玉米抗病虫性的分子标记研究进展

本文评述了近十年来利用分子标记研究玉米抗病虫性的进展。主要论述了抗病虫性基因定位中出现的问题、通过分子标记研究这些基因在基因组中的分布和基因组结构等,提出了玉米抗病虫性基因的标记和定位的发展方向和策略。     

一种基于猪流行性腹泻病毒S1蛋白的单域抗体的阻断ELISA方法及其评价

文中旨在利用猪流行性腹泻病毒 (Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV) S1蛋白生物素化纳米抗体建立一种阻断酶联免疫吸附试验 (Blocking enzyme-linked immunosorbent assay,bELISA) 方法,用于检测猪体内PEDV抗体水平及疫苗免疫效果的评估。对PEDV S1蛋白的特异性单域抗体 (Single-domain antibodies,sdAb) sdAb3基因进行扩增,并在3′端融合Avitag序列,构建至原核表达载体pET21b,进行sdAb3-Avitag蛋白诱导表达纯化。对纯化的sdAb3-Avitag融合蛋白进行生物素标记并鉴定其活性。以PEDV重组S1蛋白为抗原,通过对各反应条件进行摸索与优化,建立一种可靠灵敏的bELISA方法应用于血清样品检测,并与商品化试剂盒检测进行比价。成功构建重组载体pET21b-sdAb3-Avitag并诱导表达出sdAb3-Avitag蛋白。体外生物素标记的sdAb3 (sdAb3-Biotin) 具有良好的活性。所构建的bELISA方法中,最适参数为：S1蛋白的包被浓度200 ng/孔;血清稀释比例1︰2,血清孵育时间2 h;sdAb3-Biotin稀释比1︰8 000,孵育时间30 min;酶标抗体稀释比例1︰5 000,反应时间30 min。所建立的方法与猪传染性胃肠炎病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒等主要猪源病毒的阳性血清均无交叉反应,具有良好的特异性和重复性。利用建立的bELISA方法对临床54份猪血清样品进行检测,结果显示,该方法与商品化试剂盒检测结果具有92.56%的总体符合率。文中建立了一种省时可靠的bELISA方法,可用于PEDV的临床监测和疫苗免疫效果评估。     

利用SSR标记研究不同来源的同名玉米骨干自交系的遗传同一性和遗传差异

从分子水平上阐明不同单位保存的同一份种质资源的遗传同一性和遗传差异对种质资源的保存和利用有重要意义.本研究利用116对SSR引物对不同来源的5个玉米骨干自交系(黄早四、掖478、Mo17、丹340和自330,共39份材料)进行了鉴定,共检测到400个等位变异,每对引物可以检测到1～4个等位变异,平均为3.45个.5个自交系中每个自交系间检测的等位变异在156～228个,5个自交系同名材料之间遗传相似系数变化范围为0.7～0.9.聚类分析结果表明,在供试自交系中黄早四、掖478、Mo17等3个材料的同名自交系能很好地聚为一类,且遗传相似系数很高.丹340和自330的同名材料在聚类时个别材料互有交叉,在利用时需要注意.     

不同水分条件下玉米株高和穗位高的QTL分析

干旱是影响玉米产量的重要因素.在干旱条件下,玉米株高和穗位高往往受到影响,因此是研究耐旱性的重要指标.本研究利用A188×91黄15的F2∶3家系,进行株高和穗位高的数量性状位点(QTL)分析.结果表明,在水分胁迫条件下,分别各有10个QTL与株高和穗位高有关;在水分充足条件下,则检测到各有6个QTL与株高和穗位高有关.各QTL解释的表型变异在7.3%～53.9%之间.位于第8染色体上的QTL个数占总QTL近50%,LOD值均大于4.6,推测该染色体存在控制玉米株高和穗位高QTL的重要区域.本研究在bnlg1812标记附近检测到在水分胁迫下同时控制株高和穗位高的QTL,解释的表型变异在20%以上,该QTL是值得进一步研究和利用的位点.     

玉米分子伴侣基因ZmBiP1的表达模式和功能研究

以抗旱玉米自交系旱21为材料,克隆获得玉米分子伴侣基因Zm Bi P1,通过荧光定量PCR技术研究Zm Bi P1基因的表达模式,并将Zm Bi P1基因转入拟南芥中研究其功能。荧光定量PCR结果表明,Zm Bi P1基因在玉米自交系旱21的不同组织器官中均有表达,且在子房中表达量最高。Zm Bi P1基因受甘露醇胁迫诱导上调表达,受盐胁迫诱导下调表达。转基因拟南芥功能验证结果表明,过表达Zm Bi P1基因导致拟南芥在种子萌发时期对盐和甘露醇胁迫的耐受能力减弱。这些结果表明Zm Bi P1基因可能是逆境反应信号传递途径的负调节因子。     

控制玉米雄穗分枝数目和雄穗重的主效QTL的定位

利用2套具有共同亲本黄早四且分别含有230个及235个家系的F_2:3群体, 结合2年多点的表型鉴定, 运用完备复合区间作图方法对不同生态环境下(2007-北京、2008-北京、2007-河南、2008-河南、2007-新疆以及2008-新疆)的玉米雄穗分枝数和雄穗重进行QTL定位。同时, 利用基于混合线性模型的QTLNetwork-2.0软件进行基因×环境互作及上位性分析。6个环境下2个群体共检测到51个与雄穗分枝数和雄穗重相关的QTL(Q/H群体32个, Y/H群体19个), 其中包括7个主效QTL, 并在Q/H群体中确定了2个重要的QTL, 即位于7.01bin的Qqtpbn7-1和位于7.02bin的Qqtw7-2。对比2个群体的定位结果, 共挖掘到3个在不同遗传背景下的“一致性”QTL, 这些在不同环境及不同遗传背景下能够稳定存在的QTL可为玉米雄穗相关性状的生产应用以及精细定位提供有价值的参考。     

高粱ATP合成酶E亚基基因(SbATPase-E)的克隆及其抗逆功能研究

高粱是一种抗旱性较强的禾谷类作物。本研究在高粱中克隆到一个全长为693 bp的编码ATP合成酶E亚基的基因(SbATPase-E)。在高粱幼苗期,SbATPase-E基因受Na Cl和脱落酸(ABA)处理诱导上调表达。该基因在拟南芥中过量表达可提高转基因植株的耐旱性和耐盐性,在逆境胁迫条件下转基因拟南芥植株较野生型植株根系发达,可能是转基因植株耐旱性和耐盐性提高的主要原因。在干旱胁迫条件下,转基因植株中DREB2A、P5CS1、RD29A、RAB18和ABI1基因的表达量相对于野生型植株中的表达量提高更为显著;在高盐处理条件下,转基因植株中SOS1和SOS2基因的表达量也较野生型植株中的表达量明显提高。这些抗逆相关基因的上调表达可能是转基因植株抗逆性提高的主要分子机制。     

植物比较基因组学的研究进展

评述植物比较基因组学最新的发展及应用状况。     

马尾松树皮提取物预防apoE基因敲除小鼠肝脏脂肪变性

目的探究马尾松树皮提取物(Pinus massoniana bark extract, PMBE)对载脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠肝脏脂肪变性的影响。方法给8只ApoE KO雄性小鼠每天口服PMBE(30 mg/kg)2周,然后喂养高胆固醇及高脂饮食8周后,与普通饮食(NC)组及高脂饮食(HCD)组进行对比,取各组小鼠肝脏组织进行油红染色及Real-time PCR试验,检测脂质代谢相关基因的表达。结果经PMBE治疗后的小鼠肝细胞中脂质沉积减少,肝脏脂质含量减低;随后检测脂质代谢相关基因,发现PMBE通过减少脂质合成和增加脂解作用显著抑制了肝脏脂肪的蓄积。结论 PMBE可以预防肝脏脂肪变性的发生和发展。     

玉米比较基因组学研究进展

玉米是世界上重要的粮食作物 ,长期以来一直是遗传学、分子生物学和基因组学研究的重点对象。近十多年来 ,涉及到玉米的基因组学研究取得了很大进展。不仅在利用比较遗传作图方法方面发现玉米和其它植物 (尤其是禾谷类作物 )的基因组存在广泛的共线性 ,在较小的DNA区域上也发现存在微共线性。尽管还存在一些共线性的例外情形 ,进一步的比较基因组学研究将深入阐明玉米基因组的结构和进化 ,并把这些研究成果应用于基因发掘中。