木薯低温诱导基因MeLTI6A的启动子的克隆与序列分析

MeLTI6A(Manihot esculenta low temperature inducible 6A)是木薯低温干旱诱导基因,本研究从MeLTI6A的序列出发,利用电子克隆设计引物进行PCR扩增的方法获得该基因的启动子,其序列共1 304 bp。生物信息学分析发现该启动子中具有真核生物典型的核心启动子区(TATA-box和CAAT-box),并利用α-互补,蓝白斑筛选原理验证了该启动子核心序列具有活性;该启动子具有与干旱胁迫相关的激素类(如脱落酸、乙烯)的响应元件和逆境胁迫(如低温、干旱胁迫)的响应元件;还具有与木薯组织特异表达相关的调控元件和其它光响应元件;并通过Real time PCR检测了低温胁迫(4℃)下的木薯组培苗中MeLTI6A的表达变化,说明了该启动子区的低温胁迫顺式作用响应元件可能调节MeLIT6A在低温胁迫下的表达。这些说明木薯的MeLIT6A基因可能是通过对干旱胁迫激素信号响应以及逆境胁迫响应起作用,使木薯获得一定的抗胁迫的能力,同时还可能参与了木薯相关组织发育过程的调控。本研究有利于对MeLTI6A基因抗逆境胁迫功能的理解,为探索木薯高效抗逆的分子机制作初步研究。

木薯低温诱导基因MeLTI6A的克隆与序列分析

为了研究木薯(Manihot esculenta Crantz)的抗逆境胁迫机制,从水稻低温诱导及抗旱基因OsLTI6A出发,同源克隆了木薯的抗逆基因MeLIT6A,并对其序列和功能进行了分析研究。MeLIT6A的基因组序列全长为273bp,其中ORF长度为173bp,内含子长度为99bp;编码1个含有57个氨基酸残基的蛋白,含有1个与Pmp3超级家族同源性极高的保守区域。该基因推导蛋白MELTI6A与蓖麻的、拟南芥的、水稻的、玉米的低温诱导蛋白基因6A(LTI6A)的推导蛋白的同源性分别为:89.7%、81.0%、74.1%和87.9%。蛋白功能分类预测MELTI6A是1个非酶类的、疏水性较高的、有2个透膜区域的蛋白,可能有转运蛋白和作为受体蛋白的功能,与拟南芥的AtLTI6A的功能相似。

南方根结线虫延长因子2基因cDNA全长克隆和序列分析

以南方根结线虫为材料,根据同源序列法分别进行3'末端和5'末端的RACE,获得延长因子基因2cDNA全长。此cDNA全长序列为2434bp,包括2334bp的完整ORF,编码一含777个氨基酸的多肽。该基因命名为Mi-eft2,其推导蛋白MI-EFT2的编码氨基酸与秀丽隐杆线虫的Ce-eft1,Ce-eft2,Ce-eft3,Ce-eft4基因的推导蛋白的同源性分别为26.7%、86.9%、13.8%和8.9%。蛋白功能分类预测MI-EFT2是一种在蛋白质延长过程中起作用的GTP水解酶,与真核生物的延长因子2功能相同。

南方根结线虫食道腺表达基因7E12影响植物的初步研究

南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是一种重要的植物寄生线虫,它的食道腺产生的分泌蛋白是对寄主造成危害的致病因子。鉴定这些编译分泌蛋白的基因特性,是认知南方根结线虫对植物致病性或寄生性机理的关键所在。通过使用烟草根部特异表达基因TobRB7的△0.3缺失的启动子,替换植物过表达载体pBI-121的CMV(烟草花叶病毒)35S启动子,构建了南方根结线虫食道腺细胞表达的基因7E12的植物表达载体pBI-Trp-7E12和pBI-Trp。pBI-Trp在本研究中作为空白对照使用。利用农杆菌侵染花粉管通道法把这2个载体转化了模式植物拟南芥。通过利用卡那霉素抗性培养基对已转化的拟南芥进行筛选,获得了T1代转基因植株。这为研究鉴定该基因的特性奠定了基础,以利于进一步研究南方根结线虫对植物的致病性机理。

基因工程在植物根结线虫防治中的应用

综述基因工程在植物根结线虫防治中的应用。介绍了利用基因工程获得抗虫植物,实现对根结线虫防治的策略:植物抗体策略,蛋白酶抑制剂策略,抗线虫取食位点策略,抗虫基因的克隆以及RNAi技术的利用等。展望了抗虫基因的克隆和RNAi技术在根结线虫防治方面的研究前景。

南方根结线虫Mi-eft2基因RNAi沉默效应研究

以南方根结线虫延长因子2基因(Mi-eft2)T克隆质粒为模板,克隆该基因的3个部分片段(各200 bp),作为体外合成ds RNA的模版,利用该ds RNA(F1ds,F2ds,F3ds)干扰南方根结线虫2龄幼虫(J2)的Mi-eft2表达。结果显示,利用real-time PCR作为检测方法,干扰处理后的J2线虫Mi-eft2的表达量(F1、F2、F3),与对照处理的J2线虫Mi-eft2的表达量(F0)相比,分别降低了21%、69%、0.02%。将经过干扰处理的J2线虫和作为对照处理的J2线虫(500头/株)分别接种5株番茄,培养45 d后观察表型。发现干扰处理后J2线虫与对照处理的J2线虫接种番茄后产生的根结数相比较,分别减少了57.09%、68.94%、7.01%。说明Mi-eft2表达的沉默效应会使南方根结线虫对番茄造成的危害程度相应降低,也说明了利用RNAi干扰该基因表达的方法有利于对南方根结线虫病害防治方法的探索。

前期干旱锻炼对木薯根系内源激素及可溶性糖含量的影响

干旱胁迫前,对木薯进行前期干旱锻炼,胁迫期间测定干旱锻炼和未干旱锻炼木薯根系中内源激素(ABA、IAA、GA、ZR)及可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖)含量,根据其含量变化阐明前期干旱锻炼对木薯激素调节和渗透调节的影响。实验结果表明,经前期干旱锻炼的木薯再次受水分胁迫时,抗旱品种SC124和KU50根系中内源ABA在短时期内大量积累,其积累速率与积累量均高于对照(未干旱锻炼);而体内与植物生长发育相关激素IAA、GA和ZR的变化与对照相比在短时间内含量急剧下降,下降幅度增大。内源激素的变化结果说明前期的干旱锻炼改变了木薯再次受胁迫时内源激素的响应速度,提升了其响应程度,使植物在生理、生化等各方面发生相应变化,以提高自身的抗旱力,从而减轻干旱造成的伤害。不抗旱品种SC8的根系激素变化趋势不同于其他品种,变化幅度也明显小于抗旱品种,进一步说明了激素调节对木薯适应干旱的重要性。干旱锻炼的木薯根系中葡萄糖、果糖、蔗糖含量在不同的干旱胁迫时期(除少数几个时间点外)均高于未干旱锻炼情况,前期干旱锻炼增加了可溶性糖的积累,提高了植株的抗旱性能。本研究为深入研究木薯的抗逆性和人为提高木薯抗旱性能提供理论基础。

水分胁迫对干旱锻炼后木薯叶片内脱落酸、脯氨酸及可溶性糖含量的影响

以抗旱能力有显著差异的木薯品种SC124和ARG7为实验材料,研究经前期干旱锻炼后再次水分胁迫对木薯叶片内脱落酸、脯氨酸及可溶性糖含量的影响。结果表明,干旱锻炼能显著提高木薯叶片内ABA的积累速率与积累量,不同品种在干旱4 d内均达到最大积累量,且抗旱性越强积累量越大;水分胁迫下,经干旱锻炼的木薯叶片中脯氨酸含量高于对照,最大积累的维持时间较长;随着干旱时间的延长,木薯叶片中葡萄糖和果糖逐渐积累,干旱后期略有下降,蔗糖在干旱初期大量积累,后急剧下降并维持在较低水平,前期的干旱锻炼可以提高不同干旱时期木薯叶片中可溶性糖的积累量。本研究为深入研究木薯的抗逆性和人为提高木薯抗旱性能提供理论基础。

红树植物化感作用对中肋骨条藻生长的影响

到目前为此,尚未见红树林区发生赤潮的报道;红树林不发生或极少发生赤潮的原因尚未完全清楚。红树林对污水具有净化功能,同时对其它植物存在化感作用。比较了几种红树植物粉对中肋骨条藻生长的效应,研究了红树粉及其水浸液、红树根系分泌物(无土栽培营养液)对中肋骨条藻生长的影响。结果表明:红树粉、红树粉水浸液、红树根系分泌物对中肋骨条藻生长均有明显的抑制作用;红树植物对中肋骨条藻生长存在化感作用,化感作用的强弱与红树总酚的含量不成正比,可能存在其它化感物质同时起作用。提示某些红树植物中存在抑藻物质,并能分泌到植物体外(主要通过根分泌),抑制赤潮藻类大量繁殖,对赤潮有一定的防治作用。

棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4启动子的克隆及序列分析

棉纤维是纺织行业的重要原材料。赤霉素能够促进棉纤维的生长发育,而DELLA蛋白又是赤霉素信号转导通路中的关键调控因子,因此研究棉花DELLA蛋白基因表达的调控模式,对阐明棉纤维生长发育的分子生物学机理具有重要意义。本研究根据两个棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4序列设计特异引物,以陆地棉新陆早13号的基因组DNA为模板,用基因组步移法克隆了棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4的启动子。对两个启动子进行序列分析表明,这两个启动子均具有真核生物典型的核心启动子区,同时也都具有一个或多个光响应元件和赤霉素响应元件,说明这两个基因可能受到光信号和赤霉素信号的调控,这与其它植物中DELLA蛋白的表达模式是一致的。此外,这两个启动子还具有各种转录调控相关的顺式作用元件,比如其它激素类的响应元件和逆境胁迫响应元件,说明棉花中DELLA蛋白基因可能在响应其它激素信号以及逆境胁迫中也起到一定的作用。

气相色谱法和蒸馏-酒精计法测定木薯发酵液中酒精含量的比较

分别采用气相色谱法和蒸馏-酒精计法测定了不同发酵时间段木薯发酵液中的酒精含量。研究结果表明,气相色谱法的测定结果更加准确、稳定,而蒸馏-酒精计法的精确度较低、误差较大。

黑曲霉G-1125生淀粉糖化酶基因的克隆与序列分析

从黑曲霉Aspergillus niger G-1125克隆到了生淀粉糖化酶菌基因的DNA及c DNA序列。序列分析表明,该生淀粉糖化酶基因组DNA序列编码区长2172 bp,c DNA编码区长1923 bp,该基因含有4个内含子,共编码640个氨基酸,前18个氨基酸为信号肽序列,该氨基酸序列中共含有2个潜在的糖基化位点,软件预测出该酶的分子质量约为68 ku,等电点为p H值4.07。

一株黑曲霉creA基因的克隆与序列分析

本研究从一株产生淀粉糖化酶的黑曲霉中克隆到了碳源代谢阻遏因子creA基因的DNA及cDNA序列。序列分析表明,该creA基因的DNA和cDNA序列编码区长度均为1 284 bp,这说明该基因不含内含子,共编码427个氨基酸,氨基酸序列中共含有1个潜在的糖基化位点,软件预测出creA基因编码的蛋白分子量约为48 kDa,等电点为9.6。该研究为今后研究黑曲霉生淀粉糖化酶的产酶调控机理奠定了基础。

木薯采后生理性变质的研究进展

描述了木薯采后生理变质现象,并对其防治策略、发生机理、评估方法等方面的研究结果进行了综述。

Aspergillus niger F-01和Aspergillus niger G-1125生淀粉酶糖化酶基因启动子的克隆与比较分析

从生淀粉低产菌Aspergillus niger F-01和高产菌Aspergillus niger G-1125中克隆到生淀粉糖化酶的启动序列,这两个菌种生淀粉糖化酶基因启动子序列长分别是651bp和613bp,两个启动子都含有真核生物启动子的典型序列CCAAT和TATAAAT,通过序列比对发现,这两个启动子的同源性为84.4%。

一株生淀粉酶高产菌的选育

采用平板初筛、平板复筛以及摇床筛选从腐烂木薯中筛选出一株产生淀粉酶活力较强的菌种AspergillusnigerX-01,所产生淀粉酶活力为142 U/mL,对其进行紫外和亚硝基胍诱变后,得到高产突变株Aspergillus niger N T G-4酶活力达到377 U/mL,较出发菌株提高了2.65倍。

木薯采后生理性变质对酒精发酵的影响

比较了存放4 d的7种木薯(华南5号、华南8号、华南124、华南205、南植199、阿根廷7号和KU50)与对照发生采后生理性变质和出酒率的差异,结果表明,存放4 d的7种木薯的出酒率都低于对照,但与木薯采后生理性变质发生的程度没有相关性。这说明存放会降低木薯的出酒率,而初期的木薯PPD不会影响酒精发酵的产量。

21个稻瘟菌株毒力与42个水稻品种抗瘟性的系统聚类分析

通过对42个水稻品种进行人工离体叶片接种,明确供试水稻品种对21个稻瘟菌株的抗普和病级并在此基础上对42个水稻品种抗瘟性作了初步研究。分别按供试21个稻瘟菌株毒力差异和42个水稻品种抗瘟性的多个抗性指标进行系统聚类分析。将供试稻瘟菌株分为7类,其菌株毒力差异显著,菌株毒性频率和平均毒力之间呈现高度负相关。把水稻品种分为7类,其中第3类的第1组抗性最好,抗普在85%～100%,病级4.0以下。结果对选育水稻抗瘟新品种、合理布局区内抗性水稻和防治稻瘟病爆发具有一定的实际意义。

南方根结虫寄生相关基因研究进展

南方根结线虫在世界范围内广泛分布,在最低温度高于3℃的每个国家都有发现。它能侵染几乎所有农作物的根系因此成为最具破坏力的作物病原物。每年造成的经济损失高达1000亿美元。尽管杀线虫化学药剂是控制南方根结线虫最有效的方法,但因其对人类和环境的毒性而逐渐被弃用。因此研究工作的重点转向研究南方根结线虫寄生相关基因及其产物上。这些研究有助于深入了解其成功寄生和突破植物免疫防御的机理。综述了南方根结线虫寄生相关基因及其产物的研究进展,并对使用RNAi技术防治南方根结线虫的策略进行了评估。

海南省部分水稻品种对稻瘟病菌22个株系的抗瘟性鉴定

为有效利用抗瘟品种控制稻瘟病的大发生,掌握水稻品种的抗瘟性。本研究采用五叶期水稻离体叶片研究了36个水稻品种对22个株系稻瘟病菌的抗性,有21个水稻品种表现抗病,其它15个品种感病。在此基础上对其中有代表性的4个水稻品种进行了抗瘟生化机制的初步研究。生化测定结果表明,接种RB22菌株后,各抗感品种中各种生化因子大部分具有明显差异,且具有一定的规律性。该结果对于培育新的抗瘟水稻品种、布局水稻不同抗瘟基因型品种和治理稻瘟病的流行具有一定意义。