白(既鱼)豚MHC基因类DQB1座位第二外元的序列变异分析

测定了45个克隆的白(既鱼)豚(Lipotes vexillifer)MHC Ⅱ类基因DQB座位第二外元172 bp的核苷酸序列,共获得15种序列,发现了22个变异位点.核苷酸的非同义替换明显多于同义替换,并造成了15个氨基酸的改变.氨基酸的替换趋于集中在假定的与抗原的选择性识别相关的位点附近.白(既鱼)豚DQB基因的核苷酸和氨基酸序列与文献报道的白鲸(Delphinapterus leucas)和一角鲸(Monodon monoceros)DQB1序列具有较高的同源性.氨基酸序列不具备人及其它一些灵长类动物DQB2基因所共有的基序(Motif),而与牛DQB1基因的基序相近,说明本研究得到的白(既鱼)豚MHC序列应属于类DQB1基因.同一个体出现了多种序列的情况,提示白(既鱼)豚的DQB基因可能存在着座位重复.白(既鱼)豚的类DQB1座位的序列中存在多种基序的不同组合,推测是由于基因转换造成的[动物学报 49(4):501～507,2003].     

中华鲟及六种淡水养殖鱼类脂蛋白脂酶和肝脂酶基因克隆及系统进化分析

为了研究鱼类脂蛋白脂酶(1iportein lipase,LPL)、肝脂酶(hepatic lipase,HL)基因结构、功能及分子系统关系,作者克隆了中华鲟(Acipenser sinensis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲮鱼(Cirrhinus molitorella)、尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)和斑鳢(Channa maculata)的LPL和HL基因cDNA核心序列,并推测了其相应氨基酸序列.同时,还应用5'RACE和3'RACE技术分别扩增中华鲟、鲢肝脏LPL基因与中华鲟肝脏HL基因cDNA全序列.序列同源性分析表明,LPL和HL氨基酸序列分别在哺乳类动物、鸟类、鱼类中相对保守.与已知的脊椎动物内皮脂酶(endothelial lipase,EL)和胰脂酶(pancreatic 1ipase,PL)氨基酸序列构建系统进化树,发现LPL、HL、EL与PL同属脂肪酶家族,四者聚集成一有根树.     

CKLFSF1基因与CKLFSF2基因间存在的顺式作用元件

探讨趋化素样因子超家族成员 1,2基因 (CKLFSF1基因与CKLFSF2基因 )间的短序列对其下游基因表达的调控作用 .运用PCR技术扩增CKLFSF1基因与CKLFSF2基因间的序列 ,将此片段插入含有萤光素酶 (luciferase)报告基因载体上 .以磷酸钙介导基因转染技术 ,将重组质粒以及阴性和阳性对照组质粒转染到HeLa细胞 ,进行瞬时表达分析 .在pGL3 Basic质粒中的报告基因萤光素酶无表达 ,但将CKLFSF1与CKLFSF2基因间的序列插入到启动子上游或下游后 ,显著抑制其下游基因的表达 ,萤光素酶活性明显降低 .结果提示 ,CKLFSF1与CKLFSF2基因间的序列不具有启动子活性 ,但是该序列对其下游基因表达具有负调控作用     

巴西橡胶Pto类抗病同源序列的克隆与系统发育重建

番茄Pto基因是一类可以编码丝氨酸/苏氨酸激酶(STK)序列的广谱抗性候选基因,其序列克隆与鉴定为深入了解番茄的抗病机制奠定了基础.在该研究中,一对依据Pto基因的保守序列设计的简并引物被用来扩增巴西橡胶中Pto基因抗病同源序列,扩增得到了一个约550 bp的基因片段,其随后被克隆并测序.序列分析发现,其中的7个抗病同源序列与Pto基因高度同源(BLASTX E value <3e-53),所以其被认为是Pto基因抗病同源序列(Pto-RGCs).通过巴西橡胶的Pto-RGCs多序列比对表明,这些序列包含了多个STKs保守的次级结构域.此外,系统发育分析也表明,巴西橡胶的Pto-RGCs属于Pto基因同源的R基因.该研究结果中Pto-RGCs可为巴西橡胶抗病的发展提供一个有效的基因资源.     

水稻OsBP-73基因表达需要其内含子参与

该实验室以前的研究表明,水稻OsBP-73基因含有2个外显子和1个长度为2 471 bp的内含子.该文报告用OsBP-73基因ATG翻译起始密码子(在第1外显子中)上游序列(1- 818～ 215)与GUS基因构成嵌合质粒pRSSl,将该质粒转化水稻后,在抗性愈伤组织和转基因植株中未能检测到GUS基因的表达.只有用含有完整的内含子及其上游序列(1 818～ 2 844)与GUS基因构成嵌合质粒(p13GNF)时,才能在p13GNF的转基因抗性愈伤组织和植株中检测到GUS基因的表达.实验还证明,单是内含子序列并不能驱动GUS基因在转基因水稻中表达.由此推测:OsBP-73基因的启动子序列驱动基因表达时,需要基因内含子的参与.     

杜氏盐藻泛素基因cDNA的克隆及系统进化分析

根据玉米,水稻等物种泛素序列设计一对简并引物.提取杜氏盐藻细胞的总RNA,利用RT-PCR方法扩增盐藻泛素基因的cDNA片断,回收两个长度不同的片断ubi-1和ubi-2,将其克隆到pMDl8-T载体上,测序后进行序列分析,为克隆杜氏盐藻泛素基因的cDNA序列并进行进化分析.结果 ubi-1经测序后得到一个完整拷贝(228 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).Ubi-2经测序后得到两个拷贝(556 bp)和一个不完整的泛素cDNA序列(191 bp).盐藻3个不同拷贝泛素cDNA序列之间存在差异,但所编码氨基酸序列相同.盐藻泛素cDNA序列与其他物种的泛素cDNA序列具有高的同源(70%～85%),所推导的氨基酸序列与其他物种仅存在1～2个氨基酸的差异.进化分析显示,所分离的盐藻泛素基因与两个模式生物果蝇和衣藻的泛素基因共处一个进化支,彼此亲缘关系最近.盐藻泛素基因与其他物种的泛素基因可能来自共同的"祖先"基因.在进化中高度保守.     

鳜鱼胰蛋白酶和淀粉酶与胃蛋白酶原基因的克隆与序列分析

采用RT-PCR及RACE法,克隆得到鳜鱼(Siniperca chuatsi)肝胰脏胰蛋白酶(trypsin, Try)、淀粉酶(amylase, Amy)基因 cDNA全序列.结果表明,鳜鱼Try基因cDNA全长为896 bp,其中开放阅读框 (open reading frame,ORF)为744 bp,编码247个氨基酸. 序列同源性分析发现,鳜鱼Try与 斑马鱼(Danio rerio)、非洲爪蟾(Xenopus laevis)、 小鼠Try和人TRY氨基酸序列同源性分别为81.4%、75.3%、74.5%和71.4%.鳜鱼Amy 基因cDNA全长为1 647 bp,其中ORF为1 539 bp,编码512个氨基酸.鳜鱼Amy与斑马鱼 、非洲爪蟾、小鼠Amy和人AMY氨基酸序列同源性分别为79.7%、75.4%、71.9%和70.9%. 同时对鳜鱼基因组进行PCR,获得鳜鱼Try、Amy与胃蛋白酶原(pepsinogen, Pep)全基因组DNA序列.序列分析表明,鳜鱼Try基因由4个内含子和5个外显子组成,全长1 362 bp;鳜鱼Amy基因由8个内含子和9个外显子组成,全长4 267 bp;鳜鱼Pep基因由8个内含子和9个外显子组成,全长 4 032 bp,与其它脊椎动物基因结构相似.应用Genome walker方法在鳜鱼克隆得到长度分别为1 189 bp、413 bp和527 bp的Try、Amy和Pep基因的5′侧翼区序列以及1段长为704 bp的Pep 基因3′侧翼区序列,并利用相关软件预测其中具有多个可调节其表达的调控元件.鳜鱼Try、Am y和Pep基因组全序列的克隆及其序列、结构分析和分子系统进化等的研究,为鱼类消化代谢相关基因的生理功能及表达调控机理进一步研究提供依据.     

梅PGIP基因的启动子克隆及生物信息学分析

根据梅PGIP基因(GenBank登录号:DQ364056.1)5′端序列设计特异反向引物,利用染色体步行法获得了该基因上游1 037 bp的启动子序列.启动子结构分析表明,梅PGIP基因启动子序列与中国李PGIP基因启动子显著相似,相似度达89%~96%,较中国李PGIP基因启动子多一个100 bp的区段,与水稻和豆的启动子序列均无Blast比对结果.转录调控元件预测结果表明,克隆序列与豆相应序列的保守区存在着能调控抗病基因转录的GT1结合位点.     

蒙古冰草Actin基因片段的克隆及序列分析

旨在利用同源序列法分离蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)Actin基因同源片段,为研究其他基因在蒙古冰草中的表达和调控提供内标参照.根据禾本科植物小麦Actin基因(AB181991)的保守序列设计2对引物A4和A5,采用RT-PCR扩增蒙古冰草的Actin基因片段,分别得到656 bp和848 bp的片段,使用DNAman和DNAuser等分子生物学软件进行序列分析,将2个片段的重复序列合并后获得一段长度为962 bp的基因片段,编码237个氨基酸,将克隆的Actin基因片段命名为MwACT.该序列与其它植物Actin基因核苷酸序列的同源性均在80%以上,其中与小麦、大麦的同源性达到94%;与氨基酸序列的同源性均在90%以上.     

加工番茄多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因的cDNA克隆和全序列测定

以加工番茄"87-5”为材料,采用反转录PCR(RT-PCR)技术将加工番茄PG基因的cDNA序列克隆到pGEM-T载体上,并进行了全序列测定分析.结果表明,加工番茄的PG基因的cDNA与国内外报道的番茄PG基因的cDNA,在碱基序列及氨基酸序列上均有差异.说明番茄的PG基因具有多态性.     

镉胁迫下麻疯树转录组测序分析

麻疯树是一种能适应多种恶劣环境条件的能源植物,目前关于其抵抗重金属胁迫的分子调控机理尚不清楚。从组学水平整体分析其基因表达模式对于筛选关键基因、解析镉胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。利用Illumina测序技术对水培条件下培养的处理组(Cd 100)和对照组(CK)麻疯树幼苗叶的转录组进行高通量测序,两个数据库的测序数据经de novo组装得到50448条高质量的Unigene。两个样品中发现了2551条差异表达基因,其中539条上调基因,2012条下调基因。根据不同数据库的注释信息,发现麻疯树镉胁迫引起叶片中多种代谢途径的变化,包括碳代谢,光合作用,植物激素信号转导以及植物病原响应途径。DAVID分析显示镉胁迫引起了麻疯树叶中与离子转运相关基因的变化,导致叶片中Na离子和铁离子稳态的变化。转录因子分析发现WRKY和ZIP在镉胁迫中发挥重要作用。用qRT-PCR技术对随机挑选的5个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。深入探讨了麻疯树镉胁迫的分子机理,为进一步应用于基因工程和植物修复提供基础。     

麻疯树分子生物学研究进展

麻疯树Jatropha curcas L.作为一种新兴的生物柴油型能源树种已经得到广泛的认可,关于它的各项研究持续升温。文中综述了近年来国内外关于麻疯树分子生物学方面的研究进展,一是揭示麻疯树遗传多样性和系统分类的分子标记研究;二是全面解析麻疯树分子网络的基因组、转录组和蛋白质组研究;三是以培育优质高抗品系为目标的代谢和发育调控相关基因的分离、克隆和功能研究;最后讨论了目前研究的不足和麻疯树未来分子生物学研究的方向。     

木本油料植物麻疯树的研究进展

近来,麻疯树(Jatropha curcas L.)因可以作为生物柴油的原料而受到广泛关注。虽然麻疯树具有含油量高且可在边际土地种植的优势,但同时存在理想品种缺乏、种植面积限制、基础研究薄弱等方面的问题。为了使常规育种和生物技术改良工作者更好地了解麻疯树的研究进展,确定日后麻疯树育种和遗传改良的方向,综述了麻疯树种质资源与遗传多样性分析、生理及对环境适应性、组学研究、油脂合成功能基因研究、育种等方面国内外的最新进展。     

基于最大信息熵模型的能源物种麻疯树潜在适宜区

麻疯树(Jatropha curcas L.)为传统能源植物,是作为生物柴油最具希望的植物资源之一。本研究通过收集麻疯树分布点的经纬度数据,基于气候、土壤和地形等37个相关生态因子,采用最大信息熵模型,预测麻疯树的潜在适宜区域,分析影响其生长的主要生态因子特征。结果显示,麻疯树生长最适宜区域主要分布在我国华南地区的广东、海南、香港、台湾和西南地区的广西、云南、四川;对麻疯树分布贡献率较大的主要生态因子为:最暖季度降水量(53.5%)、温度季节性变化标准差(15.8%)、降水量变异系数(9.3%)、年均温变化范围(5.8%)、最湿季度降水量(3.6%)、最干月降水量(3.2%);Maxent模型预测的AUC值大于0.9,表明对麻疯树潜在分布的预测结果较准确。本文对麻疯树潜在分布区域以及影响其分布的主要生态条件的研究结果,可为麻疯树的种植栽培提供科学依据。     

赤霉素、钙和甜菜碱对小桐子种子萌发及幼苗抗低温和干旱的影响

小桐子(Jatropha curcas L.)属大戟科( Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha L.)的能源植物。分别以小桐子种子和幼苗为实验材料,研究了不同浓度的赤霉素和CaCl₂单独处理,以及不同浓度的赤霉素、CaCl₂和甜菜碱组合处理对小桐子种子萌发及幼苗抗低温和干旱的影响。结果表明:分别用10 mg/L赤霉素和10 mmol/L CaCl₂处理小桐子种子,不仅可以提高其在正常萌发条件(26℃)、低温(18℃)和干旱胁迫(5% PEG6000)下的发芽率,还可缓解小桐子幼苗在低温(2℃)或干旱胁迫(25% PEG6000)下电解质渗漏率的增加和丙二醛(MDA)的积累。用10 mg/L赤霉素、5 mmol/L CaCl₂和15 mmol/L甜菜碱组合处理小桐子种子,也可进一步增强其在正常萌发(26℃)、低温(18℃)和干旱胁迫(5% PEG6000)条件下种子的发芽率,以及缓解小桐子幼苗在低温(2℃)或干旱胁迫(25% PEG6000)下电解质渗漏率的增加和MDA的积累,表明10 mg/L赤霉素和10 mmol/L CaCl₂分别处理或10 mg/L赤霉素、5 mmol/L CaCl₂和10 mmol/L甜菜碱组合处理可提高小桐子种子在低温和干旱胁迫下的发芽率,以及提高小桐子幼苗对低温和干旱胁迫的抵抗能力。     

Changes in the diversity of soil arbuscular mycorrhizal fungi after cultivation for biofuel production in a Guantanamo (Cuba) tropical system

The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are a key, integral component of the stability, sustainability and functioning of ecosystems. In this study, we characterised the AMF biodiversity in a native vegetation soil and in a soil cultivated with Jatropha curcas or Ricinus communis, in a tropical system in Guantanamo (Cuba), in order to verify if a change of land use to biofuel plant production had any effect on the AMF communities. We also asses whether some soil properties related with the soil fertility (total N, Organic C, microbial biomass C, aggregate stability percentage, pH and electrical conductivity) were changed with the cultivation of both crop species. The AM fungal small sub-unit (SSU) rRNA genes were subjected to PCR, cloning, sequencing and phylogenetic analyses. Twenty AM fungal sequence types were identified: 19 belong to the Glomeraceae and one to the Paraglomeraceae. Two AMF sequence types related to cultured AMF species (Glo G3 for Glomus sinuosum and Glo G6 for Glomus intraradices-G. fasciculatum-G. irregulare) did not occur in the soil cultivated with J. curcas and R. communis. The soil properties (total N, Organic C and microbial biomass C) were higher in the soil cultivated with the two plant species. The diversity of the AMF community decreased in the soil of both crops, with respect to the native vegetation soil, and varied significantly depending on the crop species planted. Thus, R. communis soil showed higher AMF diversity than J. curcas soil. In conclusion, R. communis could be more suitable for the long-term conservation and sustainable management of these tropical ecosytems.     

土壤水、氮供应对麻疯树幼苗光合特性的影响

在盆栽半控制试验中, 采用两因素的随机区组设计, 在3个土壤水分梯度(分别为80%、50%和30%的田间持水量(FC))下研究了施氮肥和不施氮肥处理麻疯树(Jatropha curcas)幼苗的光合特性。比较了不同水分和氮素供应条件下麻疯树幼苗的光合-光响应和CO₂响应曲线、PSII的最大光化学效率(F_v/F_m)、氮含量和光合色素含量之间的差异。结果表明: 1)施氮肥处理中, 随着土壤水分含量的增加, 叶片表观量子效率(AQY)、光补偿点、最大净光合速率、羧化效率、光呼吸速率、暗呼吸速率和叶片氮含量均呈现增加的趋势, 而且均在80% FC下最高。2)不施氮肥处理中, 随着土壤水分含量的增加, 麻疯树各光合参数均与施氮肥处理呈现相反的变化趋势。3)在30% FC下, 施氮肥处理和不施氮肥处理相比, 氮含量显著增加, AQY、F_v/F_m、光合色素含量无显著的变化, 其他各项指标均显著降低。这些结果表明, 水氮耦合效应对麻疯树光合特性有显著影响, 尤其是在80% FC下增施氮肥的效果最为明显。因此, 在土壤氮素含量不高的情况下, 麻疯树更适宜在较低的土壤水分下生长, 土壤水分较高反而不利于麻疯树的光合作用; 而如果增施氮肥, 麻疯树在土壤水分含量较高时生长更好。     

Preliminary Study on Development,Germination and Desiccation Tolerance of Jatropha curcas (Euphorbiaceae)

The developmental changes in morphology and germinability of Jatropha curcas seeds, effects of temperature and light on seed germination , and changes in desiccation tolerance of mature seeds were studied in this paper. The results indicated that J. curcas seeds reached a physiological maturation at 58 days after anthesis, and that seed germination percentage reached a peak at physiological maturation, and then decreased. The optimal germination temperature was 25 to 30℃. J. curcas seeds were insensitive to dehydration at physiological maturation . There was not a notable effect of light on seed germination. Therefore, J. curcas seed was a non-photoblastic and orthodox seeds .     

麻疯树水通道蛋白新基因JcPIP干旱胁迫下的功能分析

采用RT-PCR和RACE技术,从大戟科(Euphorbiaceae)耐旱植物麻疯树(Jarropha curcas)cDNA中克隆得到了一个麻疯树质膜内膜蛋白(PIP)新基因,命名为JcPIP.聚类分析表明,麻疯树PIP蛋白与蓖麻、葡萄和菠菜的PIP蛋白在进化上有最近的亲缘关系.将JcPIP基因在非洲爪蟾卵母细胞(xenopus oocytes)中异源表达发现细胞膨胀率扩大了10倍,表明JePIP基因编码的是一个水通道蛋白.合成亲水性、抗原性好的JcPIP保守序列多肽,制备并纯化JcPIP多克隆抗体.Western-bbt检测显示JcPIP蛋白富集在29 kDa区段,且在麻疯树各组织中均有大量表达.PEG-6000干旱胁迫下麻疯树叶片JcPIP蛋白丰度增加,复水后丰度开始下降,表明JcPlP与麻疯树的耐旱性相关.     

Isolation of novel microsatellites from Jatropha curcas L. and their cross-species amplification

Jatropha curcas L., a member of the Euphorbiaceae, is widely distributed in different parts of the globe. In the present study, 12 microsatellites were isolated from J. curcas and their cross-species amplification was checked in six species of genus Jatropha. Within J. curcas, observed and expected heterozygosities ranged from 0.94 to 0.54 and from 0.95 to 0.56, respectively. Of the 12 loci, five showed significant deviation from Hardy-Weinberg equilibrium. There was no significant linkage disequilibrium detected between any of the loci. The markers isolated in the present investigation will be useful for assessing the population diversity and genetic structure of J. curcas and also in other species of Jatropha.