大豆GmNAC73-like基因的克隆和表达及其对GmIFS2基因的影响

为研究NAC转录因子对大豆﹝Glycine max ( Linn.) Merr.〕异黄酮合成的影响,根据大豆基因组序列设计引物,从豆荚中克隆获得GmNAC73-like基因,并对该基因序列进行生物信息学分析。结果显示：GmNAC73-like基因包含1个长度981 bp的完整开放阅读框,编码326个氨基酸。 GmNAC73-like蛋白的理论相对分子质量37000,理论等电点pI 6.4,为亲水性蛋白,无信号肽,并被定位在细胞核上,包含核定位信号“PKRRK”。同源性比对结果显示：GmNAC73-like蛋白与野大豆( Glycine soja Sieb. et Zucc.)、蒺藜苜蓿( Medicago truncatula Gaertn.)、可可( Theobroma cacao Linn.)、葡萄( Vitis vinifera Linn.)及拟南芥﹝Arabidopsis thaliana ( Linn.) Heynh.〕的NAC蛋白具有较高的相似性,相似度分别为93%、69%、73%、75%和58%。在NJ系统树上,GmNAC73-like蛋白与野大豆的GsNAC8蛋白和木豆﹝Cajanus cajan ( Linn.) Millsp.〕的CcNAC8蛋白聚在一起,显示出较近的亲缘关系。半定量RT-PCR分析结果显示：在大豆的三叶期、开花期和结荚期,GmNAC73-like基因在根中均不表达,在茎和叶中可不同程度表达且茎中表达量较高;而在开花期或结荚期,该基因在花或豆荚中也可表达,且豆荚中表达量较高。酵母单杂交实验结果显示：GmNAC73-like可与异黄酮生物合成关键酶基因GmIFS2启动子中的CGTG基序结合;在大豆转基因发状根系中过表达GmNAC73-like基因后,除查尔酮异构酶基因的表达量无变化外,其他异黄酮生物合成相关基因的表达量均不同程度提高,其中,肉桂酸-4-羟化酶基因和查尔酮合酶基因的表达量明显提高。此外,在GmNAC73-like基因过表达的大豆转基因发状根系中总异黄酮含量显著降低。综合分析结果表明：GmNAC73-like可能通过与MYB转录因子的互作调控GmIFS2基因的表达,并在大豆异黄酮的生物合成过程中起负调控作用。     

利用美国SMV株系初步鉴定中国大豆鉴别寄主的抗性基因

参照美国的大豆花叶病毒(SMV)株系鉴别系统,利用G1、G2、G3、G5和G7 5个株系对24个中国鉴别寄主进行接种鉴定,初步对中国SMV大豆鉴别寄主的抗性基因进行了推断.结果表明:'Davis'、'文丰5号'、'齐黄1号'、'齐黄10号'、'徐豆1号'、'徐豆2号'、'吉林26'(PI 612720A,B)、'铁丰25'和'诱变30'的表现型与'York'相同,可能携带相同的抗性基因Rsv1-y;'合丰25'可能携带一个新的Rsv1-n基因;'吉林26'(PI 597411A)和'1138-2'(PI 592914)可能携带Rsv3基因;'吉林26'(PI 597411B)、'早18'、'早熟18'、'吉林21'、'鲁豆4号'抗所有鉴定的SMV株系,可能携带Rsv1-h、Rsv4、Rsv1+3、Rsv1+4或Rsv3+4基因.利用SMV接种鉴定的反应型是对大豆抗性基因进行初步筛选的有效方法,本研究结果对构建中国SMV株系通用鉴别系统有一定借鉴意义.     

苹果花粉F-box基因MdSLFB9克隆与鉴定

根据茄科、蔷薇科及玄参科植物中多个花粉特异性表达的F-box基因同源序列设计兼并引物,从苹果品种'红玉'花粉cDNA中克隆得到了3个全长基因序列Jt1、Jt2和Jt3.序列比对结果显示,3个基因在N-端都有保守的F-box基序,表明其为F-box蛋白基因家族成员.RT-PCR组织特异性、单元型特异性及连锁遗传分析结果发现,3个基因均在'红玉'花粉中特异性表达,Jt1具有单元型多态性,并在'澳洲青苹'×'红玉'杂交后代中与S9-RNase基因连锁遗传,推测认为Jt1是苹果自交不亲和性S9-单元型特异性表达的花粉S-决定子候选基因,命名为MdSLFB9(GenBank登录号为FJ610153).Jt2和Jt3与花粉S-决定子F-box基因序列相似度较高,但不具有单元型特异性表达,为苹果花粉SLFB-like基因,分别命名为MdSLFB-like1和MdSLFB-like2(GenBank登录号分别为FJ610154和FJ610155).     

柿果实多聚半乳糖醛酸酶基因克隆与序列分析

以'富平尖柿'(Diospyros kaki L.cv.Fuping Jianshi)为材料,采用RACE方法,首次获得了柿果实多聚半乳糖醛酶(PG)基因的3个全长cDNA(登录号为EU816197、EU816198、EU816199),分别命名为DKPG1、DKPG2、DKPG3.DKPG1全长1 616 bp,DKPG2全长1 654 bp,DKPG3全长1 545 bp.3个基因均含有一个1 326 bp的开放阅读框,共编码441个氨基酸.通过Blast比对发现该基因核苷酸序列与其他植物已报道的PG基因具有74%～78%的相似性;其氨基酸序列与其他植物的相似性为60%～73%.对GenBank同源性搜索获得的其他植物PG基因氨基酸序列进行系统进化分析,发现其与葡萄、猕猴桃、桃的亲缘关系近,与大豆亲缘关系较远.     

野生甜瓜'云甜-930'对白粉病抗性的遗传分析

以经过多代自交选育的高抗白粉病材料野生甜瓜'云甜-930'(P1)与感病栽培甜瓜'华莱士'(P2)组配,构建了P1、P2、F1、B1、B2和F2 6个世代,对大棚栽培条件下各世代材料的白粉病自然发病状况进行考察,用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的多世代联合分析法,研究野生甜瓜'云甜-930'对白粉病的抗性遗传规律.结果显示:野生甜瓜'云甜-930'对白粉病的抗性遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型(E-0),2对主基因的加性效应相等,da和db均为-15.76,2对主基因的显性效应ha和hb分别为14.98和19.87,第2对主基因的显性效应大于第1对;2对主基因互作效应中除了显性×显性效应(l=-7.73)较小外,其它互作效应均较大,加性×加性效应i为31.46,加性×显性效应jab为-26.86,而显性×加性效应jba为-17.07.该组合的B1、B2和F2群体抗病性主基因遗传率分别为73.31%、69.15%和97.61%,多基因遗传率分别为18.83%、25.86%和0,环境变异在2.39%～7.86%之间.研究表明,野生甜瓜'云甜-930'对白粉病的抗性受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,同时还受到环境的影响.在甜瓜抗白粉病育种中,在F2代主基因的选择效率最高.     

基于简并引物同步克隆两个红麻PDIL同源基因cDNA5'-末端序列

探索利用同一套简并引物结合通用引物同步扩增两个红麻PDIL同源基因的cDNA5’-末端序列,以期为同一转录组中两个旁系同源基因cDNA5' RACE的同步扩增提供借鉴.通过红麻HcPDIL5-2a和HcPDIL5-2b cDNA中间片段及3’-末端已知序列的比时,在其完全保守区段设计了一条引物用于两个基因5' RACE的共反转录;在其部分保守区段设计了两条简并引物,并利用其在两个基因的5'RACE扩增时退火温度的差异,结合通用引物巢式PCR同步扩增两个基因的cDNA 5 ’-末端未知序列.在两个基因全长cDNA拼接序列的基础上设计两对特异引物分别扩增它们的cDNA全长序列,测序结果进一步验证了序列拼接和cDNA 5' RACE同步扩增的可靠性.进化分析证实两个基因属于PDIL基因家族成员.     

九个春化作用特性不同的小麦品种中VRN1基因的组成和特性分析

采用序列特异性PCR扩增技术,分析9个春化特性不同品种小麦春化基因VRN1在A、B和D基因组中等位基因的显隐性组成特性的结果表明:小麦品种'辽春15'中春化基因VRN1的A、B和D等位基因均为显性;小麦品种'新春2号'只在A基因组中为显性;小麦品种'豫麦18'的D基因组中为显性;'郑麦9023'和'新冬18'两个品种的B基因组中为显性;'周麦18'、'豫麦49-198'、'京841'和'肥麦'4个品种的A、B和D等位基因均为隐性.     

鲤IGF2b基因5''侧翼区序列克隆及不同鲤该区域GC富集区的甲基化分析

鲤(Cyprinus carpio)胰岛素样生长因子2b(insulin-like growth factor 2b,IGF2b)基因为鲤IGF基因家族重要的成员,已有的研究表明5'侧翼区序列对其功能的发挥有重要作用。因此,采用基因组步移法获取5'侧翼区序列,通过亚硫酸盐修饰的方法分析不同品种该区域GC富集区的甲基化状况。本文成功从鲤基因组DNA中获得695 bp的IGF2b 5'侧翼区序列。已获取的IGF2b 5'侧翼区序列经过TFSEARCH分析后发现了多个转录因子结合位点和TATA框,通过BLAST比对发现,鲤IGF2b 5'侧翼区DNA序列与斑马鱼(Danio rerio)IGF2b基因相比,相似性为87%。检测该区域富含GC的序列17个位点,发现建鲤(C.c.var.jian)有2个个体的3个位点出现甲基化,而黄河鲤(C.c.haematopterus)只有1个个体1个位点出现甲基化,这说明2个品种鲤在这个区域出现甲基化修饰的几率低,也验证了这2品种在该基因该区域GC富集区是稳定的。     

雌雄同株黄瓜单性结实性主基因+多基因混合遗传分析

以雌雄同株黄瓜强单性结实自交系'6457'和非单性结实自交系'6426'为亲本,建立了5世代联合群体(P1、P2、F1、F2、F2∶3),采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对群体的单性结实性进行多世代联合分析.结果表明:雌雄同株黄瓜单性结实性表现为不完全显性遗传,符合D-2遗传模型,受1对加性主基因+加性-显性多基因控制.主基因加性效应值为14.7,多基因加性效应值为20.9,多基因显性效应值为25.8.F2的遗传率为56.6%,F2∶3的遗传率为48.7%.因此,对雌雄同株黄瓜单性结实性的遗传改良,可选择强单性结实性材料,通过杂交、回交转移主基因,达到选育强单性结实性材料目的.     

芜菁的类黄酮3''羟化酶基因克隆和UV-A诱导表达特性

用UV-A处理'津田'芜菁和'赤丸'芜菁块根24 h后提取总RNA,以RT-PCR方法分别克隆到BrF3'H1和BrF3'H2基因.BrF3'HI和BrF3'H2的开放读码框为1 536 bp,均编码511个氨基酸.氨基酸序列分析显示,BrF3'Hl和BrF3H2与甘蓝型油菜F3tH的同源性达99%.在第45～476的肽段含有细胞色素P450家族基因的结构域.BrF3HI和BrF3'H2基因有高度同源性,核苷酸序列的17个位点处有差异,推导的氨基酸序列在5个位点处有差异.Northern杂交结果显示,UV-A可以诱导BrF3HI表达,基因的表达量与UV-A处理时间呈相关,UV-A不能诱导BrF3'H2基因表达.     

紫花苜蓿NAC转录因子MsNAC1基因的克隆、生物信息学分析及非生物逆境胁迫下的表达分析

NAC转录因子是高等植物所特有的具有多种生物功能的转录因子,在植物生长发育、抵抗逆境和激素调节等过程中发挥着重要作用。本研究利用RACE-PCR技术,克隆获得了紫花苜蓿NAC转录因子Ms NAC1(Gen Bank登录号为JN099384.1)基因的c DNA序列。生物信息学分析显示,Ms NAC1基因的开放阅读框(ORF)为993 bp,编码一个由330个氨基酸残基组成的亲水性蛋白,N-端具有保守的NAM结构域,C-端高度变异,具备NAC转录因子的基本特征;Ms NAC1蛋白被定位在细胞核中,含有2条核定位信号序列,具有9个糖基化位点和23个磷酸化位点,三级结构为对称的同型二聚体。多重比对发现,Ms NAC1蛋白与拟南芥ATAF1和水稻Os NAC6蛋白的同源性较高;系统进化分析表明,Ms NAC1蛋白属于NAC转录因子家族中的ATAF亚族,与ATAF1的亲缘关系最近。非生物逆境胁迫下的表达分析显示,Ms NAC1基因在高盐、干旱和低温胁迫下表达量均呈现先上调后下调的趋势,不同处理时间的差异达到极显著水平,并且根中的表达量上调幅度高于叶片,说明该基因可能参与调控非生物逆境胁迫的生理响应。     

The binding protein BiP attenuates stress-induced cell death in soybean via modulation of the N-rich protein-mediated signaling pathway

The molecular chaperone binding protein (BiP) participates in the constitutive function of the endoplasmic reticulum (ER) and protects the cell against stresses. In this study, we investigated the underlying mechanism by which BiP protects plant cells from stress-induced cell death. We found that enhanced expression of BiP in soybean (Glycine max) attenuated ER stress- and osmotic stress-mediated cell death. Ectopic expression of BiP in transgenic lines attenuated the leaf necrotic lesions that are caused by the ER stress inducer tunicamycin and also maintained shoot turgidity upon polyethylene glycol-induced dehydration. BiP-mediated attenuation of stress-induced cell death was confirmed by the decreased percentage of dead cell, the reduced induction of the senescence-associated marker gene GmCystP, and reduced DNA fragmentation in BiP-overexpressing lines. These phenotypes were accompanied by a delay in the induction of the cell death marker genes N-RICH PROTEIN-A (NRP-A), NRP-B, and GmNAC6, which are involved in transducing a cell death signal generated by ER stress and osmotic stress through the NRP-mediated signaling pathway. The prosurvival effect of BiP was associated with modulation of the ER stress- and osmotic stress-induced NRP-mediated cell death signaling, as determined in transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) lines with enhanced (sense) and suppressed (antisense) BiP levels. Enhanced expression of BiP prevented NRP- and NAC6-mediated chlorosis and the appearance of senescence-associated markers, whereas silencing of endogenous BiP accelerated the onset of leaf senescence mediated by NRPs and GmNAC6. Collectively, these results implicate BiP as a negative regulator of the stress-induced NRP-mediated cell death response.