玉米苗期SR蛋白基因家族的干旱胁迫应答

基因表达的选择性剪接(Alternative splicing, AS)调控与植物对逆境胁迫应答密切相关, SR蛋白(Serine/ arginine-rich proteins)是其中关键的调节因子。文章对玉米B73参考基因组进行分析显示: 多数SR蛋白家族基因成员启动子区域含有3~8种与发育或胁迫相关的顺式调控元件; 27个基因成员编码碱性蛋白, 其中23个成员的编码蛋白依照其N′端的首个RRM(RNA recognition motif)结构域特征大体上可划分为5个亚组。利用双向分级聚类方法, 对三叶期干旱胁迫下玉米杂交种郑单958及其亲本郑58和昌7-2的SR蛋白基因家族的分析显示, 该基因家族的表达模式具有明显的组织表达特异性和基因型依赖性特征; 其中在干旱胁迫下地下组织以下调表达模式为主, 而地上组织中以上调表达模式为主。在重度干旱胁迫后的3个不同时段复水过程中, 地上和地下组织中SR蛋白基因家族的表达皆以下调表达模式为主。另外, 尽管不同基因成员的表达模式在干旱胁迫及其后的复水过程中存在明显差异, 但普遍存在自身选择性剪接现象。SR蛋白基因家族在玉米干旱胁迫的应答规律, 为从AS-network视角解析玉米的抗逆分子机制提供了新思路。     

应用实时荧光定量PCR技术分析玉米水分胁迫诱导基因的表达模式

应用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)技术,研究了玉米中10个水分胁迫诱导基因的相对表达量及表达模式。结果表明,在花丝中,除基因Mads和Grp外,其他8个基因均随干旱胁迫程度加重,相对表达强度增加;在幼穗中,除基因Mads外,其他9个基因均随干旱胁迫程度加重,相对表达强度增加。应用实时荧光定量PCR和宏阵列技术的研究表明,在水分胁迫条件下,基因Arf3、Mads、Trx和F15相对表达量较高,可能在玉米应答水分胁迫过程起更重要的作用。     

不同发育阶段雄性小鼠睾丸组织mEppin基因mRNA的表达差异研究

目的实时荧光定量PCR检测雄性小鼠不同发育阶段睾丸组织中m Eppin基因的mRNA表达差异,为探究m Eppin基因表达与雄性生殖相关性提供生物学数据。方法分别选取胚胎期、50日龄、90日龄雄性ICR小鼠各6只,共18只,取各组小鼠睾丸组织提取总RNA,实时荧光定量PCR方法检测m Eppin基因mRNA表达水平。结果不同发育阶段小鼠睾丸m Eppin基因表达水平差异明显。胚胎组小鼠中没有检测到m Eppin基因mRNA表达,50日龄小鼠和90日龄小鼠中均检测到m Eppin基因mRNA有较高表达水平。其中,90日龄小鼠睾丸中m Eppin基因mRNA的相对表达水平是50日龄小鼠的2.65倍。结论本研究结果表明m Eppin基因mRNA的表达在小鼠睾丸组织中具阶段特异性。     

玉米根系蛋白磷酸酶基因ZmPP2C的克隆及表达特性

依据植物蛋白磷酸酶2C(protein phosphatase2C,PP2C)基因的保守区设计简并引物,运用RT-PCR方法,从玉米根系中分离到一个长度为936 bp的PP2C基因的cDNA克隆,命名为ZmPP2C.Southern杂交结果表明它在玉米基因组中是低拷贝的,且存在一个小的PP2C基因家族.Northern杂交结果表明,不同玉米组织之间ZmPP2C的表达差异明显;分别用CaCl2、MgCl2、PEG、EGTA和ABA处理根系24 h,只有CaCl2处理增加表达量,说明Ca2 能诱导玉米ZmPP2C基因在转录水平上的表达,或被依赖于Ca2 的方式诱导.     

Actin,干旱胁迫条件下相对可靠的内部参照基因

很多关于干旱胁迫机制的研究涉及目标基因的差异表达,实时定量PCR技术在探测目标mRNA的变化方面是最为敏感的。为了避免偏差,目标基因的表达常常需要参照一个或多个内标基因进行定量,内标基因一般是在不同的处理条件下表达相对稳定的管家基因,目前使用最多的是actin基因家族,但在不同处理条件下许多actin同源基因表达的相对稳定性并没有经过确认。很多研究表明：使用不合适的管家基因定量目标基因的表达,将对实验结果造成严重偏差,为了阐明该问题和选择最合适的参照基因,检测了在干旱胁迫条件下8个actin种内同源基因的表达稳定性,通过geNorm软件对其稳定性进行分析,发现在所选择的管家基因当中ACT（X16280）1的表达最稳定,而选择不稳定的actin基因作为内标,会严重影响对目标基因相对表达量的估计。因此,在研究干旱胁迫下目标基因的表达水平时,为了实验结果的准确性和可靠性,建议采用ACT（X16280）1或ACT（X16280）2作为内标。     

荧光定量PCR检测干旱胁迫下长春花Crlea基因的相对表达

首次从长春花中克隆了Crlea（Crlea for Catharanthus roseus late embryogenesis abundant）的全长基因,采用荧光定量PCR方法对干旱胁迫下长春花叶片和根部Crlea基因的表达模式进行监测,结果表明,在0.5～8 h的胁迫时间中,叶片和根部的Crlea基因表现出相似的积累模式。长春花Crlea基因的表达随着胁迫时间的延长而表达增强。在叶片中,在6 h和8 h的干旱处理后,Crlea基因表达显著提高,分别是未处理材料的9.984和20.431倍。在根部, 在8 h的处理后,Crlea基因的表达量显著提高（2.831倍于对照)。初步结果表明Crlea基因的表达没有组织特异性,并且为干旱胁迫正调控。     

转香蕉MaASR1基因的拟南芥株系在干旱胁迫条件下的表达谱分析

干旱是最重要的环境胁迫,香蕉MaASR1基因在植物响应逆境胁迫时发挥着重要作用,为了深入研究MaASR1基因的过表达使拟南芥抗旱的分子机制,利用全基因组表达芯片来广谱的筛选MaASR1基因转入后自然条件下及干旱处理条件下差异基因的表达情况。对基因芯片的结果进行了详细的生物信息学分析及相关基因的RT-PCR验证,结果表明MaASR1基因异源表达的拟南芥株系在自然生长条件下共有747个差异基因,其中上调基因559个,下调基因188个;在干旱胁迫条件下共得到653个差异基因,其中上调基因256个,下调基因397个;MaASR1基因的转入可以通过影响激素、光合作用、锌指蛋白及不依赖ABA途径的DREB2A等相关基因的表达来提高拟南芥的抗旱性。为解析MaASR1基因作为转录因子提高植物抗旱能力的分子机制奠定基础。     

家蝇3种丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpin)基因在感染白色念珠菌后的表达

研究家蝇丝氨酸蛋白酶抑制剂（ Serpin ）基因 Sp2、Sp13、Sp16 在感染白色 念珠菌后的表达模式。利用白色念珠菌刺激家蝇幼虫,对收集的标本进行逆转录,以 GAPDH 为内参基因,通过qPCR技术检测3条 Serpin 基因在家蝇感染后不同时间点及不同组织中的表达特征,统计分析结果。结果表明,不同时间点感染组和对照组比较, Sp2 mRNA在3 h、6 h和48 h的表达量比对照组高; Sp13 mRNA在6 h的表达量比对照组高,在3 h和24 h时的表达量比对照组低; Sp16 mRNA在6 h、24 h和48 h时的表达量比对照组高,在36 h时的表达量比对照组低。不同组织中感染组和对照组比较, Sp2 mRNA在3 h时,在血淋巴和脂肪体中的表达量比对照组高,在马氏管、气管和肠道的表达量比对照组低;12 h时,在血淋巴中的表达量比对照组高,在马氏管和唾液腺中的表达量比对照组低;24 h时,在脂肪体中的表达量比对照组低;48 h时,在血淋巴中呈高表达,在唾液腺中的表达量比对照组低。 Sp13 mRNA在3 h时,在唾液腺和脂肪体中的表达量比对照组高,在马氏管、体壁、血淋巴和气管中的表达量比对照组低;12 h时,在血淋巴中呈高表达,在体壁和脂肪体中的表达量比对照组低;24 h时,在血淋巴、气管和唾液腺中的表达量比对照组高,在脂肪体中的表达量比对照组低;48 h时,在马氏管、血淋巴、气管和脂肪体中的表达量比对照组高,在体壁和唾液腺中的表达量比对照组低。 Sp16 mRNA在3 h时,在马氏管和气管中的表达量比对照组低;12 h时,在马氏管和脂肪体中其表达量比对照组低;24 h时,其表达量在马氏管中比对照组高,在脂肪体中比对照组低;48 h时,在血淋巴中呈高表达,而在马氏管中的表达量比对照组低。家蝇3种 Serpin基因在白色念珠菌感染后均呈现出差异性表达,推测 Serpin 基因在家蝇免疫调节中具有协同调节作用。     

中华蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变相关基因的表达差异研究

【目的】文章旨在寻找中华蜜蜂Apis cerana cerana哺育蜂与采集蜂行为转变相关的重要基因。【方法】选取了8群中华蜜蜂,分别采集哺育蜂和采集蜂,然后通过实时荧光定量PCR对哺育蜂和采集蜂头部中mrjps、Ache、CSP3等22个基因的表达进行了分析。【结果】实验结果表明:mrjp3、mrjp7、Ache、LOC406142、Hbg3、Mblk-1、Ef-1a-f1、TpnCIIIa、Wat、Ant基因在哺育蜂和采集蜂中表达差异极显著(P<0.01),mrjp1、mrjp2、mrjp4、LOC406114、CSP3、Dop1、Jhe、Oa1、Per、TpnT基因在哺育蜂和采集蜂中表达差异显著(0.010.05)。【结论】mrjp3、mrjp7、Ache、LOC406142、Hbg3、Mblk-1、Ef-1a-f1、TpnCIIIa、Wat、Ant、mrjp1、mrjp2、mrjp4、LOC406114、CSP3、Dop1、Jhe、Oa1、Per、TpnT这些表达差异显著的基因很可能与中华蜜蜂哺育蜂与采集蜂的行为转变有关。本研究的结果为我们更好地认识理解蜜蜂行为转变的机制提供思路。     

意大利蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变相关基因的表达差异研究

【目的】深入了解蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变机制,寻找与之相关的调控因子。【方法】我们随机选取了5群意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica,分别采集相应的哺育蜂和采集蜂。利用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)对哺育蜂和采集蜂头部中的mrjp1、Ache、CSP3、Dop1等22个基因的表达进行了分析。【结果】实验结果表明:mrjp2、mrjp4、mrjp6、mrjp7、LOC406114、Hbg3、Ef-1a-f1、Obp3、Wat、Oa1、Tpn T在意大利蜜蜂哺育蜂和采集蜂头部表达差异极显著(P<0.01),mrjp1、mrjp3、Ache、LOC406142、Mblk-1、Tpn CIIIa、Ant、CSP3、Dop1、Jhe、Per在意大利蜜蜂哺育蜂和采集蜂头部表达差异显著(0.01相似文献   

玉米自交系秸秆品质性状鉴定与评价

利用近红外漫反射光谱法,对50份常用普通玉米自交系和50份高油自交系秸秆的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、可溶性糖(WSC)和粗蛋白(CP)4个品质性状进行了鉴定评价和相关性分析。结果表明,各品质性状变异较大,各性状自交系间差异均达极显著水平。不同品质性状变异程度不同,其中WSC含量变异最大,变异系数达34.23%。WSC与NDF、ADF极显著负相关,NDF与ADF含量极显著正相关。高油系表现为高WSC、CP和低NDF、ADF含量,总体上高油系秸秆品质优于普通玉米。     

玉米自交系遗传变异的RFLP分析

利用ＲＦＬＰ标记研究了１３个玉米（Ｚｃａ ｎａｙｓ Ｌ．）自交系的遗传变异。从３０对探针／酶组合中筛选出杂交带型清晰、稳定、重复性好的２４对组合,在１３个自交系中获得８５个等位基因杂交片段,平均每个位点为３．３条,平均多态性指数为０．４９９。１３个自交系之间的遗传相似系数为０．５２３－０．８０２,平均为０．６４９。ＵＰＧＭＡ聚类分析表明,供试自交系共分为５个类群,分群结果与其系谱关系基本吻合;表明     

RFLP Detection of Genetic Variation of Maize Inbred Lines

Genetic similarities of 13 inbred lines of maize (Zea mays L.) were analyzed by restriction fragment length polymorphisms (RFLPs). The objectives of the study were to detect genetic similarities among 13 inbreds and to assign them to heterotic groups. By means of 24 probe-enzyme combinations (PECs) selected for locus specificity, clear patterns and reproducibility, 85 alleles were found with an average of 3.3 alleles per locus. The allelic frequency data were used to estimate genetic similarities among lines, and as a result the diversity index of 0.499 was obtained. Genetic similarities between the pairs of 13 lines ranged from 0.523 up to 0.802 with an average of 0.649. The UPGMA clustering algorithm analysis classified the 13 lines into five groups, which generally corresponded to known maize heterotic groups based on pedigree information. The authors concluded that RFLP-based markers could be used for investigating genetic relationships between maize inbred lines and assigning them to heterotic groups, but it seemed that a large number of PECs were needed to obtain reliable estimates of genetic similarity.     

Identification of Genetic Factors Contributing to Heterosis in a Hybrid from Two Elite Maize Inbred Lines Using Molecular Markers

The use of molecular markers to identify quantitative trait loci (QTLs) affecting agriculturally important traits has become a key approach in plant genetics-both for understanding the genetic basis of these traits and to help design novel plant improvement programs. In the study reported here, we mapped QTLs (and evaluated their phenotypic effects) associated with seven major traits (including grain yield) in a cross between two widely used elite maize inbred lines, B73 and Mo17, in order to explore two important phenomena in maize genetics-heterosis (hybrid vigor) and genotype-by-environment (G x E) interaction. We also compared two analytical approaches for identifying QTLs, the traditional single-marker method and the more recently described interval-mapping method. Phenotypic evaluations were made on 3168 plots (nearly 100,000 plants) grown in three states. Using 76 markers that represented 90-95% of the maize genome, both analytical methods showed virtually the same results in detecting QTLs affecting grain yield throughout the genome, except on chromosome 6. Fewer QTLs were detected for other quantitative traits measured. Whenever a QTL for grain yield was detected, the heterozygote had a higher phenotype than the respective homozygote (with only one exception) suggesting not only overdominance (or pseudooverdominance) but also that these detected QTLs play a significant role in heterosis. This conclusion was reinforced by a high correlation between grain yield and proportion of heterozygous markers. Although plant materials were grown and measured in six diverse environments (North Carolina, Iowa and Illinois) there was little evidence for G x E interaction for most QTLs.     

玉米优良自交系成熟胚再生体系的建立

选用生产上广泛应用的10个玉米优良自交系,用幼胚通过组织培养研究其再生特性,结果表明:玉米自交系基因型间的培养能力有较大的差异,自交系178的再生率高达78%。在此基础上以其中的178玉米优良自交系为材料,研究了影响玉米成熟胚再生的各种因素,结果表明:高浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)(4.0 mg/L)是诱导愈伤组织必须的;在继代培养基中添加适量的2,4-D(2.0 mg/L)、6-苄基嘌呤(6-BA)(0.2 mg/L)和硝酸银(10 mg/L)显著增加胚性愈伤组织的形成;在分化培养基中添加0.5 mg/L 6-BA有利于提高愈伤组织的分化频率。该再生体系的建立,为以成熟胚为受体系统的遗传转化体系的建立奠定了基础。     

240份玉米自交系纹枯病抗性鉴定与评价

在人工接种条件下,连续3年对240份玉米自交系纹枯病抗性进行鉴定和评价,分析了玉米纹枯病抗性与主要农艺性状的相关性。结果表明,玉米纹枯病抗性资源较为缺乏,240份自交系中无免疫或高抗的材料,有中抗自交系4份、感病自交系18份、高感自交系218份。旅大红骨、Reid、PA和塘四平头类群自交系中未发现玉米纹枯病抗源,PB类群和Lancaster类群自交系纹枯病抗性相对较好,今后应主要从这两类种质中寻找玉米纹枯病抗源。玉米纹枯病病情指数与株高、穗位高、穗位高/株高、穗下节间数和穗下平均节间长均呈极显著负相关,这些表型可以作为非接种条件下筛选抗玉米纹枯病种质的参考指标。     

耐铝的和对铝敏感的玉米自交系根系的有机酸分泌

对玉米不同耐铝自交系在含A1^3 (0.1mmol/L)的完全营养液和A1C13 14．3μmol/L CaCl2 227．5μmol/L溶液等两种溶液中根系有机酸的分泌特征进行了研究。铝胁迫下,耐铝自交系Z1的生长与正常偏离不大,表现出较强的耐铝性,而铝敏感自交系Z2的生长则受到明显抑制。2种自交系根系分泌的有机酸种类包括苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、马米酸、乙酸和草酸等,以苹果酸为主;其分泌量随铝处理时间而异。在两种溶液中,铝胁迫均可显著增加Z1苹果酸分泌量,且根系内苹果酸含量也显著增加。铝胁迫下,Z1根系NADP—苹果酸脱氢酶活性显著增加。从对试验结果分析得出：根系分泌苹果酸可能是玉米耐铝自交系适应酸性土壤逆境的生理特性之一,而分泌的苹果酸可能是在根系中通过PEP→4OAA→苹果酸途径合成的。     

180份玉米自交系亲缘关系的分子评价

利用覆盖玉米全基因组的22对SSR引物,对180份玉米自交系的亲缘关系进行分子评价.结果显示:22对SSR引物共检测到129个等位基因,每一位点平均等位基因数5.9,变幅2～13;平均基因多样性指数和平均多态性信息含量分别为0.583和0.528.基于模型的群体结构分析将所有材料分为5个类群,与国内自交系划分的杂种优势...     

40份玉米自交系的ISSR遗传多样性分析

利用ISSR分子标记技术对40份玉米自交系进行亲缘关系分析。从59条ISSR引物中筛选出10条重复性高、多态性好的引物,分别对全部供试材料进行扩增,共扩出90条清晰谱带,其中多态性条带81条,多态性比率为90.00%,表明供试材料基因组DNA的多态性较高。用 NTSYSpc-2.10软件中的 UPGMA进行聚类分析,40份玉米自交系的遗传相似系数变化范围在0.65~1.00之间,在此基础上构建聚类分析树状图,揭示了玉米各自交系间的亲缘关系。本研究为今后分子水平上玉米优良自交系的改良与选育提供了一定的参考依据。     

Variation of Storage Proteins and Isozymes within Maize Inbred Lines

Seed storage proteins of ten maize inbred lines were investigated by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis. In addition, fourteen isozyme loci representing nine isozyme systems were analysed. Salt-soluble protein fraction contained a large number of proteins (30 – 40 bands) of different sizes with genotypic differences among the ten inbred lines. The methionine-rich 10 kD zein showed differential expression in the ten inbred lines with different migration rates on the SDS-PAGE. This polypeptide was completely absent in the inbred line G221D. Among nine of the inbred lines, eight of 14 isozyme loci were polymorphic and six were monomorphic resulting in seven unique fingerprints.