编码杜果丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类蛋白抗病基因同源序列的克隆与分析

根据丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶类催化结构域Ⅰ和Ⅸ的氨基酸保守序列设计简并引物,PCR扩增‘紫花芒’杧果嫩绿色叶片基因组DNA。在NCBI中用Blast X比对发现,有6个阳性克隆是抗病基因同源序列,并命名为PK1～PK6,GenBank注册序列号为AY693369-AY693371和AY776277-AY776279。在PK3、PK4和PK6中发现了丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶的9个催化结构域Ⅰ～Ⅸ,而其它3个克隆具有部分结构域。氨基酸序列同源性分析还发现,6个克隆编码的氨基酸序列都与受体样蛋白激酶有较高的氨基酸序列同源性。系统进化树分析还表明它们都是可能的抗病基因同源序列。总之,6个克隆不仅是抗病基因同源序列而且是可能的受体样蛋白激酶基因同源序列。     

艾纳香脱氢酶基因家族的生物信息学分析

采用RT-PCR和RACE（Rapid amplification of cDNA ends）技术,从艾纳香（Blumea balsamifera (L.) DC.）叶片中克隆到4条编码艾纳香脱氢酶（BbADH1、BbADH2、BbADH3、BbADH4）基因的cDNA序列,并对4条核苷酸及其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析。结果显示:4条艾纳香脱氢酶序列开放阅读框均在900 bp左右,蛋白质等电点（pI）值在5.0~9.0之间,含量最多的氨基酸为亮氨酸（Leu）,最少的为色氨酸（Try）,具有明显的疏水区和亲水区,N端未发现信号肽,且无跨膜区;同源性比对结果显示,艾纳香BbADH蛋白与其他植物中ADH蛋白具有高度的相似性,且具有脱氢酶的特征功能域;系统发育分析表明,艾纳香（B. balsamifera (L.) DC.）BbADH1和BbADH3同处于一个分支,且与胡杨（Populus euphratica Oliv.）PeADH物种亲缘关系较近,而艾纳香BbADH4和BbADH2处于不同分支,且分别与葡萄（Vitis vinifera）VvADH和烟草（Nicotiana tabacum）NtADH物种亲缘关系较近。     

芒果中性/碱性转化酶MiNI基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术克隆了1个编码NI基因的cDNA序列,命名为MiNI基因,并对不同来源的中性/碱性转化酶的分子特征及系统进化进行比较分析。结果表明：MiNI基因开放阅读框为2034 bp,编码677个氨基酸,相对分子量为76.6 kDa,理论等电点为6.24;生物信息学分析结果显示,NI二级结构α螺旋占38.85%,无规则卷曲占35.45%,伸展链占18.91%,β折叠占6.79%;MiNI具有glycoside hydrolase family 100结构保守域,与克里曼丁桔、龙眼、巴西橡胶树和番木瓜都具有一致的motif位点;MiNI基因编码的氨基酸序列与克里曼丁桔、龙眼氨基酸序列同源性最高;构建NI系统进化树分析表明,与芒果遗传距离最近的是克里曼丁桔,最远的是玉米和枸杞。qRT-PCR分析显示,果皮MiNI基因表达量远高于果肉;花后10~40 d,果皮MiNI基因表达量显著下降;花后40~100 d,果皮MiNI基因表达量维持在一个相对稳定水平;花后100~130 d,随着果实成熟,果皮MiNI基因表达量又显著上升;而花后10~40 d,果肉MiNI基因表达量显著下降,至果实发育后期果肉MiNI基因表达量始终处于极低水平。该研究为进一步了解MiNI基因在芒果果实蔗糖代谢过程中的作用以及从分子角度阐明芒果糖代谢机理奠定理论和技术基础。     

Genes related to flooding tolerance during germination and early growth of weedy rice

Evolution of flooding tolerance in weedy rice has occurred in several rice-growing regions, but the genes related to this process and the environmental effects are unknown. The objective of this study was to analyse the expression of genes related to flooding tolerance in response to temperature and flooding during the initial establishment of weedy rice. The experiments were carried out with rice cultivars IRGA 417 and Nipponbare, which are sensitive to flooding, and weedy rice ITJ03 and AV04 genotypes that have high and intermediate tolerance to flooding, respectively. The expression of genes related to reserve mobilisation, anaerobic respiration, escape and quiescence strategies was analysed at periods up to 24 days after sowing. The flooding tolerance of weedy rice genotype ITJ03 was associated with the expression of RAmy3D and OsTPP7 , which are involved in the mobilisation of carbohydrate reserves, ADH1 and ADH2, which participate in anaerobic respiration, and SNRKL1 that triggers rapid elongation of the coleoptile and emergence. Although the genes PDC1, SUS3 and SUB1 are important for flooding tolerance in cultivated rice, their expression was not directly related to flooding tolerance in weedy rice. A temperature of 20°C reduced levels of expression of the RAmy3D, ADH2 and SNRKL1 genes and low temperature had a negative effect on the establishment of weedy rice. Breeding of rice genotypes with tolerance of low temperatures and anaerobic conditions may be a viable strategy to improve the control of weedy rice in paddy fields.     

低温与氮耦合对水稻内源激素含量的影响

【目的】探究不同耐冷氮高效水稻材料内源激素代谢特点,以阐明氮营养对提高水稻耐冷性的调节机理。【方法】以水稻近等基因系耐冷氮高效I16和冷敏氮低效I67为材料,采用水培试验,研究人工气候室模拟低温胁迫与4个氮肥水平(10,20,40和60 mg/L)耦合对水稻根、叶中内源激素吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)含量的影响及其互作效应。【结果】随水稻生育进程,根和叶中IAA、CTK、GA含量呈先升高后降低的趋势,在开花期达到峰值,ABA含量在成熟期达峰值。水稻根和叶中IAA、CTK、GA含量随施氮水平增加而升高,ABA则相反;在相同施氮水平下,低温抑制IAA、CTK、GA合成,促进ABA升高,4种激素含量呈现I16高于I67,叶高于根。低温与中氮耦合对水稻根和叶中IAA、CTK、GA的调控为正效应,低温与高氮耦合调控ABA为负效应,中氮可使水稻维持较高内源激素含量,这是增强水稻耐冷性的内在机理之一。【结论】在低温和氮肥耦合下,维持根叶中较高的IAA、CTK、GA、ABA含量,以及施氮对根、叶激素耦合效应的差异,是引起水稻耐冷性和氮素利用效率差异的重要生理调节因素。     

红花双列杂交后代羟基黄色素A含量的遗传效应分析

选用6个羟基红花黄色素A（HSYA）含量差异较大的亲本,采用双列杂交方法配制杂交组合,测定2015年和2016年2年亲本及其后代F₁和F₂红花中的HSYA含量。运用双子叶植物种子数量性状遗传模型和统计分析方法,分析胚、细胞质和母体植株3套遗传体系的基因效应和环境互作效应。结果发现：在HSYA含量的遗传体系中,母体遗传效应影响最大,胚效应次之,细胞质效应影响最小。3套遗传体系均表现出基因主效应大于环境互作效应。机误方差较大,说明HSYA含量还受环境机误或抽样误差的影响。亲本遗传效应分析表明,豫红花1号（P₁）做亲本表现稳定,有利于增加杂交后代HSYA含量,达到提高品质、改良品种的效果。胚显性方差和母体显性方差均达到极显著水平,表明同时存在种子杂种优势和母体杂种优势,而且其主效应基因不受环境影响。综合考虑遗传主效应、胚显性效应和母体显性效应,亲本组合（P₁×P₅）有利于提高后代杂交品种的HSYA含量。该研究结果可为后代材料在杂种优势利用中的亲本选择提供理论支持。     

大白菜TPS基因家族鉴定及其在高温胁迫下的表达分析

为明确大白菜TPS(BrTPS)家族成员信息及对高温胁迫信号的响应,本研究利用生物信息学方法,在大白菜基因组数据库中鉴定了BrTPS基因家族成员,并对其理化性质、进化特征、蛋白结构及在高温胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,大白菜全基因组含有15个TPS基因家族成员,分布于8条染色体上。除BrTPS14和BrTPS15外,其余成员各含有1个TPS和1个TPP结构域,并且所含motif的排列顺序也完全一致。理化性质分析发现,15个成员的氨基酸长度介于129~1459 aa之间,分子量大小在14.73~165.83 kD之间,大部分BrTPS蛋白为酸性蛋白和亲水蛋白,以无规则卷曲作为二级结构主要构成元件。进化分析表明,大白菜TPS基因家族成员可分为2类,其中ClassⅠ包含5个成员,ClassⅡ包含10个成员。本研究对高温胁迫前后不同组织和持续高温胁迫下叶片中的表达分析,发现大部分的BrTPS基因可对高温胁迫产生响应,但在表达规律上存在差异。这些研究结果为后续研究大白菜TPS基因提供一定参考。