amiRNA分子设计及其离体合成策略

详细介绍了基于WMD3 (Web MicroRNA Designer 3) 软件平台的amiRNA (artificial microRNA)分子自动设计方法及其离体合成策略。应用网络在线设计时,只需输入目的基因靶序列相关信息后便可获得候选amiRNA。根据选定的最佳amiRNA,可得到四条含有amiRNA以及载体中miRNA 两侧序列的寡聚核苷酸序列。重叠延伸PCR合成策略可以以这四条序列以及根据质粒模板设计的A、B两段序列作为引物,扩增出目标amiRNA。同样尿嘧啶切除的策略也可合成amiRNA,但这些引物序列需做适当调整变动。此外,本文还介绍了基于特异引物退火的amiRNA合成策略,该策略可保证amiRNA分子能够一步PCR合成,合成后的amiRNA表达盒可通过合适的限制性位点被克隆至目的载体中的相应位点。可以预见,这种amiRNA分子设计的科学性与合成策略的精确性将会使amiRNAi技术在生物基因功能分析中发挥更加重要的作用,对生命科学研究产生深远的影响。     

毛白杨真菌胁迫下miRNA靶基因预测和生物信息分析

目前,关于杨树在真菌胁迫下其mi RNAs对基因的调控作用研究较少。准确快速地预测并鉴定mi RNA靶基因,对揭示真菌胁迫下mi RNAs在基因调控中的作用至关重要。该文根据mi RNA的进化保守性,通过靶基因预测软件ps RNATarget,以已知的毛果杨mi RNAs为探针,与毛白杨真菌胁迫下转录组的基因序列比对,找到其中347个mi RNAs的772个靶基因,分别编码与植物激素信号传导、植物病原互作、谷胱甘肽代谢等与植物抗病密切相关的蛋白。mi R393通过转录后水平作用于靶基因,调节生长素信号以响应多种外界刺激。该研究发现了mi R393的11个靶基因,主要参与生长素介导的信号通路;其中6个靶基因(SD1-13、CYP83B1、AFB2、TIR1、AFB3和PSBR)存在差异表达,这些基因是研究mi R393的生物学功能的关键候选基因。     

amiRNAi-实现高效稳定的特异基因沉默新方法

RNA干扰技术(RNA interference,RNAi)是实现基因沉默的有效工具。近年来,随着分子生物学与生物技术的快速发展,在RNAi基础上又发展出另一种特异性更高的基因沉默技术—amiRNAi (artificial microRNA interference)。amiRNAs是一类由内源miRNA前体生成的长21个核苷酸的人工小RNA分子,它能在不影响其他基因表达的情况下特异地介导单个或多个靶基因高效稳定沉默。与普通的RNAi相比,amiRNAi具有特异性高、稳定性强和沉默效应可预见等优点。因而amiRNAi可能成为基因功能分析的最有效工具之一,同时amiRNAi对于基因负调控研究和应用而言前景广阔。着重介绍了amiRNAi技术的原理、优势及其潜在的应用价值。     

毛白杨蔗糖合酶基因PtSS2克隆与表达分析

为了解毛白杨蔗糖合酶(sucrose synthase,SS)基因功能和表达模式,以毛白杨茎段来源的cDNA为模板,根据毛果杨PtrSS2CDS序列信息设计特异引物,采用RT-PCR技术分离克隆了PtSS2基因。测序分析表明,PtSS2基因序列全长为2 412bp,编码803个氨基酸,蛋白大小为92.14kD,理论等电点6.00,属于酸性蛋白;氨基酸序列同源性分析表明,PtSS2与毛果杨PtrSS2和PtrSS1一致性分别高达100%和98.63%;结构域分析表明,PtSS2含有2个高度保守的功能域,即蔗糖合酶(5~552)和糖基化转移酶(554~744)功能域。qRT-PCR检测表明,PtSS2在毛白杨根、茎、叶、营养芽、雄雌花芽等各个组织中均有表达,但在营养芽和花芽中表达量较高,根部相对较低,总体呈组成型表达模式;在干旱胁迫下,PtSS2表达水平提升。研究结果推测,蔗糖合酶基因PtSS2在毛白杨各组织器官发育过程及干旱胁迫响应过程中具有重要功能。     

毛白杨PtFT1和PtFT2基因编码区克隆与表达模式分析

以毛白杨为材料,采用同源基因克隆法从毛白杨中分离了FT(FLOWERING LOCUS T)同源基因PtFT1和PtFT2编码区序列。测序结果表明PtFT1和PtFT2 编码区长度均为525bp,可编码174个氨基酸。蛋白序列比对发现这两个基因与拟南芥、葡萄等物种中FT同源基因所编码的氨基酸同源性达到75%以上, PtFT1 和 PtFT2 所推测的氨基酸序列包含FT类蛋白保守基序(LGRQTVYAPGWRQN)和两个关键性氨基酸残基Tyr84(Y),Gln139(Q)。系统进化分析进一步表明 PtFT1 和 PtFT2 属于FT亚家族成员。采用Real-time qRT-PCR技术检测 PtFT1 和 PtFT2 在各个组织部位中的表达模式,结果表明 PtFT1 和 PtFT2 在各个组织部位均有表达,但这两个基因的表达水平存在差异;两个基因在早期雌雄花芽(7月5日)表达量明显高于成熟雌雄花芽(翌年3月10日)表达量,进而推测在毛白杨中 PtFT1 和 PtFT2 的表达响应日照长短,长日照条件促进这两个基因的表达,它们可能在光周期调控的开花途径中促进花芽分化和开花发挥特定作用。这些研究对于阐明 PtFT1 和 PtFT2 在光周期开花调控途径中的作用机制具有重要意义,为进一步开展毛白杨开花调控基因工程研究奠定了工作基础。     

毛白杨PtSEP2基因启动子克隆和瞬时表达特性分析

利用PCR技术从毛白杨基因组DNA中扩增获得花器官发育相关的SEPALLATA2类似基因PtSEP25′侧翼约2.3kb的一段序列,经PlantCARE序列分析表明,该序列中含有启动子特征的保守序列及多种光应答元件,初步推测其为PtSEP2基因启动子.进一步以GUS为报告基因,构建了pPtSEP2 promoter::...     

GWAS研究大肠杆菌和金黄色葡萄球菌种间互作进化机制

【目的】通过实验室培养模拟自然环境微生物相互作用,进而找到影响细菌基因型和表型的基因。【方法】将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在实验室条件下进行单独培养和两两混合培养并连续转接,通过得到的数量表型与最大生长速率表型做全基因组关联分析(GWAS),对得到的与表型相关的SNP进行注释与分析。【结果】162个SNP位点影响到大肠杆菌原始菌株与共培养菌株的生长,36个SNP位点影响大肠杆菌菌株在单独培养和共同培养的生长。总共有85个SNP位点影响金黄色葡萄球菌的原始菌株与单独培养。其中5个基因在之前文献中已有报道。对影响不同时间点细菌数量变化形状的SNP位点进行功能注释,大肠杆菌中有706个与生长性能相关。金黄色葡萄球菌中,129个和不同的生长性能相关。大肠杆菌SNP位点的13个基因在之前的研究中已有报道。【结论】混合培养和单独培养都检测到与生长相关的显著基因,本研究表明了GWAS在研究细菌互作进化机制方面的潜力。     

多维功能作图在胡杨幼苗生长QTL的应用

功能作图框架能够表征复杂动态性状背后的数量性状位点(Quantitative trait locus, QTL)或核苷酸。此前,功能作图广泛应用于单个性状或两个性状的QTL定位当中,多个相关性状功能作图的研究相对匮乏。本研究通过对SAD(Structured antedependence)模型进一步推导,得到在多个性状时用于拟合时间相关协方差矩阵的结构化模型,并使用胡杨(Populus euphratica Oliv.)340个F₁代群体的4个生长相关性状以及模拟实验对多维功能作图模型进行测试。结果显示,共定位出173个显著位点,分布于除4、9、10、15、16以外的染色体。功能注释涉及参与叶绿体早期发育、生长素横向运输、提高植物非生物胁迫耐受性以及作为跨膜运输系统开关等生物学过程的32个基因。     

毛白杨PtSEP3-1基因启动子的克隆分析及其表达载体构建

SEP(SEPALLATA)类基因属于花器官发育ABCDE模型中的E类基因,拟南芥中的研究表明该类基因可能具有控制花器官形态发育以及激活其它类型基因的功能,是一类花发育过程中的关键基因。因此,研究杨树SEP类基因启动子表达特性对于杨树的开花调控研究具有重要意义。本文根据毛白杨SEP3基因和毛果杨基因组序列设计引物,通过PCR获得了PtSEP3-1基因上游2000bp的序列。序列分析结果表明该序列具有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,还包含大量光响应元件ACE、Box I和Box4等,此外还有脱落酸响应元件ABRE,赤霉素响应元件GARE-motif以及胁迫响应元件HSE、TC-richrepeats等。进一步构建了一个以PtSEP3-1启动子驱动GUS基因的植物表达载体pPtSEP3-1protest,为该启动子的功能鉴定奠定了基础。     

植物单倍体技术及其应用的研究进展

该文较全面地综述了获得植物单倍体的相关途径及其在基础科学研究和植物育种方面的重要应用,着重介绍了一种基于着丝粒改造的染色体消除法诱导单倍体的策略及植物单倍体在基因组学研究中潜在的应用价值,旨在促进植物单倍体技术的完善并开拓其应用领域。