芹菜雄性不育的创制及线粒体不育候选基因鉴定北大核心CSCD

芹菜花小、花多及花发育不一致,以及种子小等特点,限制了芹菜杂交育种及制种。为此,创制雄性不育性彻底的不育材料,对于芹菜遗传育种及制种具有积极意义。本研究以津南实芹为材料,于2017年利用辐射诱变的方法,获得一份芹菜雄性不育材料(命名为:QCBU-001)。通过多年田间研究表明,QCBU-001花药彻底肉质化,无法形成花粉,能够自由接收外来花粉,形成种子。杂交试验表明,QCBU-001杂交种子能够正常发芽生长,杂交优势明显。线粒体基因组分析表明,QCBU-001线粒体基因组长度为260,872 bp,含有52个mRNA,21个tRNA和7个rRNA。进一步与NCBI上公布的不育芹菜材料W99A和可育材料W99B线粒体基因组比对,以及设计引物对津南实芹线粒体基因克隆均表明了QCBU-001是由Cox 1发生突变导致其不育。为此,QCBU-001为芹菜CMS雄性不育材料,可用于芹菜杂交育种和制种中。     

甘蓝型油菜中一类AP2/ERF转录因子的克隆和生物信息学分析

AP2/ERF转录因子家族是植物中广泛存在的一类转录因子,AP2/ERF这类转录因子主要参与植物的细胞周期、生长发育以及生物和非生物胁迫相关基因的表达调控。由于拟南芥和油菜同属于芸薹属,具有相似的基因信息,利用油菜UniGene数据库,以拟南芥ERF转录因子保守序列为探针,通过电子克隆从一个UniGene Cluster中分离得到三个同类的AP2/ERF转录因子,从cDNA序列、氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性分析、序列比对、进化树、功能域、二级结构、三级结构、无序化特性进行了预测和较为全面的分析。结果显示油菜来源的BnaERF1、BnaERF2和BnaERF3属于AP2/ERF转录因子的B-2亚族,是亲水性蛋白,在蛋白质的三级结构上与AtERF1相似。蛋白质无序化分析发现,油菜BnaERF1、BnaERF2和BnaERF3无序化程度小于拟南芥AtERF1。设计引物通过PCR和RT-PCR方法分别从甘蓝型双低油菜沪油15幼苗的DNA和cDNA中扩增了上述基因,初步分析BnaERF2没有内含子,BnaERF1和BnaERF3有内含子。另外,通过EST丰度分析显示,该类转录因子的表达最高峰在种子中,其次为花,在芽、茎和分生组织中没有检测出表达的存在。     

植物中氧化还原系统对光合作用的调节

植物中氧化还原系统对光合作用有着重要的调节作用,通过一些氧化还原蛋白在光照和黑暗中结构改变,使植物体内的氧化还原系统发生变化,实现对光合作用的调节。     

香菇顺式调控元件的克隆及其序列分析*

应用顺式调控元件探测载体G221构建了一个香菇Lentinula edodes基因组文库。G221为大肠杆菌-酿酒酵母穿梭载体,含有一个由酵母Cyc1基因基本启动子控制的lacZ标记基因,能以转录增强活性筛选香菇DNA片段。用这个基因组文库转化酵母菌,获得了一批lacZ阳性转化子。对其中表达较强的阳性转化子进行质粒抽提和双酶切鉴定,筛选到50个香菇顺式调控元件DNA片段。对其中部分片段进行了测序,并对其中一个序列进行了序列分析,鉴别了该序列上的几个与转录相关的特征序列。该研究也探讨了利用酵母表达系统克隆香菇顺式调控元件的可行性。     

高等植物的雄核发育

雄核发育的过程可以人为划分为3个阶段：小孢子胚性潜能的获得、细胞分裂的起始和胚胎的分化形成。文章介绍每一阶段所发生的细胞和分子水平的变化,其中侧重点在基因表达的变化,包括转录因子基因、与胁迫有关的蛋白质基因、淀粉合成及蛋白质分解相关基因以及近年来发现的与胚胎发生有关的调节基因的研究进展。     

硫氧还蛋白与氧化还原反应

硫氧还蛋白是生物体调节体内氧化还原系统的一种重要蛋白质,它参与了生物体内众多的氧化还原反应,其活性位点是-Cys-Gly-Pro-Cys-,在众多的生命过程中,通过构象的改变行使其调节功能。     

泛肽交联酶(E2)通过苯丙氨酸解氨酶基因启动子参与水稻对紫外光的防护

迄今为止,诱导苯丙类化合物和黄酮类化合物合成并造成类黄酮的积累被认为是植物抵御紫外光的惟一主要的途径.苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙类化合物合成的关键酶.通过体内足印试验表明,在pal-1基因启动子中有一段序列CTCCAAC从CCCCTTC可以作为顺式元件参与紫外信号的传递.为了克隆与其相对应的反式因子,我们使用了酵母单杂交体系进行筛选.在鱼饵质粒中,我们将3个拷贝的顺式元件序列串联并与酵母异细胞血红素C(CYC)基本启动子连接.将鱼饵质粒和水稻cDNA表达质粒库共同转化到同一酵母中,通过筛选鉴定,克隆到一些编码泛肽交联酶(E2)基因.氨基酸同源性分析表明,该酶E2(RE2)与其他物种的泛肽交联酶具有很高的同源性.水稻泛肽交联酶受紫外光诱导加速合成.当RE2与水稻核蛋白进行交联反应后能与pal-1基因中顺式元件CTCCAACAACCCCTTC专一结合.从这些结果可以推测水稻泛肽交联酶RE2可能通过苯丙类化合物的合成代谢参与对紫外光的防护.     

带内含子卡那霉素抗性基因双元载体构建及烟草转化

农杆菌介导法是植物基因转化的常用方法,然而由于筛选培养基中常用的抗生素头孢霉素和羧苄青霉素具有类植物激素活性,影响外植体的再生和转化频率。将一个植物的内含子插入卡那霉素抗性基因编码区的N端,合成了一个带内含子的卡那霉素抗性基因。构建带该基因的植物双元表达栽体pYP1202并转化烟草,受侵外植体在含卡那霉素50～200mg/L的选择培养基中抗性芽分化频率不受卡那霉素浓度影响,然而具有GUS活性的转化子占分化芽的比例却随着卡那霉素浓度的增加而升高。当培养基中加入500mg/L羧苄青霉素后受侵外植体产生的抗性芽频率比单一的卡那霉素筛选提高近1倍,高达91.4％,然而具GUS活性的转化子占抗性芽的比例仅有26.7％,在200m/L的卡那霉素筛选下,比例升至93.3％。用带内含子卡那霉素抗性基因构建的植物表达载体转化植物可以减少假抗性芽的产生。     

鸭儿芹羟基肉桂酸转移酶基因的克隆及其对不同温度的响应

以贵州省野生鸭儿芹为研究对象,用RT-PCR克隆获得与木质素合成有关的羟基肉桂酸转移酶基因(CjHCT),并分析CjHCT基因对不同温度的响应,探索人工栽培鸭儿芹的适宜温度。结果表明:(1)CjHCT基因开放阅读框长度为1 290bp,编码429个氨基酸;蛋白质分子质量为47.58kD,等电点为6.67;进化树分析表明,CjHCT与茄科植物的HCT亲缘关系最近。(2)荧光定量PCR分析显示,CjHCT基因在贵州鸭儿芹根、叶柄、叶及花不同组织中的表达具有组织特异性,且在根中CjHCT基因的表达量最高,而在叶中表达量最低,花与叶中该基因表达量相近。(3)对鸭儿芹生长过程中主要面临的4种不同温度(10℃、18℃、30℃和38℃)分别处理0、0.5、1、2、4、8、12、24h,荧光定量PCR检测显示,CjHCT基因的表达量(以0h处理作为对照,表达量为1)在高温(30℃和38℃)处理下于0.5h时最高,其中30℃处理的CjHCT基因表达量高于38℃处理;在低温(10℃和18℃)下鸭儿芹CjHCT基因表达量于12h时最高,其中10℃处理0.5h时CjHCT基因较对照表现为下调;高温(30℃和38℃)下CjHCT基因表达量峰值比低温(10℃和18℃)下表达量峰值高,而且峰值出现的时间也较早。该实验意义在于初步研究发现低温栽培鸭儿芹能抑制CjHCT基因的表达,为人工栽培鸭儿芹温度调控提供了参考。     

甘蓝型油菜‘沪油15'中两个CBF类转录因子的克隆与分析

以拟南芥CBF家族转录因子AP24保守域的氨基酸序列为信息探针,搜索油莱uniGerle数据库,得到2个uniGene：Bna．2193和Bna．2260,序列拼接得到2个cDNA序列（BnaCBF-1和BnaCBF-2）。通过PCR和RT—PCR方法分别从甘蓝型油莱‘沪油15’的DNA和cDNA中克隆了上述基因。序列分析显示,克隆的BnaCBF-1-Hy15与BnaCBF—1基因序列完全一样．而BnaCBF-2-Hy15与BnacBF-2的基因序列差异很小,只有4个氨基酸位点不同,且郝没有内含子。从cDNA序列、氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性／亲水性、序列比对、进化树、功能域、二级结构、三级结构进行了预测。结果显示,‘沪油15’来源的BnaCBF-1-Hy15和BnaCBF-2-Hyl5转录因子属于AP2／ERF家族中的DREB—A1亚族,是亲水性蛋白,在蛋白质的三级结构上与atCBF1相似。