巴西橡胶Pto类抗病同源序列的克隆与系统发育重建

番茄Pto基因是一类可以编码丝氨酸/苏氨酸激酶(STK)序列的广谱抗性候选基因,其序列克隆与鉴定为深入了解番茄的抗病机制奠定了基础.在该研究中,一对依据Pto基因的保守序列设计的简并引物被用来扩增巴西橡胶中Pto基因抗病同源序列,扩增得到了一个约550 bp的基因片段,其随后被克隆并测序.序列分析发现,其中的7个抗病同源序列与Pto基因高度同源(BLASTX E value <3e-53),所以其被认为是Pto基因抗病同源序列(Pto-RGCs).通过巴西橡胶的Pto-RGCs多序列比对表明,这些序列包含了多个STKs保守的次级结构域.此外,系统发育分析也表明,巴西橡胶的Pto-RGCs属于Pto基因同源的R基因.该研究结果中Pto-RGCs可为巴西橡胶抗病的发展提供一个有效的基因资源.     

芒果NBS类抗病基因同源序列克隆与分析

根据已知物种NBS抗病类基因（RGAs）保守序列设计引物,从芒果品种“金煌”基因组DNA中分离得到了10条同源序列（pp-1~10,GenBnak登录号为HM446507~16）。DNA序列分析表明,这些RGAs在200~300bp区间存在较大变异,Pi值都在0.4以上。同源性分析表明这些序列的同源性差异范围从11.0%~98.4%,离散值范围为1.6~100.7, 10条RGAs可以分为两大类。蛋白序列分析表明,pp-1~10都具有开放读码框,编码的蛋白含有典型的NBS抗病类基因所拥有的P-loop和Kinase-2a结构域,通过同源进化分析可将其分为TIR-NBS-LRR和CC-NBS-LRR两类,与已知物种同源性分别为22%~60%。     

小麦NBS类抗病基因同源cDNA序列的克隆与特征分析

根据已克隆植物抗病(R)基因NBS保守结构域设计简并引物,采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),在小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr19中进行抗病同源基因cDNA全长的扩增。获得了1个通读的NBS类抗病同源基因S11A11cDNA序列,该序列全长2923bp,编码878个氨基酸序列。生物信息学分析结果表明,该片段含有NB-ARC保守结构域和多个LRR结构域。聚类分析表明,S11A11编码的蛋白与小麦抗叶锈病基因Lr1编码的蛋白亲缘关系较近,而与Lr10亲缘关系较远。半定量RT-PCR分析表明,该基因在小麦叶片中为低丰度组成型表达。本研究在TcLr19小麦中成功获得了抗病基因同源序列,为最终克隆小麦抗叶锈病目的基因奠定了基础。     

小粒野生稻STK类抗病基因同源序列的克隆与分析

根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类(serine-threonine kinase,STK)抗病基因结构中保守结构域,设计引物,以小粒野生稻基因组DNA为模板,扩增获得10条STK类抗病基因同源序列.同源性分析表明其都具有STK保守结构域,与已克隆的STK类抗病基因有不同程度的相似性,为进一步克隆小粒野生稻中的STK类抗病基因提供依据.     

大豆抗病基因同源序列的克隆与分析

已克隆的植物抗病基因序列存在一些相对保守的结构区域.利用根据核苷酸结合位点(NBS)结构域扩增所获得的大豆抗病基因同源片段为混合探针,进行大豆cDNA文库筛选.通过筛库和5'RACE-PCR扩增后,获得一全长基因KR3.KR3的长度为2353 bp,编码636个氨基酸.KR3蛋白在结构上与烟草抗花叶病毒N基因蛋白有较高的同源性,具有Toll/白细胞介素-1受体(TIR)、NBS等抗病基因的分子特征.Southern杂交显示KR3在基因组中为低拷贝;RT-PCR分析表明,该基因的表达受外源水杨酸的诱导.     

大豆抗病基因同源序列的克隆与分析

已克隆的植物抗病基因序列存在一些相对保守的结构区域。利用根据核苷酸结合位点(NBS)结构域扩增所获得的大豆抗病基因同源片段为混合探针,进行大豆cDNA文库筛选。通过筛库和5′RAcE-PcR扩增后,获得一全长基因KR3。KR3的长度为2353 bp,编码636个氨基酸。KR3蛋白在结构上与烟草抗花叶病毒N基因蛋白有较高的同源性,具有Toll／白细胞介素-1受体(TIR)、NBS等抗病基因的分了特征。Southern 杂交显KR3在基因组中为低拷贝：RT-PCR分析表明,该基因的表达受外源水杨酸的诱导。     

陆地棉抗病基因同源序列的克隆与分析

根据已知抗病基因NBS保守区的P-loop和GLPL区设计一对简并引物F1/R1,以7个抗黄萎病陆地棉品种和2个感黄萎病品种的基因组DNA为模板进行PCR扩增.在9个品种中均扩增出500 bp左右的条带.对目的条带进行回收,连接、转化克隆得到350个阳性克隆,进行测序.在8个棉花品种中克隆到74条具有完整开放读码框的棉花RGAs序列.这74条序列共有64种不同的基因型,有10条与其他品种中的RGAs序列相同.用MEGA软件对8个棉花品种的74条RGA序列以及12个已知的抗病基因的NBS区域进行聚类分析,可分为4类;4类RGAs之间的相似性较低,各类之内的RGAs虽然来自不同品种,氨基酸序列的相似度却非常高.推测各大类中相似性较高的序列分别属于同一个基因家族,从位点上说可能处于同一个基因簇.     

野生稻NBS类抗病基因同源序列的分离与序列分析

为了挖掘野生稻中的抗病资源,根据已克隆的植物抗病基因核苷酸结合位点序列中的保守结构域设计3对简并引物,从疣粒、药用、高秆、宽叶和斑点野生稻基因组DNA中分离出13条NBS类抗病基因类似物,其中11条具有连续的ORF,具有NBS类R基因的保守基元P-loop、kinas-2、kinas-3a和GLPL。在NCBI上进行同源性搜索发现,其中12条RGAs的核苷酸序列与水稻已知的NBS类R基因具有66%～94%的同源性,与其他植物已知R基因具有67%～84%的同源性;其对应的氨基酸序列与水稻已知的NBS类R基因具有43%～93%的同源性,与其他植物已知R基因具有37%～79%的同源性。另外1条的核苷酸序列与水稻假定的NBS类R基因具有76%的同源性,其氨基酸序列与水稻假定的NBS类R基因具有74%的同源性。根据序列分析结果设计6对不同基因特异性引物,并利用RT-PCR技术进行表达分析,结果表明,RN1BD5、RN1BD10、RN1GG2和RN1YY6均能表达,说明这些片段可能是功能性抗病基因的部分序列;而RN1KY9和RN1GG5没有表达,可能是假基因。     

三浅裂野牵牛NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

NBS类植物抗病基因保守结构域的克隆为利用简并引物扩增抗病基因同源序列提供了可能.根据抗病基因Gro1-4、Gpa2、N等的P-loop和GLPL保守结构域设计简并引物,分离甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛NBS类型抗病基因同源序列,共获得6条相关序列,核苷酸序列的相似性为48%~97%,推测氨基酸序列的相似性在25.2%~95.1%之间.系统进化分析表明,6条三浅裂野牵牛RGA序列可分为2个不同的类群:TIR-NBS和non-TIR-NBS.三浅裂野牵牛RGA序列与源自甘薯的RGA序列有很高的相似性,这在一定程度上反映了三浅裂野牵牛与甘薯之间的亲缘关系.分离的6条RGA序列分别命名为ItRGA1~ItRGA6,GenBank登录号分别为DQ849027~DQ849032.     

小麦NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定

根据已知植物抗病基因的保守区域设计引物,从抗锈病小麦品种西农88基因组DNA扩增出3条与植物抗病基因同源的序列,分别为WRGA1、WRGA2和WRGA14。这三条同源片段均含有典型的NBS-LRR类抗病基因所拥有的保守性结构域Kinase-2a、Kinase-3a和疏水结构域(HD)．它们与部分已知NBS-LRR类抗病基因的氨基酸序列同源性为46．0%-9．9%,三个片段间在氨基酸水平上的同源性为80．7%-56．8%。Northern杂交表明WRGA1在小麦中受水杨酸正调控,属诱导型表达。     

云南悬钩子蔷薇NBS-LRR类抗病基因同源克隆与分析

为研究云南野生蔷薇属中的NBS类抗病基因,根据已知抗病基因NBSLRR序列中的保守区域设计简并引物,利用RTPCR技术从云南悬钩子蔷薇中进行体外扩增,获得了对应区域的cDNA片段,回收、克隆这些特异片段,测序分析,共得到4个含有NBSLRR保守结构域的抗病基因同源序列（RGAs）,分别命名为AC9、AC39、AC50和AC68。它们与已报道的11个NBS类抗病基因相应区段的氨基酸序列相似性为5.4%~79.2%,其中这4个RGAs片段与Mi、RPS2、Pib和RPM1基因聚为一类。表明这4条RGAs序列可进一步用作悬钩子蔷薇抗病候选基因的分子筛选及遗传图谱的构建。     

烟蚜线粒体基因组全序列及系统发育分析（英文）

【目的】蚜虫是杂食性农业害虫。本研究旨在通过线粒体基因组分析更好地了解蚜科昆虫的系统发育关系。【方法】结合第二代测序和PCR扩增技术获得了烟蚜Myzus persicae线粒体基因组全序列,与蚜科其他昆虫进行了对比分析;以贝叶斯法和最大似然法基于13个蛋白编码基因对蚜科进行了系统发育分析。【结果】烟蚜线粒体基因组(Gen Bank登录号:KU_236024)序列全长17 832 bp,A+T含量84.1%,AT偏斜为0.094,GC偏斜为-0.296。包含13个蛋白编码基因(cox1-3,nad1-6,nad4L,atp6,atp8和cytb),22个tRNA,2个rRNA基因(rrn L和rrn S)和2个长的非编码区,其基因排列顺序与已知的蚜科昆虫相似,除了nad4以单独的T结尾,所有的蛋白编码基因均以ATN作为起始密码子,TAA作为终止密码子。在烟蚜线粒体基因组中,tRNAGlu和tRNAPhe中间有一段307 bp的非编码区,该编码区包含2个重复单元,烟蚜的控制区长2 531 bp,是所有测序蚜虫线粒体基因组中最长的。rrn L的二级结构包含6个结构域,44个茎环结构;rrn S的二级结构有3个结构域,24个茎环结构。基于烟粉虱和其他20种昆虫的13个蛋白编码基因重建的BI和ML系统发育树,与传统形态学分类结果一致。【结论】蚜亚科和长管蚜亚科的单系性得到了很好的支持;在长管蚜亚科的分支中,M.persicae与D.noxia聚成一支,并且C.salicicola位于进化枝的底部。本研究结果为蚜科系统发生关系重建积累了有价值的数据资料。     

小麦NBS-LRR类抗病基因同源cDNA序列的分离与鉴定

利用抗病基因的保守结构设计引物,从抗叶锈病近等基因系材料TcLr24中扩增出一条703bp的条带RGAl,通过与GenBank比对,选取与RGAI高度同源的若干条带,在它们共有的保守序列位置设计引物,利用cDNA末端快速扩增(RACE):ffL术扩增抗病同源基因cDNA全长.扩增到3条全长cDNA,经BLASTp比较,这些序列都舍有NBS保守结构域和多个LRR结构域.与很多已知植物抗病基因的功能相应区域一致.对FRGA-1,、FRGA-2和FRGA-3实时定量PCR分析,表明这3个基因在小麦叶片中都是组成型表达.本研究在小麦材料TcLr24中得到3条抗病基因同源cDNA全长,为研究小麦抗病基因奠定了基础.     

云南悬钩子蔷薇NBS LRR类抗病基因同源克隆与分析

为研究云南野生蔷薇属中的NBS类抗病基因,根据已知抗病基因NBS LRR序列中的保守区域设计简并引物,利用RT PCR技术从云南悬钩子蔷薇中进行体外扩增,获得了对应区域的cDNA片段,回收、克隆这些特异片段,测序分析,共得到4个含有NBS LRR保守结构域的抗病基因同源序列(RGAs),分别命名为AC9、AC39、AC50和AC68。它们与已报道的11个NBS类抗病基因相应区段的氨基酸序列相似性为5.4%~79.2%,其中这4个RGAs片段与Mi、RPS2、Pib和RPM1基因聚为一类。表明这4条RGAs序列可进一步用作悬钩子蔷薇抗病候选基因的分子筛选及遗传图谱的构建。     

甜瓜STK类R基因同源序列的克隆与分析

以植物丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类( serine-threonine kinase,STK)抗病基因产物催化结构域I和Ⅸ的保守氨基酸序列( FGK/V/L/SVYK/RG,DY/IYSF/YGV/I/M)设计简并引物,对甜瓜(Cucumis melo L.)基因组DNA进行PCR扩增,得到大约500 bp的目的条带,通过重组质粒克隆并经PCR检测后得到12条不同的DNA序列,命名为tg1～tg12,其中tg2、tg5、tg9和tg12(Genbank登录号为JN646853 ～JN646856)可以编码完整的氨基酸序列.Blast分析结果显示:4条序列均具有ATP结合部位、底物结合部位和激酶结构域的活化环(A-loop)等,属于典型的蛋白激酶基因家族,可能是STK类R基因的同源序列片段;4条序列与蓖麻(Ricinus communisL.)的STK同源性均较高.氨基酸序列比对结果显示tg2、tg5、tg9和tg12均具有R基因的9个保守结构域,为STK类候选抗病基因类序列.分子系统树显示tg2、tg5、tg9和tg12与已知的R基因(Pto、Lr10和Lectin)在氨基酸水平上的相似性仅为33.5％ ～53.4％,且4个甜瓜同源序列的氨基酸相似性也较低,表明甜瓜RGAs标记可能具有较高的特异性.     

小麦Mlo及NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定

根据GenBank中公布的大麦白粉病抗性控制基因Mlo cDNA序列及一个来源于栽培一粒小麦(Triticum monococcum L.)的假定抗病基因序列分别设计引物,以携带小麦抗白粉病基因的近等基因系为材料进行RT-PCR筛选.结果获得两个表达基因的cDNA克隆.其中一个与大麦白粉病抗性控制基因Mlo的同源性达83%.另一个为非通读序列,含有两个可能的开放阅读框,分别包含抗病基因NBS保守结构域2和3以及与水稻抗稻瘟病基因Pib蛋白末端相似的13个LRR区域,推测该序列属于NBS-LRR类.白粉菌诱导前后,该片段RT-PCR扩增产物存在差异,表明该片段可能与小麦抗病性相关.利用"中国春"缺体-四体系,将该NBS-LRR类序列定位在小麦1D染色体上.     

同源序列法克隆植物抗病基因研究进展及其在野生稻中的应用

随着各种测序计划的完成及生物信息学的发展,植物抗病基因的克隆取得了很大进展,至今有几十个基因已被克隆。研究发现,大多抗病基因都存在特异的保守序列,如富亮氨酸重复序列、核苷酸结合位点、丝氨酸-苏氨酸激酶等。抗病基因的结构特征不仅预示了植物抗病反应中可能的作用机制,而且为分离克隆植物抗病基因提供了一条可行的新途径,如基于同源序列的候选基因法,又称为同源序列法。我们简要综述了已克隆抗病基因的结构、同源序列法克隆抗病基因的研究进展,并对其在野生稻中的应用做了展望。     

甜瓜抗枯萎病基因同源序列克隆与序列分析

目的:克隆甜瓜抗枯萎病基因同源序列并对其序列分析。方法:根据已发表的甜瓜抗枯萎病基因Fom-2设计引物,从高抗枯萎病甜瓜品种‘日本安农二号’基因组中扩增Fom-2同源序列R-Fom-2。结果:该基因长3307bp,包含一个完整的开放阅读框,编码1073个氨基酸,推测蛋白质分子量123.57kDa,等电点7.06。属于nonTIR-NBS-LRR类抗病基因,在LRR区存在一个可能的CC结构域。但在nonTIR类抗病蛋白中,CC结构域一般位于kin-1a前。氨基酸同源性分析显示,R-Fom-2同Fom-2全长序列具有96%的同源性,对不同甜瓜品种Fom-2的LRR区分析比较,同源性在91%以上。且LRR区的差异主要集中在β-strand/β-turn区域。结论:序列分析揭示Fom-2家族是一个活跃的基因,LRR区可能对Fom-2家族的功能起着重要作用,为进一步研究R-Fom-2基因的结构与生物学功能奠定了基础。     

小麦Mlo及NBS—LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定

根据GenBank中公布的大麦白粉病抗性控制基因MlocDNA序列及一个来源于栽培一粒小麦（Triticum monococcumL.)的假定抗病基因序列分别设计引物,以携带小麦抗白粉病基因的近等基因系为材料进行RT-PCR筛选。结果获得两个表达基因的cDNA克隆。其中一个与大麦白粉病抗性控制基因Mlo的同源性达83%。另一个为非通读序列,含有两个可能的开放阅读框,分别包含抗病基因NBS保守结构域2和3以及与水稻抗稻瘟病基因Pib蛋白末端相似的13个LRR区域,推测该序列属于NBS-LRR类。白粉菌诱导前后,该片段RT-PCR扩增产物存在差异。表明该片段可能与小麦抗病性相关。利用“中国春”缺体-四体系,将该NBS-LRR类序列定位在小麦1D染色体上。     

植物抗病基因同源序列及其在抗病基因克隆与定位中的应用

近10年来已有20多个植物抗病基因被克隆,测序,这些抗病基因所编码的蛋白中大多含有核苷酸结合位点,富含亮氨酸重复序列,蛋白激酶,亮氨酸拉链结构,跨膜结构域,Toll白介素－1区域等保守结构域。利用这些保守结构域合成PCR引物,已扩增出大量的植物抗病基因同源序列（RGA）。对RGA与抗病基因的关系进行了分析,讨论了RGA在研究抗病基因进化中的作用,指出RGA在抗病基因定位和转基因中具有重要意义。