花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用qRT-PCR技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的2个花生品系中的表达量进行分析。结果表明,7个AhGA3ox基因分布在7条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成。花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针5个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在2个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用。

绿色木霉碱性蛋白酶基因TvALP的克隆与原核表达

基于绿色木霉中抗菌蛋白质的de-novo质谱测定得到的部分肽段序列,通过BLASTp数据库检索,发现该肽段由碱性蛋白酶基因编码,采取同源克隆技术扩增出目的基因片段。生物信息学分析揭示,TvALP基因(GenBank编号KJ659907)完整开放读码框为1 230 bp,并编码了一个由409个氨基酸组成的蛋白质。该蛋白质的预测分子量约为43 kD,且含有一段由20个氨基酸组成的信号肽。根据分类,该蛋白质属于Peptidase inhibitor_I9超家族,并且是枯草杆菌蛋白酶家族丝氨酸蛋白酶S8家族的一个成员。利用双酶切法将测序正确的质粒连接至原核表达载体pET30a中,在宿主菌BL21(DE3)pLysS中诱导表达。结果在45 kD处显示出1条特异蛋白质条带,与生物性信息预测目的蛋白大小一致,表明切除信号肽的表达质粒pET30a-ΔTvALP(“Δ”表示切除信号肽)在宿主菌BL21(DE3)pLysS中成功表达。经超声波破碎后,蛋白形成了包涵体。但经体外复性技术,未能获得有活性的蛋白进行抗菌机理研究。

花生ARAhPR10基因启动子序列的克隆及分析

PR10(pathogenesis-related class10protein)类蛋白与植物的抵御外来病害及系统获得性抗性(SAR)有着紧密联系,本文采用基于PCR的基因组DNA步移法,从抗黄曲霉花生品种粤油20中克隆ARAhPR10(Aspergillus flavus-resistant AhPR10)基因起始密码子ATG上游256bp类似启动子序列,并对其进行植物顺式作用元件数据库PLACE预测分析。结果表明,该类似启动子序列含有4处TATA box和2处CAAT box保守的启动子结构元件,还有6处W-box、1处BIHD1和3处GT-1motif抗逆应答元件,其中W-box常见于PR蛋白的启动子区内参与病程应答。我们初步认为本研究克隆的序列可能是ARAhPR10基因的启动子。

花生种子不同部位诱导愈伤和丛生芽的条件初探

以花生种子为试验材料,对花生种子的不同部位用不同激素浓度组合进行诱导,探讨花生体细胞胚和丛生芽的诱导效果。结果表明,完整胚在MS+0.1 mg/L TDZ(ThidjazUron)培养基上分化丛生芽的频率高达100%;在MS+0.1 mg/L TDZ+3 mg/LPIC(Picloram)培养基上的出愈率达98%,达到了提高繁殖系数和遗传转化基础的要求。

基于FPGA的数字超声内窥镜接收系统设计

根据数字超声成像的要求和超声信号的特点,设计了由高速采样电路和FPGA正交解调电路组成的数字超声内窥镜接收系统。采样电路由AD8138和AD9235实现,对放大后的超声回波信号直接进行模数转换;FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏模块构建数字正交解调电路,提取超声回波信号的幅度;获取的幅度信息经USB2.0接口电路送入计算机显示。对玻璃杯进行的静止扫描成像实验,验证了接收系统的小信号检测能力,可以检测到信噪比约为4dB的回波信号;对玻璃杯进行的旋转扫描成像实验,表明接收系统可用于数字超声内窥镜成像。

基于结构拓扑优化方法的发动机支架轻量化设计

为实现某发动机支架轻量化设计,在支架总成整体结构有限元分析的基础上,运用等效刚度原则建立支架局部有限元模型,得到不同工况下的支架位移分布结果.基于TOSCA软件,通过提取结构分析结果对支架结构拓扑优化模型进行敏度分析并形成优化模型列式.优化求解后,在每轮循环迭代中将新的单元密度值重新赋予结构模型,直至满足预先给定的收敛判定条件;设置过滤半径和各类制造加工约束,消除结构拓扑优化中的数值不稳定性问题,改善优化结果的可加工性.对优化前后的计算结果进行对比分析.

转LjCYC2基因改变花生花瓣对称性的初步研究

花生闭花传粉是花生杂交育种的障碍,人工去龙骨瓣是花生杂交成功的关键。通过转入Lj CYC2基因,在一定程度上改变了花生的花型,结果表明在变异花中,天然去龙骨瓣的花在T1代的变异率为0.01%,在T2代的变异率提高到1.1%。

胚中段为外植体的花生高效再生体系构建研究

参考幼叶、子叶为外植体诱导丛生芽的方法,利用花生种子胚生长旺盛的特性,以花生种子胚中段为外植体材料建立一个新植株再生体系。结果表明,在含3.0mg/L的6-BA的MS培养基上,培养30d可以诱导出丛生芽,诱导率达到92.5%;丛生芽转至1/2MS+0.2mg/LIBA+0.1mg/LNAA的培养基中培养2～3周,生根形成完整植株。

花生查尔酮异构酶基因的克隆及其序列分析

利用RT-PCR及RACE技术从花生种子中克隆得到查尔酮异构酶基因(chi)的cDNA全长序列,命名为Ahchi,NCBI登录号:JN412735,该序列全长共1 061 bp,编码209个氨基酸,其氨基酸组成与其它已知的高等植物具有很高的同源性,与大豆、倒捻子、蓖麻、毛果杨的同源性分别为81%、71%、70%和69%,且含有高度保守的活性位点。

‘航花2号’的Δ^(12)脂肪酸脱氢酶(FAD2)基因的生物信息学分析

植物中的Δ12脂肪酸脱氢酶(FAD2)是油酸形成亚油酸的关键酶。通过NCBI和EXPASY 2大数据库,采用Signal P、TMHMM、Psort、Prot Param和Target P等分析程序对花生品种‘航花2号’及其它物种的19个FAD2蛋白序列进行分析,利用MEGA6.0软件比对序列及构建系统进化树阐明FAD2基因的系统发育关系,亲缘相近的FAD2蛋白聚在一起。预测了‘航花2号’和‘粤油13’的FAD2蛋白的分子质量、等电点、信号肽、跨膜和保守结构域等。结果表明:‘航花2号’FAD2蛋白的N端没有信号肽,预测定位在微体、细胞质、线粒体基质和叶绿体类囊膜中,而C端信号基序LKGL使得FAD2蛋白选择性地结合和嵌入内质网,植物的FAD2蛋白普遍有3个高度保守的组氨酸富集基序(HECGHH、HRRHH和H[A/C/T]HH)和3~5个跨膜结构,但分析结果显示,‘航花2号’的FAD2蛋白的H[A/C/T]HH的组氨酸基序是缺失的,而油酸转化为亚油酸的效率上并没有显著变化,为将来FAD2基因的基因工程操作提供一定的理论基础。

柴油机缸套变形分析及抑制技术研究

在某小缸径柴油机原理样机设计阶段,部件装配试验出现了预紧状态下缸套变形过大现象。为达到设计指标要求,通过有限元分析计算,分别考察了螺栓预紧力大小、螺栓布置位置、缸套壁厚、机体支撑部位刚度对缸套变形的影响,并进行改进设计。分析计算和试验结果均表明,改进后设计方案满足了设计要求。

不同添加剂对花生诱导分化的影响

以花生7日龄幼叶、胚轴和子叶为外植体,比较了其离体培养获得再生植株的能力,结果发现,7日龄幼叶具有良好的诱导分化能力。而在其诱导培养基中分别添加不同浓度的乙酰丁香酮(AS)、AgNO3和谷氨酰胺(Gln),比较各添加剂对花生诱导分化的影响,结果表明,AS为40 mg/L时,诱导效果最佳,达93.08%;AgNO3浓度为1 mg/L时,诱导率为90.63%。该研究结果为将来花生转基因研究提供依据。

花生栽培种SSR遗传图谱的构建

花生栽培种品种间分子多态性相对缺乏,至今未构建出较完整的分子遗传图谱。本研究以粤油13和阜95-5为亲本,通过杂交构建包含184个F6重组自交系的遗传作图群体。采用652对genomic-SSR引物和392对EST-SSR引物对亲本进行多态性检测,从中筛选出121对多态性引物,在亲本中共检测到123个多态性位点。利用作图群体对多态性SSR位点进行遗传连锁分析,获得包含108个SSR标记(102个genomic-SSR标记和6个EST-SSR标记),涉及20个连锁群,总长568cM,平均图距为6.45cM的花生栽培种遗传图谱。与前人构建的花生野生种(A.duranensis×A.stenosperma,AA genome)SSR遗传图谱比较,初步确定本研究构建的遗传图谱中有11个连锁群与野生种遗传图谱的6个连锁群存在同源关系。

花生栽培种EST-SSRs分布特征及应用研究

利用自行开发的20160条花生栽培种荚果EST,通过序列拼接,获得8289条无冗余EST。经搜索,共检测出740个SSR位点,分布于651条EST中,发生频率为7.8%,平均每6.8kbEST序列含一个SSR位点。功能注释结果表明具生物过程、分子功能和细胞组分的EST分别为73、111和56条。在花生荚果EST-SSR中,三核苷酸重复类型出现频率最高,占总SSR的62.8%,其次是二核苷酸重复类型,占总SSR的33.6%。在出现的26类重复基序中,AG/TC重复基序出现频率最高,AAG/TTC次之。利用Primer premier5从651条含有SSR的EST中共设计引物233对,从中随机选取100对引物检测EST-SSR在花生栽培种中的多态性及在野生种中的可转移性。结果表明,有86对引物在供试的22个花生栽培品种中得到有效扩增,其中10对在栽培种中具有多态性,每对引物检测出的等位基因数2～3个,平均2.2个。可扩增引物在野生种中的可转移率为12.5%～100.0%,平均96.0%。在野生种间检测出多态性的引物76对,每对引物检测出等位基因2～9个,平均4.06个。

源于大豆EST的花生属(Arachis)同源SSR标记的开发及利用

通过拼接394370条大豆EST共获得82614条Uni-EST,其中2082条包含2191个SSR位点,平均每22.96kbEST出现1个SSR。二核苷酸重复在大豆EST-SSR中所占比例最大(63.5%),其次是三核苷酸重复(30.9%);AG/CT在SSR基序(motif)中出现频率最高(35.8%),AT/AT(25.4%)次之。2082条SSR-EST共设计引物685对,其中582对在4个大豆品种中得到有效扩增,98对检测出多态性。582对可扩增引物在花生属中的可转移性分析表明,大豆EST-SSR在花生属9大区组间的可转移性有所差异(12.4%～15.7%),匍匐区组最高,大根区组最低,平均为14.2%。79对可转移性同源标记在花生区组中的多态性分析表明,69个SSR在10个野生种间检测出多态性,仅5个在22个栽培品种中具多态性。对引物ES-105在大豆和花生区组中的扩增产物测序结果显示,两个大豆品种间仅SSR位点存在3个AT重复差异,其余序列均一致,而大豆与花生区组间的扩增产物在序列上存在较大差异,花生区组除缺失SSR位点外,侧翼序列也存在频密的插入/缺失和置换。研究结果表明,通过大豆EST开发花生属同源SSR标记具可行性。作为有功能的分子标记,大豆EST-SSR在花生区组内多态性丰富,可直接用于大豆-花生比较基因组研究。

SSR标记与花生抗黄曲霉性状的关联分析

本文选用100对SSR引物对12个抗感黄曲霉花生品种的基因组DNA进行扩增,结果表明共有41对引物在不同品种间检测出2～4个等位基因,多态性信息量(PIC)为0.153～0.750。供试品种SSR标记基因型与黄曲霉侵染指数间的关联分析表明有5个标记与抗性相关,其中标记pPGSseq19D9与抗性关联度最高,Pearson相关系数达0.913。进一步观察发现pPGSseq19D9的扩增带型能直接区分抗感品种,初步推断pPGSseq19D9可能与一个贡献率较大的抗黄曲霉基因连锁。

医学超声内窥成像系统的数字增益补偿

为了补偿医学超声内窥镜中超声信号的传输衰减,设计了由AD8065、AD8331和现场可编程门阵列(FPGA)组成的前置放大与增益补偿电路.电路采用AD8065实现超声换能器与增益补偿电路间的阻抗变换,然后,根据超声信号在人体组织中的衰减规律,由FPGA输出补偿控制电压,控制AD8331实现对回波信号的补偿放大.对实际超声回波进行的补偿实验表明,该电路能够有效地补偿超声信号的传输衰减,而且,利用FPGA的可编程性,该电路可根据不同的衰减曲线进行灵活配置.

花生根部特征与地上部分性状的相关性分析

通过田间试验分析12个广东省区试花生品种根系特征与地上部分性状的相关性。结果表明:根质量在各生育期均与地上部质量、总质量呈显著或极显著正相关关系;开花期根系活力与地上部分多数性状呈极显著正相关关系,不同时期的根系活力均与成熟期产量呈显著正相关关系;成熟期根冠比与产量呈显著负相关关系。说明花生根系特征与地上部分性状关系密切,花生生长后期保持根系活力对产量的形成具有重要作用。

根癌农杆菌介导花生高效遗传转化体系的优化

本文研究表面活性剂(MES,methyl ester sulfonate)、真空渗入法和二次侵染对提高花生转化效率的影响,建立了一种农杆菌介导的花生快速高效遗传转化体系。该体系以带子叶的胚轴为外植体,在OD600为0.7的菌液中,加入150mg/L的MES,40kPa真空处理10min,共培养3d后进行二次侵染。采用该体系可显著提高遗传转化率,GUS基因阳性表达率最高,达73.3%。

某柴油机气缸盖疲劳的可靠性预测

应用Pro/E三维造型软件和Ansa有限元前处理软件建立某柴油机气缸盖组合实体模型和有限元模型,基于Ansys的有限元结果利用FE-Fatigue软件对该柴油机气缸盖进行疲劳可靠性预测。疲劳试验验证缸盖是安全的,预测结果与试验结果吻合较好。