表观遗传学研究进展

表观遗传学是在基因组DNA序列不发生变化的条件下,基因表达发生的改变也是可以遗传的,导致可遗传的表现型变化。表观遗传学主要包括DNA甲基化作用、组蛋白修饰作用、染色质重塑、遗传印记、随机染色体(X)失活及RNA世界等。与表观遗传学相关的疾病主要有肿瘤、心血管病、精神病和自身免疫系统性病等。现就表观遗传学与疾病进行综述。     

植物叶绿素缺失突变体分子机制研究进展

植物叶绿素缺失突变体在自然界中广泛存在,是研究叶绿素形成和叶绿体发育等代谢途径的良好材料.该文主要从分子层面上阐述了叶绿素缺失突变体产生的原因,如叶绿素合成受阻、叶绿体光合蛋白合成或输入受阻、叶绿体RNA转录物未被编辑、过量光损伤和卟啉循环各物质之间的相互抑制,并归纳了近年来鉴定出来的一些叶绿素缺失突变基因,简要介绍了叶绿素和叶绿体之间的关系以及叶绿素缺失突变体的应用.     

Class Ⅲ过氧化物酶在植物中的作用及其研究进展

过氧化物酶广泛存在于各种有机体中,根据其结构和功能可分为不同的类型,其中ClassⅢ过氧化物酶是植物体内特有的一个多基因家族.ClassⅢ过氧化物酶的功能多样,能够参与生长素的代谢、细胞壁的延伸和加厚、活性氧和活性氮的代谢以及植物的抗病作用等各种生理活动.目前对ClassⅢ过氧化物酶的940个物种中的6 000条序列都已经进行了注释,包括其存在的物种、组织类型以及细胞中的定位等.该文对国内外近年来有关ClassⅢ过氧化物酶的结构特征及其在植物体内的功能等进行综述.     

陆地棉叶绿体铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆与表达

以陆地棉‘CRI36＇的叶片为材料,使用RACE技术克隆到了棉花叶绿体Cu/Zn-SOD酶基因。基因序列全长共1 043 bp,含有完整的开放阅读框。推导的氨基酸序列分析显示含有叶绿体信号肽,和已知植物的叶绿体Cu/Zn-SOD酶蛋白的氨基酸残基的同源性在66%～74%之间。基因的表达谱分析显示：棉花叶绿体Cu/Zn-SOD酶基因主要在叶片、茎中表达,根、花和下胚轴中没有检测到信号,即基因的表达主要在棉花的绿色组织。不同生育期的表达谱结果证实：该基因主要在苗期表达,以后表达逐渐减少。用pET-21a（＋）构建了原核表达载体,在大肠杆菌BL21（DE3）的表达结果显示：表达后得到一个29.0 kD的新蛋白,其分子量与预期目标一致。对SOD酶活性的分析证实,重组菌的酶活性显著增加,证明克隆的基因具有活性。     

棉花叶片衰老过程中激素和膜脂过氧化的关系

以陆地棉品种辽棉9号的去根幼苗为材料,对其进行暗诱导衰老培养.在培养液中分别加入6-BA、ABA、GSH、H2O2、CaCl2、A23187 和A23187 CaCl2,测定在不同培养条件下棉花去根幼苗叶片内源激素、SOD酶活性和MDA含量的变化.结果表明:棉花叶片衰老表现为细胞分裂素含量的下降和ABA含量的上升.6-BA、GSH和钙离子均延缓叶片的衰老,ABA和H2O2促进叶片的衰老.     

基于SSR标记的陆地棉早熟相关种质遗传多样性分析

丰富的遗传变异对于提高作物的环境适应性和遗传改良进度至关重要。为了解我国早熟陆地棉种质资源遗传多样性,本研究利用136对SSR引物对186份陆地棉材料(96份早熟陆地棉材料和90份中、晚熟陆地棉材料)进行了遗传多样性分析,共检测到等位基因变异355个,平均2.61个。在早熟棉材料中,有134对多态性SSR引物扩增出341个条带,平均2.54个;中、晚熟材料中有133对多态性SSR引物,扩增出345个条带,平均2.59个。早熟棉材料的位点多态性信息含量(PIC)、有效等位基因数(Ne)、基因型多样性(H')分别为0.684、3.994和1.361;中、晚熟棉材料的PIC、Ne、H'分别为0.668、3.852和1.343。早熟棉材料和中、晚熟棉材料的Jaccard相似性系数分别在0.349~0.935和0.270~0.907之间,平均为0.635、0.666。遗传相似性系数总体平均值接近,但早熟棉变化范围较中、晚熟棉小。用类平均法(UPGMA)进行聚类可将186份材料分成2个类群。总体上来看,供试材料遗传相似性系数较高,说明我国陆地棉早熟相关种质遗传基础狭窄。本研究结果为早熟棉育种亲本选配,早熟棉种质创新提供依据。     

棉花大田植株叶柄组织培养体系的建立

以早熟棉花品种'中棉所24'为材料,通过对大田棉花植株叶柄灭菌条件、叶柄愈伤组织诱导与分化、胚状体的萌发及植株再生所需的培养基等进行研究,以建立棉花大田植株叶柄组织培养体系.结果表明:棉花植株叶柄经0.1%HgCl2灭菌4～5 min后,横切成0.8 cm左右的小段,在MSB+0.05 mg·L-1IAA+0.05 mg·L-1KT+0.05 mg·L-12,4-D+25 g·L-1葡萄糖+2 g·L-1Gel(pH 5.8)培养基上培养,易获得分化的愈伤组织;愈伤组织在添加有KT/IAA(MSB+0.08 mg·L-1IAA+0.08 mg·L-1KT+25 g·L-1葡萄糖+2 g·L-1Gel,pH6.5)或ZT/IBA(MSB+0.1 mg·L-1ZT+0.1 mg·L-1IBA+25 g·L-1葡萄糖+2 g·L-1Gel,pH 6.5)的分化培养基中,均可以获得胚性愈伤组织.胚性愈伤组织在MSB+0.05 mg·L-16-BA+0.05 mg·L-1IAA+25 g·L-1蔗糖+2 g·L-1Gel(pH 6.5)培养基上,形成胚状体、生长发育成再生植株.     

国产转基因棉花研发及产业化

棉花在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位。它涉及1亿棉农的重要经济来源，1900万名纺织及相关行业工人的就业问题等。但是．20世纪90年代以来，棉铃虫危害猖獗．每年给国家造成几十亿甚至上百亿元的经济损失。据统计，1992年棉铃虫特大爆发，棉农为防治棉铃虫喷施农药中毒事件就有10万多例。面对严峻的生产形势，我国转基因抗虫棉的研究在科技部国家“863”计划、     

棉花MADS-box蛋白基因(GhMADS-13)的克隆和表达分析

一组具有MADS-box结构域的转录因子在控制花器官的诱导与发育中起着重要作,以中棉所36(CCRI)均一化全长cDNA文库为基础,结合EST测序分析,分离获得一个棉花的MADS-box基因全长cDNA.该基因cDNA全长1 079 bp,包含一个732 bp的完整的开放阅读框,编码234个氨基酸,具有典型的MADS-box结构域和完整的K区,命名为GhMADS-13(GenBank:FJ409870).与拟南芥、葡萄等植物的AGL6类基因具有高度的同源性.实时定量RT-PCR分析表明,GhMADS-13在CCR136的花器官发育中早期表达量逐步增加,后期有下降趋势.推测GhMADS-13可能在开花诱导和花器官发育过程中起着重要作用.     

陆地棉超氧化物歧化酶基因的克隆与烟草转化

以陆地棉‘中棉所36’和烟草‘NC89’为材料,采用RT-PCR方法,从陆地棉中克隆到了Cu/Zn-SOD的cD-NA编码区,经植物表达载体pBI-SOD,导入根癌农杆菌LBA4404,对烟草叶片进行遗传转化,经卡那霉素筛选,获得正确的Cu/Zn-SOD的cDNA编码区,构建了转基因载体,并成功地获得2株转基因烟草;经PCR、Southern blotting和SOD酶活性等检测,证明Cu/Zn-SOD基因已经整合到烟草的基因组并表达。本试验结果为转基因棉花的进一步研究奠定了基础。