生物信息学在孤儿G蛋白偶联受体配基筛选中的应用

生物信息学的飞速发展为孤儿G蛋白偶联受体(orphan G protein—coupled receptors,oGPCRs)配基的筛选提供了重要的信息资源。利用生物信息学数据库和工具对oGPCRs的核酸和蛋白质序列进行运算、分析、注释和预测,获得足够的生物信息,辅助实验研究,以尽可能快速、准确地筛选出oGPCRs的特异性配基。本介绍有关生物信息学在oGPCRs配基筛选研究中的应用。     

位点特异性重组系统及其在植物转基因研究中的应用

随着植物转基因研究的不断深入,对基因重组系统提出了新的要求。位点特异性重组系统具有高效、精确等的优点,在植物基因工程领域的应用越来越广泛。对常用的三类位点特异性重组系统的作用机制、优缺点及其应用进展进行了全面的综述,期望为植物转基因研究提供技术参考。对于目前研究较为热点的基因编辑技术CRISPR-Cas系统作了简要概述。     

转基因植物表达植酸酶研究进展

植酸是植物体内磷的主要存在形式,其绝大部分不能被单胃动物消化吸收,而随粪便排出体外造成环境污染;同时,植酸又是一种抗营养因子,它通过络合植物体内的一些营养成分而降低植物的营养价值。通过植物转基因方法使植物自身表达足量的植酸酶,以减小植酸带来的不利影响,是提高植物性饲料营养价值和控制环境磷污染的一种经济有效的措施。就转基因植物植酸酶的优势、研究现状、存在的问题及其发展前景进行了综述。     

240份玉米自交系纹枯病抗性鉴定与评价

在人工接种条件下,连续3年对240份玉米自交系纹枯病抗性进行鉴定和评价,分析了玉米纹枯病抗性与主要农艺性状的相关性。结果表明,玉米纹枯病抗性资源较为缺乏,240份自交系中无免疫或高抗的材料,有中抗自交系4份、感病自交系18份、高感自交系218份。旅大红骨、Reid、PA和塘四平头类群自交系中未发现玉米纹枯病抗源,PB类群和Lancaster类群自交系纹枯病抗性相对较好,今后应主要从这两类种质中寻找玉米纹枯病抗源。玉米纹枯病病情指数与株高、穗位高、穗位高/株高、穗下节间数和穗下平均节间长均呈极显著负相关,这些表型可以作为非接种条件下筛选抗玉米纹枯病种质的参考指标。     

玉米自交系K10白色叶鞘遗传机理研究

玉米白色叶鞘是重要的遗传研究材料。本研究以玉米白色叶鞘自交系K10为研究材料,对白色叶鞘性状进行了遗传机理初探和基因初步定位。以白色叶鞘自交系K10与多个自交系进行正反交,F1均表现为绿色叶鞘,表明该白色叶鞘性状与细胞质遗传无关,由隐性核基因控制。而F2分离比例均不符合孟德尔遗传分离定律,证明该性状受多基因控制。在拔节期利用透射电镜对F2分离群体中白色叶鞘和绿色叶鞘植株的叶绿体超微结构观察发现,白色叶鞘细胞中完整的叶绿体结构较少,且大多数没有类囊体片层及基粒。绿色叶鞘植株和白鞘植株叶片中叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量并不存在显著差异,而K10白色叶鞘中三者含量均低于正常植株叶鞘。利用SSR分子标记技术对白色叶鞘性状进行初步定位,共定位到2个基因位点,分别位于第8(qws8)和第9(qws9)染色体。     

玉米转录因子WRKY76克隆及抗纹枯病表达模式分析

玉米纹枯病是影响玉米产量和品质的重要病害之一。转录因子WRKY家族部分成员能够调控水杨酸和茉莉酸甲酯信号传递方式来激发防卫反应基因的表达。在NCBI上检索玉米中WRKY家族成员及拟南芥中抗病相关的WRKY家族成员,利用CLUSTAL X和MEGA5.05构建系统进化树,发现转录因子WRKY76可能参与玉米抗纹枯病的调控途径。该研究以玉米抗纹枯病材料R15和感病材料Ye478为对象,在玉米拔节期接种立枯丝核菌AG1-IA,首先分别于接菌前(对照)和接菌后1、2、4、6、12、24 h取叶鞘;然后分别进行水杨酸和茉莉酸甲酯胁迫处理,分别于处理前(对照)和处理后1、2、4、6、12 h取叶鞘,提取RNA,实时荧光定量PCR分析WRKY76转录因子基因在玉米叶鞘组织中不同胁迫条件下的差异表达。结果表明:在立枯丝核菌AG1-IA胁迫下,WRKY76转录因子基因在胁迫后1 h表达量达最大值,抗病材料R15的相对表达量高于感病材料Ye478且差异显著(P≤0.05);经水杨酸(Salicylic Acid,SA)处理,WRKY76在抗感材料中表达趋势相似,在感病材料掖478中,WRKY76被诱导而显著地上调表达,在抗病材料中,相对表达量峰值出现在胁迫后4 h,且相对表达量低于感病材料掖478。经茉莉酸甲酯(Methyl jasmine,Me JA)处理,WRKY76基因在感病材料中呈现下调表达趋势。WRKY76基因在1 h表达量为对照的0.6倍,其他调查时间点基本都在0.1~0.3之间。在抗病材料R15中,WRKY76基因表达呈现上升趋势,变化趋势不明显。这表明WRKY76转录因子基因能够被病原物、SA、Me JA诱导表达,可能参与植物抗纹枯病调控途径。     

玉米纹枯病抗性相关miRNA的鉴定与功能分析

MicroRNA (miRNA)是一类内源性非编码小分子RNA,通过指导剪切或者抑制翻译等方式调节植物基因的表达,参与调控植物的生长发育,并在多种非生物与生物胁迫响应中发挥重要作用. 但目前关于玉米纹枯病抗性相关miRNA表达调节与功能尚不十分清楚. 本研究结合直接克隆法与生物信息学分析,鉴定玉米纹枯病抗性相关9个新的玉米miRNA和已知的zma-miR168a、zma-miR168a*;WMD 3软件进行靶基因预测显示,共获得靶基因总数34个,靶基因功能主要涉及玉米的抗氧化胁迫机制、自身反馈调节、转录调控途径、抗病相关代谢途径以及毒物转运外排等调控过程;实时定量PCR检测miRNA显示,耐感纹枯病材料R15和Ye478叶片和叶鞘中共有9个miRNA受纹枯病感染诱导发生特异性差异表达. 本研究结果提示,玉米纹枯病抗性相关 miRNA介导的玉米对纹枯病诱导产生可能的抗病途径构成了玉米抗纹枯病侵染复杂的防御机制.     

首例航天诱变玉米雄性不育突变体的遗传分析

将卫星搭载处理后代所得到的玉米雄性不育材料,在不同地点、不同年份、不同季节进行种植观察;从田间和室内对育性表现的稳定性进行鉴定。通过正交和反交对不育株的所属类型进行分析,结合自交、回交分析其遗传特点。结果表明,该不育材料的雄穗无任何花药外露,花药内无花粉粒,败育彻底,育性表现稳定,是一个由隐性单基因控制的可遗传的“无花粉型”核不育。     

用微卫星标记定位太空诱变玉米核不育基因

用姊妹交多代的太空诱变玉米雄性不育材料RP3195(A)×S37(自交系)的两个不同果穗的F2代群体作为育性调查和基因定位群体,这两个果穗的F2代群体分别为138株和247株。用326对微卫星引物进行差异筛选,其中有56对引物出现多态性,然后用56对引物对F2代群体进行分析,结果表明引物bnlg197和umc1012与不育基因连锁,其中在F2代群体的不同果穗中引物bnlg197与不育基因之间的遗传距离分别为7cM和14.5cM,标记umc1012在F2代群体(138株)中与不育基因之间的遗传距离为28.5cM,据此将该核不育基因定位在3L染色体上。