花椰菜细胞质雄性不育系及保持系中特异序列的克隆、分析

以细胞质雄性不育花椰菜ogura-A和相应的保持系ogura-B为材料进行ISSR及DDRTPCR分析.选用30条ISSR引物,经扩增共产生306条清晰可辨的条带.每条引物可产生6-12条带,其中引物ISSR3在两系中呈现多态性扩增,在保持系中特异扩增出一条1100 bp的片段,序列分析表明该片段与油菜、拟南芥线粒体基因组的部分序列高度相似.推测其可能来源于花椰菜线粒体基因组.在DDRT-PCR分析中,选用3条锚定引物、15条随机引物进行组合,最终共获得1 122条大小在1 000-50 bp的带.经反向Northern杂交验证只有4条带特异的存在于两系中,分别命名为ogura-A205、ogura-A383、ogura-B307、ogura-B352.其中ogura-A205、ogura-A 383只在细胞质雄性不育系中表达,而ogura-B307、ogura-B352在保持系中呈现特异性表达,分析表明四个差异序列均为首次报道.其中ogura-A205、ogura-B307至今尚未发现与之相似的序列,有待于进一步研究;ogura-A383、ogura-352与报道的拟南芥、大白菜等的叶绿体基因的一些片段具较高相似性,推测ogura-A33、ogura-B352搅可能来源于花椰菜叶绿体基因组.以上结果为进一步阐明花椰菜细胞质雄性不育及育性保持的分子机制提供了新线索.     

杨树重要品种(无性系)的AFLP指纹分析

品种的准确鉴定及其遗传相关性的了解对杨树育种和品种管理具有非常重要的意义。本试验采用AFLP对来自青杨组和黑杨组的21个重要杨树品种（无性系）的鉴定与遗传相关性进行了研究。结果显示,筛选的4对AFLP引物总共产生了181条多态性带,尤其是每对引物对每个品种都产生了独特的指纹图谱;聚类分析和多维尺度分析将试验材料大体上分为五类,结果不仅显示了组间不同品种的差异,而且大体上区分了我国原生品种和外来品种。本研究表明,所有品种都可被筛选的引物准确鉴定,遗传相关性的推断结果与它们的系谱或分类基本一致。另外,本研究还表明AFLP技术完全可用于大规模地构建杨树树种DNA指纹图谱、进行树种鉴定和遗传相关性的研究．     

细胞质雄性不育花椰菜保持系特异分子标记的鉴定及序列分析

以花椰菜细胞质雄性不育系NK-6和相应保持系NK-6B为材料进行RAPD分析,筛选了406条RAPD引物,共获得了2160条清晰可辨的条带,平均每个引物产生5-10条。其中引物S2121在两系的扩增中表现出多态性,在保持系中特异扩增出一条934bp的片段。克隆、测序,根据测序结果设计特异性引物,将RAPD标记转化成特异PCR标记,命名为S2121900。经Southern点杂交分析及对单株和多份候选材料的检测证实该标记为花椰菜保持系所特有,可用于候选保持系的早期筛查。序列分析表明该片段与油菜、拟南芥线粒体上的序列有较高相似性,因此推测该片段亦可能来源于线粒体基因组。本研究为从另一角度解释花椰菜细胞质雄性不育的分子机制提供了新线索。     

杨树重要品种( 无性系) 的AFLP 指纹分析

品种的准确鉴定及其遗传相关性的了解对杨树育种和品种管理具有非常重要的意义。本试验采用AFLP对来自青杨组和黑杨组的21 个重要杨树品种( 无性系) 的鉴定与遗传相关性进行了研究。结果显示, 筛选的4对AFLP 引物总共产生了181 条多态性带,尤其是每对引物对每个品种都产生了独特的指纹图谱; 聚类分析和多维尺度分析将试验材料大体上分为五类, 结果不仅显示了组间不同品种的差异, 而且大体上区分了我国原生品种和外来品种。本研究表明, 所有品种都可被筛选的引物准确鉴定, 遗传相关性的推断结果与它们的系谱或分类基本一致。另外, 本研究还表明AFLP 技术完全可用于大规模地构建杨树树种DNA 指纹图谱、进行树种鉴定和遗传相关性的研究。     

植物DNA甲基化及其表观遗传作用

表观遗传学(epigenetics)是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达的改变。目前研究表明,表观遗传学在植物生长发育过程中起着极其重要的作用,主要通过包括DNA甲基化、RNA干涉、基因组印记、转基因沉默等多个方面来调控植物的生长发育。其中,DNA甲基化是表观遗传学的最重要研究内容之一,是调节基因组功能的重要手段。现对植物DNA甲基化的特征、维持机制、调控机制、表观遗传作用及其研究方法进行简要论述。     

黄秋葵查尔酮合成酶基因AeCHS的克隆与表达分析

采用同源序列克隆和RT-PCR技术,首次克隆得到黄秋葵查尔酮合成酶基因(CHS)cDNA全长序列。序列分析表明,该序列全长1175 bp,包括一个1170 bp的完整ORF,编码389个氨基酸,命名为AeCHS。生物信息学分析表明,本研究所获得的AeCHS氨基酸序列与同科植物黄蜀葵和陆地棉的同源性较高,分别达99.23%和97.44%,AeCHS推断的氨基酸序列含有CHS蛋白的标签序列GFGPG以及4个保守活性位点Cys164、Phe215、His303、Asn336。实时荧光定量PCR分析黄秋葵果实、花、叶片不同发育时期AeCHS基因的表达量,结果表明AeCHS基因在上述植物材料中表现出不同的表达模式:花>果实>叶片,具体到不同植物组织,AeCHS基因在生长6 d的果实、盛开的花朵以及植株顶端第4片叶子中的表达量较高。     

植物细胞质雄性不育

近年来国内外对植物细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）在细胞学、生理生化及分子遗传学等方面的研究又取得了新的进展。特别是对育性恢复基因的定位、克隆的研究已取得一定突破,发现编码含保守PPR（pentatricopeptide repeat）模体蛋白的基因在多种植物中与育性恢复密切相关。     

花椰菜细胞质雄性不育基因特异PCR标记的筛选

基于同源序列的候选基因法(homology-based candidate gene method),通过检索NCBI核酸及蛋白数据库,获得细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility CMS）相关的基因或开放读码框。生物学软件分析,根据保守区设计5对特异引物,PCR扩增,其中引物P9/P10在花椰菜细胞质雄性不育系knxd612中特异扩增出313 bp的片段。单株检测,RT-PCR分析,斑点杂交鉴定,确定此片段为花椰菜细胞质雄性不育系knxd612所特有。序列分析表明该片段与Ogura型胞质不育萝卜,不育相关开放读码框orf138的同源性高达98％。初步结果显示实验所用不育花椰菜胞质亦可能为Ogura型。该结果为进一步从分子水平研究花椰菜细胞质雄性不育打下了坚实的基础。Abstract: The homology-based candidate gene method was used to identified the specific PCR markers linked to cytoplasmic male sterility (CMS) in cauliflower( Brassica oleracea var botrytis.).Searching the DNA and protein data-base of NCBI , correlative genes or open reading frames were indentified .Analysis of biosoft, based on the conservative regions ,five primers were designed . Among them, only primer P9/P10 produced a 313- bp specific fragment. Identified by individual plant testing , analysis of RT-PCR and dot blot ,this fragment was only existed in CMS cauliflower knxd612.Analysis of the sequence indicated it was high homologous(98%) with orf138 of Ogura CMS radish. Primary result suggested that the cytoplasmic type of CMS cauliflower knxd612 may belong to Ogura type. This research offered a good foundation to further investigate the CMS mechanism of cauliflower in molecular level.     

不同倍性西瓜基因组DNA甲基化水平与模式的MSAP分析

DNA甲基化是表观遗传修饰的主要方式之一,在基因表达调控中发挥重要作用。本研究以不同倍性（2x、3x、4x）西瓜为试材,采用基于DNA甲基化敏感酶的扩增多态性分析（Methylation-Sensitive Ampliftcation Polymorphism,MSAP）方法,在全基因组水平上探究西瓜同源多倍化过程中DNA序列中CCGG位点的甲基化水平及模式变化特征。研究中选用23对选扩引物,共检测到1883个基因位点。二倍体、三倍体、四倍体中检测到的位点数分别为647、655和581;其中发生甲基化的位点数分别为181、150和159。相应的扩增总甲基化率分别为28．0％、22．9％和27．4％：全甲基化位点数分别为121、80和82,相应的全甲基化率分别为18．7％、12．2％和14．1％。进一步对不同倍性西瓜DNA甲基化模式的变化特征进行分析,结果显示：四倍体西瓜与二倍体西瓜相比有超过半数的位点（54．4％）DNA甲基化模式发生了变化,其与三倍体西瓜相比也有近一半的位点（45．4％）DNA甲基化模式发生了变化,并且变化趋势都以四倍体西瓜甲基化程度升高为主：而三倍体西瓜与二倍体西瓜相比．虽然也有41．6％的位点DNA甲基化模式发生了改变,但变化趋势以三倍体西瓜甲基化程度降低略占优势：与之相似,三倍体西瓜与四倍体相比较。甲基化的变化趋势也是以三倍体西瓜甲基化程度降低为主。以上结果表明：不同倍性西瓜中DNA甲基化事件虽均有发生．但不论是从总甲基化率还是全甲基化率来看,DNA甲基化水平与倍性高低关系不大．三倍体西瓜表现出较为显著的低甲基化水平特征。DNA甲基化模式的分析也表明。与二倍体及四倍体西瓜相比．三倍体西瓜DNA甲基化模式的调整主要以去甲基化为主。显示出三倍体西瓜基因组独特的DNA甲基化特征。本研究为进一步从表观遗传学的角度探讨西瓜的三倍体优?     

大花蕙兰子房授粉前后基因组DNA胞嘧啶甲基化状态的MSAP分析

应用甲基化敏感扩增多态性(Metyhfion sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术分析了大花蕙兰(Cymbidium hybridium)授粉前后子房DNA甲基化状态的变化(甲基化水平和甲基化差异模式).采用72对引物进行选择性扩增,共得到5892条带,其中748条带为甲基化多态性带.结果显示DNA甲基化在大花蕙兰子房发育过程中发牛频繁,从授粉前后子房的总扩增位点甲基化水平(14%和11.4%)和全甲基化率(9.5%和7.8%)来看,授粉后都略低于未授粉子房,表明子房在授粉后的发育过程中在某些位点发生了去甲基化.除甲基化水平有变化外,大花蕙兰子房授粉前后的DNA甲幕化模式也存在较大差异,共榆测到14种带型,分为两大类(Ⅰ和Ⅱ型).其中,授粉前后DNA甲基化状态保持不变的位点较少,只占25.6%,归为Ⅰ型;大部分榆测位点(占74.4%,归为Ⅱ型)的DNA甲基化模式在授粉前后存在显著差异.上述结果表明,大化蕙兰子房发育过程中以DNA甲基化为代表的表观遗传调控起重要作用.本研究的开展将促进对与大花蕙兰子房发育相关的甲基化差异片段及受DNA甲基化调控的关键基因的克隆,进而为从表观遗传学这一新角度揭示大花蕙兰子房发育的分子机制奠定基础.