拟南芥不定芽发生早期的数字基因表达谱分析

目前,有关不定芽发生的研究主要集中在单基因的调控方面,缺乏转录组方面的系统研究.利用RNA-seq高通量测序技术在全基因组范围内检测了不定芽发生早期的基因表达谱,共检测到2457个差异表达基因.这些基因参与了激素代谢和信号转导、愈伤组织和侧根的形成、茎顶端分生组织的发育和光合作用等过程.进一步的途径富集分析表明,不定芽发生早期苯丙氨酸代谢和苯丙胺素合成等途径相关的基因显著富集.并且苯丙氨酸可以显著抑制不定芽的发生,暗示了苯丙氨酸代谢和苯丙胺素的合成可能在不定芽发生过程起着重要的作用.     

化学诱导激活型拟南芥突变体库的构建及分析

利用化学诱导激活XVE（LexA-VP16-ER）系统构建了一个包含40000余个独立转化株系的拟南芥突变体库,并对其中的18000余个株系进行了初步的遗传学和表型分析鉴定。卡那霉素抗性分离比表明,51．6％的株系为单位点插入株系,T-DNA插入的平均拷贝数为每株系1．38个。部分T1代和T2代植株表现出了可见的形态变异,包括下胚轴长度、根长度、植株大小和颜色、叶子颜色和形态、开花时间、种皮颜色及结实情况等对数个代表性突变株系表型及T—DNA插入位点侧翼序列进行了分析,结果表明突变体的表型是由于T—DNA的插入造成的,而且这些突变体中包括前人发现的AP2和AGAMOUS的等位基因。由于T-DNA标记或相邻的基因可被XVE系统诱导性的激活,或被T-DNA破坏导致功能缺失,该突变体库可以用于大规模筛选鉴定功能缺失性和功能获得性突变体。     

转基因植物生物安全标记基因

在大量转基因植物被推向市场的同时,人们对转基因植物对环境及人类健康等许多方面可能存在的风险感到担扰。标记基因的生物安全性成为人们普遍关注的问题之一。新的标记基因不仅要求能够对转基因植物进行筛选和鉴定,而且必须对环境和生物都是安全的。概述并评价了绿色荧光蛋白基因、核糖醇操纵子、6磷酸甘露糖异构酶基因、木糖异构酶基因以及谷氨酸1半醛转氨酶基因等生物安全标记基因及其最新研究进展 。     

利用荧光指示分子IeGFP比较vip3A和cry1Ia基因启动子活性

苏云金芽孢杆菌（Bt）的Vip3A和Cry1Ia蛋白质序列无同源性,但具有其他相似的特征,例如在孢子形成早期合成,然后跨膜转运至胞外。本研究以新型融合荧光蛋白IeGFP为报告分子,比较vip3A（Pv）和cry1Ia基因（Pi）启动子的调控模式和活性。结果表明,在大肠杆菌中,两者均为组成型启动子。通过荧光信号强度的比较发现,在大肠杆菌中,Pi活性显著强于乳糖操纵子调节基因启动子（PlacI, P<0.01）,但比PlacI增强型突变体（PlacIq, P<0.01）和cry1Ac基因启动子（Pac, P<0.01）弱。在3个Bt启动子中,Pv活性最弱,接菌12 h后,与PlacI接近（P>0.05）。在Bt菌株中,Pv对IeGFP的表达调控与之前报道的Pi相似。启动子的Shine-Dalgarno（SD）序列与目的基因起始密码子（AUG）之间的间隔区域在调节细菌的蛋白质翻译效率方面发挥重要作用。本研究中构建的大部分Pv与Iegfp基因的间隔区域突变,均导致相应大肠杆菌和Bt细胞的荧光强度显著降低（P<0.05）,说明融合荧光蛋白IeGFP具有较好的灵敏度。该研究不仅确定了2种启动子在Bt和大肠杆菌中的活性,而且验证了IeGFP指示弱启动子活性的可行性。     

植物体细胞胚胎发生的调控网络

植物体细胞胚胎发生是一个极其复杂而有序的过程,受到多种内外因素的影响与调控。其中基因的表达与调控是影响体细胞胚胎发生最重要和最根本的因素。这些基因包括PLANT GROWTH ACTIVATOR系列基因、LEAFYCOTYLEDON家族基因、BABY BOOM基因、SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR-LIKE KINASE基因和PICKLE基因等,它们相互作用构成了一个复杂的调控网络。以下结合作者对PLANT GROWTH ACTIVATOR 37等基因的研究,对这一调控网络进行了介绍,并探讨了未来体细胞胚胎发生的研究方向。     

基于RNA-Seq技术的连翘转录组组装与分析及SSR分子标记的开发

连翘既是传统的中药材,又是优良的城市绿化树种,具有重要的经济价值和生态价值.但是连翘基因资料非常匮乏,限制了其分子生物学和基因功能的研究.本研究以连翘根、茎、叶、花和果实等器官的混合样品作为材料,利用Illumina Hi SeqTM 2500测序平台对其进行转录组测序.共获得23164327条干净数据(clean reads),总碱基数为4678791021 bp.Clean reads经de novo组装后获得45112条unigenes.进一步利用五大公共数据库进行同源比对,注释了28699条unigenes.其中,473个基因参与了连翘次生物质的合成和代谢,包括81个与苯丙氨酸和苯丙烷代谢相关的基因.对这81个基因的分析表明,有4个基因编码苯丙氨酸脱氨酶,1个基因编码肉桂酸4-羟化酶,2个基因编码4-香豆酰:辅酶A连接酶.这3个酶催化了连翘中主要药用活性物质苯乙醇苷和木脂素前体肉桂酸衍生物的生物合成.此外,还发现了2个松脂醇-落叶松树脂醇还原酶和1个开环异落叶松脂醇脱氢酶编码基因,这2个酶是木脂素合成的关键酶.最后,分析了长度在1 kb以上的12721个unigenes的基因结构,检测到3199个SSR位点,并对其中40个位点进行了验证.本研究不仅为连翘基因克隆和分子生物学研究提供了丰富的基础数据信息,而且为连翘遗传多样性研究、指纹图谱构建和分子标记辅助选育奠定了分子基础.     

一种基于核酸外切酶Ⅲ的PCR产物克隆方法

基因克隆作为一种常规技术被广泛应用于DNA及蛋白质的研究。在传统的基因克隆中,一般利用限制性内切酶对DNA片段进行消化,然后使用DNA连接酶完成连接,因此这种方法受到插入片段和载体酶切位点的限制。一些ligase-free克隆技术虽然克服了酶切位点的限制,但费时费力,成本较高。为了弥补其他ligase-free技术的不足,文中介绍了一种新的利用核酸外切酶Ⅲ进行ligase-free克隆的方法,反应时间仅需要30 min,提高了克隆效率并有效降低经济成本,有利于大规模基因克隆的应用。     

药用植物长春花WRKY转录因子的鉴定及表达谱分析

WRKY是调控植物生长发育和逆境胁迫反应等生命活动的一个转录因子大家族.然而,有关药用植物长春花CrWRKY转录因子的种类和功能却知之甚少.从26 009个长春花蛋白中鉴定出47个CrWRKY转录因子.依据WRKY结构域和系统进化,将CrWRKY分为G1、G2和G3三大类群.表达谱数据分析表明,长春花CrWRKY基因的表达具有器官特异性.47个CrWRKY基因的表达谱可分为3种表达模式:第1类型主要在花、甲基茉莉酸甲酯(MeJA)或酵母提取物(YE)处理的原生质体中高表达;第2类型主要在茎和毛状根中高表达;第3类型在根、茎、叶、幼苗和MeJA处理的毛状根中高表达.进一步用实时定量PCR检测了16个代表性CrWRKY基因在不同器官、MeJA处理原生质体和毛状根中的表达模式,检测结果与上述数字基因表达谱数据基本一致.约1/3以上CrWRKY基因的表达受MeJA和YE的调控,暗示它们可能参与萜类吲哚生物碱的合成和逆境胁迫反应.为进一步解析长春花WRKY转录因子的功能和萜类吲哚生物碱合成调控的网络奠定了基础.