高丹草EST-SSR标记的开发及其遗传多样性

对NCBI数据库中210 878条高粱EST序列进行处理, 得到57 498条无冗余EST序列, 经SSR搜索, 发现3 338个SSR分布于3 116条EST序列中, 分布频率为1/11.28 kb, 包括215种基元重复类型。其中三核苷酸重复最高, 占68.33%, 二核苷酸重复占17.97%。3 338条SSR序列中有1 694条序列能够设计出引物, 所占比例为50.75%。选取14对引物进行合成, 对50份高丹草、7份高粱和3份苏丹草材料进行了EST-SSR扩增, 共检测到72个等位变异, 平均每对引物检测出5.14个基因位点。每对引物多态性指数范围为0.54~0.93, 遗传距离的变化范围0.1646~0.6398。结果显示：供试材料具有较丰富的遗传多样性, 根据EST-SSR数据的聚类分析, 将供试材料按亲缘关系远近分为5大类, 来源相同的品种大致聚在一类, 呈现出一定的地域性分布规律。同时发现4个特异分子标记, 其中引物D1763只对314A和白壳苏丹草杂交后代GB-4-2高丹草审定品种产生特异性, 此标记已作为该材料的特异性标记用于种质资源的鉴定中, 同时表明, EST-SSR标记是高丹草遗传多样性及特异性研究的一种有效方法。     

小麦杂种及其亲本苗期叶片家族基因差异表达及其与杂种优势关系的初步研究

为探讨小麦杂种优势形成的分子机理,以一套双列杂交组合的苗期叶片为材料,利用mRNA差异显示技术分析了杂种及其亲本间MADS－box、G－ box、Ser/Thr蛋白激酶、EIF－4A、ARF1基因家族共5类家族基因在杂交种和亲本之间的表达差异。并与杂种性状表现和杂种优势进行了相关分析。结果发现,除ARF1家族基因外,其余家族基因在杂种和亲本间存在显著的表达差异,差异表达类型可概括为4种：（1）双亲共沉默;（20单亲表达沉默;（3）杂种特异表达;（4）单亲表达一致。分析发现,MADS－box、G－box和EIF－4A家族基因在杂种和亲本间的差异表达模式相似,均以单亲特异表达和种特异表达类型所占比例最高。相关分析结果表明,以上所有家族基因的总体差异表达程度与所有性状的杂种表现均不相关,MADS－box家族基因中杂种特异表达类型与小穗数、单株产量和单穗产量杂种优势呈显著正相关,双亲共沉默类型与小穗数、千粒重和单穗产量杂种优势呈显著负相关,另外,EIF－4A家族基因中单亲表达一致型与单穗产量杂种优势呈显著正相,但双亲共沉默类型与小穗数和单穗产量杂种优势呈显著负相关,对于G－box基因家族而言,仅小穗数杂种优势和双亲共沉默类型成显著负相关,而蛋白激酶家族基因的各种差异类型与性状杂种优势的相关分析均不显著。这些研究表明,调控基因的差异表达与杂种优势形成有密切关系。     

高丹草氢氰酸含量性状的QTL定位分析

为了深入开展高丹草低氢氰酸含量性状的QTL精细定位、基因图位克隆、功能解析及分子标记辅助育种,该研究以二倍体杂交高丹草F_2代群体500个分离单株无性系及其亲本为材料,在课题组前期已构建出的高丹草高密度分子遗传连锁图谱的基础上,利用区间作图法对两年两地测定的高丹草氢氰酸含量性状进行了QTL定位分析。结果显示:(1)在4个不同环境下高丹草氢氰酸含量性状的广义遗传率分别为61.70%、72.05%、40.16%和69.25%,表明氢氰酸含量是既受环境影响又受微效多基因控制的数量性状,而且其群体测定值频率呈明显单峰正态性分布特点,符合QTL定位要求。(2)在LOD2.5的条件下,共检测到16个与氢氰酸含量性状相关的QTLs,其分布在LG1、LG2、LG4、LG6、LG7、LG8和LG10连锁群上。(3)16个QTLs中能重复检测到的稳定QTLs有9个,遗传贡献率范围为1.17%～39.9%,其中贡献率大于20%的主效QTLs有Qcn2-2、Qcn4-1、Qcn6和Qcn6-1共4个。该研究结果明确了各QTLs的遗传效应和分子标记位点。     

蝴蝶兰叶片外植体褐变过程中PAL基因的表达变化

研究了蝴蝶兰(Phalaenopsis sp.)叶片外植体褐变过程中PAL基因表达的变化。结果表明,在整个褐变过程中,外植体的PAL基因表达出现差异,离体培养第3天的表达明显提高,一直到第8天还维持较高表达水平,以后随着外植体褐变的加重,PAL基因表达水平逐渐降低。与对照相比,在Fe盐浓度加倍为55.6 mg L-1培养基中培养的外植体PAL基因表达水平提高发生的时间比对照早,培养第2天就明显增强,随培养天数的延长,一直维持较高的表达水平;其PAL活性也高于对照,两种培养条件下,外植体总酚含量都随着其褐变加重而增加,说明PAL基因表达与蝴蝶兰外植体褐变过程相关。     

东乡野生稻及其渐渗系应答低磷胁迫的基因差异表达分析

以东乡野生稻耐低磷渐渗系IL171及其双亲(栽培稻‘协青早B’和东乡野生稻)为试材,采用cDNA-AFLP技术分析其幼苗期应答低磷胁迫的差异表达谱特征,并采用实时荧光定量PCR分析验证差异表达基因的表达特性,为探究东乡野生稻耐低磷胁迫的分子机制、发掘耐低磷相关的基因奠定基础。结果显示:(1)基于17对扩增效果较好的cDNA-AFLP引物分析发现,不同胁迫时间的参试材料与其对照组(正常磷水平)相比,具有很多(20~159个)上调或下调表达的差异片段。(2)与‘协青早B’相比,IL171中特异性上调的差异带有36条,下调表达61条,而东乡野生稻中分别有79条和136条;IL171与东乡野生稻共有的上调差异带为13条,下调差异带有15条。(3)回收纯化其中60条特异性差异表达条带,最终克隆测序获得50个差异表达基因片段TDFs;通过Blast比对和功能分析,可将TDFs分为8类,包括能量与代谢、基因表达调控、信号转导和转录因子等。(4)实时荧光定量PCR验证其中6个TDFs发现,各差异片段的荧光定量PCR表达模式与cDNA-AFLP结果一致,表明该实验的cDNAAFLP差异表达结果可靠,东乡野生稻的部分耐低磷相关基因已成功导入到渐渗系中,是发掘利用东乡野生稻耐低磷相关基因、探究其耐低磷分子机制的重要资源。     

猪I-FABP基因的分子克隆与组织特异性表达分析

小肠型脂肪酸结合蛋白对长链脂肪酸具有高度的亲和力,参与脂肪酸的吸收和细胞内转运。利用cDNA末端快速扩增（RACE）技术并结合同源克隆策略,克隆到了编码猪小肠型脂肪酸结合蛋白基因（I-FABP）的全长cDNA序列（GenBank接受号：AY960624）,并对系统发育关系等进行了生物信息学分析。猪I-FABP基因的cDNA序列全长614 bp,其中包括399bp的开放式读码框（ORF）,43bp的5’末端非编码区（5’URT）和172bp的3’末端非编码区（3’URT）,编码132个氨基酸残基蛋白,在氨基酸水半上与其他物种的I-FABP具有高度的同源性。以邻接法（Neigbor-Joining,NJ）所构建的系统发育关系表明,猪I-FABP与其他物种的,I-FABP属于同一类群,且与人的遗传距离最近。Northern杂交和半定量RT—PCR分析发现,猪I-FABP在猪体组织中出现约620bp大小的转录本,且在猪体组织中广泛存在,但在小肠组织中表达量最为丰富。     

两个水稻GDP-甘露糖-3’，5＇-异构酶基因特征及表达模式的研究

GDP-甘露糖-3’,5’-异构酶（GME）可以催化GDP-甘露糖转化为左旋GDP-半乳糖,该反应对于高等植物体内抗坏血酸的合成是非常重要的．但目前在分子水平上还没有对GME基因进行研究的报道．通过逆转录PCR（RT-RCR）技术从水稻成熟叶片中克隆到两个GME基因的cDNA序列,并与其他植物物种中的GMEs进行比对,结果显示,GME基因在所有植物物种中高度保守,尽管进化树分析表明单子叶植物GMEs和双子叶植物GMEs在进化上相互独立．同时,分析这两个水稻GME基因的剪切模式揭示了二者也存在高度相似性．采用半定量RT-PCR技术对两个GME基因在不同组织和不同胁迫条件下的表达模式进行研究表明,OsGME1基因在冷胁迫条件下表达水平上调,这和先前水稻冷胁迫蛋白质组学研究的结果是一致的．而OsGME2和OsGME1基因在用赤霉素处理条件下表达水平均下调,暗示赤霉素可能通过调节GME基因的表达来调控植物体内的抗坏血酸合成．     

非生物胁迫下水稻OsLRR基因的表达分析

植物中含有多种富含亮氨酸重复（leucine-rich repeats,LRRs）的蛋白质,这类蛋白质在植物生长、发育和抗病反应等方面发挥着重要作用。本研究在水稻中克隆到一个编码LRRs结构的基因OsLRR,以半定量RT-PCR检测了OsLRR在水稻不同组织和不同非生物胁迫的表达情况,并进一步分析了铝毒胁迫下OsLRR在抗铝和铝敏感水稻品种之间的表达差异。结果表明OsLRR在水稻根、叶鞘和叶中都有较高表达。铝、砷、PEG6000和ABA可诱导水稻根中OsLRR的表达,而镉、硝普钠和铁则抑制其表达。只有盐胁迫能诱导叶片中OsLRR的表达。铝毒可以诱导抗铝和铝敏感水稻品种根中OsLRR的表达,但随着处理时间的延长,抗铝品种中OsLRR的表达逐渐加强,而铝敏感品种中OsLRR的表达则逐渐减弱。     

两个水稻GDP-甘露糖-3',5'-异构酶基因特征及表达模式的研究

GDP-甘露糖-3',5'-异构酶(GME)可以催化GDP-甘露糖转化为左旋GDP-半乳糖,该反应对于高等植物体内抗坏血酸的合成是非常重要的.但目前在分子水平上还没有对GME基因进行研究的报道.通过逆转录PCR(RT-RCR)技术从水稻成熟叶片中克隆到两个GME基因的cDNA序列,并与其他植物物种中的GMEs进行比对,结果显示,GME基因在所有植物物种中高度保守,尽管进化树分析表明单子叶植物GMEs和双子叶植物GMEs在进化上相互独立.同时,分析这两个水稻GME基因的剪切模式揭示了二者也存在高度相似性.采用半定量RT-PCR技术对两个GME基因在不同组织和不同胁迫条件下的表达模式进行研究表明,OsGME1基因在冷胁迫条件下表达水平上调,这和先前水稻冷胁迫蛋白质组学研究的结果是一致的.而OsGME2和OsGME1基因在用赤霉素处理条件下表达水平均下调,暗示赤霉素可能通过调节GME基因的表达来调控植物体内的抗坏血酸合成.     

小麦抗黄矮病相关基因cDNA-AFLP差异表达片段的验证

cDNA-AFLP技术是研究基因差异表达的有利工具,广泛用于植物抗病、抗逆和生长发育等研究领域.本研究以cDNA-AFLP技术分离的抗黄矮病小麦与感黄矮病小麦间差异表达片段为对象,利用反向Northern方法,从cDNA-AFLP技术筛选的46个候选抗黄矮病防御基因差异表达片段中,筛选出抗黄矮病相关防御基因片段6个;采用对回收的差异片段进行再扩增(延伸引物再扩增),再与原选扩产物一起进行PAGE电泳分析法,并结合半定量RT-PCR分析法,又验证了候选抗黄矮病相关基因表达片段3个.反向Northern方法以及对回收的差异片段进行再扩增(PAGE再分析法),结合(半)定量RT-PCR分析方法,可以比较准确地验证cDNA-AFLP所筛选出的基因差异表达片段.     

玉米FAD2基因的克隆及序列分析

高等植物中的A12脂肪酸脱饱和酶是将油酸转化为亚油酸的酶。根据已发表的其他高等植物的FAD2基因的保守序列设计同源引物,通过RT—PCR从玉米幼胚中扩增得到一个特异的cDNA基因片段。通过生物信息学分析,从玉米幼胚cDNA和基因组中均扩增得到1164 bp FAD2基因（GenBank登陆号：DQ496227）,它编码387个氨基酸,含有完整的ORF框,在ORF框内无内含子。序列联配与树状分析结果表明,FAD2推导的氨基酸序列与其他物种的A12脱饱和酶基因具有同源性。它含有3个组氨酸保守域和2段很长的疏水区,是一个跨膜4次的膜结合蛋白。半定量RT—PCR分析显示FAD2基因在玉米幼胚中表达量最高,在叶、茎、根中亦有低水平表达。     

干旱胁迫下茶树基因表达的AFLP分析

利用cDNA-AFLP技术分析了茶树在干旱胁迫诱导下的基因表达差异,通过256对引物组合共获得27个差异表达片段（TDF）,通过BLAST比对分析,按其功能分为转录因子、基础代谢相关蛋白、抗逆蛋白、信号转导蛋白,此外还有一些假设蛋白、未知蛋白和没有比对的基因片段。同时利用RT-PCR对片段GH2和GH15进行验证,表明GH2和GH15片段均受到干旱胁迫诱导表达。这些研究结果显示茶树在干旱胁迫下的逆境反应非常复杂,涉及多种代谢过程中的众多基因。     

红色毛癣菌蛋白酶MEP和SUB的表达及临床意义

目的探讨红色毛癣菌蛋白酶MEP和SUB的表达及临床意义。方法抽提红色毛癣菌总RNA,采用半定量RTPCR法检测红色毛癣菌金属蛋白酶(Metalloproteinases,MEP)、枯草菌素蛋白酶(subtilisins,SUB)基因表达量的变化。结果不同病例的红色毛癣菌SUB的表达水平与临床症状的严重程度密切相关,而与患者的年龄、性别、病程等无明显相关性;MEP的表达水平在不同年龄、性别、病程和临床分型等方面存在一定差异,但无显著意义。结论红色毛癣菌致病力的大小可能与SUB的不同表达有关。     

水分胁迫下小麦类脱水素基因表达的半定量RT-PCR分析

以‘郑引1号’小麦为材料,经水分胁迫后进行RT-PCR扩增,结果在胁迫条件下获得500bp的脱水素基因(wzy1-1)。利用半定量RT-PCR方法,分析‘陕合6号’和‘郑引1号’小麦在正常供水条件下及PEG6000胁迫后18、24和42h,以及复水6和12h时wzy1-1在叶片中的表达。结果表明:2个小麦品种中wzy1-1在水分胁迫后18h均有表达,至胁迫24、48h时表达量较18h均有所增多;复水6h后该基因表达迅速降低,至复水后12h表达消失。且该基因在‘陕合6号’(抗旱性较强)叶片中表达量较‘郑引1号’(抗旱性较弱)高,表明该基因的表达与小麦的抗旱性密切相关。     

辣椒果实中CaRIN转录因子的克隆及其表达分析

根据BLAST获得的表达序列标签设计引物,从辣椒中分离并鉴定了一个新型转录因子,命名为CaRIN。与已知MADS—box蛋白对比表明,CaRIN分别与番茄LeMADS－RIN和矮牵牛FBP4有85％和77％的同源性,并且具有典型的MADS—box类转录因子的特征区域。采用半定量RT－PCR进行特异性表达分析,结果表明CaRIN在破色期和红熟期辣椒果实中大量表达,而在绿熟期辣椒果实和其他辣椒器官中几乎不表达;同时进行了DNA结合位点和系统发生等生物信息学分析,这些结果都表明CaRIN可能参与辣椒果实成熟的调控。     

甘丙肽对嗅成鞘细胞三种神经营养因子mRNA表达的影响

实验从新生大鼠嗅球中分离出嗅成鞘细胞,进行体外培养。运用半定量RT—PCR方法检测甘丙肽对体外培养的嗅成鞘细胞中三种神经营养因子（LIF、CNTF和GDNF）mRNA表达的影响。实验以甘油醛-3-磷酸脱氢酶（G3PDH）作为内参照。结果显示：体外培养的嗅成鞘细胞表达此三种神经营养因子的mRNA;当甘丙肽作用于细胞3d后,嗅成鞘细胞中LIF和GDNF表达量明显降低,而CNTF的表达量则没有发生明显变化。     

草菇冷诱导相关基因的克隆及序列分析

利用差异显示技术分离获得草菇低温特异DNA片段,经与正常草菇和低温诱导草菇cDNA分别southern杂交验证后,得到低温特异性片段。采用PCR标记技术对获得的低温特异性片段进行DIG标记,以此为探针,对低温处理的草菇cDNA文库进行筛选,获得4个阳性克隆,分别进行测序。序列同源性比较分析发现,Cor3基因与s-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶有很高的同源性,Cor4基因与40S核糖体蛋白S9有很高的同源性,这两个基因可能与草菇的低温自溶现象有关。Cor1基因与脉孢菌的保守假设蛋白(conservedhypotheticalprotein)有同源性,Cor2基因与辅酶A连接酶有同源性。半定量RT-PCR验证发现Cor1和Cor2基因在正常情况下没有表达,低温处理后有表达,Cor3和Cor4基因在正常情况下有表达,低温处理后表达量增加。     

Cu胁迫对拟南芥幼苗错配修复基因表达的影响

采用半定量反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,以18S rRNA为内参基因,研究了Cu胁迫对拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗错配修复相关基因(MLH1、MSH2、MSH3、MSH6、MSH7)表达的影响,并结合幼苗的形态和生理指标,选取Cu胁迫敏感的生物标记物.结果表明,Cu处理10 d后,对拟南芥种子发芽率、地上部鲜重及叶绿素含量的影响不大;根的长度明显受到抑制;拟南芥幼苗地上部可溶性蛋白质含量随着Cu浓度增加明显降低;5个错配修复相关基因的表达均受到不同程度的抑制,Cu浓度与拟南芥幼苗上述指标之间存在明显的剂量-效应关系.以上结果表明,地上部可溶性蛋白含量变化与上述错配修复相关基因表达量的改变趋势一致,且均对Cu胁迫较敏感,可以作为检测Cu污染对植物遗传毒性效应的生物标记物.