水稻水溶性环氧化合物水解酶的生物信息学分析

水溶性环氧化合物水解酶（Soluble Epoxide Hydrolase,SEH）是一组催化环氧化合物水解为相应邻位二醇的酶类,在哺乳动物、植物、昆虫和微生物体内广泛存在。通过BLAST对水稻基因组的蛋白质数据库进行搜索,获得10个水溶性环氧化物水解酶（Soluble Epoxide Hydrolase SEH）sEH蛋白的同源序列。经分析发现这些基因在水稻不同胁迫处理下各个部位都有所表达,而且不同成员之间的表达模式存在较大的差异。水稻sEH蛋白主要参与角质层形成,应激反应,以及病原防御等生理过程,特别在脱毒过程中扮演着重要的角色。对蛋白质多序列联配和三级结构预测结果表明：水溶性环氧化合物水解酶的核心结构域由3个催化残基Asp、His和Asp形成三位一体的催化活性构象。这类基因的表达受抗逆环境诱导,其功能与抗逆性有关,为基因工程抗逆育种提供了参考。     

水稻高秆隐性恢复系(eR系)的特征特性及其在育种上的应用

高秆隐性恢复系(eR系)同原恢复系(R系)相比,分蘖力下降、生育期缩短,株高、穗颈、叶片长、倒一节间和倒二节间都显增长,使得eR系在制种时不必施用赤霉素。利用eR系组配的e-杂交稻同其不舍eui基因的原杂交稻相比,只有一个eui隐性单基因的差异,使e-杂交稻的株叶形态和构成产量因素同原杂交稻十分相似,且具有千粒重增大以及植株速生、快长、早熟等特点,使利用eR系组配的e-杂交稻具有一定增产潜力。     

甘薯草甘膦抗性基因EPSPS克隆和序列分析

EPSPS基因编码5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶,该酶是芳香族氨基酸合成的关键酶,该基因在细菌、真菌、藻类和植物中被广泛克隆和研究。EPSPS酶是草甘膦除草剂的靶点酶,过量表达EPSPS基因可以提高作物的草甘膦抗性。该研究根据甘薯基因组数据库设计引物,以‘广薯87’为材料提取RNA,通过RT-PCR方法扩增甘薯IbEPSPS基因,测序后进行生物信息学分析和表达分析。结果表明:(1)成功克隆获得甘薯IbEPSPS基因,该基因全长CDS为1569 bp,编码522个氨基酸,其中在第98~113、173~183位氨基酸序列具有2个EPSPS的保守结构域。(2)系统进化树分析结果表明,甘薯IbEPSPS基因与三裂叶薯(Ipomoea triloba)、打碗花(Calystegia hederacea)、田旋花(Convolvulus arvensis)和牵牛(Ipomoea nil)聚在一类,其中与三裂叶薯的亲缘关系最近。(3)实时荧光定量PCR分析结果表明,甘薯IbEPSPS基因在茎、叶和茎尖表达量较高,同时受到草甘膦胁迫后IbEPSPS基因表达量提高。该研究结果为进一步探讨甘薯IbEPSPS基因的功能及甘薯对草甘膦的耐药性机制奠定了基础。     

甘薯细胞色素P450单加氧酶基因IbCYP714E1和IbCYP714E2的鉴定及表达分析

CYP714基因在植物赤霉素合成与代谢过程中发挥着重要作用。该研究从甘薯基因组中鉴定出2个CYP714基因,对基因的结构和编码蛋白质的理化性质等进行了生物信息学分析,并利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析基因在不同组织和非生物胁迫条件下的表达特征,为解析甘薯CYP714基因的生物学功能提供帮助。结果表明:(1)2个基因为分别编码518个和521个氨基酸的碱性亲水蛋白,被亚细胞定位于细胞质中;(2)2个蛋白质均含有CYP714蛋白亚家族的3个特征结构域,与毛白杨的PtCYP714E2、PtCYP714E4和PtCYP714E5蛋白聚为一类,分别定名为IbCYP714E1和IbCYP714E2;(3)荧光定量PCR分析显示,IbCYP714E1和IbCYP714E2基因的表达部位存在一定差异,IbCYP714E1在柴根、初生根和叶片中表达量较高,而IbCYP714E2基因只在柴根和花上表达量较高,在盐和干旱胁迫下,IbCYP714E1基因表达量均增加,而IbCYP714E2基因只在盐胁迫条件下表达量增加。IbCYP714E1和IbCYP714E2基因可能参与赤霉素的降解和对非生物胁迫的应答。     

大戟属植物亲缘关系的ISSR分析

利用ISSR标记对9种大戟属植物的亲缘关系进行了分析.结果表明:筛选出的24条ISSR引物共扩增251条带,其中多态性条带248条,多态率为98.8%.9种大戟属材料的遗传相似系数在0.51～0.69之间,平均为0.62.利用UPGMA法将9种大戟属植物分别聚为3个类群,第一类群包含地锦亚属与一品红亚属的5个种及大戟亚属的绿玉树,第二、第三类群分别包含大戟亚属中的3个种.ISSR标记获得的聚类结果与根据形态特征获得的分类结果有很大的差异.     

甘薯油菜素内酯应答基因的克隆和表达分析

为了解甘薯油菜素内酯(brassinosteroids,简称BR)应答基因BES1的功能及其在甘薯不同组织的表达特性,该研究利用甘薯(Ipomoea batatas L.)基因组数据库,筛选保守性较好的BES1基因序列设计引物,以甘薯品种‘广薯87’为模板进行PCR扩增,克隆出甘薯BES1基因(GenBank登录号为MH448304)。该基因长度为2 256 bp,编码322个氨基酸。系统进化树分析结果表明,BES1与番茄、芝麻的亲缘关系最近,其氨基酸序列具有高度保守的N末端结构域和PEST结构域。qRT-PCR分析表明,BES1基因在甘薯膨大期的块根表达量最高,而且受油菜素内酯的诱导表达,油菜素内酯浓度为10μmol/L时表达量最高。该结果为进一步研究甘薯BES1基因的功能奠定了基础,对甘薯的遗传改良与抗逆品种选育具有一定的参考价值。