Phenotypic Characterization and QTL/Gene Identification for Internode Number and Length Related Traits in Maize

Internode number and length are the foundation to constitute plant height, ear height and the above-ground spatial structure of maize plant. In this study, segregating populations were constructed between EHel with extremely low ear height and B73. Through the SNP-based genotyping and phenotypic characterization, 13 QTL distributed on the chromosomes (Chrs) of Chr1, Chr2, Chr5-Chr8 were detected for four traits of internode no. above ear (INa), average internode length above ear (ILaa), internode no. below ear (INb), and average internode length below ear (ILab). Phenotypic variation explained (PVE) by a single QTL ranged from 6.82% (qILab2-2) to 12.99% (qILaa5). Zm00001d016823 within the physical region of qILaa5, the major QTL for ILaa with the largest PVE was determined as the candidate through the genomic annotation and sequence alignment between EHel and B73. Product of Zm00001d016823 was annotated as a WEB family protein homogenous to At1g75720. qRT-PCR assay showed that Zm00001d016823 highly expressed within the tissue of internode, exhibiting statistically higher expression levels among internodes of IN4 to IN7 in EHel than those in B73 (P Zm00001d016823 might provide novel insight into molecular mechanism beyond phytohormones controlling internode development in maize.

辣椒EIL基因家族的鉴定及其在盐碱胁迫下的表达分析

EIL(Ethylene-insensitive 3-like)基因在参与植物乙烯信号通路的转导和生长发育过程中发挥着重要作用。为了解辣椒EIL基因家族成员信息,利用生物信息学手段对辣椒EIL基因家族成员的理化性质、蛋白质结构、系统进化、基因结构、保守域、启动子顺式作用元件及CaEILs基因在不同组织部位和不同非生物胁迫条件下的表达模式进行分析。同时使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对辣椒叶片中CaEILs在盐碱胁迫下的表达模式进行研究。结果表明,辣椒9个CaEILs分布在6条染色体上,氨基酸数目、蛋白质理论分子质量和脂肪系数分别介于209~677、23.77~76.07 ku和63.10~87.75,且主要为酸性、亲水的不稳定性核蛋白。系统进化分析显示,CaEILs被分成了4个亚家组,9个CaEILs在根、茎、叶、花蕾、花中具有不同程度的表达,而低温、高温、高盐、干旱胁迫下均能诱导CaEILs的表达,其对以上非生物胁迫均具有不同程度的响应。此外,利用qRT-PCR对盐碱胁迫下辣椒叶片中CaEILs进行了检测,结果发现,随着处理时间的延长,CaEIL1、CaEIL2、CaEIL4、CaEIL5、CaEIL8的表达量整体呈上升趋势,而CaEIL3、CaEIL6、CaEIL7、CaEIL9的表达量整体呈下降趋势。

2019-2022年我国部分地区鸡滑液囊支原体分离株基因分型及vlhA基因进化分析

为了解我国鸡滑液囊支原体(MS)的最新感染情况,试验对2019-2022年在我国河南、河北、山东、安徽、江苏5个省份收集的152份疑似MS感染的鸡病料进行MS分离鉴定,对分离的MS菌株进行基因分型,并对其vlhA基因5′端保守区域(76~421 nt)进行遗传进化分析。结果显示:共分离到29株MS菌株,除其中1株为E型外,其余28株均为L型;29株MS均处在一个大的进化分支,与国内流行菌株亲缘关系较近,与国外流行菌株亲缘关系较远。研究提示:近四年我国流行的MS菌株相对独立,各地流行菌株同源性较高。

甘蓝型油菜REVEILLE家族鉴定及诱导表达分析

【目的】REVEILLE家族基因具有重要生物学功能,而在甘蓝型油菜(Brassica napus L.)中该家族基因研究较少,深入认识甘蓝型油菜中RVE家族基因功能及其与非生物胁迫的关系。【方法】利用生物信息学方法,在甘蓝型油菜、白菜(Brassica rapa)和甘蓝(B.oleracea)中分别鉴定到33、16和16个RVE基因,并对其系统进化、染色体定位、基因结构和理化性质以及启动子顺式元件进行分析。【结果】所有的RVE蛋白被分为两个亚家族。33个BnaRVE分别定位在18条A亚基因组的染色体和15条C亚基因组的染色体上。大部分成员属于较稳定的疏水蛋白;多数Ka/Ks值小于1,说明该家族受到强烈的纯化选择作用。基因结构变异较大,内含子数目在4-11之间。共线性分析结果表明,甘蓝型油菜和拟南芥、白菜、甘蓝存在大量的同源基因。大部分甘蓝型油菜RVE家族成员在子叶和叶都有表达且表达量最多。BnaRVE启动子上含有大量与激素和生物逆境相关的元件,通过定量PCR分析,4个BnaRVE在ABA与MeJA诱导和低温胁迫下的表达量显著上调。【结论】在甘蓝型油菜基因组中鉴定出33个BnaRVE家族成员。不同基因在不同发育时期和不同组织中表现出不同的表达模式。不同基因对各种胁迫存在响应,且表达模式不一。RVE家族成员对ABA、MeJA和冷胁迫具有正向响应功能。

掌叶大黄(RheumpalmatumL.)WRKY基因家族鉴定与分析

【目的】本研究为开展WRKY基因功能验证提供基础,进而为大黄药材品质形成的转录调控机制研究提供科学依据。【方法】基于掌叶大黄(R.palmatum L.)的全长转录组数据,通过生物信息学方法鉴定掌叶大黄WRKY基因家族成员,分析其蛋白理化性质、结构域、系统发育关系、蛋白互作,结合转录组数据进行不同组织和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理的表达谱分析。【结果】掌叶大黄WRKY基因家族包含53个成员,编码蛋白氨基酸数量为192-748,均为亲水性蛋白,预测定位均在细胞核。掌叶大黄WRKY基因家族与拟南芥WRKY基因家族成员进化树可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个亚族,其中Ⅱ亚族WRKY占比最高(58.49%)。转录组数据分析显示掌叶大黄WRKY基因家族成员在掌叶大黄根、根茎和叶中差异表达,其中7个基因在根和根茎中表达量较高,12个基因响应MeJA处理呈差异表达,其中10个被MeJA显著诱导,4个候选基因RpWRKY5/6/9/33的qPCR分析与其转录组结果基本一致。蛋白互作网络显示RpWRKY2/16/20/22/23与查尔酮合酶(chalconesynthase,CHS)发生相互作用。【结论】获得53个掌叶大黄WRKY基因、生物信息、组织及响应MeJA的表达特征,其中5个可能与大黄蒽醌类物质的合成有关。

微生物代谢工程生产L-酪氨酸研究进展

L-酪氨酸是一种具有重要营养功能的芳香族氨基酸,在食品、饲料、医药以及化工等行业具有广泛的应用。通常生产L-酪氨酸的方法有化学合成法、水解法和代谢工程改造微生物合成法。相较于前2种方法的众多缺陷,代谢工程改造微生物合成L-酪氨酸越来越广泛被利用。该文综述了利用代谢工程改造微生物提高L-酪氨酸产量的方法,以期为相关科研者提供一定的思路。

陆地棉4-香豆酸辅酶A连接酶基因Gh4CL30的功能分析

【目的】研究4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)家族基因Gh4CL30的生物学功能,为棉花株型育种提供理论依据和基因种质资源。【方法】利用病毒诱导的基因沉默技术和基因编辑技术获得Gh4CL30沉默和编辑植株,测定该基因抑制及敲除植株的黄酮和木质素含量,调查棉花田间表型性状、种子大小和纤维品质。【结果】Gh4CL30基因沉默和敲除植株中木质素合成相关基因表达量显著下降,4-香豆酸辅酶A连接酶含量显著减少,茎秆中木质素含量显著降低,其株高、种子大小和纤维长度显著降低。【结论】Gh4CL30通过调控棉花木质素生物合成功能影响其生长发育。

基于QTL和转录组测序鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因

干旱胁迫严重限制了甘蓝型油菜种植面积的扩大和产量的提升。耐旱性是由多基因控制的复杂数量性状,将QTL定位与转录组测序相结合,是鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因的有效手段。本研究对甘蓝型油菜干旱敏感品系三六矮和耐旱品系科里纳-2构建的F2:6和F2:8重组自交系群体幼苗进行正常灌溉和干旱胁迫处理,测定地上部鲜重、地上部干重、叶片相对含水量、丙二醛和可溶性糖含量,利用SSR和SNP多态性分子标记构建遗传连锁图谱,鉴定耐旱相关QTL和候选区间,结合耐旱材料No11和干旱敏感材料No28的转录组测序,筛选耐旱相关候选基因。研究结果表明:干旱胁迫使甘蓝型油菜幼苗地上部鲜重、地上部干重和叶片相对含水量下降,使叶片丙二醛和可溶性糖含量上升;耐旱相关QTL和候选区间分布于A01、A02、A06、A08、A09、A10、C02、C03、C04、C06和C09染色体;对耐旱材料和干旱敏感材料正常灌溉、干旱24 h、36 h和48 h进行转录组分析,主要差异表达基因显著富集到光合作用、脂肪酸代谢、氨基酸代谢、植物激素信号转导、核糖体、昼夜节律及角质、木栓素和蜡质的生物合成等相关途径;将QTL与转录组测序相结合,鉴定到28个耐旱相关候选基因,主要编码FLC、bHLH105、TGA4、TEM1、ERF003、ACO3、CHLI1、LHCB6和PORC等,具有转录因子活性、乙烯产生和信号传导、叶绿素生物合成与结合、叶绿素氧化还原酶以及编码核糖体相关蛋白等功能。这些结果可为揭示甘蓝型油菜耐旱机理及分子标记辅助选育耐旱新品种奠定基础。

L型滑液囊支原体实时荧光定量PCR方法的建立与应用

为建立一种快速、灵敏的检测我国优势基因型(L型)滑液囊支原体(MS)的方法,试验针对L型MS vlh A基因核苷酸序列保守区设计引物及Taq Man-MGB探针,将PCR扩增的vlh A基因克隆至p MD19-T载体,构建重组质粒vlh A-L作为阳性质粒标准品,建立实时荧光定量PCR(q PCR)方法,并检验该方法的特异性、灵敏性和重复性。结果显示:该方法特异性良好,与C型MS-H株及其他鸡常见病原不发生交叉反应;重组质粒vlh A-L最小检出浓度为1.94×10^(1) copies/μL;组内和组间重复性变异系数均小于1%;临床样品检测结果与PCR测序结果吻合。研究表明,建立的q PCR方法特异性强、灵敏性高、重复性好,适用于检测我国L型MS感染情况,还可满足监测免疫MS-H株疫苗鸡群L型MS感染的要求。

黄瓜和南瓜Bcl-2相关抗凋亡家族全基因组鉴定与表达模式分析

【目的】分析Bcl-2相关抗凋亡(Bcl-2 associated athanogene,BAG)家族蛋白成员在黄瓜和南瓜中响应非生物胁迫以及在黄瓜/南瓜嫁接愈合过程中响应光照的表达模式,为解析黄瓜/南瓜嫁接苗嫁接愈合机理及黄瓜和南瓜等蔬菜的抗性分子育种提供有利基因。【方法】基于黄瓜和南瓜基因组信息,利用生物信息学手段,对黄瓜和南瓜中BAG基因家族进行鉴定,并对其理化特性、染色体定位、基因结构、系统发育和共线性进行了分析。基于公共数据库及黄瓜/南瓜嫁接苗在嫁接愈合过程中转录组测序数据,分析BAG基因在黄瓜和南瓜中响应非生物胁迫以及在嫁接愈合过程中响应光照的表达模式。【结果】在黄瓜和南瓜中分别鉴定到12和18个BAG家族基因,均分为2个亚族,基因成员保守性高,I亚家族的BAG主要参与基因调控和逆境响应,而II亚家族的BAG主要参与植物的发育过程。黄瓜和南瓜BAG基因分别与拟南芥、水稻、番茄存在多种线性关系,但CsaV3_1G017210与拟南芥、水稻、番茄和南瓜中的BAG基因均不存在线性关系。不同BAG基因具有组织特异性表达模式。CsaV3_6G000970和CmoCh08G008520(BAG family molecular chaperone regulator 6)在黄瓜和南瓜响应非生物胁迫以及黄瓜/南瓜嫁接苗嫁接愈合过程中均发生上调表达。【结论】BAG家族基因在黄瓜和南瓜对非生物胁迫的响应以及黄瓜/南瓜嫁接苗嫁接愈合过程中对光的响应中具有差异性,协同调控了黄瓜和南瓜的生长发育及嫁接愈合,在黄瓜和南瓜非生物胁迫以及黄瓜/南瓜嫁接苗嫁接愈合过程中发挥着重要作用。

马铃薯PYL5基因对非生物胁迫的响应分析及其启动子的活性鉴定

【目的】脱落酸(ABA)作为一种“应激激素”在植物生长发育和响应干旱、盐等非生物胁迫过程中发挥重要作用,PYR/PYL/RCARs(以下简称“PYL”)作为ABA受体在多种植物中也被广泛研究。基于对马铃薯StPYL5基因生物信息学及表达模式分析,并通过对其启动子活性鉴定,为进一步揭示马铃薯StPYL5功能及抗逆育种提供依据。【方法】根据转录组数据克隆得到StPYL5基因,通过DNAMAN、MEGA等软件分析了StPYL5的分子特征;通过qPCR检测了StPYL5基因的组织特异性及其对非生物胁迫的响应;利用PlantCARE网站对StPYL5基因启动子进行了分析,并通过瞬时转化烟草对其活性进行了鉴定。【结果】StPYL5基因全长534 bp,共编码177个氨基酸,蛋白质分子量20.19 ku,理论等电点(pI)为5.97。系统进化分析显示,StPYL5与SpPYL9-like亲缘关系较近。组织特异性分析结果显示,青薯9号(QS9)中StPYL5在根和叶中表达量较高,其次分别是茎和花,在块茎中表达量较低。不同胁迫下StPYL5表达量分析表明,青薯9号(QS9)中StPYL5在干旱、低温、盐和ABA胁迫下的表达量先升高后降低,且StPYL5的表达受Me JA和SA的诱导。此外,笔者成功克隆得到2 000 bp的StPYL5基因启动子。在烟草中的瞬时转化后的组织化学染色结果表明,StPYL5基因启动子具有成功启动下游GUS报告基因表达的启动子活性。【结论】全面分析了StPYL5基因的分子特征及其在多种非生物胁迫下的表达谱,并成功克隆到具有活性的pStPYL5启动子,该结果为深入研究StPYL5基因的功能以及马铃薯抗逆育种提供依据。

PCYOX1L基因调控LPS诱导的牛子宫内膜上皮细胞的功能研究

【目的】探究异戊二烯基半胱氨酸氧化酶-1样蛋白(prenylcysteine oxidase 1 like protein,PCYOX1L)对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的牛子宫内膜上皮细胞(bovine endometrial epithelial cells,BEECs)的炎症、增殖和凋亡的调控作用,以期明确PCYOX1L基因对奶牛子宫内膜炎发生的调控机制。【方法】利用LPS刺激BEECs构建体外炎症模型,设计合成PCYOX1L基因的小干扰RNA(si-PCYOX1L)和过表达质粒载体(pcDNA3.1-PCYOX1L),采用Lipofectamine 3000转染试剂将si-PCYOX1L和pcDNA3.1-PCYOX1L转染至BEECs,通过实时荧光定量PCR检测干扰和过表达PCYOX1L基因对细胞炎症、增殖和凋亡标志基因mRNA表达水平的影响,利用ELISA方法检测白细胞介素-1(IL-1)的蛋白表达水平。利用试剂盒检测BEECs中活性氧(ROS)含量,并采用EdU、CCK-8和流式细胞术检测细胞活力、增殖及周期。利用线粒体膜电位试剂盒检测细胞线粒体损伤,并通过流式细胞术检测细胞凋亡情况。【结果】试验成功构建pcDNA3.1-PCYOX1L过表达载体,并筛选出si-PCYOX1L-385的干扰效果最佳。与对照组相比,干扰PCYOX1L基因后,炎症标志基因(IL-1β、IL-6、IL-8)mRNA表达量极显著下调(P<0.01),IL-1蛋白含量显著降低(P<0.05),细胞内ROS水平极显著降低(P<0.01);增殖标志基因(CDK2、CDK4、PCNA、CCND2)mRNA表达量极显著或显著上调(P<0.01;P<0.05),细胞活力上升,促进细胞从S期向G2期的转变;促凋亡基因Bax表达水平显著降低(P<0.05),抑凋亡基因BCL2表达水平上升,极显著降低了BEECs凋亡率(P<0.01)。过表达PCYOX1L基因后结果与干扰PCYOX1L基因后结果相反。【结论】PCYOX1L基因促进了BEECs炎症的发生,抑制细胞增殖,并促进细胞凋亡。本研究结果为进一步探究PCYOX1L基因调控奶牛子宫内膜炎发生的分子机制提供基础数据。

全基因组关联分析定位水稻分蘖角度QTL

【目的】水稻分蘖角度是影响水稻产量的关键农艺性状,挖掘水稻分蘖角度QTL(基因)及其优势单倍型,有助于构建水稻理想株型。【方法】以333份来自水稻3K资源的核心种质为研究材料,于2020年和2022年分别在湖南农业大学耘园基地和春华基地种植,在抽穗期测量分蘖角度,结合基因型,利用TASSEL 5.2的MLM模型进行全基因组关联分析。【结果】共检测到6个分蘖角度QTL位点,分布在水稻2、5、6、9和12号染色体上,分别命名为qTA2、qTA5、qTA6.1、qTA6.2、qTA9和qTA12,这些QTL的表型贡献率为6.23%~16.22%。除了qTA9与分蘖角度主效QTL TAC1共定位外,其余5个QTL均为新的位点。进一步对5个QTL位点进行候选基因分析,初步筛选到qTA2和qTA6.1的候选基因别为Os02g0817900和Os06g0682800,候选基因Os02g0817900编码水稻细胞色素P450家族蛋白,候选基因Os06g0682800编码锌指结构域蛋白。【结论】本研究挖掘到新的水稻分蘖角度相关位点并对候选基因进行了分析,为分蘖角度新QTL(基因)的克隆以及分蘖角度的遗传改良提供参考。

金鱼草WAK/WAKL基因家族鉴定及抗核盘菌候选基因挖掘

【目的】鉴定金鱼草细胞壁相关受体激酶(Wall-associated kinase,WAK)及类WAK蛋白(WAK-like kinases,WAKL)基因家族成员,并挖掘抗核盘菌的候选基因,为深入解析金鱼草抗核盘菌的WAK/WAKL分子调控机制提供理论参考。【方法】以拟南芥WAK/WAKL家族蛋白为参考序列,利用生物信息学方法从金鱼草基因组数据库中鉴定出WAK/WAKL基因家族成员,并对其理化性质、系统发育、基因结构、保守基序、顺式作用元件及共线性关系等进行预测分析,并通过转录组测序和实时荧光定量PCR对该家族基因在金鱼草抗感核盘菌材料中的表达模式进行分析。【结果】从金鱼草基因组中共鉴定出27个WAK/WAKL基因家族成员,其中WAK家族基因16个(AmWAK1~AmWAK16),WAKL家族基因11个(AmWAKL1~AmWAKL11),编码的氨基酸数量为615~1085个;理论等电点(pI)为4.94~8.69,绝大多数蛋白呈酸性;所有蛋白的总平均亲水性指数(GRAVY)值小于0,均为亲水性蛋白;大多数蛋白亚细胞定位于细胞质膜区域,少部分定位于细胞外、液泡、高尔基体和细胞核。27个WAK/WAKL基因家族成员不均匀地分布在金鱼草的8条染色体上,且与拟南芥WAK/WAKL家族基因存在7对共线性同源基因;基因启动子区域含有与防御和胁迫响应、茉莉酸甲酯响应及水杨酸响应等顺式作用元件。通过叶片离体接种核盘菌试验,筛选出抗性差异明显的易感病品种Am1和抗病品种Am6。有12个WAK/WAKL家族基因在金鱼草抗感材料中显著差异表达(P<0.05),有9个基因表达模式与转录组测序结果基本一致。这9个基因中,有5个基因(AmWAK7、AmWAKL2、AmWAKL8、AmWAK6和AmWAK13)在金鱼草的根、茎和叶组织中高表达,而剩余4个基因(AmWAK2、AmWAK8、AmWAK9和AmWAK12)在根、茎和叶中基本不表达。【结论】筛选出的27个金鱼草WAK/WAKL基因家族成员,具有相似的基因结构和蛋白功能结构域,其中AmWAK6、AmWAK7、AmWAK13、AmWAKL2和AmWAKL8为金鱼草抗核盘菌的关键候选基因,具有介导抗病的潜在功能。

花生PLT基因家族全基因组鉴定与表达分析

PLT家族是植物特有的一类转录因子,在植物胚胎、干细胞、分生组织及器官生长发育等过程都起着重要作用。本研究利用生物信息学技术在栽培种花生基因组中鉴定到12个PLT家族基因,分布在11条染色体上;AhPLT蛋白大多含有2个保守的AP2结构域,编码439~713个氨基酸,预测定位在细胞核或叶绿体中;AhPLT基因结构复杂,具有多样的短外显子结构,外显子数在5~8个之间,不同家族成员中分布不同的保守基序;AhPLT家族成员启动子区存在生长素、赤霉素和茉莉酸等激素相关的顺式作用元件。qRT-PCR结果显示,AhPLT1-B和AhPLT5-B分别在根中和种子中的表达量最高;两基因对激素IAA、6-BA和GA_(3)有不同的响应,其中AhPLT1-B受6-BA调控上调表达最显著,AhPLT5-B受6-BA、IAA和GA_(3)调控呈先升高后降低的表达模式。本研究为花生PLT基因的生物学功能研究提供了参考。

甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷含量的QTL定位及候选基因分析

【目的】解析甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷性状的重要遗传位点及候选基因,为甘蓝型油菜硫苷基因克隆和品种品质改良奠定基础。【方法】以甘蓝型油菜KN DH群体种子为材料,对在4个种植环境的种子硫苷含量进行QTL定位和候选基因分析。【结果】(1)甘蓝型油菜种子硫苷含量变异系数较高且较为稳定,服从数量性状的遗传特点。(2)7个一致性QTL(cqGC.A9-5、cqGC.A9-7、cqGC.A9-9、cqGC.C2-9、cqGC.C2-10、cqGC.C9-5和cqGC.C9-6)为环境稳定表达QTL,包括3个主效QTL(cqGC.A9-5、cqGC.C2-10和cqGC.C9-5)。(3)在主效QTL cqGC.A9-5和cqGC.C9-5鉴定到3个候选基因(BnaA09g05480D、BnaC09g05620D和BnaC09g05810D),主要涉及硫苷生物合成途径中吲哚-3-乙醛肟、3-烷基-苹果酸的合成及硫苷的转运与分配。【结论】甘蓝型油菜种子硫苷含量为数量性状。3个甘蓝型油菜硫苷含量主效QTL被鉴定到,其置信区间候选基因的拟南芥同源基因参与硫苷合成途径中间产物合成及促进硫苷的转运与分配。

强化厌氧表达dld基因以提高大肠杆菌工程菌发酵产L-乳酸的光学纯度

为去除廉价发酵原料中的D-乳酸从而提高发酵最终产物L-乳酸的光学纯度,该研究通过构建带有不同厌氧诱导启动子(pflBp6、pnirB、pflBp6-pnirB)的D-乳酸脱氢酶基因(dld)的表达质粒,并将其分别转入大肠杆菌(Escherichia coli)HBUT-L,加强其在发酵产L-乳酸的同时消除外源D-乳酸的能力。通过装液量与转速的单因素试验筛选最优的质粒表达条件及菌株,并在无机盐培养基与玉米浆培养基中进行发酵验证。结果表明,在装液量为200 mL/250 mL、转速为150 r/min的条件下,含有启动子pflBp6-pnirB的表达质粒的工程菌株HBUT-L4发酵18 h时D-乳酸脱氢酶活力最高,为81.1 U/g。在此条件下进行无机盐培养基和玉米浆培养基发酵时,工程菌株HBUT-L4相对于出发菌株HBUT-L,D-乳酸消耗速率分别提高250%、217%,L-乳酸的光学纯度分别从96.32%、98.48%提升至99.95%、99.98%。在大肠杆菌工程菌发酵L-乳酸的过程中,带有厌氧诱导启动子pflBp6-pnirB的表达质粒可提高D-乳酸脱氢酶活力,强化菌株消除外源D-乳酸,进而提高L-乳酸的光学纯度的能力,具有重要的工业化应用价值。

水稻早衰突变体psl4(t)的表型鉴定及基因定位

水稻叶片早衰严重影响水稻的产量与品质,挖掘水稻叶片早衰相关基因并解析其分子机制,对提高水稻产量具有重要意义.从涪恢9802和LR杂交后代中筛选到叶早衰突变体psl4(t),该突变体6叶期前叶片呈正常绿色,从7叶期至剑叶(倒1叶)期每张叶片均是从叶尖至叶中部逐渐衰老,叶片的叶绿体发育受阻其体积变小、光合色素质量分数减少,叶片提前衰老.农艺性状分析结果表明:与野生型相比,突变体psl4(t)的穗长、有效分蘖数和籽粒宽变化无统计学意义,而株高、每穗粒数、结实率及千粒质量显著降低.遗传分析结果发现:突变体psl4(t)的早衰性状受单隐性核基因控制,利用分子标记将目标基因定位于第4染色体长臂端两个SSR标记(RM17004和RM17006)之间38.5 kb的范围内.研究为psl4(t)基因的克隆及功能解析、早衰分子机制研究奠定基础.

大蒜MtN3/saliva/SWEET基因家族的全基因组鉴定及表达分析

探究大蒜AsSWEETs基因家族特征和生物学功能,可为大蒜鳞茎发育调控的分子机制提供参考。本研究基于大蒜“二水早”全基因组数据,通过HMM搜索对AsSWEETs成员进行筛选和鉴定,并利用实时荧光定量PCR分析其在不同激素处理下的表达模式。结果表明:在大蒜基因组中共鉴定到35个AsSWEETs基因,均为疏水蛋白,含2~7个不等的跨膜螺旋,除AsSWEET 1、AsSWEET 2位于scaffold外,其余均分布于染色体上,成员间差异显著。综合系统进化和表达模式发现,AsSWEET5、14、21、23、26、28(第III支系,转运蔗糖)可能是参与鳞茎膨大的主要调控基因;AsSWEET 2、30、33(IV分支)的表达量在鳞茎发育不同阶段变化较大,可能参与鳞茎发育过程中的果糖代谢调节。qRT-PCR定量表明,在不同激素处理下,AsSWEET5、11、16呈现出不同的表达模式,预示AsSWEETs家族成员功能存在分化和差异。综上,大蒜AsSWEET s基因的糖转运活性参与了鳞茎的生长发育,有助于解释鳞茎膨大发育过程。

龙珠果NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆与分析

龙珠果Passiflora foetida L.为西番莲属的近缘野生种,具有抗逆性强、适应性广等特点,是西番莲抗病育种潜在的抗病基因资源库。根据已知植物抗病基因NBS-LRR保守结构域设计简并引物,以龙珠果为试材,克隆龙珠果基因组中NBS-LRR类抗病基因同源序列(RGAs),并进行聚类分析。结果表明,获得的龙珠果NBS-LRR类抗病基因序列有TIR和non-TIR两种类型,其中TIR-NBS-LRR类型5条,编号为LRGA-1~LRGA-5;non-TIR-NBS-LRR类型7条,编号为LRGA-6~LRGA-12。聚类分析发现,LRGA-1~LRGA-5与已知的烟草抗TMV(烟草花叶病毒)基因N及亚麻抗锈病基因L6同源性较高(相似性59%~86%),LRGA-6~LRGA-12与已知拟南芥抗丁香假单胞病菌基因RPM1及水稻抗白叶枯病基因Xa-1同源性较高(相似性51%~70%),尤其是LRGA-3与LRGA-5序列,与多种植物抗TMV蛋白基因编码的氨基酸相似性极高,推测可能为西番莲属抗TMV基因。