燕麦AsKUP1的克隆与功能分析

植物钾离子转运蛋白中的Na~+不敏感性KUP/HAK/KT转运蛋白对植物耐盐胁迫起着重要作用。为了阐明钾离子转运蛋白基因AsKUP1在燕麦中响应盐胁迫的表达模式和鉴定其生物学功能,从燕麦中克隆了AsKUP1,利用RACE方法获得AsKUP1全长序列,并对其进行生物信息学分析;构建了pCAMBIA1301-AsKUP1植物过表达载体,转化拟南芥,并运用实时荧光定量PCR方法分析AsKUP1在拟南芥中的表达情况。结果表明,AsKUP1全长2 951bp,包含2 334bp的ORF序列,预测编码777个氨基酸,等电点为8.55,分子量为87.0k D。序列分析表明,AsKUP1与山羊草和小麦KUP/HAK/KT家族亲缘关系较近,预测该蛋白有14个疏水跨膜结构域,位于细胞质膜的概率较大。此外,盐胁迫下,T2转基因种子萌发率为57%,野生型为43%;经潮霉素筛选分离比为3∶1的2个转基因株系后代T3转基因株系根长分别是野生型的1.46倍和1.34倍,T3转基因植株鲜重、干重分别是野生型的1.56倍和1.44倍,Na~+含量无显著差异,而K~+含量为野生型的1.25倍,说明AsKUP1的表达提高了拟南芥植株的耐盐性。本研究结果为揭示钾离子转运蛋白家族基因AsKUP1在植物中的耐盐机制和通过转基因技术提高植物耐盐能力奠定了基础。     

亚硝化单胞菌is79a3 Sec途径分泌系统及底物蛋白分析

[目的]分析亚硝化单胞菌is79a3 Sec途径分泌装置及底物蛋白。[方法]从NCBI中选取亚硝化单胞菌is79a3菌株基因组注释的蛋白质氨基酸序列,采用Blast程序搜寻基因组中编码Sec途径分泌装置的蛋白,同时采用Signal P 4.0、Lipo P、TMHMM 2.0软件分析该菌株基因组中Sec途径的底物蛋白,同时采用COG功能数据库进行功能分析。[结果]通过分析发现亚硝化单胞菌is79a3菌株编码Sec途径分泌装置有关的蛋白15个,包含Sec途径分泌系统中12个转运蛋白编码基因,1个信号肽识别蛋白编码基因和2个信号肽酶蛋白编码基因;Sec途径底物蛋白分析结果显示366个含有Sec途径Spase I类肽酶识别的信号肽,36个蛋白只含有Spase II类肽酶识别的信号肽。402个Sec途径底物蛋白功能分析结果显示:有272个蛋白功能不清楚,130个蛋白有具体的功能注释。[结论]亚硝化单胞菌is79a3 Sec途径分泌装置完整,该菌株Sec途径底物蛋白大多数没有功能注释和功能未知,在有功能注释的蛋白中,主要参与细胞壁/细胞膜的生物合成、蛋白质翻译后修饰/蛋白更替、无机离子转运代谢、能源产生与转换。     

枯草芽孢杆菌subtilis str.168双精氨酸途径分泌蛋白预测及功能分析

[目的]对枯草芽孢杆菌subtilis str.168双精氨酸转运途径(Tat)分泌蛋白进行预测和功能分析。[方法]从NCBI中选取枯草芽孢杆菌subtilis str.168基因组注释的蛋白质氨基酸序列,然后用Signal P 4.0、Lipo P、Tat P、TMHMM 2.0软件分析该基因组中双精氨酸途径的分泌蛋白,同时采用COG功能数据库对预测的分泌蛋白进行功能注释和聚类分析。[结果]通过分析发现108个有motif没有酶切位点的Tat信号肽蛋白、25个有酶切位点没有motif的Tat信号肽蛋白、124个既有酶切位点也有motif的Tat信号肽蛋白,其中105个蛋白归为Tat途径的分泌蛋白。[结论]对枯草芽孢杆菌Tat途径分泌蛋白的基因组预测和功能分析,将为分析该菌胞外蛋白的分泌机制打下基础。     

绿僵菌Marho2基因功能初步分析

绿僵菌广泛应用于农林害虫的防治,成功侵染寄主昆虫的过程中均伴随着细胞形态的变化,是细胞极性建立和骨架重排的结果。Rho家族中Rho2基因在参与调控细胞极性生长和正常的形态建成中发挥着重要作用。为了探究Marho2基因在绿僵菌生长发育与侵染致病过程中的功能,采用同源重组的技术构建Marho2基因的敲除载体,利用农杆菌介导转化法获得Marho2基因的敲除菌株(ΔMarho2),并对其进行分析。结果表明:与野生型菌株相比,Marho2基因调控绿僵菌的生长发育和致病力,Marho2基因的缺失降低了绿僵菌的毒力、产孢量及孢子萌发延迟,抑制了绿僵菌的湿热耐热性和抗紫外能力。      

猕猴桃溃疡病菌质粒的分离与功能分析

分离猕猴桃溃疡病菌中的质粒,从质粒角度探索细菌的致病机制,分析其编码的主要基因、毒力因子。用试剂盒提取分离自安徽省岳西县猕猴桃溃疡病菌株JF8的质粒,对质粒DNA进行高通量测序及生物信息学分析。质粒基因组拼接显示菌株JF8质粒全长65 149bp,GC含量56.29%,包含45个假定蛋白(hypothetical protein)和38个有预测功能的蛋白。生物信息学分析发现,质粒携带多达8个直接参与基因重组和转移的转运蛋白(mobile element protein),5个基因直接参与细菌Ⅳ型分泌系统、1个基因参与细菌Ⅲ型分泌系统。基因ParA编码的蛋白是一个ATP酶,对质粒的分配以及维持质粒稳定具有重要作用,编码转录激活蛋白的基因LuxR与细菌的群体感应机制相关,影响毒力因子的表达和分泌,基因UmuC是细菌中SOS应答系统的组分之一,控制细胞中聚合酶Ⅴ的量。     

黄瓜蜡质合成调控基因CsWIN1的克隆与功能初步分析

从黄瓜中同源克隆了拟南芥中具有调控蜡质合成与代谢功能的基因WIN1/SHINE1,命名为CsWIN1。荧光定量PCR结果表明:CsWIN1在黄瓜植株的叶片和幼果中高表达;通过在拟南芥中过表达CsWIN1,发现其与已报道的WIN1/SHINE1过表达株系表型相似。通过对CsWIN1转基因株系的基因表达分析发现,蜡质合成相关基因的表达受到了调控。根据以上研究结果,推测CsWIN1与拟南芥WIN1/SHINE1在表皮蜡质合成调控上的功能是保守的,通过调控下游蜡质合成相关基因的表达从而影响蜡质的合成与代谢。     

核桃FLOWERING LOCUS T(JrFT)基因的克隆及表达分析

为了了解核桃FLOWERING LOCUS T(JrFT)基因在核桃雌雄异熟开花机制中的作用,以核桃雌先型品种‘极早丰’与雄先型品种‘新早丰’在3个时期(2月6日、3月21日及4月7日)的雌、雄花芽为试验材料,结合荧光定量PCR(qRT-PCR)、RT-PCR扩增、生物信息技术,分析了核桃JrFT基因的结构与表达,预测了JrFT基因的功能。结果表明:核桃JrFT基因在‘极早丰’与‘新早丰’3个时期的雌、雄花芽中均有表达;在不同时期同一花芽JrFT基因的表达量有所差异;在同一时期,JrFT基因在雌花中的表达量明显高于雄花,在‘新早丰’雄花中的表达量高于在‘极早丰’雄花中的表达量。克隆获得了JrFT基因的CDS序列,其长度为525 bp,编码174个氨基酸,含有高度保守的PEBP蛋白结构域。在NCBI数据库进行Blast比对显示:核桃JrFT基因与其他木本植物FT同源基因的相似性较高,可达到80%以上;JrFT蛋白与其他植物FT蛋白的相似性也很高。系统进化分析也同样说明JrFT基因属于PEBP家族基因。因此推测JrFT基因可能在核桃开花进程中具有一定的促进作用。     

魔芋GDP甘露糖焦磷酸化酶基因及其启动子的克隆与分析

以花魔芋和白魔芋为材料,通过魔芋5个转录组高通量测序数据库,与拟南芥进行tBlastn比对、拼接,得到魔芋中的GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP的推定全长,设计基因特异性引物,克隆得到魔芋GMP基因的部分cDNA序列,长度为1 233 bp,其中基因编码区长度为1 086 bp,编码的氨基酸为361个.在此基础上运用FNPI-PCR技术得到了魔芋GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP上游启动子2 116 bp,经生物信息学分析,该序列具有典型的TATA-box、 CAAT-box及与胁迫相关的元件和光应答元件.     

西藏青稞根际土壤可培养放线菌的遗传多样性及其促生功能分析

【目的】认识藏区青稞根际土壤中可培养放线菌的遗传多样性及应用价值。【方法】采集藏区青稞根际土壤,对根际样品中的放线菌进行分离,测定分离菌株的溶磷能力、抗病促生(IAA产量)能力,并运用反转录重复因子扩增(BOXA1RPCR)技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析系统分析可培养放线菌的系统发育地位。【结果】通过7种培养基共分离得129株放线菌菌株,其中有51株菌株(占总分离菌株的39.5%)产IAA,8株产量较高(>57 mg/L),77株(占总分离菌株的60.0%)表现出溶磷活性。基于BOXA1R-PCR图谱,采用平均连锁聚类法(UPGMA)进行聚类分析,129株菌被分成19种不同的遗传图谱类型。基于分离菌株的菌落特征和遗传聚类图谱选取32株代表菌株进行16S rRNA基因序列测定。通过Mothur软件对分离菌株进行OTUs(operational taxonomic units)聚类分析,共得到5个OTU分类单元,其中以OTU1为主。系统发育显示代表菌株分属于链霉菌属(Streptomyces),拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis),类诺卡氏菌属(Nocardioides),小单孢菌属(Micromonospora),放线菌属(Actinomyces)等5个属,其中链霉菌属(Streptomyces)为优势种属。【结论】西藏青稞根际土中放线菌多样性明显,这些放线菌中蕴藏着大量的有开发应用前景的菌株。     

基于GIS平台的公别拉河流域水源涵养林景观格局与功能分析

以增加流域内水源涵养能力这一生态功能为核心,借助于GIS平台对公别拉河流域现有植被类型的地理空间分布、林种和树种组成、景观结构进行了分析和评价,建立了区域水源涵养能力定量评价的直观影像数据库,确定了流域内适宜的覆盖率,为科学合理的进行区域林业生态工程构建提供了科学的依据.