琉璃苣BoD6D载体的构建及转化

运用植物基因工程手段构建琉璃苣BoD6D转化载体,为提高油料作物油份中γ-亚麻酸含量奠定基础.以琉璃苣基因组DNA为模板克隆BoD6D,构建酵母表达载体并转化酿酒酵母,对酵母进行诱导表达,提取脂肪酸后进行甲酯化反应,利用气相色谱分析脂肪酸含量;同时构建植物双元表达载体,经农杆菌介导通过蘸花法转化拟南芥,最后对转基因拟南...     

棉花GhZIP4基因的克隆及表达分析

根据EST拼接的序列设计引物,利用RT-PCR和PCR方法,从陆地棉‘苏棉18’-cDNA和基因组DNA中分别克隆获得了GhZIP4基因片段.结果表明:(1)GhZIP4基因cDNA序列全长1 487 bp,包含1 269 bp ORF,编码422个氨基酸残基,其氨基酸序列具有典型的ZIP蛋白特征,预测具有8个跨膜结构域,第Ⅲ和第Ⅳ跨膜结构域间存在可变区,在可变区有2个富含His的结构域“HRHSHPHG”和“HSHGHGHD”.(2)氨基酸进化树分析显示,GhZIP4同拟南芥ZIP家族AtZIP4的相似性较高.(3)GhZIP4 DNA序列编码区全长1 778 bp,包含4个外显子和3个内含子,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则.(4)半定量分析显示,GhZIP4基因在茎中表达量最高,表明该基因有可能在某些金属离子地上部和根部的动态平衡分布过程中具有重要作用.     

植物莽草酸途径EPSPS蛋白的分子进化和基因结构分析

EPSPS既是植物、微生物和真菌等生物芳香族氨基酸生物合成途径——莽草酸途径中的关键酶,也是除草剂草甘膦的靶标酶。EPSPS的克隆能为草甘膦抗性转基因作物的研发提供候选基因。该研究运用比较基因组学方法,通过对41种不同植物的43条EPSPS蛋白序列进行进化分析,取得主要结果如下:(1)不同植物EPSPS蛋白的相似性很高,且具有相同的结构域、保守基序和保守位点,但是其叶绿体转运肽序列差异显著;(2)系统发育分析表明,EPSPS基因按照双子叶植物纲和单子叶植物纲分为2个大的分支,各个小的分支又按照植物的种属亲缘关系进行分支和聚类;(3)基因结构分析表明,植物EPSPS基因基本都含有8个外显子和7个内含子,且所对应外显子的长度相当,而内含子的长度差异很大,说明在植物基因组进化过程中造成EPSPS基因结构差异的主要因素是内含子的改变。研究结果将为揭示植物EPSPS蛋白的结构功能提供参考。     

大豆GeBP转录因子基因家族的生物信息学分析

GeBP转录因子调控植物表皮毛的生长发育,并且参与控制植物叶片的发育。该文利用生物信息学方法,在大豆全基因组范围内搜索GeBP基因家族,并从氨基酸理化性质、基因结构、染色体的物理分布、系统进化、序列比对、功能结构域、组织表达情况等基本特征方面对GmGeBP基因家族进行分析。结果表明:(1)共获得9个GmGeBP转录因子基因家族成员,其中仅2个基因含有内含子,且都只有1个内含子,表明该家族成员基因构造比较简单但稳定。(2)GmGeBP编码的蛋白分子量为39.65~49.24 kD,理论等电点为4.65~9.08;这些成员基本上都是酸性氨基酸,属于亲水性、不稳定蛋白。(3)这9个基因不均匀的分布于7条染色体上,10和20号染色体上分别分布2个GeBP基因,3、5、13、15、19号染色体上各分布1个基因。(4)系统进化分析表明,大豆与拟南芥对应的GeBP成员亲缘关系较近,分别聚类到4个分支,而与水稻的距离较远。(5)结构域分析表明,9个GmGeBP成员都包含DUF573结构域,推测该部分在GeBP转录因子中很可能是与靶标基因顺式作用元件互作的结构域。(6)通过分析大豆GmGeBP转录因子基因家族的组织表达,发现不同基因在大豆不同组织的表达量不同,具有一定的特异性。该文对大豆GeBP转录因子基因家族的分析和鉴定为进一步研究大豆表皮毛发育的分子作用提供了理论基础。     

油菜素内酯对NaCl胁迫下棉花叶片生理特征和基因表达谱的影响

研究了外源油菜素内酯(BL)对NaCl胁迫下棉花幼苗的钠累积、叶片生理特征及叶片差异基因表达水平的影响.结果表明： NaCl胁迫下2个棉花品种各部位钠含量升高,叶片丙二醛(MDA)、脯氨酸含量上升,叶绿素含量下降,叶片基因表达水平受到影响.外源施用油菜素内酯可降低NaCl胁迫下棉花幼苗根、茎、叶的钠含量,降低叶片中MDA含量,提高脯氨酸含量,并且NaCl胁迫下苏棉12号棉花品种更易受油菜素内酯调控.对苏棉12号的叶片进行数字表达谱分析结果表明,NaCl胁迫下苏棉12号叶片中的差异基因表达水平受到油菜素内酯调控,BL+NaCl处理棉花叶片的基因表达模式与CK(正常生长棉株)更为一致.说明外源油菜素内酯可减轻NaCl胁迫下棉花叶片受抑制程度,从而使NaCl胁迫下棉花叶片生理功能增强(叶绿素含量升高),最终使生物量增加.     

棉花DUR3基因的鉴定及进化分析

植物DUR3同源蛋白属于钠离子/溶质共运蛋白家族的尿素高亲和力运输蛋白，在植物体对外源尿素的主动吸收及内源尿素的再分配过程中具有重要作用。为明确棉花DUR3基因的结构和进化情况，基于生物信息学的方法，从全基因组水平鉴定陆地棉和雷蒙德氏棉的DUR3基因，并对基因结构、跨膜结构域、基序分布、进化关系等进行分析。结果表明：(1)从陆地棉A亚组和D亚组染色体各鉴定出1个DUR3基因，从雷蒙德氏棉基因组鉴定出1个DUR3基因。这3个棉花DUR3同源蛋白同其他植物DUR3同源蛋白一样，具有15个跨膜结构域，具有3个位置一致、高度保守的基序。(2)基因结构分析表明，双子叶植物DUR3基因的外显子个数明显多于单子叶植物，这3个棉花DUR3基因的外显子个数亦是如此。(3)根据物种间种属亲缘关系，对不同物种DUR3氨基酸序列构建的进化树显示，棉花的同双子叶植物的聚在一起。(4)DUR3直系同源基因和旁系同源基因的K_a/K_s比值普遍均大于1,说明这些基因在进化过程中主要受到正向选择的作用。该研究结果为深入研究棉花DUR3同源蛋白提供了理论基础。     

甜菊糖苷积累与其生物合成基因表达的关系

为探究甜叶菊叶片中甜菊糖苷积累与其合成途径上关键基因表达的关系,本研究分别检测了鑫丰3号苗期不同冠层和3个不同品种甜叶菊(守田3号、江甜3号、谱星1号)收获期混合叶片样品中多种糖苷的含量,同时定量检测对应样品中甜菊糖苷合成关键基因的表达水平。结果显示,总糖苷在鑫丰3号顶叶中最高,底叶中最低,而多数检测基因(6/8)表达水平也在顶叶最高底叶中最低;单一糖苷甜菊苷在顶叶中积累最高,而其催化酶编码基因Sr UGT74G1表达也在顶叶中最高;莱鲍迪苷A则在底叶中积累最多,其催化酶编码基因Sr UGT76G1表达水平也在底叶中表达最高。3个品种相比,总糖苷和莱鲍迪苷A的积累在江甜3号中最高,谱星1号中最低;甜菊苷的积累在守田3号中最高,江甜3号中最低,但基因表达水平与糖苷积累趋势一致的类似结果并未在不同品种间出现。由此可知,甜菊糖苷合成基因的表达水平可以影响总糖苷的积累,且在同一甜叶菊品种中单一糖苷合成调控基因的表达水平可以反映其调控的单糖苷的积累量。