玉米DEAD-box RNA解旋酶基因的克隆及分析

DEAD-box RNA解旋酶参与RNA转录、前体mRNA剪切、核糖体发生、核质运输、蛋白质翻译、RNA降解等重要的生命活动.根据本室在S-Mo17Rf3Rf3cDNA芯片研究中,检测到花粉发育后期RNA解旋酶上调表达的结果,应用RACE技术从S-Mo17Rf3Rf3花粉中克隆得到该RNA解旋酶基因全长cDNA,命名为ZmRH2并在GenBank注册登记 (DQ327709).序列分析表明：该cDNA全长1 652bp,从第163 bp开始到1 386bp含有一个开放阅读框,编码407个氨基酸.其编码的蛋白质具有DEAD-box RNA解旋酶特有的9个保守模体,与水稻、拟南芥和豌豆中的DEAD-box RNA解旋酶的氨基酸序列存在着很高的同源性.RT-PCR分析表明,该基因在近等基因系S-Mo17Rf3Rf3和S-Mo17rf3rf3的叶、根、和雌穗中的表达没有差异,但在花丝和花粉中有明显差异.     

玉米O2/o2近等基因系胚乳中基因表达差异分析

对玉米Hz85(O2/O2)和 Hz85(o2/o2)以及S7913(O2/O2)和 S7913 (o2/o2)两种不同核背景下的近等基因系(NIL),采用cDNA芯片杂交技术研究玉米o2突变基因及赖氨酸形成和胚乳发生相关基因在RNA水平上的表达差异。在两套NILs中检测到共同的表达差异克隆87个,对其序列分析得到26个TUGs（tentative unique genes）、11个未命名蛋白和6个新序列。这些TUGs分别参与了生长发育、胁迫响应、物质运输、信号转导、电子传递链、细胞防御、代谢等细胞过程,以及作为细胞组分和贮存蛋白。基于O2/o2 NILs间胚乳发育中基因表达的差异,讨论了o2籽粒中的不透明粉质胚乳形成的分子机制。     

基于比较基因组学的玉米ESTs定位方法

描述了以水稻基因组数据和玉米与水稻的比较遗传图谱为桥梁,基于水稻和玉米间存在的标记和序列水平上的广泛的共线性,对大量的玉米ESTs初步定位于玉米连锁群上新方法,为对ESTs开展进一步的基因组学研究和基因克隆提供参考信息。对139条玉米ESTs的定位发现,96条玉米ESTs（69%）可在水稻基因组中找到同源序列,77条ESTs（55%）可使用该策略进行定位,证实了该方法的可行性和有效性。      

DNA芯片技术在植物功能基因组研究中的应用

DNA芯片技术是功能基因组学研究中应用非常广泛的高通量方法之一。随着该技术的不断发展,DNA芯片技术可广泛应用于植物重要性状的基因克隆,鉴别和功能分析,植物抗性机理,重要性状的遗传及杂种优势遗传机理等的研究,同时在诸如植物病原菌转基因产品检测等应用方面也将发挥重要作用。     

玉米F2群体分子标记偏分离的遗传分析

以优良玉米杂交组合 (综 3× 87 1)的F2 群体为材料 ,构建了包含 15 0个SSR标记和 2 4个RFLP标记的玉米分子标记连锁图。通过对 174个分子标记的分析 ,发现有 4 9个分子标记表现偏分离 (P <0 0 5 ) ,占总标记数的2 8 2 %。这些偏分离标记有 11个偏向父本综 3,占 2 2 5 % ;12个偏向母本 87 1,占 2 4 5 % ;2 5个偏向杂合体 ,占5 1 0 %。还有 1个标记同时偏向双亲。同时在 9条不同的染色体上发现 14个偏分离的热点区域 ,其中 4个与已经定位的配子体基因的位置相近 ,由此表明配子体基因是导致偏分离的部分原因。所发现的SDR6 1和SDR7 2似乎是两个新的偏分离热点区域。进一步讨论了引起偏分离的原因 ,以及偏分离标记对QTL定位的影响。对于单位点的QTL分析而言 ,偏分离标记一般不会影响QTL定位的位置和效应 ;对于两位点的上位性分析而言 ,则要求较少的偏分离标记和较大的群体     

受白粉菌诱导大麦抗感等基因系蛋白质变化的双向电泳分析

分别对接种与否的大麦抗—感白粉病等基因系—叶期幼苗取材进行蛋白质双向电泳分析。结果表明,病原的侵入使抗—感两系在30Kd以下的低分子量区域的蛋白质发生了明显变化。接种48小时之后,抗病系在pH5.5、6.0、6.8及8.8附近出现了对照中所没有的蛋白质,而在pH6.0和8.8附近的蛋白质则较对照有减小的趋势;感病系在pH6.0附近蛋白质明显增多,在pH8.8处不仅在量上有大幅度提高,而且种类也有增加。结果还表明,抗—感系间在未接种的情况下双向电泳图谱也有差异,接种之后由于感病系在pH8.8处蛋白质的特异性合成,使抗—感两系间的差异缩小。     

玉米CMS材料线粒体DNA遗传多型性的研究

选用１１×４＝４４个探针／酶组合,５０个（１０ｍｅｒ）随机序列引物对２５种不同胞质来源的ＣＭＳ玉米,５种正常胞质玉米线粒体ＤＮＡ进行ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ研究。研究结果表明：（１）４５％的探针／酶组合可检测到玉米线粒体ＤＮＡ的多型性,共表现１５种ＲＦＬＰ类型,其中Ｓ组ＣＭＳ材料内有７种,正常胞质材料内有２种;８０％的随机引物可检测到ＲＡＰＤ。（２）基于ＲＦＬＰ资料的聚类分析结果,可将３０种胞质明确地划分为Ｔ、Ｃ、Ｓ、Ｎ４组,其结果与恢复专效性测定结果一致。其中ｐＨＪ２－７－１／ＢａｍＨＩ的ＲＦＬＰ类型可成为利用ＲＦＬＰ技术进行胞质分组的鉴定体系。（３）“双”型胞质线粒体ＤＮＡ常表现Ｓ＋Ｃ胞质的ＲＦＬＰ图谱。     

玉米CMS—S材料雄花育性不稳定性与线粒体S类质粒相关性的研究

田间鉴定了4套玉米CMS-S的同质异核杂交种和不育系的雄花育性表现。发现在保持型F_1群体中有育性部分恢复的不稳定现象。检测它们的线粒体DNA,发现均有游离态的S_1、S_2,类质粒存在。分离恢复型和育性部分恢复的近等基因型F_1植株的线粒体主DNA,经EcoRI等5种核酸内切酶酶切后,与S_1分子探针杂交,均未发现任何带型差异。正常胞质系与不同来源的S胞质不育系的线粒体主DNA经5种内切酶酶切后,与S_1分子探针杂交,带型存在明显差异。而各S胞质不育系之间的带型无差异。结果表明,所研究的CMS-S材料的育性不稳定现象可能与胞质基因无关。     

北方玉米丝轴黑粉菌遗传多样性与遗传分化研究

从80个随机扩增多态性DNA (RAPD)引物中筛选出26个扩增稳定、带纹清晰的引物,对从玉米丝黑穗病发生严重的大部分北方省市收集分离的68个玉米丝轴黑粉菌菌株进行了DNA遗传多 样性分析.结果表明,RAPD谱带多态性为98.33%,北方玉米丝轴黑粉菌具有丰富的遗传多样性,遗传分化明显;种群内遗传变异小于种群间遗传变异.玉米丝轴黑粉菌遗传分化除明显受地理阻隔影响外,也可能与玉米种子调运过程中携带病菌基因的遗传迁移相关.取相似系数为0.76阀值时的系统聚类分析,可将68个菌株划分为13个遗传宗谱.本研究结果完善和丰富了我国玉米丝轴黑粉菌遗传多样性评价研究,对玉米抗病资源筛选和抗病育种具有重要参考价值.     

玉米有丝分裂染色体上玉米BAC探针的FISH杂交体系的构建

本研究分别探讨了玉米和水稻基因组c 0t DNA对探针的封阻、杂交后洗脱的严谨度、杂交液中FAD的浓度变化对BAC-FISH杂交的影响;探讨了玉米BAC探针中重复序列含量对FISH信号的影响.初步形成了一套以玉米BAC探针在玉米有丝分裂染色体上进行FISH杂交的优化技术体系.结果表明,玉米基因组c 0t DNA对探针封阻的c 0t值应小于50;而降低杂交液中FAD浓度和适度控制杂交后洗脱的严谨度,尤其是使用水稻基因组的c 0t 100 DNA封阻探针重复序列对BAC-FISH杂交信号特异性的改善具有明显的效果;同时,验证了选择重复序列含量较少的玉米BAC作为FISH杂交的探针也是获得特异性杂交信号的重要条件.