莲雾果实采后木质素合成相关MYB基因家族及其作用分析

MYB转录因子在植物苯丙烷代谢的调控中具有重要调节作用,对木质素的合成有影响。为解析MYB基因家族在调控采后莲雾果实絮状绵软的分子机制,利用莲雾转录组数据库测序结果和生物信息学方法,对莲雾果实木质素合成相关的20个MYB转录因子基因(MYB基因)的理化性质和结构功能进行预测,并选择在贮藏期间差异表达的1个基因进行克隆和表达,分析其对莲雾果实木质素合成的影响。生物信息学分析表明:20个MYB基因包含91~591个不等的氨基酸残基,定位于细胞核,不存在跨膜结构;二级结构主要由α-螺旋和随机卷曲组成,在所有莲雾果实MYB蛋白中均有分布,20条莲雾MYB蛋白的三级结构绝大部分相似。系统发育树结果表明,莲雾MYB蛋白与番樱桃、巨桉和玫瑰木的亲缘性较近。从莲雾果实中成功克隆得到SsMYB48基因,GenBank登录号为MK204557.1;拟南芥的组织表达结果表明,SsMYB48基因对木质素合成关键酶基因AtF5H和AtPOD的影响较大,说明SsMYB48基因对木质素的合成可能起抑制作用。该研究结果为莲雾MYB基因家族功能的进一步研究提供了理论依据。     

水稻OsUAP2基因生物信息学分析及原核表达活性鉴定

UAGPase广泛存在于生物体,是糖代谢过程中一类重要酶。我们前期发现水稻Os UAP1具有单向催化UDPG分解代谢活性,Os UAP2与Os UAP1序列相似性极高。本研究对Os UAP2进行生物信息学分析,构建并表达重组蛋白,并鉴定其酶蛋白活性。结果表明,OsUAP2基因位于4号染色体,编码区序列长1482 bp,编码493个氨基酸;Os UAP2具有UDPGP保守结构域,无跨膜区域,N-端不含信号肽;二级结构分析显示,该蛋白含α-螺旋和无规则卷曲较多;同源性分析表明,Os UAP2与玉米UAGPase的亲缘关系最近。在16℃下经0.1 mmol/L IPTG诱导8 h,原核菌株BL21表达出分子量约55 kD可溶性重组蛋白。体外酶活性测定表明,Os UAP2能同时催化UDPG降解和合成,表现出双向可逆催化的特点。本研究结果为进一步深入研究OsUAP2基因的生物学功能提供了科学依据。     

Stable resistance against the leaf miner <Emphasis Type="Italic">Leucoptera coffeella</Emphasis> expressed by genetically transformed <Emphasis Type="Italic">Coffea canephora</Emphasis> in a pluriannual field experiment in French Guiana

Summary A pluriannual field trial of transgenic clones of Coffea canephora (the Robusta coffee tree) transformed for resistance to the lepidopteran coffee leaf miner Leucoptera coffeella was installed in French Guiana. Fifty-eight transformed clones produced by transformation of the C. canephora clone 126 were planted. They were harbouring the pEF1α constitutive promoter of Arabidopsis thaliana controlling either the Bacillus thuringiensis native gene for the cry1Ac insecticidal protein (eight clones) or a synthetic cry1Ac gene (53 clones). The vectors for the transformation were a strain of the bacterium Agrobacterium tumefaciens and one of Agrobacterium rhizogenes. The transformed clones were generally independent, presenting different integration patterns of the genetic construct. Four randomly distributed groups of five plants per transformed clone were planted along with 60 untransformed control trees. Over a 4-year period after plantation six releases of L. coffeella were performed. Mines on the leaves are the marks of larvae development and were counted on plants. A majority of the independent transformed clones harbouring the synthetic gene and transformed by the strain of A. tumefaciens displayed constantly much less mines than the control, therefore expressing a stable resistance. The need for complementary research is presented.     

条锈菌诱导的小麦MBF1转录辅激活因子基因的克隆及其特征分析

应用电子克隆和RT-PCR方法,从小麦叶片中分离出一个条锈菌诱导的编码MBF1基因的cDNA序列,暂被命名为TaMBF1a。TaMBF1a包含一个完整的429 bp的开放阅读框,编码142个氨基酸,具有MBF1保守结构域;小麦TaMBF1a氨基酸序列与水稻OsMBF1相似性达92%,与拟南芥AtMBF1a相似性达80%。TaMBF1a编码的蛋白可能是核蛋白,且该基因在小麦根、茎、叶组织中表达量基本一致。在小麦与条锈菌的亲和、非亲和互作中,TaMBF1a基因均受条锈菌诱导高水平表达,且非亲和组合表达量高于亲和组合。外源植物激素水杨酸、乙烯、脱落酸也可诱导该基因快速上调表达,表明TaMBF1a可能通过水杨酸、乙烯等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应。     

乙醛脱氢酶基因（ALDH）转化番茄的研究

乙醛脱氢酶基因（ALDH）为目的基因,构建了pBI-ALDH 植物表达载体,番茄品系03HN31子叶为外植体,经发根农杆菌（Agrobacterium rhizogens）介导采用共培养法转化番茄。通过分子生物学技术（PCR、Southern杂交、RT-PCR）和抗逆相关生理指标测定（相对电导率及丙二醛含量）相结合的方法对转化番茄植株进行检测,研究结果表明：乙醛脱氢酶基因（ ALDH ）导入并整合到番茄的基因组中,在转录水平上可以稳定表达;在干旱、高盐和低温胁迫条件下,转基因番茄植株和对照株的相对电导率和丙二醛含量有差异,证明转化番茄植株的质膜受损程度有所降低,抗氧化胁迫性能有所提高,转化率为10.78%。     

联合收获机知识组织与知识库系统研究

针对联合收获机知识缺乏系统化组织与分类、难以在设计时高效获取并应用的问题,应用装备谱系及谱系拓扑图形式对联合收获机知识进行层次化组织;按照联合收获机智能化设计实际应用需求,对知识库系统功能模块进行架构分析;分析了农机装备设计知识的表现形式,综合利用产生式规则和框架表示的混合表示方法对设计过程进行分析和表达,建立了设计体系。以Visual Studio 2015平台为开发工具,在.Net环境下,应用ADO.Net技术、CATIA二次开发技术及SQL Server数据库,将联合收获机设计知识、参数化模型等数字化资源融和,进行组织管理,构建了联合收获机知识库系统。通过人机交互的方式,将知识表达形成的设计体系系统化,应用模糊查询方法、推理机和ADO.Net技术实现系统中知识的查询、推理及编辑功能,并将知识推送的结果传递给关联的参数化模型驱动,在不同需求下快速构建模型,实现了知识的高效获取与应用,提高了设计效率,为联合收获机零部件设计提供了一种通用方法。系统测试表明,该系统具有可行性和有效性,适用于联合收获机系列产品的开发。     

月季RcHSP17.8 基因表达提高大肠杆菌对非生物胁迫的耐性

 月季RcHSP1718为编码小分子热激蛋白基因, Southern检测其在月季基因组中为多拷贝存在。38 ℃/3 h热激处理后, 该基因在耐热月季品种‘曼海姆宫殿’ ( Schloss Mannieim) 、‘彩虹’ (Radio) 、‘赌城’ (Las Vegas) 、‘梅郎随想曲’ (Caprice de Meiland) 、‘小女孩’ ( Girl) 中强表达, 而在不耐热品种‘新十全’ (Kordes’Perfecta) 、‘绯扇’ (Hiogi) 、‘莱茵黄金’ ( Pfalzer Gold) 中弱表达或不表达, 表明该基因与月季耐热性关系密切。为确定月季RcHSP1718基因功能, 将其转化E.coli BL21, 结果表明重组菌株能正常诱导表达包含RcHSP17.8的融合蛋白, 并因此提高了重组菌株对高温、低温、高盐、高pH、重金属、氧化等非生物胁迫的耐性, 表明RcHSP17.8参与了上述非生物胁迫的响应。     

利用抑制消减杂交技术分离辣椒细胞质雄性不育育性恢复相关EST

 以辣椒(Capsicum annuum L. ) 细胞质雄性不育系23A、121A, 和其相应的近等基因恢复系23C、121C为试验材料, 利用抑制消减杂交( SSH) 技术成功构建了CMS恢复基因诱导表达的消减cDNA文库。结合高密度点阵膜杂交差异筛选, 获得了282个阳性克隆。通过测序, 除去重复序列共得到175个Unique ESTs。在GenBank上进行BLAST分析, 55个EST片段未找到对应的同源序列, 可能代表了新基因;120个EST片段找到了对应的同源序列, 包括103个已知功能基因和17个未知功能基因。按照MIPS功能分类法, 将其分为14个功能组, 涉及代谢、胁迫应答、蛋白活性、转录因子、信号转导等多方面的功能。     

阔叶猕猴桃果实GalDH cDNA 克隆及其在大肠杆菌中的表达

 以猕猴桃属植物中果实维生素C含量最高的阔叶猕猴桃(Actinidia latifolia Merr. ) 果实为试 材, 经RT2PCR扩增获得约110 kb的L - 半乳糖脱氢酶cDNA片段。生物信息学分析表明, 该cDNA片段长为997 bp, 最大开放阅读框为960 bp, 可编码319 个氨基酸残基, 命名为A lGalDH, GenBank登录号为EU525846, 核苷酸序列及其推导的氨基酸序列与已知其它植物GalDH核苷酸、氨基酸序列间的同源性分别在76%和70%以上, 且具有醛酮还原酶的保守结构域。构建了其原核表达载体pET-A lGalDH并转化大肠杆菌BL21, 经0.1 mmol·L ^{- 1} IPTG诱导, 获得具有较高活性的表达融合蛋白6 ×His-AlGalDH。经Ni-His亲和磁珠分离纯化, 获得单一的融合目的蛋白条带, 测定其酶活为120 pmol·min^{- 1} ·mg^{- 1}。     

甘蓝自交不亲和决定因子的体外表达和相互作用的检测

 S位点受体激酶(SRK)和S位点富含半胱氨酸蛋白/S位点蛋白11(SCR/SP11)分别为甘蓝自交不亲和(self-incompatibility, SI)信号传导的雌雄决定因子。为了深入研究两者的作用机理和进行人工调控,本研究以结球甘蓝ZQ为材料,利用pET·NusA融合蛋白表达系统,将包含SRK胞外域和跨膜域的mSRK蛋白和SCR蛋白在大肠杆菌BL21中融合表达,经SDS-PAGE电泳检测表达出融合蛋白大小分别约为116 kD和74 kD。进一步将两融合蛋白进行体外相互作用的检测,结果表明mSRK与SCR蛋白能够相互结合形成稳定的复合体,这为下一步实现SRK-SCR复合体聚合与解离的人为调控提供了技术平台。