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。     

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.     

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。     

盛花期抗虫杂交棉及其亲本叶片基因表达差异与杂种优势

采用DDRT-PCR技术,以棉花盛花期项尖叶片cDNA为材料,对上海生物工程公司合成的专用于基因差异显示分析的3个锚定引物和全套26个随机引物进行筛选,最后选择了15个扩增差异带丰富的随机引物。采用3个锚定引物和这15个随机引物组成的45对引物组合对24个抗虫棉杂交组合及其10亲本盛花期叶片cDNA进行扩增和差显,2次扩增重复率达70．1％,表明在扩增过程中存在较高的假阳性,通过重复PCR扩增,统计稳定扩增的条带,可减少假阳性干扰。根据基因表达方式,将其划分5种模式：MI为双亲表达沉默,双亲出现条带而杂种没有条带;M2为单亲表达沉默,带仅出现在亲本之一,包括仅母本有带而父本和杂种无带和仅父本有带而母本和杂种无带2种表达方式：M3为杂种特异表达,带仅出现在杂种,双亲无带;M4为单亲表达一致,带在双亲之一和杂种中出现,而在另一亲本中不出现,包括母本、杂种中有带而父本无带和父本、杂种中有带而母本无带2种方式;M5为基因表达一致,带在双亲和杂种中均出现。差显表达模式比例与产量性状和杂种优势分析表明：M4与所有产量性状均呈正相关,并且与单位面积铃数相关达显著水平,其他各种模式与杂种产量性状表型值均未达到显著水平;M2与单位面积铃数杂种优势呈显著负相关,M3与皮棉产量杂种优势呈显著正相关。上述结果表明,盛花期叶片中的基因显性表达和杂种特异表达有利于产量形成和杂种优势发挥。     

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.     

拟南芥核苷糖转换相关基因研究进展

核苷糖是植物细胞壁多聚糖合成时的活化底物.综述了近年来拟南芥核苷糖转换相关基因的克隆及功能分析等方面的研究进展.使人们能够深入认识核苷糖转换酶在植物生长发育中的重要作用,并且为人工改造植物细胞壁提供了理论依据.然而,对核苷糖转换酶的转录调控和代谢调节等方面研究还有待加强.     

功能型分子标记(ISAP)的开发及评价

分子标记在图谱构建, QTL分析, 基因定位以及标记辅助育种中起着越来越重要的作用。研究者都期望一个分子标记位点代表一个特定的基因, 甚至与某种性状联系起来, 这样, 通过对某个分子标记的筛选即能对性状进行筛选, 此即功能型分子标记。而目前广泛使用的基于PCR基础的分子标记如RAPD、SSR、AFLP等或是扩增非编码区域, 或是随机在基因组中扩增, 得到的位点一般与目标性状基因距离较远,这使得分子标记在应用上与其目标有一定的偏差。研究建立了一种基于基因中内含子序列的功能型分子标记, 试图使标记位点与基因序列联系起来以达到其功能型的目的。它利用内含子剪接位置的保守一致序列作为其引物的核心序列,其上下游引物均为18 bp, 上下游引物间通过组合配对的方式作为扩增的引物对, 对真核生物的基因序列进行扩增。为了验证ISAP的功能性, 研究设计了17条引物(9条上游引物, 8条下游引物, 共计72个引物组合)对棉花F2群体进行扩增并构建遗传连锁图谱, 其中67个显示了多态性, 共得到212个位点。我们用此212个位点连同164个SRAP位点构建了一张包含276个位点的遗传连锁图谱, ISAP标记在整个连锁群中分布比较均匀,部分区域呈现标记高饱和现象, 可能为编码序列富集区。另外对20个片段进行测序的结果表明, 85％的序列显示了与已公布EST序列的同源性, 说明扩增是跨越了外显子进行的, 得到的序列与表达序列紧密连锁。结果显示, ISAP标记是简单, 可靠, 具有较高多态性, 并且扩增基因区域的一种功能型分子标记。同时, 还使用ISAP标记对其他植物进行了扩增, 取得了良好的效果。     

雷蒙德氏棉和亚洲棉基因组数据中LPAAT基因家族的发掘及其同源基因在陆地棉材料中的表达分析

溶血磷脂酸酰基转移酶(Lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAAT)是油脂合成途径中的一个关键酶,能催化溶血磷脂酸转变为磷脂酸。本研究从雷蒙德氏棉(G. raimondii, D5)和亚洲棉(G. arboreum, A2)的基因组数据中得到17个LPAAT基因家族成员。利用生物信息学方法对二倍体棉花LPAAT基因进行基因结构、染色体分布以及系统进化分析。结果表明,LPAAT基因家族根据亲缘关系的远近可以分为不同的亚家族,各亚家族中LPAAT基因具有相似的基因结构;LPAAT家族基因编码的氨基酸序列具有3个保守基序,其中包括ΦFPEGTR-G结合位点和Φ-NHQS-ΦDΦΦ催化位点;通过对不同物种的LPAAT基因家族进行系统进化分析可知,不同物种中的LPAAT在进化中存在较大差异。基于陆地棉(G. hirsutum)不同发育时期的胚珠RNA-seq数据库和qRT-PCR表达分析,发现LPAAT基因可能对脂肪积累起到积极作用。本研究结果有助于了解棉属植物LPAAT基因家族的功能,以期从中选取较好的LPAAT基因进行进一步功能验证。     

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、