中国野生葡萄叶绿体分离及叶绿体DNA提取的研究

以中国野生刺葡萄、山葡萄、桑叶葡萄和东南葡萄的成熟叶片为材料,比较柱式植物叶绿体DNAout试剂盒和改良的高盐-低pH法分离叶绿体及提取cpDNA效果。结果显示:(1)2种方法均分离得到了中国野生葡萄的叶绿体,但与柱式植物叶绿体DNAout试剂盒相比,改良的高盐-低pH法得到的叶绿体浓度高、杂质少,更适合中国野生葡萄叶绿体分离。(2)柱式植物叶绿体DNAout试剂盒提取的cpDNA,其OD260/OD280在1.28~1.36之间,质量浓度为4.2~7.8ng·μL~(-1),质量低,不能满足后续测序要求;而改良的高盐-低pH法提取的cpDNA,其OD260/OD280值在1.84~1.90之间,质量浓度为2 514.4~4 133.7ng·μL~(-1),质量高,纯度好,能满足后续测序要求。研究表明,改良的高盐-低pH法能简便、快速获得中国野生葡萄完整叶绿体及高质量cpDNA,并且提取的cpDNA可满足后续测序要求,为葡萄属植物叶绿体基因组的深入研究奠定了基础。     

活化石植物－－苏铁树叶绿体DNA分子中的核糖核苷酸

随着分子生物学的深入发展,科学工作者对脱氧核糖核酸(DNA)的研究也更加深入。近年来发现一些植物叶绿体DNA(cpDNA)、动物线粒体DNA(mtDNA)分子中含有少数核糖核苷酸。其中对豌豆,菠菜和莴苣叶绿体DNA分子中的核糖核苷酸研究较多,而且比较详细。研究这个问题,使用的方法是碱(KOH)或核糖核酸酶(RNase)处理cpDNA。如果DNA分     

一种高效提取普通小球藻叶绿体DNA的新方法

本文采用尿素-月桂酰肌氨酸钠（urea-sarkosyl）法, 用于分离带有坚硬细胞壁小球藻的高纯度叶绿体DNA （cpDNA）。将对数生长期的小球藻收集后置于冰上研磨, percoll密度梯度离心收集叶绿体层, 显微观察表明叶绿体经梯度离心后形态完整。采用尿素-月桂酰肌氨酸钠法、蛋白酶K消化及酚/氯仿/异戊醇抽提, 获得了高纯度的cpDNA。检测结果显示, cpDNA分子长度为22 kb, A260：A280值为1.87±0.01, 产率达（2.52±0.01） μg？g-1 （DW）; cpDNA编码的16S rDNA扩增呈阳性, 而由细胞核编码的18S rDNA扩增呈阴性。表明cpDNA纯度高, 没有受到核基因组DNA的污染, 符合小球藻cpDNA高通量测序的要求。同时, 该方法也适合提取具有相似细胞壁成分的其他微藻的基因组DNA和cpDNA。     

细胞质雄性不育高粱叶绿体 ndh D 基因的序列变异

片段SAAU－02 700特异地扩增自7种具可育细胞质的高粱材料的总DNA,含有叶绿体psa C(88bp)和ndh D(192bp)基因的部分序列。该片段与Eco Ri HindⅢ酶切的总DNA,线粒体DNA和叶绿体DNA杂交,在总DNA中获得了0.74kb的杂交带,而在叶绿体中获得0.74kb和0．45kb两条杂交带。与线粒体DNA无杂交;与经Hae Ⅲ酶切的总DNA杂交,在不育系中获得4．9kb的杂交带,而保持系的杂交带为4．45kb。参考GenBank中高粱的近缘物种玉米叶绿体基因组的序列,构建了ndh D基因区的酶切位点图谱,借此分析得出高粱不育系的叶绿体ndh D基因序列已发生改变。这种变异与高粱细胞质雄性不育反生的关系正在探讨中。     

龙葵叶绿体ATP合酶α-亚单位基因的克隆

本研究以菠菜叶绿体DNA 2.45kb的SalI片段(含有ATP合酶α-亚单位基因)为探针,从龙英叶绿体DNA BamHI片段文库中筛选出含龙葵叶绿体atpA基因的克隆。通过Southrcn吸印与探针杂交,证明了重组质粒pSB 132的插入片段含有atpA基因。同时将atpA基因定位在龙葵叶绿体DNA SalI、BglI、XhoI和BamHI 4种酶切图谱的限制性片段上。     

油菜叶绿体基因组文库的构建和16S rRNA基因及16S-23S rDNA间隔顺序的分离

油菜ct-DNA经Bam H1酶解在0.7％琼脂糖上电泳呈现出27条DNA带,其中最大的为12.4kb,最小的为1kb。我们以pBR322为载体构建了油菜ct-DNA Bam HI片段文库。用烟草的16S和23S rRNA标记探针和油菜ct-DNA Bam HI带型杂交,证明F_5、F_(12)和F_(14)含有16S-23S rDNA。根据植物叶绿体rRNA基因的大小及排列,推算出F_(12)含有完整的16S rDNA及16S-23S rDNA的间隔顺序(spacer)。对携带F_(12)的杂合质粒pBN119做了一些初步的研究。     

藻类植物叶绿体基因组研究进展

藻类植物的cpDNA结构复杂,普遍缺失反向重复序列IR,且存在IR的藻类植物种类的cpDNA也有IR变短退化迹象.藻类植物的cpDNA包含的基因一般比高等植物要多,编码能力更强.藻类植物cpDNA全序列的测定方法主要是Fosmid文库构建,配合使用Long-PCR技术.该文对国内外有关藻类植物叶绿体基因组结构、叶绿体编码基因、叶绿体基因组在藻类系统发育中的应用以及藻类植物叶绿体基因组的提取和序列测定方法等进行综述,为藻类植物的系统发育和叶绿体起源以及功能基因组学的研究提供理论依据.     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在烟草中的表达

质粒pLS9含有1．5kb的编码菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因。经限制酶切后克隆到植物表达载体的35S启动子和PolyA终止子之间。经农杆菌介导转化烟草,获得90多株抗卡那霉素再生植株。经PCR检测证明60％以上再生植株含有BADH基因。转基因植株经Western blot,BADH酶活性测定,BADH酶活性特异性染色法检查和耐盐性分析,证明菠菜BADH基因在烟草正常表达。在叶绿体和胞液中均有BADH酶存在。转基因植株能耐较高浓度盐。     

栽培草莓叶绿体分离与cpDNA的提取方法

以栽培草莓‘红颊’(Fragaria×ananassa Duch.‘Benihoppe’)新鲜幼嫩叶片为材料,利用高盐-低pH的缓冲液结合Percoll密度梯度离心分离纯化叶绿体,再用SDS-蛋白酶K法提取叶绿体DNA(cpDNA)。经荧光显微镜、琼脂糖凝胶电泳和PCR扩增检测,结果表明:该方法分离的草莓叶绿体完整性高,叶绿体DNA质量好,纯度高,能够满足后续基因组测序等实验的基本要求,为草莓属及其他草本植物cpDNA的提取提供参考。     

含蚕豆叶绿体rRNA基因重组质粒物理图谱的构建

以 pBR322 DNA 为载体,Escherichia coli HB101为受体菌,克隆了含蚕豆叶绿体 rRNA基因的二个 BamHI 片段。应用几种限制性内切酶酶切以及 Southern 印迹法构建了这二个特异片段的物理图谱。重组质粒 pVFB16含有一个4.70kb 的 BamHI 片段,其上含有完整的16S rRNA 基因;重组质粒 pVFB32含有一个5.65kb 的 BamHI 片段,其上含有23S rRNA基因,23S—4.5S/5S rRNA 基因的间隔区及4.5S/5S rRNA 基因。     

龙葵抗阿特拉津生物型叶绿体基因文库的建立

用对阿特拉津(Atrazine)除草剂抗性的龙葵生物型B_(12)株系作材料,制备叶绿体DNA。B_(12)株ctDNA(叶绿体DNA)经BamHI酶解,在0.7％琼脂糖凝胶电泳上呈现24条带,其中最大的片段为18.6kb,最小的片段为1kb。用pBR322作为载体,构建B_(12)株ctDNA BamHI片段文库。通过与探针的分子杂交,从中筛选出含有编码叶绿体32kd蛋白质的阿特拉津抗性基因的克隆pSB135和含有ATP合酶α亚单位基因的克隆pSB132。     

异叶泽兰的遗传多样性和居群历史动态研究

异叶泽兰属于菊科泽兰属,是该属分布海拔相对较高的植物,分布在青藏高原东部和横断山海拔1700～3000 m的地区.该文利用ycf6-psbM和rpl32-trnL两个叶绿体DNA(cpDNA)片段以及核DNA片段ITS(nITS)作为分子标记,研究了异叶泽兰的遗传多样性及其分布特征,探讨了其居群历史动态.结果表明:(1...     

江西野生寒兰居群遗传结构与遗传多样性研究

该研究采用叶绿体基因组片段(petB-petD)和核基因组ITS序列,对分布于江西的寒兰17个自然居群的252个体进行遗传结构与遗传多样性分析,以明确江西野生寒兰遗传多样性水平与居群遗传结构特征,为探寻江西寒兰资源数量锐减以及保护提供理论依据。结果表明:(1)nrDNA ITS序列长度652～658 bp,总变异位点140处,变异位点百分率为21.3%～21.5%,(G+C)含量为58.9%～67.1%。cpDNA序列长度522～529 bp,有变异位点9处,变异位点百分率为1.70%～1.72%,(G+C)含量为32.9%～33.7%。(2)分子方差分析(AMOVA)表明,种群内的遗传变异大于种群间变异,cpDNA片段居群间的遗传变异为40.76%,居群内为59.24%;ITS居群间的遗传变异为28.96%,居群内为71.04%;基因流(N_m)较大,cpDNA片段N_m为1.226 5; ITS N_m为0.726 7。(3)ITS和cpDNA数据失配分析和中性检验均表明江西寒兰野生居群在历史近期经历了扩张事件,nrDNA ITS序列较叶绿体序列进化较快,变异速率也较快。     

龙葵阿特拉津抗性生物型的鉴定和阿特拉津抗性基因的克隆

通过直接施用除草剂、荧光诱导和正反杂交试验等鉴定出4种抗阿特拉津的龙葵生物型。从抗性最强的B_(13)株制备叶绿体DNA,构建限制性内切酶Bam HI片段的基因文库,并从中筛选出1个5kb Bam HI片段的克隆pSB 135,通过与探针的分子杂交,证明在pSB 135克隆的Bam HI片段中含有编码叶绿体32k蛋白质的阿特拉津抗性基因。     

蚕豆叶绿体DNA BamH I克隆库的构建及含16S-25S rRNA基因克隆的分析

蚕豆叶绿体DNA(ct—DNA)经BamH I酶切产生26个片段,最大的为14．00kb,最小的为0．42kb。本文以pBR322为载体,E．Coli HB101为受体菌,采用标准分子克隆法构建了蚕豆ct—DNA BamH I克隆库,并从库中分离得到含叶绿体rRNA基因的克隆。32P标记的E．Coil 16S、23S rRNA能和蚕豆ct—DNA BamH I第6(B₆,5．65kb)和第9(B₉,4．70kb)个片段杂交,含有这二个片段的克隆分别命名为pVFB32和pVFBl6。利用几种限制性内切酶酶切和Southern印迹法构建了pVFBl6的物理图谱。pVFBl6电镜下观察到有一变性环(A—T丰富区),经Hind I酶切,电镜观察定位此A—T丰富区位于16S和23S rRNA基因的间隔顺序内,推测该环可能与DNA复制有关。     

基于叶绿体基因组SNP的天台鹅耳枥谱系结构与分化分析

天台鹅耳枥为中国特有的濒危植物,仅间断分布于浙江省境内,种群数量稀少,已处于极危状态。该文通过对6个自然居群(包含所有居群的母株)叶绿体基因组(cpDNA)单核苷酸多态性(SNP)研究,探讨天台鹅耳枥谱系结构与系统分化,以评估濒危状况,并提出相应的保护策略。使用TIANGEN试剂盒法提取基因组DNA,用Illumina NovaSeq 6000进行高通量测序,对获得叶绿体全基因组序列,使用在线程序OGDRAW制作cpDNA图谱,用DnaSP分析核苷酸多样性,用PopART软件进行单倍型网络构建,使用RAxML软件构建极大似然树(ML tree),用MrBayes构建Bayes tree。结果表明：(1)通过天台鹅耳枥叶绿体全基因组序列分析,发现大多数蛋白质编码基因和氨基酸序列显示出明显的密码子偏好,检测到cpLTR正向重复32个、回文重复25个、反转重复22个;SSR重复序列不同类型87个,其中大多数富含A/T,单核苷酸的数量最多。(2)在cpDNA中鉴定了314条SNPs,单核苷酸取代显示天台鹅耳枥群体属单系,分为天台县居群(THS)和景宁县居群(JST),居群单倍型之间演化关系呈现...     

高梁叶绿体psaA基因的克隆和核苷酸序列分析

我们克隆了含高梁叶绿体psaA基因的6．7kb Ec0RI酶切片段,进行了限制酶图谱分析和核苷酸序列结构测定,所测核苷酸序列总长为3080bp,其中高梁叶绿体psaA基因序列为2253bp,编码一个含750个氨基酸残基的蛋白质,其分子量为83000Da。高梁psaA基因的核苷酸序列与玉米、水稻,菠菜的同源性分别为99．4％、96．3％和89．4％;推导出的氨基酸序列的同源性分别为99．3“、98．O％和95．7％。C₄植物与C₃植物比较,由于P 700脱辅基蛋白的第493位氮基酸性质的不同(Gly→Arg,ser),而导致了它们的乡肽在疏水性图谱上的差异。     

双价抗虫基因叶绿体共转化植株抗虫性及其后代表型分析

利用基因枪法将含有水稻巯基蛋白酶抑制剂(Oryzacystatin,OC)基因烟草叶绿体表达载体和含有苏云金芽孢杆菌晶体毒蛋白基因(Bt cry IAc)烟草叶绿体表达载体,共转化烟草叶绿体,获得壮观霉素抗性植株。转基因植株抗棉铃虫试验表明,转双价抗虫基因植株比转单一抗虫基因植株具有更强的杀虫活性。转基因植株后代Southern检测及其遗传学分析试验证明,双价抗虫基因可以稳定地遗传给后代,且表现为叶绿体特有的母系遗传规律。 Abstract:The Bt gene and OC gene were cotransformed to tobacco chloroplast with particle bombardment method and spectinomycin resistance tobacco seedlings were obtained.Bioassays showed that the transgenic tobacco containing both genes had enhanced toxicity to the larvae of cotton bollworm (helicoverpa zea) by comparison with the plants containing only Bt or OC gene.Southern-blotting analysis and genetic analysis of progenies showed that the Bt and OC gene expressed and was inherited maternally to the progenies.     

药食同源植物薤白的谱系地理学研究

对我国14个地区的药食同源植物薤白（Allium macrostemon）的叶绿体基因片段（psbA-trnH、rps16和trnL-F）与核基因片段（ITS）进行测序分析,揭示薤白的遗传变异分布式样、单倍型地理分布格局,并推断其在第四纪冰期的避难所。结果表明：薤白叶绿体基因（cpDNA）遗传多样性低于核基因（nrDNA）遗传多样性（cpDNA：H_T=0.868;nrDNA：H_T=0.890）。cpDNA和nrDNA的分子变异分析（AMOVA）结果显示：薤白遗传变异主要发生在居群间（cpDNA：92.84%;nrDNA：98.40%）,存在遗传分化（cpDNA：N_st=0.918,G_st=0.866,F_st=0.928;nrDNA：N_st=0.984,G_st=0.855,F_st=0.984）,且N_st均大于G_st,表明该物种具有明显的谱系地理结构。在薤白居群中,共检测到11个叶绿体单倍型和14个nrDNA基因型;单倍型网络图及地理分布图表明,叶绿体单倍型H3、核DNA基因型H1频率最高,位于网络结构图的中心位置,可能为古老单倍型。此外,冰期避难所假说认为遗传多样性高、拥有古老单倍型和较多特有单倍型的区域可能是该物种的冰期避难所,因此推测薤白在第四纪冰期时可能在大盘山、天水和通化地区存在多个冰期避难所。这些分析可为类似草本植物的进化提供参考,丰富对东亚草本植物分子系统与生物地理学的认识。     

银杏叶绿体DNA的分离提纯

叶绿体是植物进行光合作用的极为重要的 细胞器。本世纪初,Correns等根据植物叶子 的花斑现象具有母性遗传的特征,推测叶绿体 中可能存在着某些特殊的遗传因子,但是在其 后的近半个世纪里,叶绿体基因存在与否始终 未能得到肯定,直到六十年代初,随着核酸检测 技术和电镜技术的发展,叶绿体基因的存在才 最后得到证实。1962年Ristb,等用电镜观察到 衣藻叶绿体中存在着纤维状DNA, 1963年 Sager和石田政弘〔21应用超离心技术,从衣藻叶 绿体中首次成功地分离提取了DNA。由于在 高等植物中叶绿体基因组比较简单,而且它的 非孟德尔遗传方式对叶绿体基因组的结构及其 遗传分析带来极大方便。此外叶绿体作为真核 细胞的细胞器,其DNA及基因表达系统却又 与原核细胞的极为类似,因此叶绿体也是研究 真核基因和原核基因之间相互关系的好材料。 叶绿休基因组的研究无论在理论上还是在实际 上均有着重要意义。 我之居脚座矛材群,参考Kolodner 151和杉 浦昌弘〔33的方法,并加以改进,分离制得叶绿体 DNA (Chloroplast DNA· 简称ctDNA),