亚硫酸氢钠测序法检测水稻FIE基因CpG岛甲基化状态

建立了适用于水稻基因组特定基因甲基化检测的亚硫酸氢钠测序法,并利用此方法对FIE2A基因CpG岛部分片段的甲基化差异进行了研究。采用CTAB法提取水稻叶片和胚乳细胞的基因组DNA,经亚硫酸氢钠化学修饰后,针对已修饰的FIE基因序列设计特异引物并结合巢式PCR扩增,TA载体克隆、测序,最后对测序结果进行分析。结果表明巢式PCR能够增加特异性产物的产生,FIE基因CpG岛在对称的CG和CNG位点甲基化水平较高,而在非对称CNN位点甲基化水平最低,此外在叶片中的平均甲基化水平较高。由此表明本研究建立的亚硫酸氢钠测序法适用于水稻基因组特定基因甲基化状态的检测。     

植物印迹基因研究进展

印迹基因的表达受表观机制调控,依据其亲本来源在植物胚乳中表现为单等位基因表达的特殊模式。这些基因在调控胚及其附属结构的发育、控制种子的大小、生殖隔离以及防止无性生殖上发挥着关键作用。随着植物表观遗传学研究的不断深入,目前对于印迹基因的探索已逐渐成为表观遗传学研究的热点。文章介绍了关于印迹基因起源的亲本冲突学说,并以拟南芥的MEA、FIS2、FWA、MPC、PHE1,玉米的FIE1、FIE2等重要印迹基因为例,阐述了有关植物印迹基因的表达调控机制及最新研究进展。     

水稻OsTB1基因的结构及其表达分析

TCP基因是一类植物中新发现的、可能具有转录因子活性的基因家族,成员包括金鱼草的Cyclodiea (Cyc)、玉米的Teosinte Branched1 (TB1)以及水稻中的PCF1、PCF2等.玉米的TB1基因有维持玉米顶端优势的作用,与分蘖的发生密切相关;水稻和玉米同属禾本科,在发育的过程中都有分蘖的发生.通过筛选水稻的基因组文库,得到了水稻中的一个TB1同源基因Oryza sativa Teosinte Branched1 (OsTB1).该基因不含内含子,基因编码一个长度为388个氨基酸的蛋白,在氨基酸水平上与TB1的同源性为70%,含有保守的TCP区和R区,是属于TCP基因家族的一个成员.RT-PCR和mRNA原位杂交分析结果表明,OsTB1在水稻的侧芽中有很强的表达,在花序中有较弱的表达.以上结果显示该基因可能在水稻侧芽和花序的起始和发育过程中起重要作用.     

程序性细胞死亡抑制基因Dad-1在水稻和玉米中的FISH定位(英文)

Dad-1是一种在动物和植物中都非常保守的细胞程序性死亡 (PCD) 抑制基因。作者利用 FISH (荧光原位杂交)首次把单拷贝水稻Dad-1基因物理定位在水稻第2号染色体短臂的端部(Fig.2 A,B&C)。我们还分析了它在玉米基因组中的同源序列。Southern 杂交结果显示在玉米基因组中确实存在水稻Dad-1 的同源序列(Fig.1)。FISH进一步展示了三个杂交信号分别在玉米4、5号染色体长臂和9号染色体短臂上(Fig.2 D,E&F),其信号距着丝粒的百分距离(FL值)分别为 91、98和96。其杂交位点的位置与水稻Dad-1所处的相对位置是相似的,它们都处于染色体臂的端部。这表明在一定的程度上,Dad-1基因不仅在序列同源性上而且在所处的染色体位置上具有保守性。 水稻Dad-1基因在水稻中的杂交信号检出率 (38%) 高于玉米中的。这表明与玉米相比,水稻Dad-1 基因的编码序列更容易与水稻染色体杂交;它与玉米中的相应序列可能只是部分同源。     

玉米pepc基因在杂交转育的转基因水稻后代中的传递和表达特征

在合肥、海南两地以高光效转玉米pepc基因水稻为父本,与培矮64S、2302S、2304S、2306S、5129、02428、皖粳97和双九A等8个受体杂交,转育转pepc基因水稻新种质材料。至2002年已转育成一批转pepc基因水稻品系,对这些材料世代跟踪研究显示：(1)玉米pepc基因以一个显性基因稳定传递给后代,符合孟德尔分离规律,自交F2呈3：1分离,BC1为1：1分离;(2)玉米pepc基因在杂交转育的转基因水稻中高水平表达,与受体亲本相比,PEPC活性提高3.7～17．4倍,表达水平与受体亲本和转基因拷贝数有关,来源相同的世代间有相似的表达水平,但同一世代不同个体间表达水平有差异,这可能与其位置效应、拷贝数和环境条件有关;(3)杂交后代结实率不高,容易产生异交结实导致转基因材料混杂分离。采取抗生素催芽初筛、PCR分析抽检、PEPC活性测定和田间表型观测的转玉米pepc基因水稻选育筛选体系,辅之以受体为轮回亲本适当回交可有效地控制。利用该途径已育成3个稳定的高表达的转玉米pepc基因水稻品系H1596、H1597和Y1470,说明通过常规杂交转育的方法,可以培育实用的稳定高表达的转玉米pepc基因水稻品种。     

籽粒苋丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)基因的密码子偏好性

运用CHIPS、CUSP和CodonW等程序分析了双子叶C₄植物籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus)丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)基因的密码子偏好性, 并与马铃薯(Solanum tuberosum)和苜蓿(Medicago truncatula)等双子叶植物及水稻(Oryza sativa)和玉米(Zea mays)等单子叶植物进行了比较, 建立了聚类树状图, 以期在作物高光效基因工程中为籽粒苋PPDK基因选择合适的受体植物提供依据。研究结果表明, 籽粒苋PPDK基因偏好于以A或T结尾的密码子, 与其它几种被比较的双子叶作物的PPDK基因密码子偏好性趋势一致, 而玉米和水稻等单子叶植物更偏好使用以G或C结尾的密码子。PPDK基因密码子使用偏好性的系统聚类分析表明, 籽粒苋与马铃薯和苜蓿等双子叶植物聚为一类, 而稗草(Echinochloa crusgalli)、玉米和高粱(Sorghum bicolor)等单子叶植物聚为一类, 与系统进化地位一致。但单子叶植物水稻的密码子偏好性与籽粒苋较为接近, 与玉米和高粱相差较远。为了选择合适的蛋白质表达系统, 比较并分析了籽粒苋PPDK基因的密码子偏好性与大肠杆菌(Escherichia coli)及酵母菌的异同, 发现其与酵母菌的差异小于大肠杆菌, 表明选择酵母菌表达系统更为合适。     

离子束介导玉米全DNA导入转基因水稻遗传稳定性分析

利用早籼品系HZP145、 K17A、金23A为亲本,与离子束介导玉米全DNA导入的转基因水稻株系中的单株配制杂交组合.分析其杂种F1群体的主茎穗结实率、株高、单株有效穗的变异特点及抽穗整齐度状况,以此推断转基因水稻材料分离的形成原因.结果表明,转基因水稻材料分离的形成与其核基因组的遗传不稳定性有关,而与玉米基因片断导入受体细胞质以及环境因素的影响无关.文章还对转基因水稻材料在植物遗传育种中的意义及价值进行了讨论.     

转新城疫病毒融合蛋白基因水稻植株的获得

以编码新城疫病毒融合蛋白(NDV—F)基因为外源基因,与玉米泛素蛋白(Ubi)启动子和农杆菌胭脂碱合成酶基因(NOS)终止子构建成嵌合基因,构建了适宜于农杆菌介导转化水稻的表达质粒pUNDV;并以潮霉素磷酸转移酶(HPT)基因作选择标记基因、β-半乳糖苷酸酶(GUS)基因作报告基因,借助于农杆菌介导转化水稻,获得了多株转基因植株。PCR分析和GUS活性检测结果证实含有NDV—F基冈的T—DNA已整合到水稻基因组中,为研制廉价的转基因水稻新城疫基因工程疫苗奠定了基础。     

美农部农研局在重组技术、抗寒育种和寻找紫杉醇源方面的新成就

美国农业部农业研究局在加洲大学植物基因表达中心(在加洲奥尔巴尼)的研究人员找到了一个玉米启动基因,它能使单子叶作物(谷类作物)的重组工程变得容易得多。众所周知,玉米、小麦、水稻、大麦和甘蔗等都很难接受新基因。但是,把从玉米取得的一个叫ubiquitin-1的基因片段用作启动基因时,加速了植株中新基因的表达。该局根据对甘蔗的试验结果,声称这个启动基因比常用的35S启动基因要强100     

是金子无论在何处都发光: 玉米和水稻驯化中的趋同选择

野生植物的驯化为人类定居与文明起源奠定了重要基础。在世界范围内不同地区生活的古人类分别对当地不同的野生植物进行了驯化, 而经过驯化的作物常常表现出相似的驯化综合性状。在基因组层面上对趋同选择规律的解析, 可为作物育种提供重要信息与遗传资源。近日, 中国农业大学杨小红/李建生和华中农业大学严建兵领衔的团队从单基因和全基因组2个层次系统解析了玉米(Zea mays)和水稻(Oryza sativa)趋同选择的遗传基础, 发现玉米KRN2与水稻OsKRN2受到了趋同选择, 并通过相似的途径调控玉米与水稻的粒数与产量。他们还发现玉米与水稻在全基因组范围内存在大量趋同选择同源基因对(gene pair), 这些基因在淀粉代谢、糖及辅酶合成等途径特异富集。该研究不仅克隆了在玉米与水稻中均具有重要育种价值的趋同选择同源基因对KRN2/OsKRN2, 而且在全基因组水平上揭示了玉米与水稻趋同选择的规律, 为进一步解析驯化综合性状形成的分子机理及其在育种中的应用奠定了重要理论基础。     

Cloning of genomic DNA of rice 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase gene and chromosomal localization of the gene

The shikimate pathway enzyme 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase (EPSPs) is the target of nonselective herbicide glyphosate. A partial rice epsps cDNA was generated by RT-PCR with primers designed according to EST sequence in GenBank and used as probe for rice genomic library screening. In a screen of approximately 8.0×104 clones from the rice genomic library, sixteen positive clones were obtained, which strongly hybridized to the probe. One clone, E11, was selected for further analysis and the full-length 3661 bp rice epsps genomic sequence was obtained. Sequence analysis and homologous comparison revealed that epsps gene is composed of 8 exons and 7 introns. Analysis by restriction fragment length polymorphism with the probe of rice epsps cDNA fragment confirmed that rice epsps is located on chromosome 6 with an indica-japonica (ZYQ8-JX17) double-haploid (DH) population. This is the first report on the EPSP synthase from monocotyledons.     

百合查尔酮合成酶(CHS)基因的克隆与分析

以东方百合“索邦”基因组DNA为模板进行PCR扩增,将得到的目的片段克隆至pGEM-T easy载体后进行测序.结果表明,目的序列全长1 307 bp,经BLA ST分析,与鸢尾、玉米、水稻等植物的查尔酮合成酶(CHS)基因核苷酸同源性在70%以上;与已经克隆的CHS cDNA序列相比,CHS DNA序列中包含2个外显子和1个内含子,内含子全长82 bp,符合TG-AG特征.将得到的序列提交G enB ank,序列号为DQ 471951.     

Cloning of genomic DNA of rice 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase gene and chromosomal localization of the gene

The shikimate pathway enzyme 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase (EPSPs) is the target of nonselective herbicide glyphosate. A partial rice epsps cDNA was generated by RT-PCR with primers designed according to EST sequence in GenBank and used as probe for rice genomic library screening. In a screen of approximately 8.0 ×10⁴ clones from the rice genomic library, sixteen positive clones were obtained, which strongly hybridized to the probe. One clone, E11, was selected for further analysis and the full-length 3661 bp rice epsps genomic sequence was obtained. Sequence analysis and homologous comparison revealed that epsps gene is composed of 8 exons and 7 introns. Analysis by restriction fragment length polymorphism with the probe of rice epsps cDNA fragment confirmed that rice epsps is located on chromosome 6 with an indicajaponica (ZYQ8-JX17) double-haploid (DH) population. This is the first report on the EPSP synthase from monocotyledons.     

小麦尿卟啉原Ⅲ合成酶基因克隆及序列分析

根据水稻已公布的尿卟啉原Ⅲ合成酶(UROS)基因和小麦EST的保守序列,设计特异性引物对小麦尿卟啉原Ⅲ合成酶基因的部分片段进行克隆,得到了364 bp的cDNA(命名为UROS1)。以UROS1作为种子进行电子克隆,得到一段长为1210 bp的cDNA序列,并设计特异性引物克隆到1个1077 bp cDNA序列。对该片段分析结果表明,克隆得到的小麦UROS基因包含了信号肽区和全长的成熟肽区。小麦UROS基因与水稻UROS基因的同源性为86%左右,其推导氨基酸序列与水稻和拟南芥蛋白序列同源性分别约91%和79%。动物、植物以及微生物间核酸序列的保守性较低,氨基酸序列保守性也不高,但都存在UROS保守结构域(Hem D)。进化分析显示,该酶在不同物种间的进化速度差异较大。     

Nucleotide sequence of a rice cDNA similar to a maize NADP-dependent malic enzyme

We have isolated a rice cDNA clone that is homologous to the gene for the maize NADP-dependent malic enzyme (EC 1.1.1.40; NADP-ME). The deduced amino acid sequence coded for by the cDNA indicates a high level of homology to chloroplast type NADP-ME, including a transit peptide with pronounced hydrophobic properties at the amino terminus. Northern blot analysis indicates that the expression of this gene is regulated by external stress such as submergence.     

水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶cDNA的电子克隆

电子克隆是基因克隆的新策略,以小麦胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶cDNA(Tagpdl克隆）序列为信息探针,在GenBank水稻nr数据库中找到高度同源的水稻基因组序列,通过人工序列拼接及RT-PCR确认得到了水稻该基因的全长cDNA序列,命名为OsG6PDH,OsG6PDH与小麦Tagpdl克隆的DNA一致率为88％,推导的氨基酸序列与小麦,番茄,烟草的胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶基因的一致率分别为89％,79％,80％,经RT－PCR表达谱分析,OsG6PDH在水稻幼穗,胚,根,叶中都有表达,在幼穗与根中表达略高,另外,讨论了利用水稻基因组信息的电子克隆方法克隆水稻功能基因的可行性。     

Molecular cloning of a cysteine proteinase inhibitor of rice (oryzacystatin). Homology with animal cystatins and transient expression in the ripening process of rice seeds

A cDNA clone for a cysteine proteinase inhibitor of rice (oryzacystatin) was isolated from a lambda gt10 cDNA library of rice immature seeds by screening with synthesized oligonucleotide probes based on partial amino acid sequences of oryzacystatin. A nearly full-length cDNA clone was obtained which encoded 102-amino acid residues. The amino acid sequence of oryzacystatin deduced from the cDNA sequence was significantly homologous to those of mammalian cystatins, especially family 2 cystatins. Oryzacystatin contained the sequence Gln-Val-Val-Ala-Gly conserved among most members of the cystatin superfamily. The gene for oryzacystatin was transcribed into a single mRNA species of about 700 nucleotides. The content of mRNA reached its highest level 2 weeks after flowering and then gradually decreased to undetectable levels at 10 weeks. This feature of transient expression is coordinate with that of glutelin (a major storage protein), although the expression of oryzacystatin precedes that of glutelin by about 1 week.