甘蓝BoFLCs基因标记开发及优异单倍型聚合

开花抑制因子FLOWERING LOCUS C(FLC)编码MADS-box家族蛋白,在拟南芥的春化途径中起关键作用。为了探究甘蓝BoFLCs在春化过程中的作用,利用CRISPR/Cas9技术对甘蓝自交系GL的BoFLCs基因进行编辑,显著提早了其开花时间,明确了BoFLCs的基因功能。以晚花甘蓝自交系20-2221(P_(1),BoFLCs-w)和中早花甘蓝自交系20-2229(P_(2),BoFLCs-z)为亲本,构建BC_(1-2)P_(2)和BC_(2)F_(1)分离群体。通过序列比对分析,发现BoFLC_(1)、BoFLC3和BoFLC5在双亲间均存在序列差异,并根据这些差异序列开发了其特异性分子标记。利用BoFLCs特异性分子标记对BC_(2)F_(1)群体进行筛选,最终获得1个包含BoFLC_(1)-w/w、BoFLC5-w/w纯合单倍型以及BoFLC3-w/z杂合单倍型的植株(BC_(2)F_(1)-29),其抽薹时间和开花时间分别比回交亲本20-2229晚8.00 d和13.00 d;4个包含BoFLC_(1)-w/w、BoFLC3-w/w纯合单倍型以及BoFLC5-w/z杂合单倍型的植株(BC_(2)F_(1)-55、BC_(2)F_(1)-119、BC_(2)F_(1)-121和BC_(2)F_(1)-163),平均抽薹时间和开花时间比20-2229分别晚9.75 d和(13.50 d;3个包含BoFLC_(1)-w/w、BoFLC3-w/w)和BoFLC5-w/w纯合单倍型的植株(BC_(2)F_(1)-82、BC_(2)F_(1)-106和BC_(2)F_(1)-192),平均抽薹时间和开花时间分别比20-2229晚11.33 d和15.67 d。本研究开发了BoFLCs特异性分子标记,并实现了BoFLCs优异基因型的高效聚合,改良了亲本20-2229的抽薹性。

基于预测模糊FLC控制下农业生产过程监控与优化

该文以温室监控系统为案例,针对传统PLC控制在复杂环境下的局限性,提出了一种基于预测模糊FLC控制的优化技术,该技术利用模糊逻辑对环境变量进行模糊化处理,并结合预测算法对未来状态进行预测,从而实现对温室环境的精准控制和优化调节。通过试验验证,该优化技术能够提高温室生产效率、降低能耗成本,并保障农作物的生长质量和产量稳定性。研究结果可以为农业生产过程的智能化监控与优化提供新的思路和方法。

基于矩阵解耦的精馏塔VOFFLC温控系统

针对复杂的精馏塔MIMO温控系统的多变量、非线性、强耦合的特点和自适应需求,设计了基于矩阵解耦精馏塔的VOFFLC系统。首先,对温控系统的多变量控制模型进行改进,利用矩阵解耦理论实现对角解耦,以此改变控制通道的特性;然后,设计基于矩阵解耦的精馏塔VOFFLC温控系统,实现精馏塔的塔顶和塔底的自适应温控;最后,采用仿真实验,对所设计的多种温控系统进行性能比较。实验结果表明,VOFFLC系统可以实现控制参数的自适应,具有更强的论域容错性和鲁棒性。

硫化氢信号对大白菜FLCs时空表达模式的调控作用

硫化氢(H_(2)S)是一种气体信号分子,可以促进植物的开花,且这一过程与开花的关键因子FLOWERING LOCUS C(FLC)有关。大白菜中已报道的FLC同源基因有4种。本研究对这4种FLC同源基因进行了时空表达模式和功能分化研究,以及H_(2)S对BrFLCs的表达模式的调控作用进行了探讨。结果表明:4种BrFLCs同源基因的表达表现出不同的时空特异性。其中,BrFLC 1、2和3的发育时期表达模式与拟南芥AtFLC相似,而BrFLC 5未表现出发育时期特异性。BrFLC 1只在叶中表达,而BrFLC 2在不同组织中均有表达,BrFLC 3在各组织中的表达量最高,但组织特异性差异不明显,BrFLC 5表达量不高且不具有组织特异性。经外源H_(2)S处理,BrFLCs表达略有下调,叶片中的BrFLC 2表达量最低。H_(2)S还能够不同程度地调节BrFLCs下游基因的表达,这可能和BrFLCs的表达模式改变有关。综上所述,H_(2)S可能通过调节大白菜中4个BrFLCs基因的表达模式影响其植株的开花时间。

北方白菜型冬油菜BrFLC家族的全基因组鉴定、克隆及表达分析

春化过程是冬性植物抽薹开花前的主要阶段。FLC(FLOWERING LOCUS C)基因在春化过程中可以整合上游信号调控植物开花。为了解白菜型冬油菜中FLC基因的特征及其春化功能,以6个拟南芥FLC基因为索引从白菜型冬油菜基因组中鉴定得到10个BrFLC基因,其中8个均含有7个外显子。10个BrFLC分布于4条染色体上,存在明显的基因复制现象。进化及保守结构分析显示聚为一类的成员蛋白质保守Motif分布相似。基因上游1500bp的启动子区域均含有光应答元件,其中BrFLC4、BrFLC5和BrFLC6含低温响应元件,BrFLC3、BrFLC4、BrFLC7、BrFLC9含激素响应元件。比对发现,位于A02上的BrFLC6基因序列与大白菜中已注释的Bra031886差异性较大。克隆到陇油6号、陇油17、天油2号和天祝小油菜中的BrFLC6基因,序列相似性达99.5%。分析其中序列差异最大的BrFLC6基因,qRT-PCR检测发现它可在根、茎、叶、花蕾及花中表达;春化处理后则表达下调,不同品种间下调幅度有差异。结合春化率的观察,认为春化过程抑制了BrFLC6的表达,且基因表达水平与白菜型冬油菜通过春化所需的时间有关。

利用SNP分型技术鉴别油菜FLC1与FLC3基因的A、C组基因型

甘蓝型油菜是由白菜型油菜(A组基因型)与甘蓝(C组基因型)杂交后自然加倍的异源四倍体芸薹属植物。其中含有A组与C组两种基因型的染色体,而FLC1与FLC3是A、C组中共同拥有的FLC基因。通过序列比对,分别寻找出A、C组基因中FLC1与FLC3基因的特异性SNP位点,并设计了3对SNP特异性引物对。采用特异性引物延伸法,分别对来自白菜型油菜、甘蓝以及甘蓝型油菜的不同材料进行检测。利用这3对特异性SNP引物对,成功地对油菜中A、C组的FLC1与FLC3基因进行了有效的分型,为研究甘蓝型油菜中A、C组来源的FLC1与FLC3表达奠定了基础。

春化作用相关基因FLC的研究进展

拟南芥春化作用相关基因FLOWERINGLOCUSC FLC 属于MADS盒基因,它编码的蛋白转录因子对开花具抑制作用.春化作用通过负调控FLC的转录及蛋白表达水平,促进拟南芥的某些晚花生态型和晚花突变体开花.主要介绍了FLC基因在春化途径中的关键作用,及其春化作用通过FLC基因与其它开花途径相联系等内容.

白菜春化相关基因BcFLC的克隆及表达研究

运用同源基因克隆法从‘上海青’白菜(Brassica campestris ssp.chinensis var.communis‘Shanghai Qing’)和‘四九’菜薹(var.parachinensis‘Sijiu’)叶片中分离到FLC的同源基因BcFLC的编码序列、启动子以及内含子1序列;序列比对发现,二者编码的核苷酸序列几乎完全一致,而且启动子及内含子1序列也无实质性差异;对‘上海青’进行人工低温春化处理,BcFLC-1基因在‘上海青’茎尖的表达随着低温处理时间的延长逐渐减弱,低温处理20 d时BcFLC-1基因的表达已经非常弱,低温处理30 d时,表达已检测不到,花芽分化石蜡切片也表明,低温处理20 d,茎尖已开始向生殖状态过渡。BcFLC-2基因在‘四九’菜薹未现蕾之前的叶片中有强表达,而现蕾之后叶片中则检测不到。

不结球白菜晚抽薹BcFLC1基因克隆及表达分析

采用RT-PCR、5'RACE和3'RACE方法,克隆得到了不结球白菜NJ074晚抽薹基因(BcFLC1)的cDNA全长序列。对BcFLC1基因所编码氨基酸序列的理化性质进行分析推测得到:该基因cDNA全长909bp,包含576bp的开放阅读框,编码191个氨基酸。不结球白菜BcFLC1蛋白功能域预测分析结果表明:该基因为MADS盒基因,其编码蛋白的1～60氨基酸属于MADS盒基因蛋白。荧光定量PCR分析表明:BcFLC1基因在不同生长发育阶段叶片中的表达情况不同,抽薹前高于抽薹后叶片中的表达量。BcFLC1基因在不同部位表达也存在差异,表达量从高到低依次为:叶、茎、花蕾、花和根。

不结球白菜晚抽薹BcFLC3基因的克隆及表达分析

根据大白菜BcFLC3基因(GenBank登录号AY036890.1)保守域序列设计引物,扩增不结球白菜晚抽薹BcFLC3基因的核心片段,结合RACE技术获得该基因1 017 bp的全长cDNA序列。序列分析结果表明,该cDNA包含完整开放阅读框,编码197个氨基酸的蛋白质,其分子量为21.62 kD,等电点9.36。荧光定量PCR分析表明,不结球白菜经4℃低温处理后,BcFLC3基因在叶片中的表达量抽薹前明显高于抽薹后;低温处理后BcFLC3基因在不同部位的表达量存在明显差异,表达量由高到低依次为叶、茎、花蕾、花和根。Southern杂交结果表明,Bc-FLC3基因在不结球白菜基因组中为多拷贝。

小黑杨FLC基因的克隆及功能解析

MADS-box家族蛋白是一类重要的调控开花的转录因子，FLC是其家族成员的编码基因之一。FLC在调节开花过程，其功能的发挥受多个途径的调控。本研究利用RT-PCR方法在小黑杨雄花芽中克隆出FLC基因的全长cDNA序列PnFLC。该基因的开放读码框为726bp，编码241个氨基酸残基组成的分子量为27．559kD的蛋白质，蛋白质的等电点为9．37。实时定量荧光PCR结果显示，春化能够使PnFLC在小黑杨根、茎、叶各组织中表达量下调57．9％～84％；启动子GUS染色结果表明，PnFLC启动子在分裂活跃的组织中活性较高。拟南芥的遗传转化结果显示，PnFLC可以调控AtAP1、AtSOC1和AtFT基因的表达，同时延迟拟南芥的开花时间。

芥菜AP1基因体外表达及其与FLC相互作用的验证

芥菜花分生组织决定因子AP1与开花路径核心调节子FLC可能存在直接的相互作用,从而调节开花时间。为进一步检测该相互作用,从芥菜"QJ"材料中同源克隆了790bp的AP1cDNA序列,该基因编码256个氨基酸。生物信息学分析表明,AP1属MIKC型蛋白,其MADS域含有2个螺旋和2个折叠,第1个螺旋内含有1个不保守氨基酸位点;而K域含有3个螺旋,第1、2个螺旋内各有1个不保守位点,第3个螺旋内具有4个不保守位点。同时构建了原核表达质粒pET43.1a-AP1,转化宿主菌大肠杆菌BL21,以IPTG诱导该融合蛋白体外表达。利用pET43.1a-AP1融合蛋白序列中6×His标签与Ni+结合的特点,结合SDS-PAGE分析,证实了体外表达蛋白AP1能与FLC相互作用并形成复合体,该结果为深入研究AP1与FLC互作机制及花分生组织的分子调控奠定了基础。

FLC基因表达在植物春化过程中的作用

在对以往有关不同开花途径研究简要总结的基础上综述了FLC基因在春化过程中的作用。近期以拟南芥不同生态型和突变体为模式的研究结果表明基因FLC可能是春化反应的关键基因。研究发现 ,FLC的表达水平与植株低温处理的时间呈数量关系 ,低温处理时间越长 ,FLC的表达越弱 ,去甲基化也可能对FLC起负调控的作用。同时FLC也存在于自主开花途径中 ,与其他基因共同作用以调节植株开花时间。而FLC的表达对开花起抑制作用。一系列研究表明 ,春化的低温作用可能在于相关基因的去甲基化 ,消除了FLC对开花的抑制作用 ,从而解除赤霉素合成途径的封锁最终导致植株在一定时期开花。

拟南芥FLC基因抑制成花机理研究进展

控制成花的各基因在植物生长过程中具有重要的作用。FLC是拟南芥中抑制成花的基因,通过负调控FLC的转录及蛋白表达水平,促进拟南芥的某些晚花生态型和晚花突变体开花。研究发现,FLC的表达水平与植株低温处理的时间呈数量关系,低温处理时间越长,FLC的表达越弱。介绍了拟南芥FLC基因的分子特征以及基因表达被抑制的分子机理及相关内容。

抽薹开花抑制因子FLC表观遗传调控研究进展

FLOWERING LOCUS C(FLC)是植物抽薹开花调控网络中关键的开花决定因子。随着表观遗传学的发展,人们发现组蛋白修饰等表观调控FLC的表达在植物抽薹开花时间调控中起着非常重要的作用。FLC的抑制因子或促进因子通过改变组蛋白氨基酸的共价修饰(如乙酰化、甲基化等),影响FLC基因所在区域的染色质重塑,调控FLC转录表达水平,从而调节植物抽薹开花。本文就近年来国内外对植物抽薹开花关键调控基因FLC及表观遗传调控其表达研究现状进行了综述,并针对目前研究中存在的问题提出了今后的研究方向和重点。

不同生态型拟南芥FLC基因的序列分析(英文)

[目的]对拟南芥春化作用相关基因FLC的序列分析。[方法]先期经过对拟南芥自然群体的春化反应的QTL分析,发现拟南芥5号染色体上有一个与开花有关的QTL,本实验就是运用序列分析确定它与FLC基因是否具有同源性。[结果]意大利拟南芥与瑞典拟南芥在第27位、第461位、第501位、第638位、第738位、第884位碱基上不同。虽然这些碱基有所不同,但是密码子编码出来的第9个氨基酸、第167个氨基酸、第246个氨基酸,由于密码子的简并性,编码的蛋白质均相同。[结论]拟南芥具有丰富的遗传多样性,其FLC基因序列长度高度保守、碱基变异位点丰富密码子的简并性它们均编码同一种氨基酸对拟南芥生长没有影响。这表明拟南芥的基因序列会受到环境的影响。

不同生态型拟南芥FLC基因的序列分析

[目的]研究拟南芥春化作用相关基因FLC的序列。[方法]对拟南芥自然群体的春化反应进行QTL分析,发现拟南芥5号染色体上有一个与开花有关的QTL,再运用序列分析确定它与FLC基因的同源性。[结果]意大利拟南芥与瑞典拟南芥在第27、461、501、638、738、884位碱基上不同。但密码子编码的第9、167、246个氨基酸由于密码子的简并性,编码的蛋白质均相同。[结论]拟南芥具有丰富的遗传多样性,由于FLC基因序列长度高度保守、碱基变异位点丰富密码子的简并性,它们均编码同一种氨基酸,对拟南芥生长没有影响。

板栗FLC基因的分离及其RNAi载体的构建

为板栗FLC同源基因控制开花的相关功能及春化作用的相关分子机理提供研究基础,以罗田板栗为研究材料,分离并鉴定板栗花芽调控相关基因FLC,依据NCBI数据库提供的EST序列片段,利用RACE技术,从板栗叶片总RNA中分离了与开花相关的基因-CmFLCcDNA的序列,通过在线分析预测其序列同源性及3D结构,以pBluescript SK plus作为过渡载体构建其干扰表达载体。结果表明,该序列全长为968bp,其中有1个编码含227个氨基酸蛋白序列的开放阅读框。CmFLC蛋白的理论等电点为5.80,分子质量为25.62kDa,N端含有M盒保守序列,该蛋白的二级结构大部分由无规则卷曲和α-螺旋构成。CmFLC存在M盒、K盒两个特征性序列区域。CmFLC蛋白与毛白杨FLC蛋白的三维结构存在高度相似性。板栗的FLC蛋白属于植物进化分支,且与山核桃的FLC蛋白同属一支。设计特异引物扩增得到FLC基因的正、反义基因干扰片段,酶切结果显示插入片段大小为320bp,板栗FLC的干扰载体pc1301-ubi-CMFLCRNAi构建成功。结论:板栗中存在FLC同源基因,并可能参与板栗开花相关功能及春化调控。

局域网环境下FLCS60图书馆集成管理系统应用实践与体会

本文主要讲述了图书馆集成管理系统FLCS60在使用过程中以独特的优势以及为网络环境下的图书馆工作带来的诸多益处,并根据自己使用体会及遇到的问题对 FLCS60提出了更高的要求。