小麦Beclin1类似基因的分子克隆与鉴定

以小麦 簇毛麦 (Triticumaestivum Haynal diavillosa) 6VS/6AL易位系 92R1 3 7为材料 ,应用mRNA差异显示和快速扩增cDNA末端 (rapidam plificationofcDNAends,RACE)技术对在白粉菌(Blumeriagraminis)诱导后表达增强的基因进行了克隆。分离到一个与拟南芥Beclin1类似基因同源的全长cDNA克隆 ,暂定名为小麦Beclin1类似基因。它编码 441个氨基酸组成的多肽。二级结构推导显示与人类Beclin相似 ,具有螺旋结构。Northern杂交分析表明 ,小麦Beclin1类似基因在白粉菌诱导后表达增强。Southern分析证明 ,小麦Beclin1类似基因为单拷贝基因     

根据R基因保守区分离小麦R基因类似序列

用根据核苷酸结合位点(nucleotide binding site, NBS)和丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶域设计的2对简并性引物,以小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系的cDNA为模板进行PCR扩增.扩增产物克隆到pGEM-T载体中,经测序,共获得具有NBS结构域特征的片段克隆9个和具有丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶域特征的片段的克隆1个.将克隆之间核苷酸序列同源性高于90%的克隆归为一类,把9个NBS片段分为6类.这6类抗病基因类似序列(resistance gene analogs, RGA)均具有阅读框,并与已克隆的小麦抗条锈病基因Yr10、大麦抗白粉病基因Mla1和Mla6、拟南芥的抗病基因RPS2以及其他一些抗病基因在NBS保守区内具有高度的同源性.用小麦中国春缺体-四体初步将它们分别定位于小麦第一、第二和第五部分同源群上.进一步用5′-RACE技术获得RGA N5的5′-端,发现其编码产物的N端还具有6个亮氨酸拉链(leucine zipper, LZ),与RPS2的N-端有较高同源性.     

小麦硫代硫酸硫转移酶类似基因的克隆与定位

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系92R137含有抗白粉病基因Pm21。为了研究该易位系的抗病机理,应用mRNA差异显示和快速扩增cDNA未端（Rapid Amplification of cDNAEnd,RACE)技术对在白粉菌诱导后表达增强的基因进行了克隆,分离到1个命名为TaTST的全长cDNA序列。Northern杂交分析表明,TaTST基因在白粉菌诱导后表达明显增强,24h达到峰值,氨基酸序列同源性分析表明,TaTST与Datisca glomerata的硫代硫酸硫转移酶基因（rho-danese,EC,2.8.1.1)序列有64%相同,80%相似,用中国春缺体/四体系和端体系Southern杂交和基因特异性引物扩增（gene specific primer-PCR)将TaTST基因定位在小麦6B染色体短臂上,Southern杂交表明,该基因为单拷贝基因,由于在杨麦5号和6VS/6AL易位系间存在明显多态,可以推测在6VS上有TaTST的同源基因,TaTST是从小麦中分离的新基因。白粉菌诱导后的表达变化提示;TaTST与小麦抗白粉病反应有关。     

用克隆池PCR法筛选小麦-簇毛麦易位系6VS/6AL基因组TAC文库获得抗病基因候选克隆

用根据抗病基因保守区设计的一对简并性引物,从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL cDNA中PCR扩增获得一个具有抗病基因核苷酸结合位点（Nucleotide binding site,NBS）结构特点的DNA片段克隆N7。从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL基因组TAC（Transformation-competent artificial chromosome,TAC）文库的22块96孔板提取所有2112个克隆池（每个池含约1000个克隆）的质粒,再根据N7的核苷酸序列设计一对特异引物,用克隆池PCR（pooled PCR)法经分级筛选从文库中获得一个阳性克隆。以N7为探针,通过Southern杂交证实了该TAC克隆为真正含有抗病候选基因的克隆。研究结果表明克隆池PCR法对克隆数目巨大的基因组文库的筛选很有效。     

从小麦-簇毛麦易位系TAC文库中筛选Hv-S/TPK基因

本实验室已经通过基因芯片技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Hv-S/TPK, 并获得了它的全长cDNA序列。利用Hv-S/TPK的特异引物筛选小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系基因组可转化人工染色体(Transformation-competent artificial chromsome, TAC)文库, 获得了阳性TAC单克隆, 并进一步获得了含有Hv-S/TPK cDNA序列的5160 bp(GenBank Accession No. EU153366)的亚克隆。对亚克隆的序列分析结果表明, Hv-S/TPK基因在起始密码子和终止密码子之间有3个内含子和4个外显子, 4个外显子序列与簇毛麦上已得到的Hv-S/TPK的cDNA序列100%同源。对起始密码子上游序列分析结果表明, 该基因的调控序列中, 含有W-Box、OCS-element等与抗病相关的元件。以TAC克隆为探针与小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization, FISH), 结果表明含有Hv-S/TPK基因的TAC克隆来自于簇毛麦。     

小麦花粉特异性表达的cDNA的分离及表达特性

应用抑制差示杂交和5′/3′RACE PCR方法分离了小麦(Triticum aestivum L.)花粉特异性表达的全长cDNA(TaPSG719,GenBank:AY451238)),该基因全长1 172 bp,5′非编码区序列长达329 bp,包含多个上游可译框架(uORF);该基因编码1 88个氨基酸的蛋白质,大小约20 kD,等电点为12.1.Northern杂交和RT-PCR分析表明该基因在成熟花粉特异表达,而在小孢子、叶片、根和未成熟的种子、幼茎和子房等组织几乎检测不到.进一步研究小麦花粉发育过程的表达水平表明,TaPSG719在单核和双核小孢子阶段不表达,在开花前5 d(已完成有丝分裂)开始表达并迅速增强达到高峰,但随着花粉的成熟表达水平逐渐下降.表明TaPSG719是一个花粉中晚期特异性表达基因.经BLAST同源性分析表明,与目前已登录的基因没有显著的同源性.Southern杂交表明TaPSG719可能为一个多拷贝基因.为研究TaPSG719 cDNA 5′非编码区序列的uORF对可译框架的翻译的影响,构建不同缺失或突变的表达载体,采用麦胚体外翻译系统,结果显示含uORF的5′非编码区序列能显著抑制蛋白质的翻译水平,表明TaPSG719基因表达至少部分是在翻译水平上调控.     

小麦花粉特异性表达的cDNA的分离及表达特性

应用抑制差示杂交和5′/3′RACE PCR方法分离了小麦(Triticum aestivum L.)花粉特异性表达的全长cDNA(TaPSG719,GenBank:AY451238)),该基因全长1172 bp,5′非编码区序列长达329 bp,包含多个上游可译框架(uORF);该基因编码188个氨基酸的蛋白质,大小约20 kD,等电点为12.1。Northern杂交和RT-PCR分析表明该基因在成熟花粉特异表达,而在小孢子、叶片、根和未成熟的种子、幼茎和子房等组织几乎检测不到。进一步研究小麦花粉发育过程的表达水平表明,TaPSG719在单核和双核小孢子阶段不表达,在开花前5d(已完成有丝分裂)开始表达并迅速增强达到高峰,但随着花粉的成熟表达水平逐渐下降。表明TaPSG719是一个花粉中晚期特异性表达基因。经BLAST同源性分析表明,与目前已登录的基因没有显著的同源性。Southern杂交表明TaPSG719可能为一个多拷贝基因。为研究TaPSG719 cDNA 5′非编码区序列的uORF对可译框架的翻译的影响,构建不同缺失或突变的表达载体,采用麦胚体外翻译系统,结果显示含uORF的5′非编码区序列能显著抑制蛋白质的翻译水平,表明TaPSG719基因表达至少部分是在翻译水平上调控。     

与小麦白粉病抗性基因Pm2紧密连锁RAPD标记的筛选研究

以２５６个随机引物对含小麦抗白粉病基因Ｐｍ２近等基因系进行ＲＡＰＤ分析,发现１７个随机引物的扩增产物在抗、感ＮＩＬｓ材料间表现多态性,且其中５个引物经４次以上重复,均获相同结果,其多态性标记分别为ＯＰＭ０８(１６００)、ＯＰＩ０４(１７００)、ＯＰＨ１９(１１００、ＯＰＥ０９(９００)及ＯＰＭ１６(８５０)。当以这５个随机引物对１４个已知含Ｐｍ２基因的抗病材料及９个不含Ｐｍ２基因的感病材料进行检测时,只有标记ＯＰＩ０４(１７００)在１２个抗病材料中出现（另两个抗病材料中未检测到）,而在９个感病材料中均未出现。进一步用 ＯＰI(０４)对１０２株（Ｃｈａｎｃｅｌｌｏｒｘ Ｕｋａ／８＊Ｃｃ）Ｆ２分离群体进行分析,估算出标记ＯＰＩ０４(１７００)与Ｐｍ２基因间的遗传距离为１２．２±３．３ｃＭ。     

滨麦抗条锈病基因的染色体定位和分子标记

从滨麦与普通小麦杂交后代中筛选到一条抗条锈病的小滨麦品系93784。以滨麦基因组DNA为探针的荧光原位杂交结果表明,93784是小麦与滨麦的小片段易位系,易位的滨麦染色体片段位于一对小麦染色体的短臂端部,利用该易位系构建了F2分离群体,进行F2单株成株期抗条锈鉴定,抗性分析证明,小滨麦93784中的抗条锈病基因是单基因控制的,位于滨麦染色体的易位片段上,命名为YrLm。进一步采用24对TaqⅠ（T1-T4）/PstⅠd(P1-P6)引物组合对抗感亲本及F2分离群体进行AFLP分析,筛选出一个与抗条锈病基因YrLm连锁的AFLP分子标记,经克隆和测序,该标记片段长度为205bp,定名为P1T3205。     

利用小麦微卫星标记定位一个来自野生二粒小麦的抗白粉病基因

培育抗病品种是控制小麦白粉病危害最经济有效而又安全的手段.寻找和创造新抗源是抗病育种的基础工作,是解决抗源单一化问题的有效途径.来自以色列的野生二粒小麦G-305-M对北京地区小麦白粉菌流行小种15号表现免疫,用G-305-M与小麦品种781杂交并用京411回交(G-305-M/781//京411*3),成功地将G-305-M的抗白粉病基因转入普通小麦中.遗传分析表明转入小麦中的抗病性苗期表达受一对显性基因控制,该基因暂定名为MlG.用96对小麦微卫星引物对一个167株的抗性分离家系进行了SSR分析,发现引物WMS570扩增产物在抗感个体间存在多态性.经分离群体验证,抗病基因MlG与小麦染色体6AL上的微卫星位点Xgwm570连锁,遗传距离为14.9±3.0cM,据此将MlG定位于6AL.根据系谱和基因位点分析,推断MlG基因是不同于已知抗白粉病基因的一个新基因.     

小麦NBS类抗病基因同源cDNA序列的克隆与特征分析

根据已克隆植物抗病(R)基因NBS保守结构域设计简并引物,采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),在小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr19中进行抗病同源基因cDNA全长的扩增。获得了1个通读的NBS类抗病同源基因S11A11cDNA序列,该序列全长2923bp,编码878个氨基酸序列。生物信息学分析结果表明,该片段含有NB-ARC保守结构域和多个LRR结构域。聚类分析表明,S11A11编码的蛋白与小麦抗叶锈病基因Lr1编码的蛋白亲缘关系较近,而与Lr10亲缘关系较远。半定量RT-PCR分析表明,该基因在小麦叶片中为低丰度组成型表达。本研究在TcLr19小麦中成功获得了抗病基因同源序列,为最终克隆小麦抗叶锈病目的基因奠定了基础。     

Cloning and functional expression in E. coli of a polyphenol oxidase transcript from Coreopsis grandiflora involved in aurone formation

Polyphenol oxidases are involved in aurone biosynthesis but the gene responsible for 4-deoxyaurone formation in Asteraceae was so far unknown. Three novel full-length cDNA sequences were isolated from Coreopsis grandiflora with sizes of 1.80 kb (cgAUS1) and 1.85 kb (cgAUS2a, 2b), encoding for proteins of 68–69 kDa, respectively. cgAUS1 is preferably expressed in young petals indicating a specific role in pigment formation. The 58.9 kDa AUS1 holoproenzyme, was recombinantly expressed in E. coli and purified to homogeneity. The enzyme shows only diphenolase activity, catalyzing the conversion of chalcones to aurones and was characterized by SDS–PAGE and shot-gun type nanoUHPLC–ESI-MS/MS.     

UCA1, a non-protein-coding RNA up-regulated in bladder carcinoma and embryo, influencing cell growth and promoting invasion

A non-protein-coding RNA, UCA1, has been cloned from human bladder TCC cell line BLZ-211 by using 5' and 3' RACE. The UCA1 full-length cDNA was 1442 bp. RT-PCR analysis indicated that UCA1 is an embryonic development and bladder cancer-associated RNA. The proliferative, migrative, invasive, and drug resistance behaviors of human bladder TCC cell line BLS-211 were enhanced by exogenous UCA1 expression in vitro. Several potential target genes of UCA1 were identified through microarray analysis. Moreover, the expression of UCA1 also increased tumorigenic potential of BLS-211 cells in nude mice. Results from the present study suggested that UCA1 might play a pivotal role in bladder cancer progression and embryonic development.