不同海拔地区(南京和拉萨)种植的甘蓝型油菜的种子基因差异表达

分别在南京(海拔8.9m)和拉萨(海拔3658m)2个不同海拔地区种植甘蓝型油菜(Brassica napus)高油品系H105,该材料含油量在两地分别为(46.04±1.42)%和(53.09±1.35)%。利用拟南芥表达谱基因芯片检测两地种植的H105开花后30天种子基因的表达。以种植在南京的H105为对照,差异表达分析结果显示有421个差异表达的基因,其中229个基因表达下调,192个基因表达上调。这些基因按功能可初步分为代谢相关、运输相关、结合相关、转录相关、结构相关、发育相关、信号转导相关、其它相关及功能未知基因等几大类别。一些与光合成、糖代谢以及脂肪酸合成相关的重要基因,如叶绿素a-b结合蛋白基因家族、蔗糖合酶、丙酮酸激酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶、ATP-柠檬酸裂解酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、脂肪酸去饱和酶(FAD6和FAD7)基因等被鉴定为差异表达。研究结果初步揭示了相关基因的表达变化规律,为探讨油菜在不同海拔地区含油量差异的分子遗传机理提供了重要信息。     

不同海拔地区(南京和拉萨)种植的甘蓝型油菜的种子基因差异表达

分别在南京(海拔8.9 m)和拉萨(海拔3 658 m)2个不同海拔地区种植甘蓝型油菜(Brassica napus)高油品系H105, 该材料含油量在两地分别为(46.04±1.42)%和(53.09±1.35)%。利用拟南芥表达谱基因芯片检测两地种植的H105开花后30天种子基因的表达。以种植在南京的H105为对照, 差异表达分析结果显示有421个差异表达的基因, 其中229个基因表达下调, 192个基因表达上调。这些基因按功能可初步分为代谢相关、运输相关、结合相关、转录相关、结构相关、发育相关、信号转导相关、其它相关及功能未知基因等几大类别。一些与光合成、糖代谢以及脂肪酸合成相关的重要基因, 如叶绿素a-b结合蛋白基因家族、蔗糖合酶、丙酮酸激酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶、ATP-柠檬酸裂解酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、脂肪酸去饱和酶(FAD6和FAD7)基因等被鉴定为差异表达。研究结果初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为探讨油菜在不同海拔地区含油量差异的分子遗传机理提供了重要信息。     

油菜CMS柱头亲和性的比较研究

油菜 CMS柱头与花粉亲和性的比较研究表明 :授粉后 2 4 h、30 h和 48h,平均结籽率、结角率和角粒数分别达最大值 ,授粉后 30 h以内为柱头受精能力最强的时期 ;参试的几个 CMS柱头与花粉的亲和性差异显著 ,表现为 A3>A1>A2 ,各杂交组合亲和能力依次为 A3× B2 >A1× B1>A3× B1>A1× B2 >A2 × B1>A2 × B2 ,说明不育系陕 3A的亲和性优于陕 2 A;甘蓝型油菜 CMS开花 2～ 3d内柱头亲和性最强 ,受精结实率最高 ,开花 4～ 5d后受精结实能力急降 ,7d后则几乎失去受精结实能力。     

甘蓝型油菜幼苗对NaCl胁迫的抗氧化应答

酶活性相应提高,从而在一定程度上提高了植物对NaCl胁迫的耐受能力.     

应用基因芯片检测酸味抗病甜瓜果实基因表达

利用Melon cDNA array ver1.0检测新疆厚皮甜瓜(Cucumis melo var.ameri)果实基因表达的可行性,并检测了经60Coγ射线辐射诱变后的新疆厚皮甜瓜酸味抗病变异株成熟果实基因的表达.结果显示:该芯片平均能够检测新疆厚皮甜瓜基因2 008个,检测出的基因占该芯片基因探针总数的65.4%;检测酸味抗病变异株上调表达的基因251个,占检出基因总数的12.5%;下调表达的基因224个,占检出基因总数的11.16%.利用RT-PCR验证芯片结果的可靠性,结果表明,用Melon cDNA array ver 1.0检测新疆厚皮甜瓜成熟果实基因表达水平是可行的.     

春性甘蓝型油菜BnFY34基因的克隆及序列分析

春性甘蓝型油菜杂交种由于发育期较长,极大地限制了该油菜在高寒地区的推广。为了从春性特早熟甘蓝型油菜中筛选出苗期和蕾期差异表达的基因,该研究以春性特早熟甘蓝型油菜为材料,利用cDNA-AFLP技术筛选出1个春性特早熟甘蓝型油菜苗期特异表达的基因片段,并采用RACE技术成功分离克隆了该基因,命名为BnFY34。通过对该基因的测序和生物信息学分析,发现该基因序列大小为455 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),编码一个由71个氨基酸残基组成的蛋白,推测的蛋白质分子量为8.04 kD,理论等电点为10.25,其三级结构中含有3个α螺旋,不含β折叠。同时,将BnFY34基因与甘蓝型油菜基因组序列进行比对,结果显示BnFY34基因位于C4染色体上,由3个外显子和2个内含子组成。另外,通过对该基因与其他植物同源基因的亲缘关系进行了分析,结果表明BnFY34基因与芸薹属植物属于同一亚族,并且与甘蓝型油菜中已报到的未诠释基因XM_013837282.1的相似度达100%,其功能有待进一步研究。该研究结果对春油菜产量和品质的早熟转基因育种具有重要意义。     

表达谱基因芯片

表达谱基因芯片具有高通量、缩微、多参数、平行化等优点.在功能基因组学研究中正发挥越来越重要的作用.就其原理、应用、存在问题及解决策略等进行了综述.     

转Bar基因甘蓝型油菜叶片蛋白质组变化的初步分析

采取SDS-PAGE与MALDI-TOF-MS联用的方法,对抗除草剂转Bar基因T1代甘蓝型油菜与普通栽培油菜的叶片蛋白质组进行比较性研究,获得差异蛋白质组的重要信息,并初步探讨差异蛋白的主要功能,以期找到与转Bar基因油菜抗除草剂有关的蛋白质,揭示其抗性机理.双向电泳表达图谱研究表明,Bar基因的转入使得转基因油菜中的差异蛋白表达质与量发生了显著变化,共得到16个发生差异表达的蛋白质点,其中11个经质谱分析功能得到鉴定,这些鉴定出的蛋白质涉及多个生理过程,如能量与代谢、信号转导、代谢相关蛋白离子转运和防御应答等.     

甘蓝型油菜热激转录因子的克隆及表达分析

以甘蓝型纯系油菜为试材,用RT-PCR和RACE方法首次从油菜种子中获得油菜热激转录因子的cDNA全长序列,命名为BnHSFA4a,GenBank登录号为HQ435241。结果表明:该cDNA长1 667bp,编码1个具有389aa的蛋白质,该基因编码的氨基酸序列与拟南芥热激转录因子AtHSFA4a编码的氨基酸序列间相似度为82%。对34条编码不同热激转录因子的氨基酸序列进行多重比对,结果在100～190aa处序列间氨基酸总相似性超过60%,显示出较高的保守性。构建原核表达载体并成功表达出预期蛋白。半定量RT-PCR结果显示,该基因的表达先于油菜肌醇半乳糖苷合成酶(BnGOLS1)基因,符合该基因调控BnGOLS1的假设。推测AtHSFA4a基因可能通过调控BnGOLS1的表达量进而在油菜种子脱水耐性获得过程中发挥一定的作用。     

甘蓝型油菜赤霉素受体基因的克隆与表达

采用同源克隆技术从甘蓝型油菜中克隆到1个赤霉素受体基因,命名为BnGID1B(GenBank登录号为HQ589349).该基因含有1个内含子和2个外显子,其cDNA序列全长1 077 bp,编码358个氨基酸,推测蛋白质的相对分子量是40 203.4 Da,理论等电点为6.26.序列比对结果显示,BnGID1B基因与拟南芥GID1B基因核苷酸序列的相似性为86.3%,氨基酸序列的相似性为91.64%.实时荧光定量PCR分析表明,BnGID1B基因在苗期不同组织以及不同激素处理下的表达量有所不同,主要在根中表达,下胚轴中的表达量明显低于根,可见该基因具有一定程度的组织表达特异性.     

用基因表达谱芯片研究人正常肝和肝细胞癌中差异表达的基因

以基因表达谱芯片对人正常肝及肝癌组织基因表达的差异性进行了研究比较。奖４０９６条人ｃＤＮＡ用点样仪点在特制玻片上制备成表达谱芯片;利用肝和肝癌组织的ｍＲＮＡ通过逆转录方法,将Ｃｙ３和Ｃｙ５２种荧光分别标记到两种组织的ｃＤＮＡ上,制备成ｃＤＮＡ探针,并与表达谱芯片进行杂交及扫描,重复４次实验,通过计算机数据处理判定基因是否在上述２种组织中有表达差异,筛选出差异表达的基因共９０３条。基因芯片技术可同时     

导入双价基因的转基因杂交油菜亲本及其对菌核病抗性的研究

比较了乙酰丁香酮、pH、共培养温度及不同激素配比对根癌农杆菌转化油菜(Brassica napus)的影响,建立了油菜高效转化体系.按该体系,将组成型表达几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因转化甘蓝型双低杂交油菜亲本恢复系和保持系,获得了转基因恢复系和保持系植株.对再生植株进行PCR和SouthemBlot检测,结果表明外源基因已整合到油菜基因组中.连续3代的PCR检测及转基因植株抗病性在自交后代中得到保持,证实外源基因已遗传到T3代.对转基因植株T1代离体叶进行菌核病菌丝体接种和T1及T2代大田自然侵染鉴定,结果表明,转基因恢复系棚40-12、棚40-32和保持系96B-2对菌核病的抗性比受体对照大幅度提高,大田鉴定其发病率连续2年均比受体对照减少78%以上,比抗病品种‘中油821'减少75%以上,病情指数比受体对照和‘中油821'减少均达显著水平,其抗病性能在后代稳定遗传,获得了高抗菌核病的转基因育种材料.     

Genome-Wide Identification of Brassica napus PEN1-LIKE Genes and Their Expression Profiling in Insect-Susceptible and Resistant Cultivars

Recently, it has been reported that a gene (PEN1) in Arabidopsis thaliana is highly resistant to Plutella xylostella. We screened all the homologous genes of PEN1 in Arabidopsis thaliana and found that the motif of these genes was very conserved. At present, few insect resistance genes have been identified and characterized in Brassica napus. Therefore, we screened all the homologous genes containing this motif in the Brassica napus genome and systematically analyzed the basic information, conserved domain, evolutionary relationship, chromosomal localization and expression analysis of these genes. In this study, 12 PEN1 homologous genes were identified in the Brassica napus genome, which is more than the number in Arabidopsis thaliana. These genes are unevenly distributed on the 12 chromosomes in Brassica napus. Furthermore, all the PEN1 homologous genes contained light responsiveness elements, and most of the genes contained gibberellin-responsive elements, meJA-responsive elements and abscisic-acid-responsive elements. The results will provide a theoretical basis for screening insect resistance genes from the genome of Brassica napus and analyzing the molecular mechanism of insect resistance in Brassica napus.     

10个线粒体基因在甘蓝型油菜NCa不育系统不同组织中的转录调控及其与育性的关系

用10个线粒体基因为探针,对NCα不育系、保持系和可育F1的苗期叶片、幼蕾及未成熟种子的线粒体RNA进行了Northern分析。结果表明,这10个线粒体基因除atp6外,其余9个基因在同一材料的不同组织中没有表达差异,都属于组成型表达的线粒体基因。其中,off139、orf222、atp1、cox1、cox2、cob、rm5S、rm26S等8个线粒体基因在不育系、保持系和可育F1的苗期叶片、幼蕾及未成熟种子中有着相同的表达,属于表达不受核基因型影响,没有组织特异性的类型：atp9基因分别在同一材料的不同组织中的转录也基本没有变化,但是在3个不同的材料间具有表达差异：可能属于表达受核基因型影响、没有组织特异性的线粒体基因。atp6基因也在3个材料的叶、蕾和种子中都产生相同大小的转录本,但是在各个材料的不同组织中存在着信号强度的差异,可能是属于表达既受核基因型影响、又有组织特异性的线粒体基因。Orf222和off139分别在不育系和可育F1幼蕾中产生相同大小和丰度的转录本,但是在保持系幼蕾中没有检测到转录本;orf222检测到的3条转录本分别为1．1kb、0．9kb、0．6kb,而off139检测到0．8kb和0．6kb两条带。atp9探针在不育系和保持系幼蕾中都检测到1条0．6kb的转录本,而在可育F1幼蕾中检测到0．6kb和1．2kb的转录本。讨论了orf222、off139、atp9基因的表达与NCα细胞质雄性不育的可能关系。     

Leaf senescence in Brassica napus: cloning of senescence related genes by subtractive hybridisation

A subtractive hybridisation technique was developed to clone cDNAs representing genes that showed enhanced expression during leaf senescence in Brassica napus. A number of different genes were identified that, when analysed by northern hybridisation, showed different patterns of expression during leaf development but were all expressed at increased levels during senescence. Sequence analysis of these cDNAs showed that several types of genes were found including two different proteases, glutamine synthetase, ATP sulphurylase, catalase, metallothionein, ferritin and an antifungal protein. The possible roles of these gene products in the senescence process are discussed.     

甘蓝型油菜ZF-HD基因家族的鉴定与系统进化分析

ZF-HD是一类植物特有的转录因子, 在植物生长发育及胁迫响应过程中发挥重要作用。利用生物信息学方法, 在甘蓝型油菜(Brassica napus)基因组中鉴定到62个ZF-HD基因, 其中83.9%的基因缺乏内含子, 93.5%的BnZF-HD等电点大于7, 预测定位于细胞核的蛋白大多由100个以上氨基酸组成。根据进化关系可将其分为6个亚群, 在每个亚群中, 甘蓝(B. oleracea)和白菜(B. rapa)的ZF-HD基因数量相等或近似相等, 而甘蓝型油菜的ZF-HD基因数量接近或等同于甘蓝和白菜的ZF-HD基因数量之和。同一亚群的motif数量和类型高度相似。共线性分析结果显示, 全基因组三倍体化使ZF-HD基因在二倍体祖先得到扩张, 而异源多倍体化又进一步使甘蓝型油菜ZF-HD基因家族扩张。K_a/K_s值说明大多数ZF-HD基因在进化过程中受到了纯化选择。所有BnZF-HD基因都具有光响应元件, 2/3的基因具有MeJA、ABA和厌氧诱导顺式作用元件, 推测这些基因可能参与相关生物学过程。研究结果为进一步挖掘该家族基因的生物学功能奠定基础, 同时为揭示多基因家族在异源多倍体中的进化式样提供借鉴。     

利用功能分类基因芯片研究不同品种猪脂肪中特定基因的发育性变化

利用Oligo功能分类基因芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在1、2、3、4和5月龄间背部皮下脂肪中脂肪沉积代谢和细胞生长调控相关基因的动态表达变化。差异表达分析结果显示1~5月龄的品种间分别有10、6、11、8和19个基因的表达差异倍数大于2倍, 且长白猪有25个基因在不同月龄间的表达差异达显著水平(P<0.05)。其中血管生成素样蛋白4 (ANGPTL4)、组织蛋白酶K (CTSK) 、异柠檬酸脱氢酶2(NADP+) (IDH2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、苹果酸酶1 (ME1)、 硬酯酰辅酶A去饱和酶 (SCD)和解藕联蛋白2 (UCP2)这7个基因不仅在同月龄的品种间和品种内的不同月龄间差异表达, 主成分分析结果也显示其表达模式明显偏离其他基因, 提示受到了特殊的调控。聚类分析结果显示1~5月龄间长白猪中正调控脂肪酸代谢基因的表达量逐渐上调, 太湖猪中参与细胞生长调控基因的表达量平缓波动且变化幅度相对较小。另外, 5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势。结果成功筛选出了对猪胴体和肉质性状可能具有重要影响并值得深入研究的一些候选基因, 初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为了解生长发育过程中脂肪酸合成与水解的动态平衡过程提供了基础数据。     

Microarray analysis reveals altered expression of a large number of nuclear genes in developing cytoplasmic male sterile Brassica napus flowers

To gain new insights into the mechanism underlying cytoplasmic male sterility (CMS), we compared the nuclear gene expression profiles of flowers of a Brassica napus CMS line with that of the fertile B. napus maintainer line using Arabidopsis thaliana flower-specific cDNA microarrays. The CMS line used has a B. napus nuclear genome, but has a rearranged mitochondrial (mt) genome consisting of both B. napus and A. thaliana DNA. Gene expression profiling revealed that a large number of genes differed in expression between the two lines. For example, nuclear genes coding for proteins that are involved in protein import into organelles, genes expressed in stamens and pollen, as well as genes implicated in either cell-wall remodeling or architecture, were repressed in the CMS line compared with B. napus. These results show that the mt genome of the CMS line strongly influences nuclear gene expression, and thus reveal the importance of retrograde signalling between the mitochondria and the nucleus. Furthermore, flowers of the CMS line are characterized by a replacement of stamens with carpelloid organs, and thus partially resemble the APETALA3 (AP3) and PISTILLATA (PI) mutants. In accordance with this phenotype, AP3 expression was downregulated in the stamens, shortly before these organs developed carpelloid characteristics, even though it was initiated correctly. Repression of PI succeeded that of AP3 and might be a consequence of a loss of AP3 activity. These results suggest that AP3 expression in stamens depends on proper mt function and a correct nuclear-mt interaction, and that mt alterations cause the male sterility phenotype of the CMS line.     

油菜BnMKK4全长基因的克隆及表达分析

从‘陇油6号’油菜中克隆得到了一个新的BnMKK4基因的cDNA,全长1317bp,其中包括993bp的开放阅读框,159bp的5’非翻译区（5^1UTR）,165bp的3。非翻译区（3’UTR）。与拟南芥AtMKK4有很高的同源性,因此命名为BnMKK4（GenBank登录号JF268686）。该基因编码330个氨基酸的蛋白质,分子量36．5kDa,等电点为9．01。实时荧光定量PCR结果显示该基因表达受低温胁迫和盐胁迫的诱导,表明该基因在油菜适应低温胁迫和盐胁迫的过程中发挥作用。