拟南芥网状突变体E-210基因精细定位

通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变与遗传分析,从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中筛选到一株隐性单基因控制的网状突变体E-210.该突变体植株生长缓慢,叶脉呈绿色,叶肉呈黄色.通过透射电镜观察,发现野生型植株和突变植株在叶绿体结构上差异不大,猜测该突变体E-210基因与叶绿体的发育可能没有直接关系,而很可能同叶绿素或叶绿体的生物合成有关.通过图位克隆的方法,将该突变体的突变基因定位在第5条染色体上的MRBl7和MBG8-5的分子标记之间,精确到87.130 kb.对MRB17和MBG8-5的分子标记之间的22个基因进行了分析,预测突变体E-210基因可能是At5g54770,编码THI1,即噻唑合成酶.     

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体的特征及基因分子定位

从粳稻“嘉花1号”⁶⁰Coγ射线辐照的后代中筛选到一个叶绿素缺失黄叶突变体(yl11), 与野生型“嘉花1号”相比该突变体表现为全生育期植株叶片呈黄色, 叶绿素含量以及净光合速率明显下降, 叶绿体发育不完善, 并且伴随着株高等主要农艺性状的变化。遗传分析表明, 该突变性状受一对隐性核基因(yl11)控制。该突变体与籼稻“培矮64S”杂交生产的F₂、F₃群体中的分离出突变体型920个单株作为定位群体, 利用SSR和InDel分子标记将yl11基因定位在水稻第11染色体长臂上的MM2199和ID21039分子标记之间, 其物理距离约为110 kb, 目前该区域内没有发现与水稻叶绿素合成/叶绿体发育相关已知功能基因。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

一种新的家蚕体形突变体——短体蚕（Sq）的遗传分析与基因定位

作为重要经济昆虫和鳞翅目昆虫模式的家蚕Bombyx mori,其突变体是生理学、遗传学、功能基因组学等研究的宝贵资源。作者在家蚕资源保存和遗传分析中发现一种新的体形突变体——短体蚕（Squab,Sq）,其特征是：杂合体（Sq /+）成活,蚕体长只有正常型的约4/5,腹中部略肥大,胸部稍狭小;纯合体（Sq / Sq）胚胎期致死。遗传分析结果表明该突变为显性遗传。通过与各染色体标记基因进行连锁分析,发现突变基因Sq在家蚕第14染色体上;通过与同一染色体上的标记基因青熟油蚕基因（oa）、不洁蚕基因（Di）进行三点测验,将Sq定位在家蚕连锁图谱第14连锁群的34.6 cM位点,表示为Sq（14-34.6）。本研究结果为深入研究和利用该突变体奠定了重要基础。     

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体的特征及基因分子定位

从粳稻"嘉花1号"60Coγ射线辐照的后代中筛选到一个叶绿素缺失黄叶突变体(yl11),与野生型"嘉花1号"相比该突变体表现为全生育期植株叶片呈黄色,叶绿素含量以及净光合速率明显下降,叶绿体发育不完善,并且伴随着株高等主要农艺性状的变化。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因(yl11)控制。该突变体与籼稻"培矮64S"杂交生产的F2、F3群体中的分离出突变体型920个单株作为定位群体,利用SSR和InDel分子标记将yl11基因定位在水稻第11染色体长臂上的MM2199和ID21039分子标记之间,其物理距离约为110kb,目前该区域内没有发现与水稻叶绿素合成/叶绿体发育相关已知功能基因。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

拟南芥白化突变体心口的基因定位与分析

EMS30是拟南芥经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变得到的白化突变体。该突变体的叶绿体结构存在严重缺陷,同时伴随叶绿素缺失。遗传分析显示EMS30突变体的突变表型受隐性单基因控制。采用图位克隆的方法对EMS30突变基因进行定位的结果显示,该基因位于拟南芥第一条染色体的分子标记F21M12和F14N23之间的96kb区间内,该区间包含25个基因。通过生物信息学分析发现,该区间内有3个基因定位在叶绿体或与叶绿体发育相关。这些结果有助于该基因的克隆,为阐释叶绿体发育提供线索。     

一个新的玉米黄绿叶突变体ygl-m的初步研究

在田间选育系谱过程中发现了一份黄绿叶突变体ygl-m,该突变体叶片在苗期自发地表现黄绿色,待植株长到6周大左右植株叶片开始恢复绿色,最后整个植株叶片都恢复正常的绿色。苗期ygl-m与野生型植株B73相比,叶片总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量均显著下降,叶绿素a/b比值显著升高;苗期叶片叶绿体中基粒类囊体片层较少,排列不规则,结构松散。遗传分析表明,突变体ygl-m的黄绿叶表型由隐性单基因控制。本研究将为开展ygl-m基因的分子标记定位和进一步探讨其利用潜力奠定基础。     

控制水稻叶绿体发育基因OsALB23的定位

叶绿体的正常发育是高等植物进行光合作用的前提条件。通过电镜观察,我们发现水稻白化突变体Osalb23的叶绿体发育缺陷,内部缺少正常类囊体片层结构。遗传学分析表明该突变体属于单位点隐性突变。利用图位克隆的方法,我们将基因定位于水稻第二条染色体分子标记R2M501和R2M502之间约280kb范围内。通过生物信息学软件预测,这段区间包括6个叶绿体蛋白基因。     

拟南芥叶绿体分裂突变体pdl37的基因鉴定与分析

pd137是经甲基磺酸乙脂（ethyl methane sulphonate, EMS）诱变并通过筛选得到的一个拟南芥叶绿体分裂突变体。该突变体的叶绿体表型与野生型相比有很大差异： 叶绿体面积显著增大, 细胞中叶绿体数量明显减少。遗传分析显示pd137的突变表型受隐性单基因控制。本研究通过遗传作图将该突变基因粗定位于拟南芥2号染色体的分子标记CH2-13.70和CH2-16.0区间内。该区间内已知的与叶绿体分裂相关的基因只有FtsZ2-1。对FtsZ2-1基因的测序结果显示pd137突变体的FtsZ2-1基因第505位碱基发生了无义突变, 使蛋白质翻译提前终止。该突变还严重影响了FtsZ2-1基因的mRNA水平。转基因互补实验进一步验证了该突变体表型是由于FtsZ2-1基因突变引起。本项工作为研究叶绿体分裂的机制提供了新材料和一些有用的线索。     

拟南芥叶绿体分裂突变体pd137的基因鉴定与分析

pd137是经甲基磺酸乙脂(ethyl methane sulphonate,EMS)诱变并通过筛选得到的一个拟南芥叶绿体分裂突变体。该突变体的叶绿体表型与野生型相比有很大差异:叶绿体面积显著增大,细胞中叶绿体数量明显减少。遗传分析显示pd137的突变表型受隐性单基因控制。本研究通过遗传作图将该突变基因粗定位于拟南芥2号染色体的分子标记CH2-13.70和CH2-16.0区间内。该区间内已知的与叶绿体分裂相关的基因只有FtsZ2-1。对FtsZ2-1基因的测序结果显示pd137突变体的FtsZ2-1基因第505位碱基发生了无义突变,使蛋白质翻译提前终止。该突变还严重影响了FtsZ2-1基因的mRNA水平。转基因互补实验进一步验证了该突变体表型是由于FtsZ2-1基因突变引起。本项工作为研究叶绿体分裂的机制提供了新材料和一些有用的线索。     

水稻msp1-4突变体的鉴定及其UDT1和GAMYB基因的表达分析

通过对粳稻‘9522’辐射诱变,得到一隐性雄性不育突变体msp1-4（MULTIPLE SPOROCYTE）,用遗传定位方法将该基因座位定位在分子标记WY-4和WY-8之间,相距0．8cM,物理距离247kb。测序分析证明这247kb区间中的MSP1基因的编码区在第758bp到767bp之间发生了10个碱基的缺失。形态学观察结果表明该突变体和已经报告过的msp1突变体的表型基本一致。为分析水稻其它与花药发育相关的基因在msp1-4中的表达变化,用半定量RT-PCR技术检测到影响绒毡层和花粉发育的重要基因UDT1和GAMYB的表达在突变体中比在野生型水稻中低,说明这2个基因可能位于MSP1基因的下游。     

拟南芥AtDAD1超量表达植株对H2O2抗性的研究

构建拟南芥AtDAD1超量表达载体,以农杆菌介导的方法转化拟南芥哥伦比亚生态型,比较AtDAD1超量表达植株和野生型植株表现型的差异,以及两者对H₂O₂抗性的不同。实验显示,AtDAD1转基因拟南芥生长较野生型拟南芥更为强壮,对高浓度H₂O₂有较强的耐受力。测定两者糖含量,发现AtDAD1转基因拟南芥叶片糖的含量明显高于野生型拟南芥叶片。以上结果表明,AtDAD1基因可能参与植物生长发育,并可能在拟南芥抵抗凋亡的过程中发挥重要的作用。     

花青素合成基因bz1和bz2在莲藕染色体上的定位

Bronze 1(bz1)是编码UDP葡萄糖类黄酮葡糖基转移酶(UFGT)的基因,UFGT是种子糊粉层中的花青素生物合成酶。Bronze2(bz2)是另一种花青素生物合成基因,与类黄酮的酰化、糖基化、转运、沉积等有关。以生物素标记的重组质粒pUC19中含有玉米bz1和bz2基因作为探针,与莲藕(Nelumbonucifera L. )的有丝分裂染色体标本进行荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)。结果显示,bz1和bz2基因分别位于莲藕的第2和第4号染色体长臂上,与着丝粒的相对距离分别为79%和67%。这是首次提供莲藕染色体上的FISH杂交信息,从而为增加莲藕染色体组中的遗传标记和建立遗传图谱奠定基础。     

CBF3基因过量表达的拟南芥细胞质膜组分的变化

通过提取过量表达CBF3基因和对照的拟南芥[Arabidopsis thaliana L.Heyn.(Columbia)]茎叶的质膜,分离并分析其脂类成分和蛋白质含量,从中探讨CBF3对膜脂成分的影响及与抗冷适应的关系。研究结果表明,过量表达CBF3植株的质膜膜脂总量和膜蛋白总量分别是对照的227%和190%,磷脂为105%,与冷适应诱导的效果相似。因此CBF3表达的变化可能对冷适应过程中质膜组成的改变起重要作用。     

红肉猕猴桃DFR基因的克隆及表达分析

利用葡萄(Vitis vinifera)果实的DFR-cDNA序列搜索猕猴桃(Actinidia Lindl.)EST数据库,拼接所有与该cDNA相似片段成contig并借此设计引物,分离出红肉猕猴桃(A.chinensis var.rufopulpa)中DFR的两个克隆(AcDFR1和AcDFR2)的片段。在此基础上利用5′RACE和3′RACE技术,分别克隆到具有完整阅读框的AcDFR1(1264 bp)和靠近3′端的部分AcDFR2序列(880 bp)。AcDFR1与茶DFR-cDNA(Camellia sinensis)相似达84%,且AcDFR1与非洲菊变种(Gerbera hybrida var.regina)的氨基酸序列相似达80%。据DFR聚类分析,AcDFR1与AcDFR2蛋白类型上差异显著。实时定量PCR分析表明,AcDFR1在‘金魁'(A.chinensis var.deliciosa‘Jinkui')中表达很高,AcDFR1和AcDFR2在‘金农'(A.chinensis var.chinensis‘Jinnong')与‘红阳'(A.chinensis var.chinensis‘Hongyang')中较低,且在果实发育后期(大约花后90～120 d)均有所升高,二者可能参与了红肉猕猴桃中花青素的积累,而在绿肉猕猴桃‘金魁'与黄肉猕猴桃‘金农'中,AcDFR1可能还参与了类黄酮代谢过程中的上游分支途径。     

鱼腥藻PCC7120基因all5292和alr0647的初步研究

通过BLAST软件分别对藻胆蛋白裂合酶(biliprotein lyase)编码基因cpcS和cpcT进行同源搜索分析,在鱼腥藻(Anabaena)PCC7120中获取了同源基因all5292和alr0647。同源分析发现,这两个基因所编码氨基酸序列与其相对应的裂合酶氨基酸序列相似程度分别达到53.4%和61.4%。随后,对这两个基因进行了初步研究。结果显示:All5292和Alr0647无论单独还是共同表达均没有裂合酶催化藻蓝胆素PCB结合到藻蓝蛋白(phycocyanin)或藻红蓝蛋白(phycoerythrocyanin)β亚基上的功能。通过在不同生理条件下对鱼腥藻PCC7120的培养,还对这两个基因的调控表达进行了初步的探索。结果表明:all5292和alr0647的表达与氮源的缺乏与否有联系,在氮胁迫条件下两个基因均进行了转录而在氮源充足的情况下则没有表达。     

利用栽培稻C_0t-1 DNA和基因组DNA比较分析宽叶野生稻基因组

利用AA染色体组栽培稻的中高度重复序列C0t-1 DNA和基因组DNA作为探针,通过荧光原位杂交技术对宽叶野生稻(Oryza latifolia)(CCDD染色体组)进行了比较基因组分析。结果显示,在宽叶野生稻染色体上,C0t-1 DNA的杂交信号没有基因组DNA的杂交信号明显;杂交信号主要分布在着丝粒、近着丝粒及端粒区域;随着洗脱严谨度的不同,杂交信号呈现出较高的种特异性。本研究以不同洗脱严谨度下的荧光原位杂交结果为依据,对宽叶野生稻进行的核型分析,可进一步提高稻属染色体识别的准确性。     

水稻新基因OsRwp34在大肠杆菌中表达的毒害作用

在水稻高温诱导cDNA文库中克隆了一个新的水稻基因OsRwp34,同源性分析表明OsRwp34是一典型的孤儿基因。为了研究OsRwp34的功能,构建了OsRwp34的表达载体pET-28(a)OsRwp34,并转化大肠杆菌菌株BL21(DE3),用IPTG诱导并定时从培养液中取样以检测OD600值和用平板记数法测定活菌数,结果发现在诱导30min后宿主菌开始大量死亡,表明OsRwp34的表达产物使宿主菌死亡。随后构建了1个N末端缺失15个氨基酸残基和2个C末端分别缺失12和47个氨基酸残基的OsRwp34缺失体,IPTG诱导后都没有出现毒性作用,推测N和C末端氨基酸残基的同时存在是OsRwp34的毒性作用所必须的。其详细机理有待进一步研究。     

含VHb基因和GFMcryIA基因的双价基因植物高效表达载体的构建

将人工合成的、密码子优化后的透明颤菌血红蛋白基因与人工合成的GFMcryIA基因构建成双价基因植物高效表达载体PGBI4ASVHBBt,vgbM基因表达盒中含2个增强子的35S启动子、Ω前导序列、Kozak序列、多联终止密码子及Nos终止子;Bt基因表达盒中,除含有以上提高转录和翻译的调控元件外,还包含有正确切割、加工序列、Poly(A)信号序列。利用根癌农杆菌介导转化烟草,获得了转基因植株;PCR及Southern blot检测,证实了双价基因在烟草基因组中的整合;Western blot检测证实了vgbM基因在转基因烟草中的表达;杀虫实验表明GFMcryIA基因也表达出活性毒蛋白。     

小麦TaPSG719基因启动子的分离及序列分析

TaPSG719基因是从小麦中分离的花粉特异性表达基因,其功能未知。克隆和分析该基因的启动子有助于研究该基因的功能,解析小麦花器官的发育调控机制。本研究根据已报道的TaPSG719基因cDNA序列为基础设计引物,经过两次反向PCR获得了该基因起始密码子上游1776bp的调控序列。应用PLACE和PlantCARE数据库系统对该序列进行分析研究,发现其具有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box、两种花粉特异性调控元件AGAAA和GTGA及光反应和激素响应元件。     

Cu2+对菱叶片生理指标及超微结构的毒理学效应分析

研究了不同Cu²⁺处理浓度(0、0.002、0.004、0.006、0.008 mmol.L^-1)对菱叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数、膜脂过氧化和抗氧化系统等的影响,并用透射电镜观察了其叶细胞超微结构的变化。试验结果表明:随着Cu²⁺浓度的增加:(1)叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm显著下降,Fo显著上升;(2)活性氧(AOS)产生速率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性逐渐升高;超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著下降;抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽还原酶(GR)含量呈先升后降趋势,且始终高于对照;(3)电镜观察发现,Cu²⁺对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。以上结果表明,本试验过量Cu²⁺的胁迫破坏了菱正常生理生化活动,并造成功能紊乱,最终导致菱的死亡。