烟草EST数据库构建及cDNA阵列技术建立

一组容量为5 927条烟草(Nicofiana tabacum)EST的数据(GenBank登录号为CV015900～CV021826),包含521个重叠群和3 079个独立EST.EST数据分析显示:高丰度表达基因主要涉及光合代谢、蛋白合成等植物基本的生理功能;而低丰度表达基因则占假定独立转录本(TUTs)总数的85.5%.在此基础上,制备完成cDNA阵列,并应用于盐胁迫下烟叶的基因表达谱分析,结果表明,盐胁迫即可使烟草叶片的基因表达谱发生显著改变,并涉及多个重要的植物生理过程.包括水通道蛋白PIP2a、乙烯应答蛋白酶和mRNA剪接因子prp31等42个基因的检出,为阐明植物胁迫反应的调控机制提供新的线索.     

稻瘟病菌发育cDNA文库构建与表达序列标签分析*

利用稻瘟病菌(Magnaporthegriesa)连续6个发育时期的材料构建了一个混合cDNA文库。文库滴度,重组率和插入片段长度等质量分析表明,构建的文库包含完整的稻瘟病菌基因,可用于病菌基因表达分析。利用该文库获得了7456条5′端表达序列标签(ESTs)(GenBank收录号:(CK909944￣CK913666和CK928583￣CK932582),生物信息分析表明:EST序列拼接出2975个假定独立转录本(TUTs),冗余度为60.1%;从cDNA文库中筛选出大量的低丰度表达基因,约占TUT总数的79.8%,说明在文库中基因组成类型的复杂性较高;在所有TUTs中,功能未知基因约占85.5%,编码ECM33蛋白和疏水蛋白等病菌致病相关的注释基因高丰度表达,进一步表明该cDNA文库反映了病菌侵染和发育过程中基因表达的状况。     

水稻花期特异表达基因的cDNA和RNA阵列检测

用水稻孕穗期、开花期总mRNA为探针与含有2200个独立基因的cDNA阵列杂交,以检测开花期群体基因的表达谱。结果发现,在所获得的1720个有效克隆当中,有472条基因表达下调（占27.44％）,892条为持家基因（占51.86％）,356条基因表达上调（占20.70％）。表达上调的基因中有250个功能已知（占14.53％）,106个是功能未知的新基因（占6.16％）。其中S 腺苷甲硫氨酸还原酶、查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ基因、过敏反应蛋白、醇溶蛋白、3-酮脂酰载体蛋白合酶Ⅲ和β-D-(1→3)-葡聚糖外水解酶等基因参与水稻开花和胚胎发育过程。为了进一步验证它们与开花过程的相关性,选取查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ、醇溶蛋白、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和过敏反应蛋白等5个基因为探针,与755个水稻RNA斑点阵列进行杂交。结果证实醇溶蛋白和过敏反应蛋白基因受发育调节在乳熟成穗中高表达,查尔酮合酶和S-腺苷基甲硫氨酸还原酶基因在叶片中受光诱导、在根中受缺氮胁迫时高表达。在所有表型中,查尔酮合酶、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和酰基载体蛋白Ⅱ基因有相近的表达趋势,过敏反应蛋白和醇溶蛋白基因的表达趋势也相近。     

冻融法纯化水稻胚乳RNA及稻米品质重要相关基因表达谱研究

 提出了一种从水稻胚乳组织中快速分离总RNA的方法，可以简便地去除RNA中存在的淀粉等多糖类杂质，所获的胚乳总RNA其质量可满足Northern印迹、微阵列制备等分子生物学实验要求。将从966个水稻品种的胚乳中分离所得的RNA制备RNA阵列，用于稻米品质重要基因Wx基因的表达谱分析，结果证实：水稻Wx基因表达丰度总体上与水稻胚乳的直链淀粉含量呈正相关；应用于Northern印迹实验，表明在水稻胚乳组织中，淀粉分支酶Rbe1具有两个长度不同的同源基因，其中一个分子量大的为胚乳特异表达，分子量小的则在水稻各组织中共表达。     

水稻GBSS与淀粉分支酶基因转录本丰度对直链淀粉含量的影响

为探讨水稻胚乳淀粉合成相关酶基因表达丰度与直链淀粉含量(AC)的相关性,为稻米品质改良提供指导,以127份早籼稻,143份晚粳稻和19份粳糯稻为材料,应用水稻胚乳RNA阵列分析了供试品系的直链淀粉含量和Wx(包括成熟转录本和非成熟转录本)、Sbe I基因mRNA丰度之间的相关性。结果表明,Wx基因非成熟转录本的剪接及修饰对AC值的大小起着十分重要的决定作用。而sbeI基因在不同品系间的相对表达丰度与相对应的AC值无直接相关性。     

疏水表面诱导稻瘟病菌侵染结构发育过程的基因表达谱分析

本文在制备完成高通量稻瘟病菌cDNA阵列的基础上，平行检测孢子受疏水性表面诱导0、2、8、20和30 h时间点的基因表达谱。结果显示：在附着胞形成的不同阶段，均存在大量的差异表达基因，显示出这一过程中基因表达网络的复杂性。其中，附着胞在成熟阶段的差异表达基因数要明显高于其诱导和形成阶段，表现在8 h、20 h时间点相近的基因表达谱至30 h时间点发生剧烈变化。这种动态的基因表达谱的分析可以为稻瘟病菌致病的分子机理研究提供有意义的信息。