花生抗病基因分离克隆研究进展

花生是重要的油料作物和经济作物。近年来多种病害严重威胁着花生产业的发展,筛选花生抗病基因并对其进行研究成为花生抗性育种的新热点。结合抗病基因分离克隆在花生育种工作和遗传研究等领域逐渐显现的广阔前景,我们简要综述了国内外花生抗病基因分离克隆的研究现状,介绍了抗病基因分离克隆的类型及特点,并探讨了今后的研究方向。     

花生RGA 片段的克隆及初步分析

目的:通过同源克隆获得了花生闽花6号的RGA片段,为其抗性的研究及抗性育种提供了参考资料。方法:试验分为两组:其一通过利用抗性基因的NBS保守区所设计的简并引物对花生品种闽花六号进行了RGA片段扩增,其二结合已登录的花生RGA片段序列经过多元比对后设计简并引物进行RGA片段的扩增及序列分析;分析比较两组克隆方法的效果。结果:测序分析表明:前者20条随机测序序列中没有一条与已知RGA片段序列相似;后者20条随机测序序列中有18条为RGA片段序列,其登录号为GenBankEU639668-EU639685。结论:前一种方法克隆扩增RGA基因片段的效率很低,而后一种方法克隆扩增效果更好,这为闽花6号花生的遗传改良提供了理论基础。     

花生RGA片段的克隆及初步分析

目的：通过同源克隆获得了花生闽花6号的RGA片段,为其抗性的研究及抗性育种提供了参考资料。方法：试验分为两组：其一通过利用抗性基因的NBS保守区所设计的简并引物对花生品种闽花六号进行了RGA片段扩增,其二结合已登录的花生RGA片段序列经过多元比对后设计简并引物进行RGA片段的扩增及序列分析;分析比较两组克隆方法的效果。结果：测序分析表明：前者20条随机测序序列中没有一条与已知RGA片段序列相似;后者20条随机测序序列中有18条为RGA片段序列,其登录号为GenBankEU639668-EU639685。结论：前一种方法克隆扩增RGA基因片段的效率很低,而后一种方法克隆扩增效果更好,这为闽花6号花生的遗传改良提供了理论基础。     

花生防御素基因的克隆及原核表达

定基础.     

花生ARAhPR10基因启动子序列的克隆及分析

PR10(pathogenesis-related class10protein)类蛋白与植物的抵御外来病害及系统获得性抗性(SAR)有着紧密联系,本文采用基于PCR的基因组DNA步移法,从抗黄曲霉花生品种粤油20中克隆ARAhPR10(Aspergillus flavus-resistant AhPR10)基因起始密码子ATG上游256bp类似启动子序列,并对其进行植物顺式作用元件数据库PLACE预测分析。结果表明,该类似启动子序列含有4处TATA box和2处CAAT box保守的启动子结构元件,还有6处W-box、1处BIHD1和3处GT-1motif抗逆应答元件,其中W-box常见于PR蛋白的启动子区内参与病程应答。我们初步认为本研究克隆的序列可能是ARAhPR10基因的启动子。     

花生LEC1基因的克隆及表达研究

通过构建花生未成熟种子cDNA文库,结合大规模EST测序,从花生中克隆了LEC1基因2个成员的全长cDNA序列.序列分析表明,花生中LEC1的2个成员的序列在B结构域高度保守,属于LEC1型HAP3亚基.不同植物中LEC1基因在B结构域以外的序列差异很大.利用花生cDNA芯片和半定量RT-PCR对花生LEC1进行表达研究表明,LEC1在种子中高水平表达,在种子发育的不同时期表达有差异.     

大肠杆菌ubiC基因的克隆及序列分析

研究以克隆得到正确序列的大肠杆菌ubiC基因目的,实验通过PCR方法从大肠杆菌基因组中扩增得到了ubiC基因,扩增产物克隆到pUC118载体,转化大肠杆菌JM109,DNA序列分析结果表明克隆得到的大肠杆菌ubiC基因碱基序列正确。     

棉铃虫腺苷酸转移酶基因的克隆与分析

腺苷酸转移酶(ANT)是线粒体内膜上负责能量分子传导的转运蛋白, 在细胞凋亡调控网络中有重要作用。本研究以棉铃虫幼虫组织的mRNA为模板, 根据鳞翅目昆虫ant基因编码区保守序列设计引物, 进行RT-PCR分析, 同时结合5′、3′ RACE方法扩增出棉铃虫ant基因的全长cDNA序列, cDNA全长为1 190 bp (GenBank登录号AY253868), 具有完整的开放阅读框架(ORF, 133~1 033 bp), 编码蛋白为300个氨基酸, 其中N端22个氨基酸为信号肽, 引导ANT蛋白定位于线粒体内膜。该蛋白具有3个保守的线粒体穿膜功能结构域, 形成能量分子传导的转运通道, 催化细胞质中ADP和线粒体内ATP间进行跨膜交换。通过与其他昆虫的腺苷酸转移酶蛋白序列比较, 发现该基因具有高度的保守性, 氨基酸序列同源性都在90%左右。     

中华鳖HMG1基因的克隆与序列分析

为了解中华鳖(Pelodiscus sinensis)HMG1(High mobility group 1)的基因结构,利用RT-PCR,从中华鳖肝脏组织的总RNA中,克隆并测序了中华鳖HMG1cDNA片段,结果表明,中华鳖HMG1基因的开放读码框(Open reading frame,ORF)长度为606 bp,编码202个氨基酸。中华鳖HMG1多肽链主要包含三个保守的区域:位于多肽链N端的HMG盒区1(第9—80个氨基酸之间);位于多肽链中心的HMG盒区2(第89—162个氨基酸之间);位于多肽链C端的富含酸性氨基酸区域(第163—202个氨基酸之间)。在2个HMG盒区范围内,中华鳖HMG1多肽链与红原鸡、人、虹鳟等物种的HMG1多肽链相比,氨基酸同源性依次为96.5%、74%和67%。排序比较显示,不同物种HMG1多肽链之间的富含酸性氨基酸区域的长度是不同的,暗示了HMG1多肽链富含酸性氨基酸区域的长度可能受到选择压力的影响,但这种选择压力没有使谷氨酸和天冬氨酸这两种酸性氨基酸之间区分开来。系统发生分析表明,脊椎动物HMG1基因的HMG盒区1和盒区2分别形成了2个亚族。本研究首次报道爬行动物的HMG1基因。       

牦牛CAPN1基因的克隆与序列分析

CAPN1是影响肌肉嫩度的数量性状位点 (QTL)的候选基因。根据GenBank发表的普通牛CAPN1基因序列设计特异性引物,以天祝白牦牛cDNA为模板,分段进行PCR扩增,克隆,测序。应用生物软件BioEdit对各测序结果进行序列拼接共获得牦牛CAPN1 cDNA 片段2267bp,其中包含一个2151bp的完整的开放阅读框(ORF),以及3’和5’末端非编码区的部分序列(77bp和166bp) 。分析表明：牦牛CAPN1基因编码区全长2151bp,共编码716个氨基酸。与已报道的牛,猪,人小鼠的序列进行比较,核苷酸同源性分别为99.3%,93.9%,90.0% ,85.5% 。预测氨基酸的同源性分别为99.4%,96.1%,94.6%,89.0%,并且对牦牛CAPN1四个结构域分别进行NCBI BLAST发现四个结构域在以上四个物种中都显示出很好的保守性,最为保守的在结构域Ⅳ(>96%)。牦牛与牛产生的 14个核苷酸突变中,有3个产生了氨基酸突变,均发生在结构域Ⅲ。构建分子系统进化树表明：聚类结果与传统分类学相符。     

花生白藜芦醇合酶基因的克隆与生物信息学分析

利用Protparam、iPSORT prediction、ProtScale、SOPMA、Swiss-Modeling和Scan Prosite等生物信息学工具分别对其理化性质、信号肽、疏水性、亲水性、二级结构和三级结构进行分析。以花生粤油45总DNA和总RNA为模板,采用PCR和RT-PCR技术克隆花生白藜芦醇合酶基因的DNA和cDNA序列,并利用SWISS-PROT、DNAMAN等生物信息学工具对其基因和蛋白质序列进行了分析。测序结果显示,该基因的DNA和cDNA序列长度分别为1 498 bp和1 251 bp,cDNA序列具有完整的开放性阅读框,编码389个氨基酸的多肽。该白藜芦醇合酶氨基酸368-378位点上存在芪合酶家族的特征位点GVLFGFGPGLT。同源性分析表明,其碱基序列与已报道的花生白藜芦醇合酶基因的一致性为99%,其氨基酸序列与已报道的花生白藜芦醇合酶氨基酸序列的一致性为100%。     

AhNCED1基因转化花生研究

构建转化AhNCED1基因花生(Arachis hypogaea L.)过表达载体35S::AhNCED1::GUS,用OD600=0.8的LBA4404农杆菌液浸染汕油523,抗性芽诱导率达100%.PCR检测89株筛选苗,43株呈阳性,GUS检测阳性率为50%.转基因植株地上部分ABA含量增加;PEG胁迫10 h,转基因植株叶片AhNCEDl蛋白表达增强,内源ABA水平积累,超氧化物水平降低.     

花生金属硫蛋白基因AhMT3a的克隆及其表达

以鲁花14号花生为材料,从花生cDNA文库和基因组中筛选和克隆了花生的金属硫蛋白基因AhMT3a。该基因全长785 bp,有2个内含子,开放阅读框由201个碱基组成,编码66个氨基酸,其中包含13个半胱氨酸(Cys),预测其分子量为6.83kD,等电点为4.59。运用生物信息学手段对AhMT3a蛋白的信号肽、跨膜区、亚细胞定位和疏水性进行了预测。与拟南芥、棉花和草莓等植物type 3 MTs的序列比对结果表明,花生和其他不同植物的MT3在氨基酸序列上具有较高的同源性,从系统发育树中可以看出AhMT3a和蒿麦的金属硫蛋白亲缘关系较近。半定量RT-PCR和芯片杂交结果显示花生AhMT3a在花中表达量最高,在种子中表达量最低;在ABA、NaCl及PEG等不同处理下,表达量变化不大。     

花生成熟花粉的超微结构

花生（Arachis hypogaea L．）成熟花粉为二细胞型,具3个萌发沟,少数有4个。外壁呈蜂窝状。花粉壁由覆盖层、基粒棒、外壁内层及内壁构成。线粒体嵴密集、相互平行,脂体被粗面内质网包围。粗面内质网与外核膜相连,亦与线粒体相连。高尔基体甚少。营养核无核仁及染色质,与生殖细胞相连形成雄性生殖单位（male germ unit）。生殖细胞锤形、有壁,见一末端延伸成长尾状（长8μm）。细胞质含核糖体、线粒体、微管,未见体。在有些生殖细胞核内观察到具双层膜、少量嵴及深色内含物的球形结构,其米来源及本质尚不知,有待进一步研究确定。     

Cloning and Characterization of Chromosomal Markers from a Cot-1 Library of Peanut ( Arachis hypogaea L.)

The cultivated peanut, Arachis hypogaea (AABB, 2n = 40), is an allotetraploid which was probably originated from a hybridization event between 2 ancestors, A. duranensis (A genome) and A. ipaensis (B genome) followed by chromosome doubling. The wild species in the Arachis section are useful genetic resources for genes that confer biotic and abiotic stress resistance for peanut breeding. However, the resource is not well exploited because little information on the genetic, cytogenetic, and phylogenetic relationships between cultivated peanut and its wild relatives is known. Characterization of its chromosome components will benefit the understanding of these issues. But the paucity of information on the DNA sequence and the presence of morphologically similar chromosomes impede the construction of a detailed karyotype for peanut chromosome identification. In our study, a peanut Cot-1 library was constructed to isolate highly and moderately repetitive sequences from the cultivated peanut, and the chromosomal distributions of these repeats were investigated. Both genome and chromosome specific markers were identified that allowed the distinguishing of A and B genomes in tetraploid peanut and a possible karyotyping of peanut chromosomes by FISH. In particular, a 115-bp tandem repetitive sequence was identified to be a possible centromere repetitive DNA, mainly localized in the centromeres of B chromosomes, and a partial retrotransposable element was also identified in the centromeres of B chromosomes. The cloning and characterization of various chromosomal markers is a major step for FISH-based karyotyping of peanut. The FISH markers are expected to provide a reference tool for sequence assembly, phylogenetic studies of peanut and its wild species, and breeding.