小麦多小穗品系10-A单株籽粒产量染色体效应的研究

本文以不分枝普通多小穗品系10-A为被测材料,中国春和阿勃两套单体系列为测验系,对单株籽粒产量进行了单体分析。结果表明,被测系10-A单株籽粒产量受5A、7A、1B、2B、6B、2D和7D等染色体上的基因所控制。其中,5A、7A、2D和7D染色体上的基因表现为增效,1B、2B和6B染色体上的基因表现为减效。就作用强度而言,7A、1B、2D染色体上的基因表现为强效,5A、2B、6B和7D染色体上的基因表现为弱效。Abstract:Monosomic analysis of grain yield per plant was carried out in the common wheat (Triticum aestivam L.) multispikelet line 10-A, by using the monosomic series of the two regular lines, “Chinese Spring ” and “Abbondanza”. The grain yield per plant of the tested line 10-A was found to be controlled by seven pairs of genes, located on the chromosomes 5A、7A、2D、 7D (with increase effect) and 1B、2B、6B (with decrease effect). Of these, the chromosomes 7A、1B and 2D might carry major effect genes, and the chromosomes 5A、2B、6B and 7D might carry minor effect genes.According to analysis of the results in the past studies and the present, I was speculated that the new gene governing grain yield per plant was probably carried on the chromosome 1B of the tested line 10-A.     

普通小麦品种Hope细胞膜热稳定性基因的染色体定位

利用全部 21个“中国春”的“Hope”染色体代换系及其亲本品种“中国春” (受体)和“Hope”(供体)对六倍体普通小麦的细胞膜热稳定性基因进行了染色体定位研究。结果表明:普通小麦品种“Hope”的1A、2A、2B、 2D、3A、3B、3D、5D和6B等9条染色体上具有耐热性基因,而其余染色体与“Hope”的耐热性无关。 Abstract:All 21 substitutions of common wheat(T.aestivum L.)and their parental cultivars“Chinese Spring”(recipient)and “Hope”(donor)were evaluated for their relative heat tolerance as measured by membrane thermostability to determine the chromosomal locations of genes controlling this trait.Results indicate that chromosomes 1A,2A,2B,2D,3A,3B,3D,5D and 6B were associated with heat tolerance of cv.Hope,while the others were not related to heat tolerance.     

燕麦属细胞遗传学研究进展

整理燕麦属(Avena L.)细胞遗传学研究文献,总结相关研究进展。燕麦属有7组29种植物,分属5个基因组类型(A、C、AB、AC、ACD)。基于荧光原位杂交技术和种间杂交实验表明,A、C基因组染色体结构差异较大,A基因组二倍体物种具有等臂染色体,C基因组二倍体物种具有不等臂染色体。燕麦属植物D基因组和A基因组间分化程度较小,B基因组有可能是A基因组的变型——A′基因组。普遍观点认为A基因组二倍体物种可能是燕麦属六倍体物种母系亲本,砂燕麦(A.strigosa)为该属多倍体物种A基因组祖先的假说备受争议,有学者认为加那利燕麦(A.canariensis)可能是多倍体物种A或D基因组的供体。燕麦属多倍体物种基因组互换及染色体重排事件,增加燕麦属种间亲缘关系、多倍体物种基因组起源研究的困难。结合基因组学、分子细胞遗传学技术,有望为上述问题提供新证据。     

番茄B3超家族成员鉴定及生物信息学分析

B3超家族是一类含有B3功能域(与DNA结合的高度保守结构域)的转录因子,在植物生长发育过程中起重要作用。本研究采用生物信息学的方法,利用Pfam中的B3保守结构域序列检索番茄(Solanum lycopersicum L.)蛋白序列,确定了97个B3超家族基因。对番茄B3超家族成员进行了系统进化树分析、染色体定位、结构域分析、组织表达和诱导表达分析等。番茄B3超家族分为LAV、ARF、RAV和REM 4个亚家族,每个亚家族中的数量分别为4、22、9和62个,且在进化树中形成明显不同的分支,每个亚家族都进行了系统进化和结构域分析;番茄12条染色体都含有B3超家族基因;11个成员的表达模式表明,B3超家族同一亚家族成员也具有不同的时空表达模式;在干旱、盐和高温胁迫处理下,部分成员响应强烈并且响应不同的外界信号;而对于ABA处理响应非常弱。本研究将为B3基因超家族成员的生物学功能研究提供参考。     

四种云杉的核型分析

首次报道了中国珍稀濒危保护植物长叶云杉 ( P. smithiana ( Wall.) Boiss.)和康定云杉 ( P. likian-gensis( Franch.) Pritz.var.montigena( Mast.) Cheng ex Chen)及我国特产的青海云杉 ( P.crassif oliaKom.)和林芝云杉 ( P.likiangensis( Franch.) Pritz.var.linzhiensis Cheng et L.K.Fu)的核型。它们的核型公式都是 K( 2 n) =2 4 =2 2 m+2 sm (林芝云杉有 1条 B染色体 ) ,染色体相对长度组成分别为 2 n=1 4 M2 +8M1 +2 S,2 L+1 2 M2 +6M1 +4S,2 L +1 0 M2 +1 0 M1 +2 S,和 2 L+1 2 M2 +6M1 +4S.均为 2 A (除青海云杉 1 A外 )核型类型。     

B染色体分子生物学研究进展

B染色体是独立存在于物种染色体组之外的一种特殊染色体,广泛存在于动物和植物中。近年来随着分子生物学技术手段的不断发展和完善,在分子水平上对B染色体有了更全面和深刻的认识。B染色体DNA组成与常染色体(A染色体)极为相似,大部分DNA序列是A、B染色体所共有的。B染色体同时还含有相当数量的特异性DNA序列,已发现的B染色体特异DNA全部为高度重复序列,多分布于B染色体的着丝粒和端粒部位。但是,目前对B染色体的了解还非常有限。     

植物功能着丝粒DNA研究进展

着丝粒（centromere）是真核生物染色体的重要功能结构。在细胞有丝分裂和减数分裂过程中,着丝粒通过招募动粒蛋白行使功能,保障染色体正确分离和传递。真核生物中,含有着丝粒特异组蛋白的CenH3区域被定义为功能着丝粒区,即真正意义上的着丝粒。近年来,借助染色质免疫沉淀技术,人们对功能着丝粒DNA开展了深入研究,揭示其组成、结构及演化特征,并发现功能着丝粒区存在具有转录活性的基因,且部分基因具有重要生物学功能。由于存在大量重复DNA,着丝粒演化之谜一直未能完全揭示。对植物功能着丝粒DNA序列研究进展进行了概述,并重点阐述了着丝粒重复DNA研究的新方法和新进展,以期为深入开展相关研究提供借鉴。     

山茶属CHS基因家族的组成和分子进化初探

用PCR方法从4种山茶属(Camellia)(山茶科)(Theaceae)植物的总DNA中分别扩增到CHS基因外显子2的部分序列,经克隆、测序得到16个该基因的序列,这些序列与来自GenBank的该属另一种植物的3个序列及作为外类群的大豆(Glycine max (L.) Merr.)的2个序列一起进行分析.研究表明,山茶属CHS基因家族在进化过程中已分化为A、B、C三个亚家族,包括A1、A2、A3、B1、B2、C 等6类不同的基因成员;其中只有A2类成员为全部被研究的5种植物所共有,而其他5类成员只在部分被研究的植物中发现;所有这些CHS成员具有很高的同源性:在核苷酸水平上同一亚家族内基本上高于90%,不同亚家族间也在78%以上.从推测的氨基酸组成看,山茶属内CHS基因的功能已发生了分化,各类成员的碱基替代率有较大差异; 从分子系统发育树和可能的氨基酸组成分析,山茶属具有新功能的基因成员是在经过基因重复后,或是由少数几个位点的突变而成,或是由逐渐积累的突变而形成的.进一步分析认为,该属CHS基因的分化直到近期还在活跃地进行,并且不同种的进化式样有一定的差别,这种不同的进化式样可能是物种形成后受不同环境因素影响而形成的.     

拟南芥属的系统位置: 种皮及分子证据

拟南芥属(Arabidopsis (L.) Heynhold)拥有现代分子生物学研究的模式植物拟南芥(A. thaliana (L.) Heynhold), 但其属的系统位置及与近缘属关系争议较大。根据对拟南芥属及其相关属种的种皮微形态观察, 结合测定分析各属种叶绿体DNA的trnL内含子和trnL-F基因间隔区序列, 结果表明, 拟南芥属的近缘属种包括荠属(Capsella Medic.)、亚麻荠属(Camelina (L.)Crantz)、须弥芥属(Crucihimalaya Al-Shehbaz et al.)、无苞芥属(Olimarabidopsis Al-Shehbaz et al.)、旗杆芥属(Turritis L.)、南芥属(Arabis L.)和糖芥属(Erysimum Kitagawa)。     

在基因家族背景下对四种植物中DGAT2的鉴定和序列分析

二酰甘油酰基转移酶2(Diacylglycerol O-acyltransferase 2,DGAT2)是植物中三羧酸甘油酯(TAG)合成途径的限速酶,其编码基因属于酰基转移酶基因超家族。本研究依托植物全基因组数据库Phytozome,通过BLAST搜索获得了蓖麻(Ricinus communis L.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana Heynh.)、毛果杨(Populus tricho-carpa Torr.A.Gray.)和木薯(Manihot esculenta Crantz.)4种双子叶植物酰基转移酶基因超家族所编码的73条多肽序列,并从中鉴定出5条DGAT2序列。理化性质和跨膜结构域分析表明,5条DGAT2序列均为疏水性跨膜蛋白,其中木薯DGAT2为一次跨膜蛋白且在叶绿体膜中大量分布,这与其他植物的DGAT2序列存在差异;木薯DGAT2蛋白在进化过程中发生了功能分化且可能与木薯的抗逆作用有关。     

AcvB基因的发现及表达

被根癌农杆菌感染的植物 ,其部分细胞发生了变异 ,最终形成植物癌。究其原因是由于农杆菌中的 T-DNA转移至植物细胞所致。T- DNA剪切、加工、转移受Ti- DNA中的多个操纵子的共同调控。最近 ,小岛研究室用转座子标记法对根癌农杆菌 (A- 2 0 8株 ) T- DNA转移机能进行了研究 ,发现了 3个位于根癌农杆菌染色体上的 Acv B、chv A、ch VB基因 ,它们在 T- DNA转移过程中担负重要角色。1　 Acv B基因的发现用大肠肝菌 (PJB4 J1)与农杆菌 (A- 2 0 8)在 2 8℃条件下共培养 ,在含卡那霉素 (Kmr)固体培养基上选取单菌落 ,取其菌体分别接…     

蒺藜苜蓿花器官特异基因的表达分析

蒺藜苜蓿(Medicago truncatula G)花器官特异表达基因是参与其花器官形成与发育的重要基因。筛选蒺藜苜蓿的花器官特异表达基因,寻找这类基因在其他模式植物中的直系同源基因,并将其表达模式在不同植物间进行比较,有利于深入的理解这类基因在蒺藜苜蓿花器官发育中的功能。根据蒺藜苜蓿表达谱,并以其PISTILLAZA(PI)基因为模板,文章筛选了97个蒺藜苜蓿花器官特异表达基因(Ratio≥10,且Z≥7.9).通过同源比对,确定了这类基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)、大豆(Glycinemax L.)、百脉根(Lotusjaponicus L.)和水稻(Oryzasativa L.)中的直系同源基因。对这类基因在5种植物中的表达量、表达部位和功能进行比较,发现进化关系较近的植物,直系同源基因的表达变异较小,而进化关系较远的植物,直系同源基因的表达变异较大。进一步对表达分化较大的直系同源基因进行启动子分析,发现不同植物中直系同源基因表达模式的变化与启动子中调控元件的特性有关。     

蒺藜苜蓿花器官特异基因的表达分析

蒺藜苜蓿(Medicago truncatula G.)花器官特异表达基因是参与其花器官形成与发育的重要基因。筛选蒺藜苜蓿的花器官特异表达基因, 寻找这类基因在其他模式植物中的直系同源基因, 并将其表达模式在不同植物间进行比较, 有利于深入的理解这类基因在蒺藜苜蓿花器官发育中的功能。根据蒺藜苜蓿表达谱, 并以其PISTILLATA(PI)基因为模板, 文章筛选了97个蒺藜苜蓿花器官特异表达基因(Ratio≥10, 且Z≥7.9)。通过同源比对, 确定了这类基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)、大豆(Glycine max L.)、百脉根(Lotus japonicus L.)和水稻(Oryza sativa L.)中的直系同源基因。对这类基因在5种植物中的表达量、表达部位和功能进行比较, 发现进化关系较近的植物, 直系同源基因的表达变异较小, 而进化关系较远的植物, 直系同源基因的表达变异较大。进一步对表达分化较大的直系同源基因进行启动子分析, 发现不同植物中直系同源基因表达模式的变化与启动子中调控元件的特性有关。     

加拿大一枝黄花入侵的细胞学机制

对入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)和同属土著种一枝黄花(Solidago decurrens Lour.)的染色体计数,并对核型进行了分析.实验结果:加拿大一枝黄花染色体数目为2n=54,核型公式为k(2n)=6x=54＝46m 8sm(0-6SAT),核型类型为2A型;一枝黄花染色体数目为2n=18,核型公式为k(2n)=2x=18=16m 2sm(0-2SAT),核型类型为1A型.通过对一枝黄花属(Solidago L.)植物染色体数目的统计分析,判断该属的染色体基数为9.通过对多倍体基因表达导致植物适应进化的讨论得出:多倍体是入侵植物特征,可能是植物入侵的内在机制.     

慈姑45S rDNA和端粒序列检测及核型分析

以45S r DNA和拟南芥型端粒序列为探针对慈姑(Sagittaria trifolia L.)有丝分裂中期染色体进行单色和双色荧光原位杂交分析,并用银染方法检测慈姑45S r DNA位点的表达,最后结合染色体测量数据和45S r DNA杂交信号建立慈姑的核型。结果显示,慈姑的单倍基因组总长度为76.9±1.38μm,最长染色体为11.55±0.10μm,最短染色体为4.54±0.27μm;慈姑的核型公式为:2n=22=2m+2sm+14st+4t,核型不对称性参数CI、A1、A2、As K(%)、AI分别为19.86±11.06、0.72、0.27、78.82、15.29,核型属于Stebbins类型中的3B型。慈姑具有3对45S r DNA位点,分别位于第8、9、10号染色体的短臂末端。拟南芥型端粒序列的杂交信号出现在慈姑每一条染色体的长、短臂末端。银染检测到6个Ag-NOR和6个核仁,表明3对45S r DNA位点在间期核都有表达。本研究结果为药食兼用植物慈姑提供了分子细胞遗传学基础资料。     

珍珠菜属三种植物的核型研究

对国产三种珍珠菜属 (Lysimachia)植物进行了核型研究 ,其中点腺过路黄 (LysimachiahemsleyanaMaxim .)染色体核型 2n =2 2 =2m +4sm +8st+8t,聚花过路黄 (L .congestifloraHesmsl.)核型 2n =2 4=2m +2sm +1 0st+1 0t及山萝过路黄 (L .melampyroidesR .Knuth)染色体数目 2n =2 2 ,核型 2n =2 2 =4m +6sm +4st+8t,为首次报道。本文还分析了黄连花亚属 (subgen.Lysimachia) 2组 8种植物的核型 ,结果表明黄连花组(sect.Lysimachia)核型类型 1A ,过路黄组 (sect.Nummularia)核型类型 3A或 3B。     

小麦6B染色体微切割及其不同片段的DNA文库构建

用Nd:YAG激光微束将处于丝分裂中期的小麦(Triticum aestivum L.)6B染色体微切割为四段,并用微细玻璃针将每个片段分别回收.将分离的染色体片段DNA用Sau3A接头介导的多聚酶链式反应(LA-PCR)分别扩增.Southem杂交证明4个特定区域的DNA确实来自于小麦基因组.用一系列(42对引物)位于6B染色体上的微卫星序列对微切割的染色体片段的PCR产物进行了验证.结果表明,获得的染色体片段的PCR产物来自于小麦6B染色体.将6B染色体4个片段的第二轮PCR产物克隆到pGET-vector中,建立了4个染色体特定区域的基因组文库,命名为R1、R2、R3和R4,分别包含2.1×105、2.74×105和2.93×105个重组子克隆.每个文库均随机挑选150个克隆进行质粒的小量制备和酶切验证.结果显示;插入片段大小在300～1800之间,平均大小为820～870bp,其中43%～48%的克隆为低/单拷贝序列,42%～47%为中/高拷贝序列.本研究为详细分析植物单染色体的不同片段的分子遗传学研究提供了基础.     

小麦6B染色体微切割及其不同片段的DNA文库构建

用Nd∶YAG激光微束将处于有丝分裂中期的小麦(Triticum aestivum L.)6B染色体微切割为四段,并用微细玻璃针将每个片段分别回收。将分离的染色体片段DNA用Sau3A接头介导的多聚酶链式反应(LA-PCR)分别扩增。Southern杂交证明4个特定区域的DNA确实来自于小麦基因组。用一系列(42对引物)位于6B染色体和其他染色体上的微卫星序列对微切割的染色体片段的PCR产物进行了验证。结果表明,获得的染色体片段的PCR产物来自于小麦6B染色体。将6B染色体4个片段的第二轮PCR产物克隆到pGEMT-vector中,建立了4个染色体特定区域的基因组文库,命名为R1、R2、R3和R4,分别包含2.1×10~5、2.74×10~5、2.45×10~5和2.93×10~5个重组子克隆。每个文库均随机挑选150个克隆进行质粒的小量制备和酶切验证。结果显示:插入片段大小在300～1800 bp之间,平均大小为820～870 bp,其中43％～48％的克隆为低/单拷贝序列,42％～47％为中/高拷贝序列。本研究为详细分析植物单染色体的不同片段的分子遗传学研究提供了基础。     

迷果芹（Sphallerocarpus gracilis）和红三叶（Trifolium pratense）的核型分析

对迷果芹（Sphallerocarpus gracilis(Bess.)K-Pol)和红三叶（Trifolium pratense L.)进行了染色体计数及核型分析。迷果芹的染色体数目为2n=20,核型公式为K（2n)＝2x=20=14m 4sm 2st(SAT);核型类型为2A,为较对称核型,该种植物的染色体数目及核型均为首次报道。红三叶的染色体数目有2n=14、16、28、32等类型,本研究首次报道了2n=14的核型公式为K（2n)=2x=14=2M 12m,核型类型为1B,为较原始的对称核型。     

黄瓜全基因组热激转录因子(HSFs)的鉴定与表达分析

热激转录因子 (Heat shock factors, HSFs) 普遍存在于整个生物界。尽管植物HSFs的DNA 结合域具有较高的保守性, 但其结构特征、生物功能具有多样化的特点。本文利用黄瓜(Cucumis sativus L.)全基因组测序结果, 运用生物信息学方法鉴定了黄瓜HSFs, 并对其数量、序列特征、染色体定位以及系统发育关系等进行分析。结果表明, 黄瓜至少含有21个HSFs基因家族成员, 编码184～560个氨基酸, 分子量21.2~62.3 kDa, 等电点(PI)4.70~9.10; 序列比对发现这些成员都具有转录因子特有的DNA结合域(DNA binding domain, DBD); 染色体定位分析表明, 除Csa026480之外, 其余HSFs不均匀分布在黄瓜7条染色体上。从拟南芥(Arabidopsis thaliana)和黄瓜HSFs系统发育树可以看出, 这些转录因子分为3个分支, 其中Ⅰ分支进一步可分为3类(A、B、C类), 系统发育分析揭示黄瓜HSFs蛋白存在9对直系同源蛋白, 3对旁系同源蛋白, 表明HSF转录因子基因家族的多样化发生在黄瓜和拟南芥分化之前。EST表达分析发现这些热激转录因子参与黄瓜的果实、雌花和两性花的发育与形成; 通过qRT-PCR分析, 发现这些基因在黄瓜苗期应对高温热激响应中表达水平存在显著的差异。研究结果为进一步分析黄瓜热激转录因子奠定了基础。