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。Bronze 2(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(Nelumbo nucifera 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。     

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MRB17和MBG8-5的分子标记之间,精确到87.130kb。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。     

γ-氨基丁酸对烟草MAPK和ACS1基因表达的分叉调节

为探讨γ-氨基丁酸(GABA)在植物生长发育中的调控机理,以含有3种不同浓度的GABA的1/2MS培养基培养烟草(Nicotiana tabacum)品种‘SR1’种子,结果表明:低浓度GABA(1mmol/L)促进了烟草幼苗的生长,主根的长度比对照高30%,同时该浓度处理提高了MAPK基因的表达水平;较高浓度(10~100mmol/L)GABA抑制了主根的伸长,表现出乙烯反应的效应。在叶和根中,ACS1基因表达水平的提高受不同浓度GABA的调节。MAPK和ACS1基因对GABA信号的不同表达模式可能与不同的信号途径有关。     

利用高灵敏的TSA-FISH在玉米中定位bz1、bz2基因(英文)

植物中 ,程序性细胞死亡 (PCD)发生在植物生殖和发育的许多方面 ,已有的研究表明 ,在玉米种子的发育过程中 ,胚乳组织经历了程序性细胞死亡的过程。bz1 (bronze)和bz2是与种子的糊粉层发育相关的花青素生物合成基因 ,在玉米基因组中 ,bz1基因所在区域是重组热点 ,bz2与类黄酮的酰化、糖基化、转运、沉积等有关 ,基因的物理定位有利于基因的分离和克隆。TSA FISH (Tyramidesignalamplificationfluorescenceinsituhybridization)是一种新颖的高灵敏度的荧光原位杂交技术 ,它的主要反应原理是辣根过氧化物酶催化过氧化氢和标记的酪胺分子 (tyramide)的苯环部分反应 ,使荧光标记的酪胺分子在直接带有或间接带有HRP报告分子的探针周围沉积 ,信号因此得以极大的放大 ,从而大大提高了荧光原位杂交技术的灵敏度 ,90年代中期开始引入动物和人类组织化学和细胞遗传学研究中 ,2 0 0 1年才应用于植物细胞遗传学的研究。利用这一技术 ,我们将bz1基因定位于玉米的第 9染色体的短臂和第 1染色体的长臂上 ,其信号点距着丝粒的百分距离分别为 40 .2 ,75 .4;bz2基因定位于玉米的第 1染色体的长臂和第 5染色体的短臂上 ,其信号点距着丝粒的百分距离分别为2 1 .6,1 5 .3。本文讨论了TSA FISH技术在植物中小的、低拷贝的DNA序     

RTSV和Glh在药用野生稻中的物理定位

药用野生稻具有多种抗病虫性,是水稻品种改良重要的种质资源之一。本研究采用与栽培稻遗传图第4连锁群中与RTSV和Glh紧密连锁的RFLP标记RZ262及其筛选出来的BAC克隆作探针,对药用野生稻进行荧光原位杂交,供试探针均被定位于药用野生稻第4染色体短臂的中部,百分距分别为74.86±3.72和73.98±4.44,信号检出率为7.6%和45.1%。BAC克隆和RFLP标记探针杂交位置几乎一致,说明在栽培稻和野生稻中RFLP标记RZ262都存在同一BAC克隆的大插入片段中,药用野生稻与抗性基因RTSV和Glh的同源顺序就在第4染色体信号出现的相应位置,从而为作物育种开发和利用野生资源的抗性基因提供了理论依据。     

鱼腥藻PCC7120藻蓝蛋白α亚基体内重组研究

为了研究藻蓝蛋白α亚基的生物合成途径,通过构建相容的3种重组质粒pETDuet-cpcA、pCOLADuet-cpcE-cpcF和pACYCDuet-ho1-pcyA,将裂合酶基因cpcE和cpcF、血红素氧化酶基因ho1、藻蓝胆素合成酶基因pcyA和脱辅基藻蓝蛋白α亚基基因cpcA共同转入大肠杆菌BL21(DE3)。通过色素蛋白锌电泳和光谱检测表明产生了生物活性的CpcA-PCB。成功实现了大肠杆菌内藻蓝蛋白α亚基84位半胱氨酸残基与PCB的连接。而在裂合酶基因cpcE和cpcF不转入大肠杆菌的情况下,大肠杆菌内只有0.2%的CpcA-PCB产生。以上研究为进一步在大肠杆菌内合成天然的藻蓝蛋白奠定了基础。     

柚子(Citrus grandis Osbeck)S-like核酸酶基因CgSL1的分离与特征分析

从柚子(CitrusgrandisOsbeck)2个自交不亲和品种溪蜜柚和度尾蜜柚的花柱中克隆出一个类似S核酸酶基因CgSL1(C.grandisS-likeRNase),它的cDNA序列全长1074bp,编码297个氨基酸。通过与其它植物S-like核酸酶和S核酸酶氨基酸序列进行比较,发现CgSL1类似于S-like核酸酶,与拟南芥中的RNS2一致性为62.5%。对CgSL1的表达分析表明该基因在花柱、花药、叶片不同器官以及花柱的不同发育阶段均有表达,且在花柱中的表达随衰老增强,由此推测它可能与衰老有关。     

利用高灵敏的TSA—FISH在玉米中定位bz1、bz2基因

植物中,程序性细胞死亡(PCD）发生在植物生殖和发育的许多方面,已有的研究表明,在玉米种子的发育过程中,胚肥组织经历了程序性细胞死亡的过程。bz1(bronze)和bz2是与种子的糊粉层发育相关的花青素生物合成基础,在玉米基因组中,bz1基因所在区域是重组热点,bz2与类黄酮的酰化、糖基化、转运、沉积等有关,基因的物理定位有利于基因的分离和克隆。TSA－FISH（Tyramide signal amplification fluorescence in situ hybridization）是一种新颖的高灵敏度的荧光原位杂交技术,它的主要反应原理是辣根过氧化物酶催化过氧化氢和标记的酪胺分子（tyramide)的苯环部分反应,使荧光标记的酪胺分子在直接带有或间接带有HRP报告分子的探针周围沉积,信号因此得以极大的放大,从而大大提高了荧光原位杂交技术的灵敏度,90年代中期开始引入动物和人类组织化学和细胞遗传学研究中,2001年才应用于植物细胞遗传学的研究。利用这一技术,我们将bz1基因定位于玉米的第9染色体的短臂和第1染色体的长臂上,其信号点距着丝粒的百分距离分别为40．2,75．4;bz2基因定位于玉米的第1染色体的长臂和第5染色体的短臂上,其信号点距着丝粒的百分距离分别为21．6,15．3。本文讨论了TSA－FISH技术在植物中小的、低拷贝的DNA序列定位上的应用。     

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。     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT-PCR和PCR-RACE技术,从菊科植物甘菊(Dendranthema lavandulifolium)中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152。DlBADH1的cDNA全长1821 bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918 bp,编码506个氨基酸的蛋白质。两个基因核苷酸序列的同源性为97%,推导的氨基酸序列的同源性为98%。与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64%以上。在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C)。在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合。RT-PCR-Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员。     

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。     

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。     

牡山羊草Aegilops juvenalis Puroindoline b基因的克隆

Puroindoline a(Pina)和puroindoline b(Pinb)是控制小麦籽粒硬度的主效基因。根据已报道的小麦Pinb基因的保守序列,设计合成了一对特异性引物,对六倍体牡山羊草Aegilops juvenalis(UUMMDD)的基因组DNA和胚乳cDNA进行Pinb基因扩增、克隆和序列测定,发现了两个新型Pinb等位基因Pinb-allele-1和Pinb-allele-2。该基因全长360 bp,编码119个氨基酸残基。它编码的蛋白和麦类作物Puroindoline B(PinB)的成熟蛋白有非常高的同源性,具有麦类作物PinB蛋白所特有的WPTKWWK的色氨酸结构域和10个半胱氨酸所形成的5个二硫键结构。与软粒小麦cv.Capitole的Pinb-D1a相比较,其核苷酸同源性为93.1%、93.3%,氨基酸同源性为90.8%、92.4%。Pinb-allele-1和Pinb-allele-2分别含有11和9个氨基酸变异位点。RT-PCR证实了Pinb-allele-2基因在籽粒胚乳中的表达。Southern Blot分析结果表明,牡山羊草中含有两个拷贝的Pinb基因,其中包含着与小麦差异较大的籽粒硬度控制基因。     

杂交后代中转基因小麦外源1Ax1基因的遗传

高分子量麦谷蛋白亚基1Ax1基因是决定小麦加工品质的主效基因之一,在小麦胚乳中增加1Ax1基因的表达量可以提高其加工品质,这对于小麦的品质改良具有重要意义。采用外源1Ax1基因超量表达的转基因小麦‘B102-1-2’为父本,常规小麦品种‘鄂麦12’和‘川89-107’为母本进行杂交试验。采用SDS-PAGE技术检测并分析各组合亲本、F₁代、F₂代的HMW-GS组成,从而研究转基因小麦‘B102-1-2’中外源品质基因1Ax1表达的遗传规律。研究结果表明:外源基因有效地整合进入主栽小麦的基因组中,并且正确表达,在F₂代中表现出15:1的分离比,遵循孟德尔遗传模式,这对于杂交育种策略的选择制订具有指导意义。     

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。     

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。