运用基因组和EST数据库进行电子克隆分离杨树功能基因的策略

杨树是重要的造林绿化树种,也是主要的工业用材树种,还是高大林木的模式树种.进行杨树功能基因的挖掘、克隆和功能的研究,是当前杨树基因组学的首要任务之一,不仅可为杨树品种改良和基因资源的有效利用奠定基础,而且对探讨林木的生理及遗传特性分子机制也具有重要的理论意义.电子克隆是近年来伴随着基因组计划和EST计划发展起来的基因克隆新方法,具有成本低、速度快、技术要求低和针对性强等优点.丰富的杨树EST数据和公布的杨树基因组序列框架图,使得利用电子克隆技术开展杨树功能基因的分离和鉴定已经成为可能.本文阐述了电子克隆分离杨树功能基因的基本方法、相关的生物信息资源,并讨论了电子克隆技术存在的问题和未来发展.     

组学技术应用于茶树物质代谢研究中的进展

茶树是多年生常绿木本植物,对种质资源进行有效地评价与分析是茶学研究的重要领域,茶树代谢产物如多酚类、咖啡碱、茶氨酸和多糖类等物质不仅是重要的植物天然产物,也是构成茶叶滋味、香气的特征品质成分,被广泛应用于食品、医药等行业。组学技术具有高通量、高灵敏度和系统性的特点,已成为生命科学研究中的强有力工具,也为茶树研究提供了新的方法。茶树系统生物学的研究离不开组学技术的发展,功能基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术已应用于儿茶素、氨基酸、咖啡碱、多糖等重要功能成分的代谢研究。本研究综述了组学技术在茶树物质代谢中的研究进展,对研究中的不足之处进行了阐述,并讨论了组学技术在茶树物质代谢研究中的应用前景。     

广藿香幼苗期茎和叶的转录组数据组装和分析

本研究以石牌广藿香幼苗期茎和叶为样本,对转录组测序之后,共得到66 133 450条和65 148 526条reads序列。然后使用De novo拼接后把Unigene对比到各个数据库,经过对Unigene的统计分析,在有类似功能基因的92 974条Unigene中,有65 467条Unigene可注释到Nr数据库;有71 330条的Unigene可对比到KOG数据库,依据其功能信息将这些基因分成25类;有86 716条Unigene被发现与GO数据库中的基因具有相似性并将它们分为生物过程、细胞成分和分子功能3个大类共54个小类;以KEGG作为数据库参考比对到66 055条Unigene,并根据代谢通路将转录组数据分为137类,包括内质网蛋白处理、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、硫辛酸的代谢等。本研究将为广藿香的活性物质的生物合成与代谢、功能基因的发掘、分子标记的开发应用等研究提供依据。     

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox的克隆和功能分析

[目的]赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidases,GA3ox)是赤霉素(GAs)生物合成途径中关键酶之一,对山核桃(Carya cathayensis)中CcGA3ox基因进行克隆,并进行序列分析和功能验证.[方法]以山核桃体细胞胚为材料,提取RNA,采用PCR扩增技术,克隆山核桃CcGA3ox基...     

寒地冬小麦TaEXPB12同源基因在拟南芥中的遗传转化及功能分析

扩展蛋白（Expansin）是一类具有非水解活性的细胞壁松弛蛋白,参与调控植物的生长发育和胁迫抗性。为探究寒地冬小麦扩展蛋白基因TaEXPB12-A/B/D的功能,本研究将克隆自高抗寒冬小麦品种东农冬麦2号的TaEXPB12-A/B/D三个基因转化到拟南芥中,利用抗性筛选、PCR和Western-blot鉴定,分别获得了过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因的转基因拟南芥植株。进一步对转基因拟南芥的生长情况进行观察,并测定低温胁迫下转基因拟南芥的存活率、体内抗氧化酶活性以及丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖的含量。结果显示,过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因可促进拟南芥根的伸长以及根毛和侧根的生长,且转基因拟南芥的叶宽、叶片数目、株高均显著高于野生型;低温处理后转基因拟南芥体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性以及可溶性糖、Pro的含量均维持在较高水平,且MDA的含量较低。以上结果表明,TaEXPB12-A/B/D三个基因的过表达显著促进了转基因拟南芥的生长,并提高了转基因植株在低温胁迫下的存活率。     

江苏淮北小麦品种（系）重要性状功能基因的KASP检测

为了解江苏淮北麦区小麦品种（系）重要性状功能基因的组成,利用高通量KASP标记技术对江苏淮北麦区74份小麦品种（系）的产量、品质、抗病虫性以及抗穗发芽相关基因进行检测。结果表明,产量性状相关基因中, TaSus1-7B、 TaSus2-2A、 TaGS3-D1、 TGW6-A1、 TaGW2-6A、 TaCwi-A1、 TaCWI-4A和 TaCWI-5D的高粒重等位变异占供试材料的60%以上,分布频率分别为94.59%、75.68%、90.54%、100%、 98.65%、86.49%、82.43%和100%。品质性状相关基因中,高分子量麦谷蛋白（HWM-GS）基因 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1的优异亚基分布频率分别为82.43%、2.70%和47.30%;非1B/1R易位的分布频率为31.08%;非糯质等位变异 Wx-B1a在所有供试材料中均能检测到,而高蛋白质含量等位变异 Gpc-B1（+）在供试材料中均未检测到;籽粒硬度基因 Pina-D1、 Pinb-D1和 Pinb2-V2的硬度等位变异分布频率分别为1.35%、63.51%和25.68%;多酚氧化酶（PPO）活性基因 TaPpo2-2D的低活性等位变异分布频率为18.92%,而 TaPpo2-2A低活性等位变异在供试材料中均未检测到;黄色素含量基因 TaPsy-A1、 TaPsy-B1、 TaPsy-D1、 TaPds-B1、 TaLyc-B1、 TaZds-A1和 TaZds-D1的低黄色素含量等位变异分布频率分别为36.49%、62.16%、93.24%、44.59%、83.78%、16.20%和100%。抗赤霉病基因中,苏麦3号 Fhb1基因型和UMN10 Fhb1基因型的分布频率分别为4.05%和2.70%;抗条锈病基因 Yr15的分布频率为4.05%;抗叶锈病基因 Lr14a和Lr68的分布频率分别为27.03%和40.54%;抗禾谷孢囊线虫病基因 Cre8的分布频率为39.19%。抗穗发芽基因中, TaPHS1、 TaMFT-A1、 TaVP1-B1和 TaSdr-B1的抗穗发芽等位变异的分布频率分别为67.57%、31.08%、67.57%和12.16%。     

黄淮麦区(南片)小麦新品系脂肪氧化酶活性分析及其等位基因检测

小麦籽粒脂肪氧化酶（Lipoxygenase,Lox）是影响小麦面粉色泽的重要因素之一。为了解Lox活性及其等位基因在黄淮麦区（南片）小麦新品系中的分布情况,以及明确不同等位基因与Lox活性之间的关系。本研究以94份黄淮麦区（南片）小麦新品系为试验材料,利用功能标记Lox16、Lox18和Lox-B23对其 TaLox-B1、 TaLox-B2和 TaLox-B3位点上的等位基因进行分子检测,同时利用分光光度计对供试材料的Lox活性进行测定。结果表明,在 TaLox-B1位点,共检测到 TaLox-B1a和 TaLox-B1b两种等位基因,分布频率分别为18.1%和81.9%, TaLox-B1a等位基因的Lox活性显著高于 TaLox-B1b等位基因;在 TaLox-B2位点,共检测到 TaLox-B2a和 TaLox-B2b两种等位基因,分布频率分别为88.3%和  11.7%, TaLox-B2a等位基因的Lox活性显著高于 TaLox-B2b等位基因;在 TaLox-B3位点,共检测到 TaLox-B3a和 TaLox-B3b两种等位基因,分布频率分别为67.0%和33.0%, TaLox-B3a等位基因的Lox活性显著高于 TaLox-B3b等位基因。共检测到 TaLox-B1a/ TaLox-B2a/ TaLox-B3a、 TaLox-B1b/ TaLox-B2a/ TaLox-B3a、 TaLox-B1a/ TaLox-B2a/ TaLox-B3b、 TaLox-B1b/ TaLox-B2a/ TaLox-B3b、 TaLox-B1a/ TaLox-B2b/ TaLox-B3b和 TaLox-B1b/ TaLox-B2b/ TaLox-B3b六种等位基因组合,分布频率分别为10.6%、56.4%、5.3%、16.0%、2.1%和9.6%,含有 TaLox-B1a/ TaLox-B2a/ TaLox-B3a等位基因组合材料的Lox活性显著高于其余五种等位基因组合;含有 TaLox-B1b/ TaLox-B2b/ TaLox-B3b等位基因组合材料的Lox活性显著低于其余5种等位基因组合。     

蔓生和矮生长豇豆器官生长相关与生产力研究

以曼生和矮生长豇豆,研究其干物质积累和分配、地上器官与地下器官、营养器官与生殖器官及生殖器官与同化器官的生长相关等。结果表明,两类长豇豆生育过程中植株和各器官干物质不断增加,均呈Ｓ型趋势变化。蔓生长豇豆比矮生长豇豆的干物质积累量高,蔓生长豇豆中白荚品种比青荚品种高。生育过程中根系分配的干物质越来越少,地下器官与地下器官的比例逐渐升高;随着干物质分配的中心由茎叶逐渐转移至花荚,生殖器官与营养器官的比     

Long-term monitoring of microbial biomass, N mineralisation and enzyme activities of a Chernozem under different tillage management

 We investigated the influence of tillage (conventional, minimum and reduced) on selected soil microbial properties of a fine-sandy loamy Haplic Chernozem over a period of 8 years. The microbial biomass and soil microbial processes were affected mostly by type of tillage and to a lesser extent by the date of soil sampling. Whereas xylanase activity was significantly higher in the 0 to 10-cm soil layer of the reduced and minimum tillage systems within the first year of the experiment (protease and phosphatase activities were significantly higher in the second year), significant treatment effects on microbial biomass, N mineralisation and potential nitrification were observed after a 4-year period. The slow response of substrate-induced respiration to the change in type of tillage may have been due to the differences in the biomass C turnover rates. After a 4-year period, the stratification of the soil microbial biomass within the profile of reduced and minimum tillage systems was probably responsible for the more intensive soil microbial processes near the soil surface compared with conventional tillage. In the 20 to 30-cm layer, N mineralisation, potential nitrification and xylanase activity in the conventional treatment were significantly higher than in the minimum and reduced tillage plots due to buried organic materials. Discriminant analysis underlined the similarity of the enzyme activity patterns in the top layer of the reduced and minimum tillage treatments, and in both layers of the conventional tillage system. The trend towards a significant increase in functional diversity caused by reduced tillage became obvious within the first year of the experiment, and this effect was still manifest after 8 years. All relationships suggested that there were differences in available resources (e.g. organic matter) along the sequence of different tillage systems; this was reflected in part by enhanced enzymatic and microbial activities in the soil layers. In conclusion, this study showed that soils affected by tillage may be classified on the basis of their functional diversity. Therefore, the soil microbial properties chosen for microbiological soil monitoring (microbial biomass, N mineralisation and enzyme activities involved in C, N and P cycling) provide a reliable tool with which to estimate early changes in the dynamics and distribution of soil microbial processes within soil profiles. Received: 3 February 1998     

浅论功能性食品

本文就进一步开拓功能性食品的科学研究思路,诸如摄入量（添加量）问题、整个食品与分离出来的个体食品组分问题,动物试验与人体试验问题等等,做了浅探．