植物凝集素类受体蛋白激酶研究进展

自然界中植物的生长发育受到各种环境变化的影响。为了响应外界各种环境条件,植物演化出一系列识别和传递环境信号的蛋白分子,其中比较典型的是植物细胞质膜上的类受体蛋白激酶(RLKs)。凝集素类受体蛋白激酶(LecRLKs)是类受体蛋白激酶家族中的一个亚族,它主要包含3个结构域:细胞外凝集素结构域、跨膜结构域和细胞内激酶结构域。根据细胞外凝集素结构域的不同,LecRLKs可分为3种不同类型:L、G和C型。近年来,研究表明LecRLKs在植物生物/非生物胁迫和发育调控中发挥非常重要的作用。该文综述了植物凝集素类受体蛋白激酶的研究历史、结构特点、分类以及生物学功能,并重点阐述凝集素类受体蛋白激酶在植物生物/非生物胁迫响应和调控发育方面的功能。对不同类型和不同功能的植物凝集素类受体蛋白激酶进行阐述将有利于对该类蛋白开展功能研究,并为作物改良提供有益借鉴。     

花生MYB转录因子的鉴定与生物信息学分析

MYB转录因子是植物中重要的基因家族之一,参与多种生物学功能的调控。目前对花生(Arachis hypogaea)MYB转录因子家族的功能仍知之甚少,对花生中MYB转录因子的鉴定及生物信息学分析具有重要的意义。本研究在栽培花生中共鉴定出MYB转录因子443个,包括219个1R-MYB、209个2R-MYB、12个3R-MYB以及3个4R-MYB,它们不均匀地分布在20条染色体上,大多集中于染色体末端;MYB结构域分析表明,R2结构包含3个极度保守的色氨酸残基,R1第三个保守色氨酸、R3结构域第一个保守色氨酸分别被其它疏水氨基酸替代;系统发育树显示,大多数聚类在相近分支中的MYB转录因子在对应染色体上的分布位置相近。鉴定到的AhMYB部分同源基因对共有170对,其中有72对在至少一个组织中表现出表达偏向性;功能富集分析显示,偏向性基因对、非偏向性基因对、无配对基因对在功能上有一定的差异。栽培花生基因组中的AhMYB基因在转录水平上表达模式各异,但其蛋白具有一定的进化保守性和结构多样性,显示出在花生演化过程中,MYB家族成员存在大量的功能异化。本研究为后续探究AhMYB基因功能奠定了基础。     

构建基于杆状病毒的BV-T7杂合表达体系及利用其在哺乳动物和禽类细胞中表达eGFP基因

【目的】研究重组杆状病毒BV-T7杂合表达体系能否有效转导禽类细胞并在禽类细胞中表达外源基因(eGFP),从而构建能在禽类细胞中高效稳定表达外源基因的重组杆状病毒表达系统。【方法】本研究利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统,结合T7表达系统,通过对eGFP表达水平的调控来把握噬菌体T7 RNA聚合酶(T7 RNAP)的功能。利用两支重组杆状病毒,pFastBac-CMV-T7 RNAP重组杆状病毒为哺乳动物细胞启动子CMV调控的噬菌体T7 RNA聚合酶的cDNA;pFB-T7pro-IRES-GFP-T7ter重组杆状病毒为T7启动子控制的eGFP报告基因。将两支重组杆状病毒共同侵染哺乳动物OL(oligodendrocyte)细胞、鸡胚成纤维细胞和鸡胚骨骼肌细胞。【结果】两支重组杆状病毒利用T7启动子和T7 RNAP,在OL细胞、鸡胚成纤维细胞和鸡胚骨骼肌细胞中成功表达eGFP报告基因,而且未引起细胞病变,但在鸡胚原代细胞中eGFP的表达相对弱于在OL细胞中的表达。在OL细胞中重组杆状病毒对细胞的转导效率为59.5%,在鸡胚成纤维细胞和鸡胚骨骼肌细胞中转导效率分别为23.2%和33.1%。【结论】本研究构建的基于杆状病毒、T7RNA聚合酶、T7启动子(BV-T7)杂合表达体系能够在哺乳类细胞及禽类细胞中表达T7 RNAP,并利用T7RNAP继续高效而稳定地表达外源基因。这为难于体外操作的RNA病毒提供了有效的研究方法,并对新型基因工程疫苗的研制提供了一个高效而稳定的表达载体系统。     

利用改进的MutMap方法克隆水稻雄性不育基因

通过对籼稻黄华占EMS(甲磺酸乙酯)诱变,筛选得到一隐性核不育的水稻雄性不育突变体osms55,遗传分析表明该突变体为单基因控制的隐性核不育,采用高通量的Illumina Infinium iSelect SNP(50 K)芯片检测技术鉴定该突变体的遗传背景,确认该突变体的遗传背景与黄华占一致。文章利用改进的MutMap方法成功克隆该雄性不育基因,突变位点与突变表型的共分离分析表明LOC_Os02g40450(MER3)是控制osms55突变体雄性不育的基因,该基因的剪切识别位点发生变异后导致剪切异常,造成第5外显子缺失15个碱基,从而产生雄性不育。改进的MutMap方法无需精确组装的野生型基因组序列作对照,而是通过将定位群体中有突变表型植株的DNA pool和野生型植株DNA的重测序结果分别与日本晴参考基因组进行比对,然后再比较突变体和野生型的差异SNP来确定候选基因,该方法大大降低了野生型基因组测序和组装成本,进一步扩大了MutMap方法的应用范围。     

杂交水稻育种将迎来新时代

杂种优势是生物界一种普遍的现象,在许多作物中得到应用．杂交水稻自20世纪70年代开始在中国大规模种植,对于粮食生产具有举足轻重的作用．现有的“三系法”和“两系法”杂交育种技术对粮食增产贡献巨大,但它们的技术缺陷也非常明显．本文在总结已有杂交育种技术的操作流程及优缺点的基础上,阐述了利用智能不育杂交育种技术,实现隐性雄性核不育材料在杂交水稻中应用的技术流程．这种飞跃性技术的运用将推动杂交水稻的生产进入一个新的时代．     

水稻雄性不育突变体ms102的鉴定和基因定位

水稻(Oryza sativa)隐性核雄性不育突变体是第三代杂交水稻技术的核心。为了挖掘优质雄性不育突变体, 该研究通过筛选优质籼稻黄华占(HHZ)的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变突变体库, 获得1个雄性不育突变体ms102 (male sterility mutant 102)。该突变体营养生长正常, 但花药不开裂, 花粉败育。细胞学分析表明, 突变体花药绒毡层不能正常降解, 导致小孢子发育异常; 遗传分析表明, 该突变体的不育表型由1个已报道编码酰基转移酶的DPW2基因突变造成。研究获得了1个隐性核雄性不育突变体, 进一步证实了DPW2基因在水稻花药发育中的功能。