一个水稻OsWNK基因的分离及表达分析

在褐飞虱取食后的水稻cDNA差减文库中筛选到与拟南芥AtWNK1激酶基因高度同源的EST(GenBank登录号:BU572310),以该EST为探针,从褐飞虱取食后的水稻cDNA文库中分离到OsWNK基因的全长cDNA,该基因编码一个含677个氨基酸残基的蛋白激酶,与以前克隆出的一种拟南芥蛋白激酶基因(GenBank登录号:DQ837532)只有3个氨基酸残基的差异。Northern杂交结果显示,在褐飞虱取食后,该基因的表达上升。表明该激酶基因参与褐飞虱取食的应答反应,可能与水稻抗褐飞虱有关.     

受褐飞虱取食的水稻幼苗的抑制消减cDNA文库的构建及筛选

采用抑制消减杂交方法,以褐飞虱取食32h的水稻幼苗及未受褐飞虱取食的水稻幼苗为作为对比材料构建了消减cDNA文库,以分离水稻幼苗中褐飞虱应答基因。随机从消减cDNA文库中挑选16个白色菌落提取质粒,进行PCR扩增,发现插入片段的长度位于100～900bp之间。以在受褐飞虱取食的水稻幼苗中特异表达的基因(BpHi008A)为探针,通过斑点印迹分析发现在抑制消减后的cDNA池中,目的基因得到有效富集。利用反向总RNA斑点印迹分析和Northern杂交验证,从消减cDNA文库中筛选到了25个基因受褐飞虱取食的诱导。其中有17个克隆与编码已知功能蛋白的基因有显著的同源性,它们分别参与蛋白质的折叠与降解、蛋白质与蛋白质的相互作用及信号传递、脂类代谢、胁迫反应、物质运输和细胞生长等。总体上,参与胁迫反应和衰老的基因在褐飞虱取食后表达增强。     

利用抑制消减杂交分离受褐飞虱取食下调的水稻基因

为了分离受褐飞虱取食抑制的水稻基因,采用抑制消减杂交的方法,以正常生长的水稻幼苗为目标群体,以褐飞虱胁迫32 h的水稻幼苗作为对照群体,构建了含200个重组质粒的SSH cDNA文库.随机挑选50个重组质粒进行反向Northern差异筛选后,再经Northern杂交验证,得到2个受褐飞虱取食抑制的基因:一个是Lhca,编码水稻光系统Ⅰ天线蛋白;另一个基因(bpHd002)与肌苷-5'-单磷酸脱氢酶基因有同源性.以BpHd002为探针筛选水稻幼苗cDNA文库分离出该基因的全长cDNA(BpHd002A).其长度为1 285bp,含有一由519 bp组成的完整的阅读框,编码的蛋白质具有两个CBS结构域.     

褐飞虱取食诱导的MAPK3基因在水稻叶鞘组织中的定位

利用Northern杂交技术,对促分裂原活化蛋白激酶基因（MAPK3,BPHiw103）进行了表达分析,同时,针对抗虫水稻B5植株接种褐飞虱若虫48h后的叶鞘组织切片进行了原位定位。Northern杂交结果表明,在褐飞虱取食后,MAPK3 mRNA整体表现为上调的特性。原位杂交显示,褐飞虱取食前,MAPK3在水稻叶的薄壁组织中大量表达;而取食后,在韧皮部表达明显增加,在薄壁组织表达则呈下降趋势。这一点在叶心组织切片中表现最为明显。这些结果说明,水稻在受褐飞虱若虫取食诱导和刺激后,MAPK3的表达在受伤部位急剧增加,推测MAPK3基因可能在水稻对褐飞虱的抗性反应中发挥作用。     

用抑制差减杂交法分离和克隆梭梭幼苗受渗透胁迫诱导相关基因的cDNA片段

以Hoagland溶液培养的梭梭幼苗（H）为对照群体,甘露醇处理的梭梭幼苗（M）为目标群体,进行抑制差减杂交。用经过H cDNA差减的M cDNA构建了一个含有大约400个独立克隆的差减文库;采用差减前的H cDNA和M cDNA以及正向／反向差减杂交后的cDNA为模板标记探针,对随机挑取的100个重组质粒进行差示筛选,获得了21个阳性侯克隆,从这些阳性候选克隆中随机挑取了8个进行Northern blot分析。证实其中3个候选克隆代表了在M中特异表达或表达增强的基因,序列分析和同源性比较表明它们与逆境胁迫有关;而另外5个候选克隆无Northern杂交信号,推测它们为低丰度转录本。     

用抑制差减杂交法分离和克隆梭梭幼苗受渗透胁迫诱导相关基因的cDNA片段

以Hoagland溶液培养的梭梭幼苗(H)为对照群体,甘露醇处理的梭梭幼苗(M)为目标群体,进行抑制差减杂交.用经过H cDNA差减的M cDNA构建了一个含有大约400个独立克隆的差减文库;采用差减前的H cDNA和M cDNA以及正向/反向差减杂交后的cDNA为模板标记探针,对随机挑取的100个重组质粒进行差示筛选,获得了21个阳性候选克隆.从这些阳性候选克隆中随机挑取了8个进行Northern blot分析,证实其中3个候选克隆代表了在M中特异表达或表达增强的基因,序列分析和同源性比较表明它们与逆境胁迫有关;而另外5个候选克隆无Northem杂交信号,推测它们为低丰度转录本.     

褐飞虱唾液腺中水稻抗性适应基因的分离

褐飞虱Nilaparvata lugens (Stål)是一种危害水稻的重要害虫, 在取食水稻时其唾液腺分泌的一些物质能激发水稻产生一系列生理生化反应。为了从褐飞虱唾液腺中得到编码这些分泌物的基因, 本研究运用抑制差减杂交法（suppressed subtractive hybridization, SSH）和镜像选择（mirror orientation selection, MOS）法, 分别以取食抗虫水稻B5和敏感水稻TN1的褐飞虱唾液腺cDNA为tester和driver, 构建了一个含有768个克隆子的抑制差减杂交文库。经筛选得到102个EST, 插入序列长250~1 000 bp, 代表35个单基因。其中28个表达上调, 7个表达下调。经GenBank里的blastx在线分析工具分析, 除了约1/3的转录序列没有相匹配的蛋白质外, 其他EST所代表的氨基酸序列与已知蛋白存在不同程度的相似度, 如海藻溏酶、 卵黄蛋白原、 Ca²⁺结合蛋白、 组织蛋白酶B （cathepsin B）、 黏液样蛋白（putative mucin-like protein）、 羧酸酯酶（carboxylesterase）和碳酸酐酶（cah-3 carbonic anhydrase）等, 且多数蛋白含有信号肽, 推测与分泌有关。本研究将为进一步研究刺吸式昆虫中的激发子蛋白奠定了一定的基础。     

雌核发育银鲫原肠期胚胎和尾芽期胚胎差异表达基因的呈现

构建了雌核发育银鲫原肠期胚胎和尾芽期胚胎间的抑制性差减杂交cDNA质粒文库。对原肠期’739个和尾芽期816个PCR阳性克隆进行斑点杂交,得到72个原肠期和98个尾芽期斑点杂交阳性克隆。测序和基因数据库比对结果表明：72个原肠期斑点杂交阳性克隆中,包括19个已知基因的cDNA片段和31个没有同源性的cDNA片段;98个尾芽期斑点杂交阳性克隆中,包括52个已知基因的cDNA片段和37个没有同源性的cDNA片段。采用虚拟Northern杂交和RT-PCR证实了部分基因在银鲫胚胎发育过程中的差异表达。这些差异表达基因的呈现为进一步研究银鲫胚胎发育的分子机制奠定了基础。     

人参植物皂苷生物合成相关新基因的筛选与鉴定

人参植物根进行的特定发育过程在药用次生物———人参皂苷生物合成和累积中发挥重要作用。为从人参根中分离出人参皂苷生物合成相关基因 ,采用抑制差减杂交技术 ,构建四年和一年生人参根组织mRNA群体间正向差减cDNA文库。对从差减文库中筛选的 4 0个阳性cDNA克隆进行酶切、PCR与逆向Northern斑点杂交鉴定、DNA测序以及核苷酸序列同源性比较。结果表明 ,获得的 6个差减克隆在GenBank/DDBJ/BMBL无对应的同源基因 ,代表新基因序列。与此同时 ,使用Northern印迹杂交验证及半定量RT PCR进一步确认 ,6个转录本为根发育阶段差异性表达基因。因而提示 ,它们可能在人参皂苷生物合成中发挥了重要作用。此外 ,在人参茎、叶与种子中亦能检测到上述基因转录本的表达。目前 ,6个新基因已被命名 ,在GenBank注册并获登录号 ,为克隆上述新基因cDNA全长序列及深入鉴定其在人参皂苷生物合成中的功能提供了重要实验依据。     

水稻OsLecRK1基因介导的抗褐飞虱功能分析

褐飞虱Nilaparvata lugens St(a)l是对水稻最具破坏性的害虫之一,OsLecRK1是水稻Bph3基因簇中对褐飞虱抗性贡献最大的基因.本文对RHTd(含Bph3)等材料进行了褐飞虱抗性评价,克隆并构建了OsLecRK1过量表达突变体水稻,利用该突变体分析了OsLecRK1基因对褐飞虱若虫存活率、若虫发育历期等生物学参数的影响.结果 表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地强于含Bph1基因水稻Mudgo和bph2基因水稻ASD7,RHTd水稻的褐飞虱受害指数仅为Mudgo和ASD7水稻的53.5％和24.1％.过量表达OsLecRK1基因能显著地增加水稻对褐飞虱的驱避性和抗生性,褐飞虱雌成虫偏好于在野生型水稻上产卵;突变体水稻上的褐飞虱若虫存活率显著地降低,仅为野生型水稻上若虫存活率的75.2％ ～81.8％,且若虫发育历期显著地延长,羽化率和初羽化雌成虫体重均显著地降低;此外,褐飞虱在突变体水稻上取食分泌的蜜露量只有野生型上的40.3％ ～ 60.9％,褐飞虱单雌产卵量只为野生型51％ ～61.2％,卵孵化率只有野生型的52.2％～56.7％,均显著地减少.结果 表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地高于分别含Bph1、bph2的水稻Mudgo和ASD7;水稻Bph3基因座的OsLecRK1单个基因过量表达即可显著增加水稻对褐飞虱的抗性,OsLecRK1协同影响褐飞虱的多个生物学参数降低褐飞虱的适合度.     

白粉病菌诱导的小麦表达序列标签(EST)研究(英)

白粉病是我国小麦的主要病害之一。尝试用表达序列标签 (expressedsequencetags,EST)技术 ,研究了经白粉病菌诱导后的小麦基因表达。从构建的普通cDNA文库中随机挑取约 15 0 0个阳性克隆并进行测序 ,获不重复ESTs序列 387条。不重复序列均获GenBank的存储号。其中 4 9.4 %的序列与已知基因同源 ,196条序列功能未知 ,84条序列为新ESTs。将不重复序列制备成高密度点阵膜 ,用差示杂交法筛选到几个抗病相关序列。     

白粉病菌诱导的小麦表达序列标签(EST)研究

白粉病是我国小麦的主要病害之一.尝试用表达序列标签(expressed sequence tags, EST)技术,研究了经白粉病菌诱导后的小麦基因表达.从构建的普通cDNA文库中随机挑取约1 500个阳性克隆并进行测序, 获不重复ESTs序列387条.不重复序列均获GenBank的存储号.其中49.4%的序列与已知基因同源,196条序列功能未知, 84条序列为新ESTs.将不重复序列制备成高密度点阵膜,用差示杂交法筛选到几个抗病相关序列.     

利用抑制差减杂交技术分离马铃薯晚疫病抗性相关基因

以晚疫病病原菌混合小种接种处理48h的马铃薯水平抗性材料(R-gene-free)叶片为目的材料,以未处理材料作为对照,用抑制差减杂交技术构建了一个富集晚疫病抗性相关基因的差减文库。应用反向Northern技术对840个克隆进行斑点杂交筛选,筛选出150个病原诱导后信号明显增强的克隆。26个片段测序结果表明：部分片段基因功能与抗病性明显相关。7个差异表达片段与GenBank EST数据库中已有晚疫病原诱导马铃薯叶片得到的EST有很高同源性(达95％～100％);部分片段核苷酸或氨基酸序列分别与番茄、烟草、拟南芥等的EST序列或氨基酸序列有较高同源性;另有4个基因片段在GenBank EST数据库中未找到明显的同源序列,可能为新发现的基因片段。     

Development of a Low-cost Polymerase Chain Reaction-based Method for Studying Differentially Expressed Genes in Developing Rice Leaves

Gene expression studies are important for revealing gene functions putatively involved in biological processes. We were interested in identifying differentially expressed genes during leaf development in rice, We combined the RNA arbitrarily primed-polymerase chain reaction (RAP-PCR) and dot blot hybridization methods to screen a rice leaf primordium cDNA library. Three developmental stages during vegetative growth were examined. The cDNA clones showing different hybridization patterns were further analyzed and verified. Here we demonstrate that the combination of RAP-PCR and dot blot hybridization could provide an efficient and relatively low-cost cDNA library screening approach to discover genes not previously known to be associated with leaf development in rice. We believe that the findings described here will help to elucidate the molecular mechanism(s) underlying the developmental processes of rice leaf.     

水稻穗瘟防卫反应相关基因的分离和鉴定

以遗传背景相近、对叶瘟抗性相同但对穗瘟抗性不同的两个水稻株系为材料,利用抑制消减杂交（SSH）技术构建穗瘟抗／感消减cDNA文库,经差异筛选及序列分析,共获得90个独立的差异表达cDNA克隆,根据与它们刚源的基因功能推测,这些克隆可能参与了对病原菌的防卫反应、信号传导和转录等一些重要的生物学过程。利ⅢRT-PCR分析了26个所筛选到的cDNA克隆在抗／感植株接种后的表达,17个基因的表达差异得到验证。对这螳差异表达基因在抗感株系接种后不同时间点的表达谱也进行了RT-PCR的分析。文章首次报道了什关水稻对穗瘟抗性在mRNA水平进行研究,为深入研究水稻对穗瘟抗性的遗传机理打下了基础。