小麦3个NAC转录因子基因克隆与功能分析

NAC类转录因子参与植物基因在不同条件、不同发育期的表达调控,在植物的发育、生长及对外界的各种生物和非生物因子的胁迫应答中起关键的调控作用。本研究对非亲和条锈菌小种CYR32侵染诱导的抗条锈病基因Yr5近等基因系Taichung29*6/Yr5的cDNA文库进行筛选及同源克隆,获得了小麦3个NAC类转录因子的cDNA序列。序列分析结果表明,这3个转录因子都具有DNA结合结构域,即NAC结构域,且氨基酸序列在该结构域的A、B、C、D和E5个亚区高度保守;同时发现这3个NAC类转录因子都有核定位信号及相关的转录调控功能区域。通过系统进化树分析,发现其中之一的TaNAC1属于NAC转录因子家族第Ⅰ组的NAP亚组,TaNAC3属于ATAF1亚组,TaNAC5属于NAM亚组;根据系统进化树和相关基因的功能分析,我们推测小麦转录因子TaNAC1、TaNAC3和TaNAC5可能参与植物生长发育调控或对生物、非生物胁迫作出的应答反应。     

小麦条锈菌钙调素依赖蛋白激酶基因Pscamk的功能

【目的】克隆小麦条锈菌钙调素依赖蛋白激酶基因Pscamk,并分析其在条锈菌侵染小麦过程中的表达特征及初步功能。【方法】基于本实验室已测序的小麦条锈菌基因组序列,利用RT-PCR方法,从小麦条锈菌生理小种CYR32中克隆Pscamk基因的cDNA序列,并利用网络数据库和生物信息学工具预测该基因编码蛋白的基本特征和保守结构;运用qRT-PCR技术分析Pscamk在不同发育及侵染阶段的表达水平,进一步通过钙调素依赖蛋白激酶(CaMK)的免疫抑制剂KN-93处理小麦条锈菌夏孢子,观察其萌发状况。【结果】获得1个1620 bp的小麦条锈菌CaMK基因Pscamk;序列分析发现,Pscamk编码蛋白包含CaMK蛋白的保守结构域,并与小麦杆锈菌该类蛋白序列相似性最高。qRT-PCR分析表明,Pscamk在条锈菌侵染初期过程中的芽管发育、初生菌丝侵染及吸器形成时期呈显著上调表达,且在条锈菌接种6 h时表达量最高,为对照夏孢子的20.74倍。在专一性免疫抑制剂KN-93处理后,随着KN-93施加浓度的增加,条锈菌夏孢子萌发率逐渐降低,当浓度为1.4μmol/L时夏孢子萌发率为8.02%,仅为对照的12%。【讨论】推测Pscamk基因参与了小麦条锈菌夏孢子萌发、芽管发育以及初期侵染结构的形成。本研究为进一步探索条锈菌细胞钙信号传导机理和致病机制奠定了基础。     

小麦新抗源贵农775抗条锈性特征与遗传分析

发掘并利用不同类型抗条锈病基因,构建区域间抗病基因多样性差异布局,是阻遏条锈菌大区域传播、实现小麦条锈病持续控制的重要策略。为了明确小麦新抗源贵农775抗条锈性特征和抗性遗传规律,为其合理布局应用提供依据,文章利用10个条锈菌菌系进行苗期分小种鉴定;构建贵农775与感病品种Avocet(S)杂交后代F2:3及回交BC1遗传群体,利用小麦条锈菌流行小种CYR32和最近发现的对Yr26基因有毒性的新致病类型CH42,对贵农775进行抗条锈性遗传分析。结果表明,贵农775对包括CH42致病类型在内的所有10个供试菌系均表现为免疫或近免疫的抗病性反应,而中国当前主要条锈病抗源品种92R137、川麦42(YrCH42)、贵农22(YrGN22)及Yr24等均不抗CH42;抗病遗传分析结果表明,贵农775对小麦条锈菌小种CYR32和CH42的抗性分别由一对显性核基因控制,并且为不同的小种专化抗性基因。     

小麦抗条锈基因Yr69的连锁标记开发

抗条锈病基因Yr69对我国小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)小种具有广谱抗性,在小麦抗条锈病育种中具有重要价值.为提高分子标记辅助选择育种的效率,加快Yr69在小麦抗病育种中的应用,本研究利用条锈菌小种CYR34对包含340个小麦家系的'Taichung29/CH7086'...     

小麦锌指蛋白基因TaLOL2的克隆及特征分析

通过电子克隆与RT-PCR相结合的方法,在条锈菌诱导的小麦叶片中克隆获得1个新的LSD1型锌指蛋白基因TaLOL2,并用qRT-PCR技术分析了其转录表达特征。结果显示:(1)小麦锌指蛋白基因TaLOL2的cDNA全长1 095bp,编码179个氨基酸。(2)TaLOL2含有3个典型的zf-LSD1型(CxxCxRxxLMYxxGASxVxCxxC)保守结构域,与水稻、拟南芥、大麦等植物LSD1型锌指蛋白序列具有高度相似性,其中与水稻OsLOL2相似度达86.0%。(3)进化树分析表明,TaLOL2与水稻、拟南芥和大麦中部分含有3个保守zf-LSD1锌指结构的基因亲缘关系较近,而与其它包含不同数目的zf-LSD1锌指结构的基因亲缘关系较远。(4)qRT-PCR定量分析表明,TaLOL2在条锈菌侵染前期呈上调表达,在亲和及非亲和反应中差异表达。研究表明,TaLOL2参与了条锈菌诱导的小麦抗病防卫反应,很可能作为正调控因子参与了小麦-条锈菌非亲和互作中对条锈菌的抗性信号途径。     

在小麦和叶锈菌互作过程中TCTP的表达特征

翻译控制肿瘤蛋白是调节植物生长发育、参与植物抵抗逆境胁迫的重要调节因子。本研究以叶锈菌生理小种260与4种含有不同抗叶锈基因的近等基因系分别组成亲和程度不同的组合为对象,采用RT-qPCR和Western Blotting方法,从转录和翻译两个水平探讨TCTP在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式。研究结果表明,无论是转录水平还是翻译水平上,TCTP在不亲和组合中均表现为表达量显著上调,但在不同的Lr基因背景下其表达模式有所不同;而在亲和组合中并未表现出明显的变化趋势。基于TCTP mRNA和蛋白水平的结果,发现在小麦与叶锈菌互作体系中TCTP在转录水平和翻译水平均受到调控,推测其在小麦抵抗叶锈菌侵染的防卫反应中可能发挥正调控作用,这将为进一步研究TCTP的功能及其作用机制奠定了基础。     

小麦条锈菌PsCdc2基因的克隆及在条锈菌侵染小麦后的转录表达分析

【目的】克隆小麦条锈菌细胞分裂基因PsCdc2,分析该基因在条锈菌接种小麦后不同时间点的表达特征。【方法】利用PCR和RT-PCR技术克隆PsCdc2的cDNA序列和基因组序列,采用生物信息学技术预测分析该基因编码蛋白的保守结构域及基本特性,对该蛋白进行系统发育分析,构建进化树;运用实时荧光定量RT-PCR技术,以PsCdc2在夏孢子时期的表达情况为对照,分析该基因在亲和及非亲和互作中不同时间点的表达特征。【结果】PsCdc2基因组序列长2279 bp,由11个外显子和10个内含子构成,开放阅读框为885 bp,编码294个氨基酸,分子量为33.14 kDa,等电点为6.26。编码蛋白含两个保守的激酶特征位点,一个跨膜螺旋区域。PsCdc2基因编码蛋白与小麦秆锈菌、新型隐球菌、玉米瘤黑粉菌等多种真菌的Cdc2高度相似,其中与小麦秆锈菌的Cdc2亲缘关系最近,序列相似性达73.1%。实时荧光定量RT-PCR结果表明,在亲和组合中,该基因在条锈菌接种小麦的前期上调表达,其中接种后12 h时表达量最高,约为夏孢子中表达量的1.62倍,接种后24-268 h,基因表达基本呈下调趋势,其中96 h基因表达量最低,仅为夏孢子时期的0.07倍。在非亲和组合中,该基因表达基本呈下调趋势,在接种后各个时间点的表达量均低于在夏孢子中的表达量,其中接种后12 h时表达量最高,但仅为夏孢子中表达量的0.34倍;接种后96 h表达量最低,为夏孢子中表达量的0.02倍。【结论】PsCdc2可能通过调控条锈菌的细胞周期循环参与了侵染前期初生菌丝生长和吸器母细胞的形成,与条锈菌的致病性相关。本文首次报道了小麦条锈菌的Cdc2基因,为进一步揭示条锈菌细胞周期调控的本质及研究开发靶向Cdc2的新型农药,以及实现对小麦条锈病的新型药剂防治提供了理论基础。     

小麦条锈菌胞质游离钙离子动态检测方法的建立

胞质游离钙离子变化与植物病原真菌侵染寄主的动态过程具有重要的关联性。本研究以侵染小麦叶片的条锈菌31号生理小种(CYR31)为材料,以孵育法将Ca2+荧光探针Fluo-3-AM载入到小麦条锈菌细胞中,并结合激光共聚焦扫描显微技术,建立了测定侵染过程中条锈菌胞质游离Ca2+分布的试验方法。结果表明,采用10μmol/L Fluo-3-AM装载顺次进行低温4℃孵育1h,25℃孵育1h,可获得较为理想的条锈菌胞质游离Ca2+染色结果。该方法可用于检测不同侵染阶段的小麦条锈菌细胞质游离钙离子的分布变化,为进一步研究锈菌胞内钙离子动态与侵染寄主的关联性提供了技术支撑。     

条形柄锈菌34号生理小种的分子标记

条形柄锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici 34号生理小种(CYR34)是目前我国毒性谱最宽、毒性最强的生理小种,对小麦生产和抗病品种选育造成了极大的影响。本研究采用RAPD-SCAR分子标记技术,从300条RAPD随机引物中筛选到CYR34的特异引物,通过特异性片段回收、克隆和测序(GenBank登录号为OL907303),依据序列设计出了S2008F34/S2008R34特异性引物,能够从CYR34及接种CYR34的小麦发病叶片总DNA中都扩增出417 bp的目标片段。采用该特异性引物检测2021年陕西渭南、咸阳和宝鸡地区小麦条锈菌CYR34的流行频率分别为8.6%、6.0%和10.8%。该项研究为小麦条锈菌CYR34号生理小种的快速检测提供了技术支撑。     

西科麦2028抗条锈性的遗传分析

西科麦2028是地理远缘小麦材料的杂交后代,具有突出的抗条锈病性能。为了解西科麦2028对小麦条锈病的抗性遗传规律,以西科麦2028和铭贤169的杂交群体为研究对象,采用我国目前小麦条锈菌流行小种CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4对供试群体进行成株期接种,分析杂交后代的抗病性及分布情况。结果表明:西科麦2028对CYR31的抗病性由3对显性基因控制;对CYR32由2对显性和1对隐性基因控制;对CYR33由1对显性基因控制;对Su11-4由1对显性和1对隐性基因控制。     

多种神经活性物质在幼年猫和鸡视网膜神经细胞中的共存(简报)

视网膜起源于前脑泡,结构简单层次分明,因此常被视为脑的简化模型。但近期工作证明,视网膜包含的神经活性物质(神经递质、调质和神经肽)种类之多、分布之复杂并不亚于脑。尤其是无长突细胞不仅包含多种递质和肽类,而且还有递质与肽类或肽类与肽类在一个细胞中的共存。对视网膜神经递质、调质和神经肽的研究将是探索脑奥秘的有效途径。     

低分子量神经丝蛋白(NF-L)的体外组装

利用超速离心和离子交换层析技术,从牛脊髓中分离纯化了神经丝蛋白三组分:NF-L,NF-M和NF-H。应用电镜负染色和金属投影方法研究神经丝的形态结构与NF-L的体外组装,结果表明:神经丝由10nm的核心纤维与外周的丝状突起组成;在近似生理条件下,NF-L可在60min内组装成10nm纤维,纤维由4根亚丝缠绕而成;在碱性缓冲液中,NaCl能促进NF-L装配成短纤维,这种10nm的短纤维无法连接成长纤维。     

注射装载孕酮的红细胞膜泡诱发蟾蜍卵成熟的研究

中华大蟾蜍长足的卵母细胞,经注入装载水相孕酮的红细胞膜泡,能被诱发成熟;直接注入水相孕酮的卵母细胞,无能恢复成熟分裂。将蛋白酶处理的红细胞制备成装载水相孕酮的膜泡,注入卵内,照样能诱发其成熟分裂;然而,分别用根皮素结合或磷脂酶A_2水解红细胞膜磷脂,制备的膜泡,虽亦包裹着水相孕酮,但注射的卵母细胞都未能被诱发成熟。这些结果表明,在通过红细胞膜转运孕酮诱发卵母细胞成熟过程中,红细胞膜上的某些膜蛋白可能不是必要的成份,而膜磷脂类却是关键成份,它不仅可能保证孕酮不被迅速代谢,且保证孕酮从卵母细胞内部诱发成熟分裂。     

偏凸-柱穗山羊草双二倍体SDAU18的细胞分子遗传学鉴定

综合利用细胞学、种子贮藏蛋白电泳、基因组原位杂交（GISH）和抗性接种鉴定相结合的方法．对偏凸-柱穗山羊草双二倍体SDAU18进行了鉴定。结果表明,SDAU18的根尖细胞染色体数目变异范围为52—56．在绝大多数根尖细胞染色体数目为56的SDAU18减数分裂中期I花粉母细胞fPMCMI）内可观察到28个二价体,在部分细胞中可观察到一定频率的单价体、三价体和四价体,平均染色体构型为2n=56=3．21I＋19．78IIRing＋6．50IIRod＋0．01III＋0．04IVRing＋0．01IVRod;在SDAU18种子贮藏蛋白电泳图谱中,亲本偏凸山羊草和柱穗山羊草的多数特异带能够出现,SDAU18高分子量麦谷蛋白亚基图谱中既出现双亲的亚基谱带．也观察到新型亚基谱带：分别利用偏凸山羊草和柱穗山羊草基因组总DNA作探针．另一个亲本基因组总DNA作封阻。对SDAU18根尖细胞制片进行染色体原位杂交．在SDAU18的56条染色体中分别有14条出现绿色杂交信号：SDAU18是偏凸山羊草和柱穗山羊草的双二倍体,对小麦白粉病和条锈病均表现免疫,是一个在小麦品种遗传改良中具有重要利用价值的新型种质材料。     

Photosynthesis research in India: transition from yield physiology into molecular biology

Photosynthesis research in India can be traced back several thousand years, with the mention of the Sun energizing the plants, which form food for all living creatures on the earth (from the Mahabharata, the great epic, ca. 2600 B.C.) and the report of Sage Parasara (ca. 100 B.C.) on the ability of plants to make their own food, due to their pigments. With the pioneering studies by Sir Jagdish Chandra Bose, work on photosynthesis proceeded steadily during the first half of the 20th century. Some of the classic reports during this period are: malate metabolism in Hydrilla, spectrophotometric estimation of chlorophylls, importance of spectral quality for photosynthesis – an indication of two photosystems, photoinactivation of photosynthesis, and importance of flag leaf photosynthesis to grain yield. After the 1960s, there was a burst of research in the areas of physiology and biochemistry of carbon assimilation and photochemistry. A significant transition occurred, before the beginning of new millennium, into the area of molecular biology of chloroplasts, regulation of photosynthesis and stress tolerance. Future research work in India is geared to focus on the following aspects of photosynthesis: elucidation/analysis of genes, molecular biology/evolution of enzymes, development/use of transgenics and modeling. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

金鱼精子质膜和核膜的区域特异性

本文结合采用扫描和透射电子显微镜(包括冷冻断裂-蚀刻、超薄切片以及细胞化学染色法),研究了金鱼精子的超微结构特征,结果表明金鱼精子的质膜和核膜都具有区域特异性:1)精子质膜内大部分区域含有许多蛋白颗粒,但在特定区域内,蛋白颗粒呈有序排列,构成晶格状结构。2)精子头颈部和尾部均有液泡密集之处,凡是覆盖着液泡区的质膜内,几乎都不含有蛋白颗粒。3)液泡区能被细胞化学方法染成致密色,表明内含糖蛋白。4)核膜孔只集中存在于靠近颈部的核膜上,而其他部分则没有。本文对上述诸点进行了讨论。     

Chlorophyll isolation,structure and function: major landmarks of the early history of research in the Russian Empire and the Soviet Union

This paper covers major events of the early history of chlorophyll research in the Russian Empire and the Soviet Union from 1771 until 1952, when the modern period of studies on photosynthesis began in full swing. Short biographical sketches of key scientists, reviews of their major research contributions and some selected photographs are included. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

增殖的淋巴细胞中DNA合成和DNA含量的分析

体外培养受PHA刺激的人淋巴细胞经~3H-TdR参入0、0.5、2、4、7和17小时后,放射自显术表明标记指数为0%、1.90%、9.15%、13.14%、15.01%和30.13%。未标记细胞的福尔根光密度为15.42、15.45、14.88、13.77、13.20和12.94。DNA分布直方图显示部分未标记细胞介于2C—4C,表明S期细胞的DNA合成可能是不连续的。对同位素参入17小时的标记细胞连续进行两项测量表明,这些细胞的银粒光密度相差悬殊,但其DNA含量均为2C—4C。细胞的DNA合成率随其DNA含量而增高。     

Molecular structure for microbial polysaccharides: conformation of the Klebsiella serotype K9 capsular polysaccharide

Fibre type X-ray diffraction patterns have been obtained from oriented, semicrystalline films prepared from the sodium salt form of the bacterial capsular polysaccharide of Klebsiella serotype K9. The molecule has a pentasaccharide repeating sequence, with four neutral residues in the backbone and a glucoronic acid side chain. A novel feature of the molecule is the incorporation of α-l-rhamnose residues, one 1,2 linked and two 1,3 linked in the backbone. Analysis of the X-ray diffraction results indicate an extended three-fold helical conformation with an axially projected chemical repeat of 1.377 nm. Both left and right handed helices have been examined using linked atom least squares techniques to optimize the stereochemistry while simultaneously meeting the observed helical parameters.