梨自交不亲和基因cDNA芯片杂交条件优化及应用北大核心

[目的]优化梨自交不亲和基因(S-RNase或S基因)c DNA芯片杂交条件,利用芯片检测梨品种S基因型。[方法]提取梨品种雌蕊RNA,Cy3标记引物RT-PCR获得S基因荧光标记特异c DNA序列。设置不同杂交条件,用已知S基因型品种荧光标记的PCR产物在不同条件下分别与芯片杂交,杂交信号分析芯片杂交效果。用芯片优化杂交体系鉴定梨品种未知S基因型,DNA测序验证芯片鉴定结果。[结果]芯片杂交最佳条件:杂交温度42℃,杂交时间8~9 h,PCR纯化产物终浓度为200 ng·μl-1。优化杂交条件下芯片鉴定晚咸丰、秀水、丽江马占梨1、湘菊、木通梨、甘甜、弥渡小红梨、丽江大中古、金晶和弥渡火把等梨品种S基因型分别为:Pp S15Pp S52、Pp S4Pp S5、Pb S22Pp S37、Pp S1Pp S2、Pp S1Pp S3、Pp S13Pp S15、Pp S12Pb S42、Pb S21Pb S22、Pp S3Pp S60和Pp S5Pp S5。DNA测序验证各品种所含S基因与芯片鉴定结果一致。[结论]梨自交不亲和基因c DNA芯片优化杂交条件后可准确鉴定梨品种所含已鉴定的S基因资源。     

基于cDNA芯片的梨品种S基因型鉴定及新S-RNase基因进化分析

梨品种S基因型鉴定对梨栽培中授粉品种选择和遗传育种都具有重要意义。本研究利用梨S-RNase基因荧光标记的特异引物PCR扩增获得梨品种荧光标记的cDNA特异产物;进一步完善梨S-RNase基因cDNA芯片,以被检测梨品种cDNA特异序列与梨S-RNase基因cDNA芯片杂交检测不同梨品种S基因型,并发现新的S-RNase基因。结果表明:利用梨S-RNase基因cDNA芯片鉴定了泸定王皮梨、兴山24号、弥渡百合等35个未知S基因型梨品种,确定了各品种的S基因型。结合PCRRFLP及DNA克隆和测序等技术,发现了7个新的S-RNase基因资源,获得了新S-RNase基因序列。序列分析表明各新S-RNase基因均具有S-RNase基因特异区域序列的典型特征;进化分析显示7个新S-RNase基因主要属于蔷薇科苹果亚科S-RNase类群,且存在种间和属间比种内和属内进化关系更近的现象。7个新的S基因分别命名为:PpS_(53)(Pyrus pyrifolia S53)、PpS_(54)、PpS_(55)、PpS_(56)、PpS_(57)、PpS_(58)和PpS_(59),GenBank登录号分别为:KX581753、KX581754、KX581755、KX581756、KX581757、KX581751和KX581752。     

白梨和砂梨S基因型确定及S34新基因的分离

梨是配子体型自交不亲和植物,确定不同品种的S基因型是科学杂交授粉及提高梨产量和品质的基础。本文根据砂梨S1-9等位基因一级结构特征,设计特异引物PF和PR,以白梨（Pyrus bretschneideri）种鹅梨（Pyrus bretschneideri‘Eli’）和砂梨（Pyrus pyrifolia）品种博多青（Pyrus pyrifolia‘Hakataao’）的叶片基因组DNA为模板,通过PCR·RFLP系统检测、克隆测序以及生物信息学分析,分离鉴定了它们的片段大小相似的2条S等位基因,从中获得1条新的S基因,命名为S34-RNase基因,并确定了这2个梨品种的S基因型,分别为鹅梨S13S34和博多青S22S34。     

确定梨自交不亲和基因型研究的技术进展

综述了运用杂交授粉试验和分子生物学方法等技术确定梨品种自交不亲和基因型研究的技术进展,分析了这些技术在确定梨品种自交不亲和基因型方面的优点和不足之处,并初步探讨了研究前景。因为HV区氨基酸的不同,不同S基因型也有所差异。因此,除了在分子生物学的水平上进行研究外,其他方法如mRNA、蛋白质和杂交授粉等水平上的研究在确定S基因型上也同样重要。     

白梨和砂梨S基因型确定及S34新基因的分离

梨是配子体型自交不亲和植物, 确定不同品种的S基因型是科学杂交授粉及提高梨产量和品质的基础。本文根据砂梨S1-9等位基因一级结构特征, 设计特异引物PF和PR, 以白梨(Pyrus bretschneideri)品种鹅梨(Pyrus bretschneideri ‘El i’) 和砂梨(Pyrus pyrifolia)品种博多青(Pyrus pyri folia ‘Hakataao’) 的叶片基因组DNA为模板, 通过 PCR-RFLP系统检测、克隆测 序以及生物信息学分析, 分离鉴定了它们的片段大小相似的2条S等位基因, 从中获得1条新的S基因, 命名为S34-RNase基因, 并确定了这2个梨品种的S基因型, 分别为鹅梨S13S34和博多青S22S34。     

中国梨品种S基因型鉴定的初步研究

采用PCR技术和聚丙烯酰胺凝胶电泳法对6个中国梨品种的s基因型进行了鉴定研究,并与已知S基因型的日本梨品种进行了比较。研究结果表明,供试的6个中国梨品种S基因型均不相同,‘西子绿’、‘金花’和‘金水酥’各包含了S1～S7以外的新的S基因,为这些品种田间授粉品种的选配提供了参考。     

配子体自交不亲和植物花粉S基因研究进展

配子体自交不亲和植物的自交不亲和性是由雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的结果。目前已经分离和鉴定了雌蕊自交不亲和基因及其表达产物。最近从金鱼草、Prumusdulcis、梅等植物中分离的F-box基因,它具有花粉S基因特点,即在花药、成熟的花粉和花粉管中特异表达;在基因位置上,与S-RNase基因紧密连锁;不同物种或同一物种不同品种F-box基因间核苷酸和氨基酸序列上存在高度多态性。通过分子生物学方法和杂交授粉试验证明所分离的F-box基因是花粉自交不亲和基因,但目前尚未分离出该类基因相应的表达蛋白。主要综述了配子体自交不亲和植物花粉自交不亲和基因的发现、基因的结构、雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的模型。     

11个苹果新品种自交不亲和基因的分离与鉴定

以11个苹果品种为试验材料,根据保守氨基酸序列"FTQQYQ"和"anti-1/WⅠPNV"设计苹果自交不亲和基因引物,利用酶切分析和目的片段DNA测序方法鉴定了9个新的S-等位基因,将该9个S-等位基因分别标记为:S34-、S35-、S36-、S37-、S38-、S39-、S40-、S41-、S42-等位基因,在GeneBank中的接收号依次为:EU310474、EU391605、EU391606、EU391607、EU391609、EU391610、EU391611、EU391612、EU391613。11个苹果品种的自交不亲和基因型分别为:桑萨(S40S40)、芳明(S1S9),烟嘎1(S38S27)、红金嘎拉(S39S27)、烟嘎2(S38S27)、青9号(S41S42)、阿斯(S36S36)、皇家嘎拉(S37S27)、静香(S1S9S34)、高岭(S38S9)、红奥(S35S35)。     

梨自交不亲和及其亲和突变品种花柱内S4（S4^SM）基因的表达与作用的比较

提取梨 (PyrusserotinaRehd .)自交不亲和品种“二十世纪”(基因型为S2 S4 )、自交亲和的突变品种“奥嗄二十世纪”(S2 SSM4 ,SM =Stylar_partmutant;花柱部分突变 )及其亲和后代花柱的可溶性蛋白。经等电聚焦电泳 (IEF_PAGE)分析表明 ,“奥嗄二十世纪”及其后代花柱仍存在SSM4 蛋白 ,但其含量逐代减少 ,同时发现“奥嗄二十世纪”的SSM4 基因仅在柱头表达 ,而“二十世纪”的S4 基因表达的部位除了柱头外 ,还包括花柱上部及花柱下部 ,且表达量呈现从柱头到花柱下部下降的趋势。S蛋白经等电聚焦电泳的凝胶板进行RNase活性染色处理 ,也得到相同的结果。从花柱 (包括柱头 )中纯化出的S蛋白经SDS_PAGE电泳后进行RNase活性染色的结果表明 ,S4 与SSM4 蛋白的分子量相近 (约 30kD) ,并且均具有RNase活性。进一步以酵母RNA为基质测定的比活性也基本相等 ,约为 2 75U·min-1·mg-1蛋白。在离体条件下 ,上述两种S蛋白 (S_RNase)也以相同的程度抑制S4 或SSM4 花粉发芽及花粉管伸长。研究证明 ,自交亲和突变品种“奥嗄二十世纪”的SSM4 基因也具有原始自交不亲和品种“二十世纪”S4 基因的功能。因此 ,其自交亲和的原因可归结为SSM4 基因的表达量较少及SSM4 基因仅在柱头中表达的缘故。     

中国梨2个自交不亲和新等位基因(S等位基因)的分子鉴定

自交不亲和是显花植物的一种重要生殖生理现象,为探明中国梨的自交不亲和特性,对‘锦香’(Pyrus bretschneideri cv. Jinxiang)和‘鹅酥’(Pyrus bretschneideri cv. Esu)2个中国梨品种进行了基因组PCR特异扩增、S基因序列分析及田间杂交授粉试验。结果确定它们各含1个新S-RNA酶基因,分别命名为S37-和S38-RNase,GenBank序列号为DQ839238和DQ839239。生物信息学分析结果表明,S37-和S38-RNA酶的推导氨基酸序列与S1-至S36-RNA酶36个梨S基因具有相同的、高度保守的C1和C2区,但其高变区与S1-至S36-RNA酶差异较大,其中与S15的差异最小,只有3个氨基酸不同。在推导的氨基酸水平上,S37与S38有96%的序列相似性,但两者与S15的相似性更高,皆为98%,与S32的相似性最低,都只有63%;S37和S38的内含子较大,分别为786bp和723bp,与S15的777bp大小接近。最后,经分析验证确定‘锦香’和‘鹅酥’的S基因型分别为S34S37和S15S38。     

SUSD2基因真核表达载体构建及其在H322细胞中表达

[目的]构建SUSD2基因真核表达载体,并观察其在真核细胞H322细胞中的表达。[方法]从H322细胞中提取总RNA并逆转录为c DNA,采用PCR技术扩增出含有EcoRⅠ和HindⅢ酶切位点的人SUSD2基因片段,以质粒pc DNA3.1为表达载体,构建重组质粒pc DNA3.1-SUSD2。采用PCR、双酶切鉴定以及测序验证c DNA片段大小和序列正确。将重组载体pc DNA3.1-SUSD2转染H322细胞,Western Blot法检测SUSD2蛋白的表达。[结果]PCR、双酶切鉴定以及测序结果显示pc DNA3.1-SUSD2包含大小、序列正确的SUSD2片段;Western Blot结果显示SUSD2蛋白在转染pc DNA3.1-SUSD2的H322细胞中表达高于转染pc DNA3.1的H322细胞。[结论]成功获得SUSD2基因全长序列,并成功构建SUSD2基因真核表达载体,有效地在非小细胞肺癌细胞株H322中表达,为进一步研究该基因功能及机制奠定了基础。     

猪链球菌2型强毒株sly基因敲除株构建及生物学特征分析

[目的]构建猪链球菌2型05ZYH33溶血素sly基因敲除突变株,比较突变株与野生株生物学特征。[方法]分别克隆sly上游序列L、下游序列R和壮观霉素抗性基因spcr,构建基因敲除质粒p UC18-LSR,并电转化入05ZYH33感受态细菌。用多重PCR、RT-PCR及Southern杂交对sly基因敲除突变株进行鉴定。比较突变株与野生株的生长速率和溶血现象。[结果]多重PCR和RT-PCR分别显示,野生株DNA和c DNA都能扩增出579 bp的sly内部片段,而突变株DNA和c DNA都未能扩增出此片段。Southern杂交显示,突变株中未见sly探针杂交条带。突变株生长速率较野毒株迟缓,溶血能力减弱,但依然存在。[结论]建立了高效稳定的电转化方法,成功构建出溶血能力减弱的双交换同源重组sly基因敲除突变株。     

猪链球菌2型强毒株sly基因敲除株构建及生物学特征分析北大核心

[目的]构建猪链球菌2型05ZYH33溶血素sly基因敲除突变株,比较突变株与野生株生物学特征。[方法]分别克隆sly上游序列L、下游序列R和壮观霉素抗性基因spcr,构建基因敲除质粒p UC18-LSR,并电转化入05ZYH33感受态细菌。用多重PCR、RT-PCR及Southern杂交对sly基因敲除突变株进行鉴定。比较突变株与野生株的生长速率和溶血现象。[结果]多重PCR和RT-PCR分别显示,野生株DNA和c DNA都能扩增出579 bp的sly内部片段,而突变株DNA和c DNA都未能扩增出此片段。Southern杂交显示,突变株中未见sly探针杂交条带。突变株生长速率较野毒株迟缓,溶血能力减弱,但依然存在。[结论]建立了高效稳定的电转化方法,成功构建出溶血能力减弱的双交换同源重组sly基因敲除突变株。     

金鱼草自交不亲和位点位于着丝粒的周边区

在蔷薇科、茄科和玄参科配子体自交不亲和中,编码花柱的S RNase控制花柱的自交不亲和性.在前两科植物中,自交不亲和(S)位点定位于着丝粒的附近,但在玄参科植物金鱼草(Antirrhinum)中自交不亲和位点至今未知.为了确定它在染色体上的位置和基因组结构,以基因型S2S5金鱼草根尖为材料,进行染色体的制备观察,利用地高辛标记的S2 RNase和含有其全长的BAC克隆(S2 BAC)为探针进行荧光染色体原位杂交(FISH),发现S2RNase杂交信号位于染色体的着丝粒附近,而S2 BAC的杂交信号位于每条染色体的着丝粒的周边区,呈对称的4个,表明金鱼草S位点位于着丝粒的周边区.对S2BAC预测基因的分析表明,发现一个金鱼草新的反转座子(RIS1).结果显示,金鱼草S位点位于染色体着丝粒的周边区,富含转座子和反转座子,和其他两类配子体自交不亲和的位置类似,预示它们的共同起源和具有抑制重组的功能.     

金鱼草自交不亲和位点位于着丝粒的周边区

在蔷薇科,茄科和玄参科配子体自交不亲和中,编码花柱的SRNase控制花柱的自交不亲和性,在前两科植物中,自交不亲和（S）位点定位于着丝粒的附近,但在玄参科植物金鱼草（Antirrhinum)中自交不亲和位点至今未知,为了确定它在染色体上的位置和基因组结构,以基因型S2S5金鱼草根尖为材料,进行染色体的制备观察,利用地高辛标记的S2RNase和含有其全长的BAC克隆（S2BAC）为探针进行荧光染色体原位杂交（FISH）,发现S2RNase杂交信号位于染色体的着丝粒附近,而S2BAC的杂交信号位于每条染色体的着丝粒的周边区,呈对称的4个,表明金鱼草S位点位于着丝粒的周边区,对S2BAC预测基因的分析表明,发现一个金鱼草新的反转座子（RIS1）。结果显示,金鱼草S位点位于染色体着丝粒的周边区,富含转座子和反转座子,和其他两类配子体自交不亲和的位置类似,预示它们的共同起源和具有抑制重组的功能。     

核果类果树自交不亲和性研究进展

综述了核果类果树甜樱桃(Prunus avium L.)、杏(P. armeniaca L.)、扁桃(P. dulcis (Mill.) D. A.Webb)和梅(P. mume Sieb)等自交不亲和性的研究进展。着重讨论了S-RNase基因(S基因)和SLF基因(S-locus　F-box基因,或称SFB基因),S基因在杂交后代群体中的遗传规律,利用S基因的遗传特性选育自交亲和品种和确定S基因型的主要方法及其特点以及自交亲和机制的几种可能的类型。     

24份甜樱桃材料自交不亲和S基因型鉴定

甜樱桃品种绝大部分自交不亲和,限制了甜樱桃的正确评价和合理利用,因此自交不亲和基因型的鉴定对于生产具有重要意义。以24个甜樱桃主栽品种为材料,用5对蔷薇科李属引物组合对24个甜樱桃品种进行了S等位基因的PCR扩增,克隆S基因的扩增片段,用核酸序列在Gen Bank上搜索,确定了5种S基因的核酸序列和大小。结果表明:Pru C2+Pru C4R引物组合扩增效果最好;在琼脂糖凝胶上位置相同的扩增带其核酸序列相同,是同一种S基因;5种S基因扩增片段的大小分别是S1为800 bp,S3为762 bp,S4为962bp,S5为300 bp,S6为456 bp,S9为650 bp;24个甜樱桃S基因型是红手球、早红宝石为S1S3,拉宾斯S1S4',红宝石S1S6,布鲁克斯S1S9,那翁S3S4,秦林、泰安大紫、先锋、早大果、丽珠、美早、5-106、左滕锦、桑提娜为S3S6,黑珍珠、红灯、萨米脱、秦樱为S3S9,胜利为S5S9,明珠、红蜜、雷尼、滨库为S6S9。     

核果类果树自交不亲和性研究进展

综述了核果类果树甜樱桃(PFunus avium L.)、杏(P.armeniaca L.)、扁桃(P.dulcis(Mill.)D.A.Webb)和梅(P.mume Sieb)等自交不亲和性的研究进展.着重讨论了S-RNase基因(s基因)和SLF基因(S-locus F-box基因,或称SFB基因),S基因在杂交后代群体中的遗传规律,利用S基因的遗传特性选育自交亲和品种和确定S基因型的主要方法及其特点以及自交亲和机制的几种可能的类型.     

一种高效筛选Mx GTPase效应区SNP方法

[目的]建立高效检测家禽Mx功能区SNP方法 ,改进PCR SSCP。[方法]以引进品种和地方品种为研究对象,筛选引物,优化程序,通过二次PCR改进SSCP方法对Mx基因GTPase效应区SNP进行检测。[结果]SSCP检测引物分型检测及SNP分析,检测结果与测序一致。来航鸡检测到阳性结果,且PA检测的多态位点均由编码区A/G替换引起,济宁百日鸡和来航鸡两个群体PIC为0.2515和0.2628,呈低度多态。[结论]χ~2独立性检验位点基因频率和基因型频率呈Hardy-Weinberg平衡,不同品种间位点8(S631N)基因型分布差异极显著(P<0.01)。改进后的PCR SSCP高效经济简便,为高通量后期检测、新位点筛选奠定基础。     

甜樱桃(Prunus avium L.)品种S基因型鉴定

根据蔷薇科S-RNase基因(S基因)高度保守区C2和RC4区设计一对特异引物PruC2和PruC4R,对甜樱桃品种的基因组DNA进行S基因特异PCR扩增。克隆S基因的扩增片段,核酸序列在GenBank上搜索,确定了4种S基因的核酸序列和大小。结果表明,在琼脂糖凝胶上位置相同的扩增带其核酸序列相同,是同一种S基因。4种S基因扩增片段的大小分别是：S1为677bp,S3为762bp,S4为945bp,S6为456bp。参试的自交不亲和品种的S基因型分别是：红灯、红艳、早红宝石和先锋相同,为S1S3;抉择、红丰和那翁相同,为S3S4;大紫为S1S6;长把红为S1S4;养老为S2S6;自交亲和品种外引7号和斯太拉为S3S4。