蛋白基因提高植物抗寒性的研究进展,这为植物抗寒性分子育种提供了理论依据和新的技术思路。     

银腺杨PagWOX11/12a基因对茎生长发育的影响

[目的]分析PagWOX11/12a基因对杨树生长发育的影响,为进一步研究该基因在木本植物中的调控机制奠定基础。[方法]利用生物信息学方法及相关软件进行系统发育进化树构建、序列比对及生化特征分析。利用qRT-PCR分析其组织特异性表达模式。利用转基因植株35S::PagWOX11/12a-SRDX(DR),分析显性抑制PagWOX11/12a后杨树的表型。[结果] PagWOX11/12a基因可编码含255个氨基酸的蛋白质,该基因在84K的不同组织中均有表达。对DR转基因植株的表型分析表明,与非转基因植株相比,显性抑制该基因可导致茎中韧皮部细胞、髓心细胞及木质部纤维细胞长度变小,节间伸长受到抑制,株高明显降低。[结论]PagWOX11/12a基因通过影响节间伸长参与调控了杨树的高生长,该研究为进一步揭示PagWOX11/12a基因参与杨树生长发育的调控机制提供了参考。     

长柄双花木种群遗传结构及种群历史

【目的】分析长柄双花木种群遗传多样性和遗传结构,探讨其种群演化历史,加深对该物种进化过程的理解,为其遗传资源保护、开发利用提供理论基础。【方法】利用15对能获得高多态性扩增产物的SSR引物,采用TP-M13-SSR技术检测长柄双花木全分布区12个自然种群261株个体的遗传多态性,应用Gene Marker软件进行基因分型,FSTAT估算遗传参数,ARLEQUIN进行分子方差分析,STRUCTURE对所有个体进行Bayesian聚类分析,Bottleneck检测种群遗传瓶颈效应。【结果】15个SSR位点共检测到129个等位基因,平均每个位点上的等位基因数和有效等位基因数分别为8.6和3.5,观测杂合度和期望杂合度分别为0.37和0.67;种群水平上,平均每个位点上的等位基因数和有效等位基因数分别为3.4和2.1,观测杂合度和期望杂合度分别为0.35和0.43;私有基因丰富度和种群内近交系数分别为0.15和0.19。除道县种群外,其他种群极显著偏离Hardy-Weinberg平衡,表现出杂合子缺失。种群间遗传差异极显著(P0.001)。12个种群可归类为2个类群,大多数个体谱系清晰。在近期的进化过程中,种群遗传结构稳定,未经历遗传瓶颈事件。【结论】长柄双花木在物种和种群水平上,维持较丰富的遗传变异,具有较高的进化潜力。近期生境碎片化和遗传漂移对长柄双花木种群遗传多样性影响较小。种群间的自然屏障、气候变迁和人类干扰导致的种群生境碎片化,是其现代地理分布格局和种群遗传结构的主要成因,这可为该物种遗传资源保护策略的制定提供科学依据。     

毒杀天牛基因mBt886cry3a转化小黄菊研究

毒蛋白编码基因 Bt886cry3Aa 对小黄菊进行了遗传转化,转化植株经过PCR和总DNA狭缝杂交验证,得到转基因小黄菊4个样品株.对菊天牛2龄幼虫的生物测定表明:4个样品株毒杀活性明显高于对照,校正死亡率分别为:45.89%、39.12%、35.42%和22.41%.mBt886cry3a转基因植株表现出较强的天牛毒杀活性,为天牛等钻蛀性害虫的防治提供了研究基础.