2022 年 11 期目录

  目的  次生细胞壁的发育对于木材的形成至关重要,揭示林木次生壁形成的分子调控机制将为改良其木材品质提供理论依据。  方法  （1）本研究从速生型杨树NE19中克隆得到PdKNAT7基因,并构建表达载体,采用花序侵染法转化拟南芥,筛选得到过表达植株。（2）利用农杆菌介导的瞬时转化法侵染烟草,对PdKNAT7进行亚细胞定位。（3）通过徒手切片观察不同基因型拟南芥花薹基部的次生细胞壁厚度。（4）通过真空渗透的方法瞬时转化84K杨。（5）qRT-PCR分析不同品系杨树中PdKNAT7基因的表达情况,并揭示拟南芥和杨树中参与次生壁形成的相关基因的表达模式。  结果  （1）PdKNAT7定位于细胞核。（2）PdKNAT7主要在NE19杨茎中表达,且表达量高于107杨。（3）与野生型相比,过表达PdKNAT7的拟南芥花薹基部的束间纤维壁变薄,木质部纤维壁变厚,而突变体正好相反;另外,突变体的导管壁更厚。（4）过表达PdKNAT7的拟南芥植株中,4CL1、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量均下调,突变体中与之相反。（5）瞬时转化PdKNAT7基因的84K杨中,4CL3、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量也下调。  结论  PdKNAT7通过调控木质素和纤维素的积累来影响拟南芥次生细胞壁的厚度。      

基于宿主诱导的基因沉默技术创制抗拟轮枝镰孢玉米自交系

【目的】拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioide）是一种主要的病原真菌,侵染玉米可以导致穗粒腐病、茎腐病、苗期根腐病及引起种子腐烂。由拟轮枝镰孢引起的病害不仅影响玉米的产量和品质,而且其病原菌代谢过程中产生的伏马菌素等多种真菌毒素严重威胁了人畜安全。通过宿主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术创制抗拟轮枝镰孢的玉米种质,为玉米抗病育种提供新的优异抗源。【方法】通过同源克隆方法克隆可能与拟轮枝镰孢生长发育相关的关键基因,并通过体外转录获得相应的dsRNA片段;将不同基因的dsRNA与拟轮枝镰孢的分生孢子悬浮液预混后,用于后续的体外RNA沉默试验;对感病玉米自交系西502的种子进行消毒与接种,在培养皿中28℃避光培养48 h,调查种子的发病程度;在混有dsRNA的孢子悬浮液中加入葡萄糖,25℃培养24 h后,在显微镜下观察孢子萌发与菌丝生长情况;将三叶期的西502幼苗转移至预混dsRNA的孢子悬浮液中进行培养,7 d后观察苗期根腐病发病状况;通过种子鉴定与苗期鉴定体系,逐步筛选具有显著抑制效果的沉默靶标基因;合成筛选出的重点靶标基因片段,构建沉默载体并转化感病玉米自交系西502;对转基因株系的种子接种鉴定,验证转化玉米株系的抗性;提取接种后转基因种子的总RNA,对拟轮枝镰孢的靶标基因进行荧光定量分析,确定HIGS株系的沉默效果。【结果】从拟轮枝镰孢中克隆出18个与其生长发育相关的候选基因;通过种子接种鉴定,发现11个候选基因被沉默后,种子的发病等级极显著降低;进一步筛选出6个沉默后影响拟轮枝镰孢的孢子萌发和菌丝生长的候选靶标基因deo、Ras2、Dpdc、Hsp90、Frp1和Atg15;通过苗期接种鉴定,最后筛选出3个在体外具有显著抑制效果的沉默靶标基因deo、Atg15和Frp1;进而将3个靶标基因的特异区段人工融合成一段序列并构建沉默载体,获得转基因植株;鉴定发现转基因植株的T₂代种子对拟轮枝镰孢的抗性显著增强,且3个靶标基因的表达量均显著下降。【结论】拟轮枝镰孢基因deo、Atg15、Frp1与其生长发育密切相关,且沉默后能够显著提升玉米对拟轮枝镰孢的抗性。     

梅PmARF17克隆及其在花发育中与内源激素的调控模式

【目的】分析梅PmARF17的生物学功能,探究梅花发育进程中其表达丰度与内源激素动态变化的关系,为梅花发育的调控研究提供依据。【方法】以梅品种‘大嵌蒂’为试材,克隆PmARF17,利用生物信息学软件分析基因结构、系统进化及其与其他物种同源蛋白的差异;亚细胞定位确定PmARF17蛋白在细胞中作用的部位;以梅品种‘大嵌蒂’和‘龙眼’不同发育阶段的花芽、叶芽、花器官为试材,利用qRT-PCR检测PmARF17时空表达模式,通过UPLC法测定IAA、GA₃、ABA、ZT含量的动态变化,并与PmARF17的表达进行相关性分析;克隆PmARF17启动子,分析启动子的顺式作用元件,利用瞬时表达解析PmARF17与GA₃的调控模式。【结果】从梅品种‘大嵌蒂’中克隆得到PmARF17,系统进化树分析表明PmARF17蛋白与其他植物的ARF蛋白序列高度同源;亚细胞定位表明其作用于细胞核和细胞膜上;qRT-PCR表达和内源激素含量的相关性分析表明,PmARF17的表达与IAA含量的变化趋势没有明显的相关性。PmARF17在雌蕊完好花芽中的表达水平相对不完全花芽显著上调,而GA₃含量与PmARF17的表达趋势一致。ABA和ZT含量总体上与PmARF17的表达呈相反的趋势,表明两者可能抑制PmARF17的表达。PmARF17启动子含有GA顺式元件,且具有启动活性和组织表达特异性,在花瓣、雄蕊及根部特异表达。【结论】 PmARF17可能是梅花发育的正调控基因,促进梅雌蕊的正常发育。PmARF17的表达可能受到GA₃的正调控,其可能通过作用于雄蕊和花瓣,进而影响梅的雌蕊发育进程。     

马铃薯sgt2基因启动子的克隆及其活性分析

糖苷生物碱(SGAs)是一类存在于茄科和百合科植物的重要次生代谢物,与植物的抗逆性和产品品质有密切关系.茄啶葡糖基转移酶(SGT2)是SGAs合成代谢途径的末端关键酶之一,研究其编码基因的启动子序列对于SGAs生物合成代谢调控有重要的作用和意义.本研究采用染色体步移技术,克隆到马铃薯茄啶葡糖基转移酶基因(sgt2)起始密码子上游2 098bp的启动子序列,已注册到GenBank(注册号:KC331038).构建该启动子驱动报告基因gfp∶∶gus的植物双元表达载体p1304sgt2p,采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达,通过GUS组织化学染色分析sgt2p启动子的活性.结果表明:gus基因在转化烟草叶片中高效表达,克隆的启动子具有活性.     

并联式混合动力汽车瞬时控制策略研究与改进

通过对并联式混合动力汽车瞬时控制策略的研究,分别建立了动力电池在充电和放电两种工况下的等效油耗函数,考虑到动力电池SOC和混合动力汽车制动能量回收这两个因素的影响,导出了改进后的等效油耗瞬时控制目标函数,并建立了瞬时控制模型。针对某款并联式混合动力汽车,运用ADVISOR 2002软件,对改进前后的瞬时控制策略进行了仿真。     

真菌RNA沉默研究进展

阻抑(Quelling)与减数分裂沉默(Meiotic silencing by unpaired DNA,MSUD)等真菌RNA沉默(RNA silencing)现象的研究拓展了我们当前对基因表达调控的认知。随着测序信息量的爆炸性增长与功能研究的不断深入,真菌RNA沉默展示出的复杂与多样为真核生物研究提供了全新的视角。本文就当前真菌RNA沉默及相关小分子RNA(Small RNA,sRNA)的研究现状做一简要概述。     

RNAi-基因沉默的分子机理

本文介绍了RNA干扰造成基因沉默的几种小分子RNA的类型和作用机理，以及RNA干扰的应用前景及不同方法合成的小分子RNA对动物机体免疫系统的影响。     

甘蔗黄叶病毒P0基因的克隆与原核表达及抗血清制备

根据已发表ScYLV-P0基因系列设计特异性引物,应用RT-PCR技术从甘蔗病叶的mRNA扩增得到目的DNA片段.以pET32a（＋）为原核表达载体,构建重组表达质粒pET32a-P0.经过双酶切鉴定和DNA测序后,将重组表达质粒转入大肠杆菌BL21 （DE3）pLySs,在30℃培养条件下IPTG诱导表达.通过SDS-PAGE电泳检测融合蛋白表达情况.表达结果显示,在该表达系统中,融合表达蛋白P0是以包涵体形式的蛋白存在;P0融合蛋白大小约45kDa,与P0开放阅读框的理论推算值29.991 kDa加上载体自身蛋白约18 kDa相符,用Ni2＋-NTA琼脂糖亲和层析纯化融合蛋白,免疫家兔制备出抗血清,通过酶联法（ID-ELISA）测定本实验制备的ScYLY-P0抗血清工作浓度为1：25000.     

冷胁迫对黄瓜CBF1基因沉默植株相关耐冷指标的影响

以黄瓜CBF1基因沉默植株为试材,研究了冷胁迫下黄瓜CBF1基因的沉默对植株相关耐冷指标的影响。结果表明,与冷胁迫和常温条件下的正常植株相比,冷胁迫后的基因沉默植株的相对电导率和丙二醛含量均显著增加,叶绿素含量显著降低;冷胁迫后的基因沉默植株体内脯氨酸和可溶性蛋白含量增加的幅度远远低于冷胁迫后的正常植株增加的幅度。