抱茎独行菜MUM4基因的克隆及分析

抱茎独行菜(Lepidium perfoliatum L.)为十字花科具典型粘液繁殖体植物,为探究该植物中种皮粘液质基因（MUCILAGE-MODIFIED4,MUM4,该基因在拟南芥中编码NDP-L-鼠李糖合成酶)的功能,通过生物信息学分析设计引物克隆得到抱茎独行菜MUM4基因,命名为LpMUM4。同源比对分析结果表明,LpMUM4与拟南芥AtMUM4基因具有很高的一致性。qRT-PCR结果表明,该基因在抱茎独行菜各组织中均有表达,在角果和根中的表达量最高,且其表达量随角果的发育表现出渐强的趋势。免疫组织化学定位分析表明,LpMUM4基因于角果发育的早期阶段在内珠被和外珠被都有表达,而在外珠被的表皮和亚表皮中表达量更高,至角果发育的最后阶段,其表达集中于表皮和亚表皮层,这可能与抱茎独行菜的外珠被发育成种皮及粘液质的生成有关。将LpMUM4基因转化拟南芥,该基因的过表达对位于粘液质合成途径中的上游基因AtTTG1具有显著的抑制作用。表型比对观察显示,转基因拟南芥与其野生型植株形态无显著差异,这可能是因为抱茎独行菜种皮的发育和粘液质的形成是一个多基因调控的复杂过程,某一基因的过表达或许不会引起明显的表型变化。     

新疆短命植物抱茎独行菜种子粘液质特性的研究

以新疆荒漠植物抱茎独行菜为材料,运用光镜与扫描电镜观察以及紫外吸收光谱法、化学反应及种子萌发实验等方法,对粘液质的形态和结构,物理化学特性,粘液质对种子萌发及萌发后的影响进行了研究.结果显示:(1)完整干种子表面覆盖着一层膜状物质(完全脱水的粘液质),并呈同一走向的山脊状突出的网状结构,遇水后粘液物质呈射线状向外发射出来,化学反应实验结果表明,粘液质的组成可能是某种多糖,如β-葡聚糖.(2)粘液质约占干种子重量的1/4,有很强的吸水能力,完全浸润10 min后,种子重量增加约30~40倍,种子长度、宽度、厚度的增加分别多于1倍、2倍、4倍;完全润湿的种子能够粘附相当于其干种子重量68倍的沙粒.(3)种皮粘液质对于不同土壤基质中的种子萌发有重要作用,但是对萌发后幼苗的生长没有作用.     

环境因素对短命植物抱茎独行菜抽薹开花节律的影响

以新疆十字花科典型早春短命植物抱茎独行菜(Lepidium perfoliatum L.)为材料,分别在不同环境、不同土壤基质及不同春化时间下栽培,以探讨环境因素对抱茎独行菜抽薹开花的影响。结果表明:抱茎独行菜种子在蛭石∶珍珠岩(3∶1)中的出苗率显著高于营养土和自然生境土壤,基质对抱茎独行菜植株是否抽薹无显著影响,但影响其抽薹的早晚及结实特性;人工4℃春化对3种不同栽培环境中于阳台生长植株的抽薹有明显促进作用,而对培养室及户外环境中栽培植株是否抽薹无显著影响;抱茎独行菜抽薹开花对光照和温度的响应最明显,光照时间由短变长与苗期一定时间的低温之间的相互作用是促使抱茎独行菜抽薹开花的关键因素。     

独行菜LaMCT基因的克隆、序列分析与原核表达

强心苷作为药用植物独行菜( Lepidium apetalum)的活性成分,其化学和药理学研究已有良好的基础,但其生物合成途径目前仍不清楚。该研究以独行菜幼苗为材料,通过分析独行菜转录组数据,设计特异性引物,PCR扩增得到了强心苷生物合成MEP途径的关键酶2-C-甲基赤藓醇-4-磷酸胞苷酰转移酶( MCT)基因的开放阅读框( ORF),命名为LaMCT( Genbank注册号KT832554),并进行序列分析和原核表达。序列分析结果表明：LaMCT基因ORF全长为912 bp,编码304个氨基酸。亚细胞定位和保守结构域分析结果表明：LaMCT蛋白位于叶绿体中,不含信号肽,没有跨膜区,含有类异戊二烯合成酶保守结构域( isoprenoid synthase domain)。系统进化树结果表明：LaMCT蛋白与拟南芥的MCT蛋白具有94％的序列相似性,亲缘关系较近。通过构建pET-32a-LaMCT原核表达载体,成功在大肠杆菌BL21( DE3)菌株中诱导表达LaMCT重组蛋白,并得到了纯化的LaMCT重组蛋白。该研究首次从独行菜中克隆了LaMCT基因,建立其稳定的原核表达体系,为LaMCT蛋白抗体的制备以及研究LaMCT基因在独行菜强心苷类化合物生物合成途径中的功能奠定了基础。     

玉米花青素合成相关基因的鉴定及表达分析

紫玉米（Zea mays L.）含有较高的花青素和其他功能性植物化学物质,广泛应用于功能食品和医药等行业,为玉米产业带来了较大的经济效益。为探究紫玉米中花青素生物合成的调控机制,利用生物信息学法,从玉米全基因组数据库中鉴定出分布于10条染色体上的83个花青素生物合成相关基因（ZmABGs）;系统发育树将这些基因分为五组。ZmABGs启动子区的顺式作用元件分析表明,ZmABGs基因在参与激素信号通路和胁迫响应中起重要作用。通过对ZmABGs在玉米不同组织的表达分析发现,与非授粉组织相比,多个ZmABGs基因在授粉组织中表达,尤其是在玉米种皮中。利用qRT-PCR技术对与粒色相关的15个关键ZmABGs基因在籽粒发育不同时期的表达分析表明,调控基因（ZmPAP1-b和ZmLBD38-a）及其靶结构基因（ZmF3H-b、ZmDFR-b、ZmCHS-b、ZmF3′H-b、ZmPAL1-b、ZmPAL1-i和ZmC4H-c）的共同上调可能促进了Zi 2-1在籽粒发育早期阶段（授粉后10～34 d）的花青素积累,而在后期发育阶段（授粉后34～46 d）这些ZmABGs则表现出下调。本研究结果有助于更好地了解玉米中花青素积累的遗传机制和调控网络,同时为促进高花青素玉米品种的选育提供一定的理论基础。     

鼻咽癌相关基因NAP1的克隆及鉴定

从UniGene库中选取编号为BG231197,来自人鼻咽组织的EST序列.利用Blast检索GenBank的nr数据库和EST数据库,构建EST重叠群.利用人类基因组草图搜索法从成人正常鼻咽组织中PCR扩增获得该基因全长cDNA,命名为NAP1,GenBank登录号为AY190326.NAP1基因cDNA序列全长为573 bp,编码由85个氨基酸组成,相对分子质量为9 700的多肽.用α-³²P-dCTP标记NAP1基因片段,与含15种正常成人组织的多组织RNA印迹膜杂交,结果表明NAP1基因在淋巴结和气管中高表达,转录本大小约为0.6 kb,在其他组织中不表达.NAP1蛋白质与滤泡树突状细胞（follicular dendritic cell, FDC）的一种分泌肽前体（FDC -SP）（AF435080）同源,与其他已知蛋白质无明显同源性.NAP1基因定位在染色体4q13,基因组跨越9 179 bp,含5个外显子和4个内含子.采用差异RT-PCR检测了40例经病理诊断为低分化鳞状上皮癌的鼻咽活检组织及其对侧相应部位的正常鼻咽组织中该基因的表达差异.在40例鼻咽癌中,NAP1基因表达下调的有17例（42.5%）,表达上调的有6例（15%）,无明显表达差异的有17例（42.5%）.原位杂交和免疫组化结果显示该基因在正常鼻咽和鼻咽癌组织间质中的树突状细胞中表达,在其他间质细胞和鼻咽上皮中均不表达.以上结果表明,NAP1为树突状细胞的一种新的多肽,该基因在鼻咽癌组织中表达下调的原因,及其与鼻咽癌发生、发展的关系值得进一步探讨.     

粘液繁殖体种子的粘液质形成、分泌及释放相关基因

种皮粘液质是在种皮外层细胞的高尔基体内产生并分泌到胞腔内或细胞壁层的一种果胶类多糖物质.当干燥种子遇水后,粘液质即刻被释放形成透明胶质并完全包被整个种子.粘液质对种子的扩散定居、种子萌发以及幼苗的存活和生长均具有重要作用.粘液质作为一种模型研究细胞壁的产生及其形成的分子机制已经成为植物种皮发育与环境变化相适应关系的研究...     

小麦EDR1基因的克隆、鉴定和表达

为了研究普通小麦(Triticum aestivum L.)中是否有EDR1途径存在,根据拟南芥EDR1基因及其同源物设计了一对兼并性引物,用来分离小麦的EDR1同源物.以用小麦叶片RNA合成的cDNA为模板进行RT-PCR扩增,获得了代表小麦EDR1基因(命名为TaEDR1)的627 bp长的cDNA片段(GenBank登录号:AY743662).此后,通过RACE技术成功地获得了编码959个氨基酸的全长TaEDR1基因的cDNA序列.TaEDR1的氨基酸序列与大麦EDR1(标记为HvEDR1)有92%的相同.在TaEDR1的羧基末端有一个高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶催化功能域.因为存在一个推测的核定位基序,这个蛋白可能在细胞核中起作用.首次提供了证明普通小麦中存在EDR1同源物的分子生物学证据.用半定量RT-PCR方法研究了接种小麦白粉病菌[Blumeria graminis(DC.)E.O.Speer f.sp.tritici Em.Marchal,Bgt]后叶片中TaEDR1基因的转录谱.结果表明,在接种白粉病菌后TaEDR1基因在叶片中的转录水平提高.组织特异性表达谱分析证明,小麦TaEDR1基因在叶片、茎、穗、根中均有表达.研究提示TaEDR1可能在小麦防卫应答反应中起作用.     

IL-1ra-Fce融合基因的克隆、表达及鉴定

白细胞介素-1与免疫球蛋白E在过敏性哮喘发病中发挥着重要作用。本试验克隆了白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1ra)及IgE分子恒定区cDNA片段, 构建了融合基因原核表达载体IL-1ra-Fce/pBV220。将其转化大肠杆菌BL21(DE3), 实现了融合蛋白的高效表达, Western blotting结果表明表达蛋白为目的融合蛋白, 主要以包涵体形式存在; 利用分子筛和阳离子交换层析对表达产物经进行了纯化, 纯化的包涵体复性后经体外功能试验表明, 融合蛋白的活性与IL-1ra没有显著性差异; 初步药代动力学分析显示IL-1ra-Fce半衰期比IL-1ra延长了4.78倍。     

独行菜种子bHLH类转录因子基因家族及幼苗laICE1表达对冷胁迫的响应

该研究在转录组数据基础上,以独行菜(Lepidium apetalum Willd.)种子耐受和不能耐受低温萌发的2组样本为材料,对其bHLH转录因子家族成员进行分析,并对该家族成员表达差异极显著的laICE1基因进行克隆、序列分析、结构预测,以探讨独行菜幼苗中laICE1基因表达对低温胁迫的响应特征。结果表明:(1)萌发中的独行菜种子,至少有83个bHLH转录因子序列表达,相对于低温萌发停滞组,在低温萌发耐受组的独行菜种子中,有10个下调、13个上调、60个表达差异不显著。其中表达量极显著下调的序列c20009_g1具有1 503bp开放阅读框,GO注释到ICE1基因,该基因命名为laICE1。(2)laICE1基因编码500aa,蛋白分子量为54 635.19kD,理论等电点为5.45,分子式为C2364H3742N688O758S22;该蛋白具有保守结构域bHLH。(3)定量分析表明,laICE1基因在非低温胁迫的独行菜种子中的表达量显著低于一直处于低温胁迫中不能进行萌发的独行菜种子,这与转录组数据库中该序列表达情况一致;而laICE1基因在独行菜幼苗期经低温处理后,其表达量显著上调,表明laICE1基因可能在独行菜幼苗耐受低温生长中具有一定的作用。     

独行菜属植物玛咖（Lepidium meyenfi）的微形态研究

利用光学显微镜和环境扫描电子显微镜,对不同颜色、不同产地玛咖（Lepidium meyenfi）的叶表皮、花粉粒以及种皮进行了微形态学研究。结果表明：（1）不同颜色玛珈的叶表皮、花粉粒微形态具有高度的一致性,但与我国部分独行菜属植物有着明显的差异;（2）不同产地、不同颜色玛珈的种皮微形态有明显的差异。该研究为新植物资源玛咖的种质鉴定、分类提供了一些新的依据。     

松香草花粉母细胞减数分裂及雄性子体发育-兼对某些异常花粉的观察

松香草(Silphium perfoliatum L.)为原产北美洲的多年生宿根草本植物,由于其地上部分有较高的蛋白质含量,近年来被引入我国作为一种有发展前途的饲料作物进行栽培,除了报道过体细胞染色体研究结果,该物种尚缺少系统的细胞学研究。最近,我们对其小孢子母细胞减数分裂和雄配子体发育过程进行了细胞学观察,并发现了一些异常形态的花粉,现将初步观察结果报道如下。1.材料与方法松香草不同的植株间开花期相差很大。用于观察的花序取自三年生植株。根据花序外部大小,上午11时同时取一系列大小不等的花序固定,重复取材3次。材料以卡诺液(冰醋酸:纯酒精=1:3)固定过夜,次日转于70%酒精中置冰箱内保存备用。细胞学制片用常规压片法。丙酸-水合氯醛-铁矾苏木精染色,临时制片以凡士林封