植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子生物学研究进展

植物细胞质雄性不育（CMS）和恢复系统在作物杂交种子生产中具有重要的意义。综述了目前已发现的与植物CMS相关的线粒体DNA位点，育性恢复基因对CMS相关DNA位点表达的影响，育性恢复基因的分子标记定位、克隆，及育性恢复分子机理等方面的研究进展，并讨论了恢复基因在植物分子育种上的应用。     

大豆两个C2H2型转录因子基因序列特征及表达分析

干旱气候已严重影响需水作物大豆的产量,而植物中C2H2型转录因子在应答非生物逆境中起到重要作用,因此充分挖掘优异抗旱大豆种质的基因资源及功能研究,为利用基因工程手段获得抗旱大豆种质奠定理论基础。本研究从大豆叶片中克隆到2个基因,分别命名为GmZAT9-like和GmZAT5-like。序列特征分析表明二者都属于C2H2型转录因子,均包含典型双锌指结构域和EAR保守基序,且氨基酸同源性低于其他物种同源基因。分子进化树分析表明,2个基因分别与拟南芥AtZAT9和ATZAT5基因划分为一类。基于荧光实时定量PCR技术检测到2个基因分别在叶片和根部组织特异性表达。通过半定量RT-PCR和荧光定量PCR分析大豆幼苗在PEG、SA、ABA、NaCl和4℃胁迫处理条件下2个基因的表达模式。结果表明,在PEG和SA胁迫条件下,叶片中GmZAT9-like基因表达在处理后期有升高趋势,而根部GmZAT5-like基因在处理早期受到诱导表达;ABA胁迫条件下,2个基因均在处理初期呈现表达升高趋势而后下降;盐和冷胁迫条件下,叶片中GmZAT9-like基因表达受到抑制,而根部GmZAT5-like基因表达在冷胁迫处理初期呈现升高趋势。因此推测这两个基因与大豆非生物胁迫响应相关。     

30个枣树种质资源遗传多样性的ISSR分析

取30个枣树品种进行ISSR分子标记分析,其扩增条带分别进行琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,以期获得不同产地品种之间的遗传多态性。从100条选择扩增的ISSR引物中筛选出17条扩增清晰、重复性和稳定性好的引物,选取其中8条扩增条带多态性强的引物进行遗传聚类分析。结果表明：（1）1％琼脂糖凝胶电泳和5％聚丙烯酰胺凝胶电泳检测扩增总条带数分别为72和127条,其中多态性条带分别为51条和113条,多态性条带比率（PPB）分别为70．8％和88．9％。（2）基于UPGMA软件对30个品种的遗传差异性分析表明,8个ISSR引物可以将枣树品种之间遗传差异明显区分开来。两种电泳检测方法相比较,聚丙烯酰胺凝胶电泳检测可获得较为精细的枣树品种间遗传图谱。其遗传相似系数范围在0．56～1．00之间,以0．62为最低遗传相似系数,可将30个枣树品种分成3个大类,6个亚类,为进一步研究枣树品种间分类、起源进化关系和分子辅助育种奠定基础。     

利用荧光指示分子IeGFP比较vip3A和cry1Ia基因启动子活性

苏云金芽孢杆菌（Bt）的Vip3A和Cry1Ia蛋白质序列无同源性,但具有其他相似的特征,例如在孢子形成早期合成,然后跨膜转运至胞外。本研究以新型融合荧光蛋白IeGFP为报告分子,比较vip3A（Pv）和cry1Ia基因（Pi）启动子的调控模式和活性。结果表明,在大肠杆菌中,两者均为组成型启动子。通过荧光信号强度的比较发现,在大肠杆菌中,Pi活性显著强于乳糖操纵子调节基因启动子（PlacI, P<0.01）,但比PlacI增强型突变体（PlacIq, P<0.01）和cry1Ac基因启动子（Pac, P<0.01）弱。在3个Bt启动子中,Pv活性最弱,接菌12 h后,与PlacI接近（P>0.05）。在Bt菌株中,Pv对IeGFP的表达调控与之前报道的Pi相似。启动子的Shine-Dalgarno（SD）序列与目的基因起始密码子（AUG）之间的间隔区域在调节细菌的蛋白质翻译效率方面发挥重要作用。本研究中构建的大部分Pv与Iegfp基因的间隔区域突变,均导致相应大肠杆菌和Bt细胞的荧光强度显著降低（P<0.05）,说明融合荧光蛋白IeGFP具有较好的灵敏度。该研究不仅确定了2种启动子在Bt和大肠杆菌中的活性,而且验证了IeGFP指示弱启动子活性的可行性。     

优化的反向PCR结合TAIL-PCR法克隆棉花线粒体atpA双拷贝基因及其侧翼序列

双拷贝基因及其侧翼序列的克隆是分子生物学中的一个难点。将优化的反向PCR(Inverse PCR,iPCR)与TAIL-PCR相结合,有效地克隆双拷贝基因及其侧翼序列。先用Southern blotting方法确定一种能获得合适长度片段的限制性内切酶,然后用优化的iPCR方法对该酶切产物进行自连和扩增,将2个拷贝的侧翼序列区分开。根据iPCR结果,进一步用TAIL-PCR扩增更远侧翼的序列。利用这套方法,获得了棉花可育胞质和不育胞质线粒体双拷贝atpA基因的所有EcoR I限制片段(2.2～5.1 kb)和HindⅢ限制片段(8.5～11.7 kb),克隆到2个拷贝各自的侧翼序列。研究结果说明,优化的iPCR与TAIL-PCR相结合是克隆双拷贝基因及其侧翼序列的一种高效方法。     

稀土元素( RENO3)对马哈利樱桃组培苗生长的影响

以马哈利樱桃茎段为实验材料,研究不同浓度硝酸稀土( RENO3)对其组培苗生长发育及生理作用的影响,结果表明:在马哈利樱桃茎段培养的分化培养基上添加不同浓度的RENO3(5 mg/L～20 mg/L),有利于芽分化和组培苗的生长,提高叶片中超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)活性及叶绿素含量;其中RENO3浓...     

梨果实愈伤组织褐腐病菌侵染过程cDNA-SRAP差异分析

梨果实褐腐病危害果实,可造成果实运输和储藏过程中严重的经济损失。本研究构建了褐腐病菌侵染梨果实愈伤组织离体系统,对梨褐腐病菌侵染其果实愈伤组织不同时期进行细胞学观察分析,基于cDNA-SRAP技术,分析该过程中差异基因表达,以期分离克隆与梨果实抗病反应过程相关的防卫基因。结果表明：与未侵染的梨果实愈伤组织相比,侵染12～60h过程中梨果实褐腐病菌从表面逐渐深入到内部细胞;30个SRAP引物组合共扩增出457条带,其中差异回收条带数为16条,差异比率为3.5%。最终获得5条差异基因表达条带。核酸序列同源性分析表明,其中1条差异基因片段未搜索到任何同源蛋白,2条差异基因片段经序列比对,序列相似度一致,与苹果属的肉桂醇乙酰脱氢酶（CAD）同源性为96%;其他2条差异基因片段分别与DNA结合蛋白（DBP）和寡肽转运蛋白（OPT）基因序列同源,其同源性为85%和78%,因此暂将这3个基因命名为PbCAD、PbDBP和PbOPT。荧光定量PCR结果表明,PbCAD基因在褐腐病菌侵染梨果实愈伤组织12和24h时相对表达量最高,为对照的2.94和2.66倍;PbOPT基因在褐腐病菌侵染梨果实愈伤组织12～36h时相对表达量明显升高,为对照的2.17～2.46倍,而其他时期表达量均与对照接近;PbDBP基因表达量在整个侵染时期均与对照接近。因此我们推测PbCAD和PbOPT基因可能为梨褐腐病菌侵染梨果实愈伤组织响应的相关防卫基因。     

苦荞突变体库构建与突变体中芦丁合成相关基因表达分析

苦荞是重要的小杂粮作物之一,营养物质丰富,是天然芦丁的重要来源。突破苦荞育种难题,创制苦荞新种质是目前研究的重要方面。本试验利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建了黑丰1号苦荞突变体库,明确了当EMS浓度为1.2%时,诱变效果较好。通过对M1突变株表型观察统计,共获得叶色、叶型、株型、粒型变异单株102株,突变率为3.85%;高效液相色谱技术(HPLC)测定1000株M3材料,获得高芦丁含量突变株系2个和低芦丁突变体株系5个;qRT-PCR对芦丁含量突变体株系中芦丁代谢关键酶基因(CHS、F3H、4CL、FLS、UFGT)进行表达量分析,发现不同株系中上述基因的表达量与芦丁含量相关性不明显,但个别基因如FtFLS基因表达量在高芦丁含量突变体中达到对照的4.55倍。通过突变体的筛选丰富了苦荞基因资源,创新了苦荞新种质,也为苦荞芦丁代谢的分子基础研究提供了材料保证与技术支持。