三七AP2/ERF基因家族鉴定及PnDREB84基因功能初探

AP2/ERF基因家族是植物界中的最大转录因子家族之一,在响应生物与非生物胁迫、参与对植物激素的应答及植物生长发育过程具有重要的作用。本研究利用生物信息学方法对三七AP2/ERF家族进行鉴定,并分析该家族的蛋白理化性质与结构、系统进化关系、表达模式及PnDREB4基因的功能。结果表明,在三七中鉴定到140个AP2/ERF家族成员,分为DREB、ERF、AP2、RAV、Soloist五个亚族,各亚族间蛋白理化性质和基序分布相似。尖孢镰刀菌侵染三七植株,其AP2/ERF家族基因中有34个差异表达基因,19个基因表达上调,其中PnDREB84在0~96 h范围内随着尖孢镰刀菌侵染时间的延长表达量上调。低温4℃胁迫后,超表达PnDREB84基因的三七植株,其ABA和SA激素的含量增加。结果表明,PnDREB84基因在生物胁迫和非生物胁迫过程中发挥双重调控作用,PnDREB84基因可作为三七抗逆新品种培育的潜在分子标记。三七AP2/ERF转录因子的鉴定及PnDREB84基因功能分析为三七抗逆机制解析及新品种培育提供数据支撑。

光信号对AmRosea1过表达84K杨花青素合成及基因表达的影响

为了探究光信号引起AmRosea1过表达84K杨(Populus alba×P.glandulosa‘84K’)植株颜色变化的原因,以野生型和AmRosea1过表达84K杨为试验材料,开展LED光、自然光、LED红光、LED蓝光和LED红蓝光处理,测定不同光强和光质下野生型和转基因株系的生理指标变化情况。结果显示:在不同光强下,与LED光处理相比,自然光处理下转基因株系叶片变红,花青素和可溶性糖含量升高,叶绿素含量和POD活性降低。不同光质处理30 d后,与LED红光和蓝光相比,在LED红蓝光诱导下,转基因株系叶片变红,且花青素含量升高,可溶性糖含量和POD活性下降,叶绿素含量略有降低。根据试验结果推测,强光和红蓝光质能激活AmRosea1过表达84K杨的花青素生物合成通路,使转基因株系积累大量的花青素,从而使植株叶片变红。

84K杨树耐盐基因转化研究

在已建立了 84K杨叶片外植体再生系统的基础上 ,利用叶盘法首次开展了 84K杨双价耐盐基因 mtl D/gut D的转化研究 ,经诱导不定芽及诱导生根阶段卡那霉素 (选择性抗生素 )连续筛选 ,获得了 1 6株卡那霉素抗性转化植株。抗性植株经 PCR检测 ,有 4株呈阳性。耐盐实验表明 ,3株阳性植株抗 Na Cl能力比对照有不同程度提高。

SAMP10鼠脑衰老相关基因HSP86、HSP84的表达及针刺影响的研究

目的探讨针刺延缓衰老的作用机制。方法采用快速老化小鼠SAMP10、SAMR1为模型,运用RT-PCR和地高辛标记的非放射性Northern blot技术,观察8月龄SAMR1对照组、SAMP10对照组、SAMP10针刺组及SAMP10非穴位刺激组全脑、皮层和海马HSP84、HSP86基因表达的变化。结果SAMP10对照组小鼠热休克蛋白HSP84、HSP86在全脑、皮层、海马中的表达下调,针刺后表达上调并趋向于正常组。结论SAMP10小鼠脑衰老与热休克蛋白HSP84、HSP86基因表达异常有关,针刺可以通过调节HSP84、HSP86基因表达增强细胞保护、抑制细胞凋亡、抵抗氧化应激,从而起到延缓衰老的作用。

OsNHX1基因转化84K杨的研究

采用农杆菌介导的方法开展了水稻Na+ /H+ 逆向转运蛋白基因OsNHX1转化84K杨的研究.建立了84K杨的叶外植体高频再生系统,经诱导不定芽及诱导生根阶段卡那霉素连续筛选,获得了大量卡那霉素抗性转化植株.PCR检测和Southern杂交检测表明,OsNHX1基因已成功整合到84K杨基因组.耐盐实验表明,转基因植株能在2 0 0mmolNaCl条件下正常生长.

汉滩病毒西安分离84FLi的M片段全基因序列测定及分析

目的 测定我国肾综合征出血热患者流产胎儿肝脏分离病毒 84 FL i株的全 M片段基因序列 ,了解其分子基础 .方法 采用反转录 -聚合酶链反应 (RT- PCR) ,分节段扩增 M基因片段的 c DNA,直接用 PCR产物或克隆入 p MD18- T载体后进行测序 .结果 84 FL i株的全 M基因序列组成为 :M片段基因共由 36 16个核苷酸组成 ,四种核苷酸的比例分别为A 30 .92 % ,C 18.0 3% ,G 2 1.18% ,T 2 9.87% . GC含量为39.2 1% ,AT含量为 6 0 .79% .最大开放读码框为 4 1～ 344 8,共编码 1135个氨基酸 .核苷酸序列同源性分析表明 84 FL i株与 HTN型同源性高于与其他型汉坦病毒的同源性 ,其中与中国株的同源性较高 ,与 HV114株的同源性为 85 .5 % .与HTNV的国际标准毒株 76 - 118的核苷酸同源性分别为84 .0 % ,氨基酸的同源性为 96 .0 % .结论 84 FL i株属于汉滩型病毒 。

周麦11、西农1163-4抗叶锈病基因与周8425B中LrZH84的关系

为了明确周麦11、西农1163-4抗叶锈病基因与周8425B中Lr ZH84的关系,用叶锈菌小种THTT接种周麦11/中国春的145个F2单株,而另一叶锈菌生理小种FHTT分别接种周麦11/中国春的285个F2单株、西农1163-4/Thatcher的232个F2单株;2个与Lr ZH84紧密连锁的标记gwm582、ω-secalin/Glu-B3用于检测3个群体中是否携带抗叶锈病基因Lr ZH84。结果显示:周麦11对叶锈菌生理小种THTT的抗性由2个显性抗病基因控制,经标记检测发现,周麦11中1个抗病基因是Lr ZH84,另1个抗叶锈病基因为未知基因;周麦11对叶锈菌生理小种FHTT的抗性由单基因控制,标记检测发现该基因不同于Lr ZH84,为未知抗叶锈病基因;西农1163-4对叶锈菌生理小种FHTT的抗性由单基因控制,分子标记检测结果表明,该基因可能为Lr Xi,由于Lr ZH84对FHTT表现感病,表明Lr Xi不同于Lr ZH84。通过研究证实,周麦11中含有Lr ZH84和1个未知的抗叶锈病基因,西农1163-4中的抗叶锈病基因Lr Xi与Lr ZH84不同;同时,周麦11、西农1163-4中可能还含有其他抗病基因,有待进一步研究。研究将为抗病基因聚合、基因布局、培育抗病新品种奠定理论基础。

84K杨基因转化受体系统的建立

以84K杨为研究对象,通过建立叶片再生系统及卡那霉素敏感性试验,确立了稳定高效的基因转化受体系统。结果表明,以MS培养基为基本培养基,0.5～1.0mg/L6-BA+0.01～0.1mg/LNAA组合时,叶片出芽率不到50%,每叶平均生芽数5～6个;1.0～1.5mg/L6-BA+0.02mg/L2,4-D组合时,叶片出芽率达90%～100%,每叶平均生芽数约20个。用后者附加不同质量浓度梯度卡那霉素,确定叶片外植体芽诱导卡那霉素临界筛选质量浓度为20mg/L。利用对84K杨芽生根效果较好的培养基GMS+0.01mg/LNAA+0.25mg/LIBA,附加不同质量浓度梯度卡那霉素,筛选出芽生根卡那霉素临界质量浓度亦为20mg/L。

Ataxin-3(MJDtr-Q84)对PINK1(CG4523)突变帕金森转基因果蝇的保护作用

目的探讨突变型ataxin-3(MJDtr-Q84)对PINK1(CG4523)突变帕金森转基因果蝇表型的影响及其机制。方法选用MHC-GAL4肌肉启动子,运用遗传学方法,构建正常组(W1118/y; MHCGAL4/+)、PD疾病模型组(PINK1^(B9)/y; MHC-GAL4/+)、ataxin-3干预组(PINK1^(B9)/y; MJDtr-Q84/MHCGAL4),记录各组果蝇表型特征。通过电镜观察线粒体形态结构,ATP试剂盒检测各组ATP含量,应用实时荧光定量PCR技术检测ND42转录水平,蛋白免疫印迹western blot检测NDUFS3蛋白表达量。结果与正常野生型果蝇比较,PD疾病模型组果蝇翅膀发育异常,飞行能力差,线粒体形态结构改变,ATP产量降低,ND42 mRNA和NDUFS3蛋白表达量均下调。利用ataxin-3(MJDtr-Q84)干预PD组果蝇后,明显保护其翅膀形态及飞行能力,并恢复线粒体线粒体形态及功能。结论 Ataxin-3(MJDtr-Q84)对PINK1(CG4523)突变PD转基因果蝇模型具有保护作用,该保护作用与线粒体功能有关,为帕金森病的治疗提供实验基础和新的研究方向。

利用CRISPR/Cas9系统编辑银腺杨84K LAZY基因

LAZY1基因隶属于IGT基因家族,与植物分枝角度调控相关。为敲除84K杨中的LAZY1基因,获得转基因株系开展功能研究,以银腺杨84K为材料,克隆84K杨LAZY1基因的3个同源基因,设计基因编辑靶点,构建CRISPR/Cas9基因编辑载体,运用农杆菌介导法转化84K杨并成功获得13个基因编辑株系,经测序分析发现,有3个转基因株系的靶标位点发生碱基缺失或插入,表明这3个株系基因编辑成功,编辑效率为23.07%。本研究结果丰富了IGT基因家族的功能研究,为IGT基因家族的分子育种应用和研究奠定了基础,为CRISPR/Cas9系统在银腺杨84K中的应用做出了初步探索。

84K杨4CL3/4CL5基因克隆及生物信息学分析

木质素是木材的重要组成成分,主要起机械支持、水分运输及防御病虫害等作用。4CL酶是控制木质素合成途径中的关键酶之一。利用PCR技术从84K杨幼叶cDNA中克隆得到Pag4CL3/4CL5基因,GenBank登录号分别为MK183033(Pag4CL3)及MK183034(Pag4CL5)。利用生物信息学软件,对这两个基因的功能和特征进行分析。结果发现84K杨中4CL3/4CL5蛋白与毛果杨中4CL3/4CL5蛋白相似度高达97%;此外,均含有SSGTTGLPKGV和GEICIRG两个保守基序;亚细胞定位预测显示Pag4CL3/4CL5蛋白主要定位在内质网中,推测可能是一种膜蛋白;蛋白的亲水性预测Pag4CL3/4CL5均为亲水性蛋白。通过qRT-PCR分析Pag4CL3/4CL5在不同组织部位中的表达差异,结果发现Pag4CL3在叶及茎中表达量较高,在根和顶芽中表达量较低;Pag4CL5在叶及根中表达量较高,在茎和顶芽中表达量较低,两个同源基因表达具有组织部位的差异性。Pag4CL3和Pag4CL5可能在叶中共同行使功能,Pag4CL5主要在根中行使功能,Pag4CL3主要在茎中行使功能。

‘84K’杨组氨酸激酶基因PaHK3a的表达及功能分析

【目的】干旱、高盐等逆境胁迫严重影响了植物的生长发育。研究表明,组氨酸激酶在植物逆境响应中起重要作用。本研究对银腺杨‘84K’组氨酸激酶基因PaHK3a在不同组织的表达模式分析,检测了其对生长素、细胞分裂素等植物激素处理下及人工干旱、盐碱等非生物胁迫下的表达,结合干旱、盐碱条件下丙二醛(MDA)及保护酶活性等生化指标,对该基因的功能进行了初步鉴定,为杨树抗逆分子育种研究奠定基础。【方法】以‘84K’杨无菌苗为材料,通过实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析PaHK3a基因在不同组织的表达模式。对‘84K’杨无菌苗进行浓度为10 mmol/L植物激素处理(ABA、6-BA、IBA、GA3及水杨酸(SA))及非生物胁迫处理(42℃高温、0℃低温、200 mmol/L NaCl和5%PEG6000),采用qRT-PCR技术分析PaHK3a基因对不同植物激素及非生物胁迫的表达响应;进一步对温室‘84K’杨进行自然干旱处理(6、8、10 d)、200 mmol/L NaCl(2、4、6 d)处理,测定不同胁迫时间点叶片PaHK3a基因的表达,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及MDA含量,并分析PaHK3a基因表达与生理指标的相关性,初步鉴定杨树PaHK3a基因的功能。【结果】qRT-PCR结果显示,PaHK3a基因在叶片中表达量最高,根部中等,茎段最低。与正常条件下相比,在高温、低温、NaCl及PEG模拟干旱处理时,PaHK3a基因表达量与对照相比明显增高,分别为对照的2.63、1.49、1.54、1.58倍。用IBA诱导处理时,基因表达量与对照相比差异不大,而在6-BA、ABA、GA3及SA处理时,基因表达量与对照相比均呈现显著下调。在温室干旱、盐碱胁迫处理过程中,PaHK3a基因表达均显著高于对照,呈现先上升后下降的表达模式,MDA含量也呈现类似的趋势,而SOD活性则随处理时间的延长而持续升高,POD活性在干旱胁迫时先上升后下降,而高盐胁迫时呈上升趋势。生理指标与PaHK3a基因表达量相关系分析发现,在干旱和盐胁迫下,PaHK3a基因表达量与叶片MDA含量、SOD活性和POD活性均呈正相关。【结论】PaHK3a基因在‘84K’杨根茎叶中均有表达,且叶中表达量最高;PaHK3a基因表达受细胞分裂素6-BA、GA3及ABA及SA等植物激素的负调控,同时,受温度胁迫、盐胁迫、水分胁迫等非生物胁迫正调控;温室人工干旱盐碱胁迫过程中,PaHK3a基因表达量升高,且与叶片MDA含量、SOD活性、POD活性均具有正相关性。研究结果初步显示,杨树PaHK3a基因参与杨树植物激素激素信号响应,并在抗逆境胁迫过程中发挥重要调控作用。

DOK3基因表达下调对原代结肠癌细胞生物学行为的影响及其可能机制

目的 分析对接蛋白3(DOK3)基因表达下调对原代结肠癌细胞增殖、侵袭/迁移能力的影响,并基于DOK3与G蛋白偶联受体84(GPR84)的相互作用探讨可能的作用机制。方法 培养原代结肠癌细胞HCT16,将其分为对照组、小干扰RNA(siRNA)-NC组、siRNA-DOK3组进行实验。分别将siRNA-NC、siRNA-DOK3转染至siRNA-NC组、siRNA-DOK3组,而仅将培养液加入对照组。培养24 h后通过实时荧光定量PCR评估转染效果,再使用CCK-8法、Transwell实验分别检测各组细胞的增殖情况、侵袭/迁移能力,采用蛋白免疫共沉淀实验检测HCT16细胞中DOK3与GPR84之间的相互作用关系。结果 与对照组比较,siRNA-DOK3组HCT16细胞中DOK3 mRNA表达量降低(P<0.05),而siRNA-NC组HCT16细胞中DOK3mRNA表达量差异无统计学意义(P>0.05)。培养48 h、72 h后,siRNA-DOK3组HCT16细胞的增殖活力较对照组增加(P<0.05)。与对照组相比,siRNA-DOK3组HCT16细胞的迁移和侵袭数量增加(P<0.05),而siRNA-NC组HCT16细胞的迁移和侵袭数量差异无统计学意义(P>0.05)。蛋白免疫共沉淀实验结果显示,在HCT16细胞中GPR84与DOK3相互结合。结论 DOK3基因可能作为抑癌基因,参与了结肠癌的发生与发展,且其可能通过与GPR84结合发挥抑癌作用。

水痘-带状疱疹病毒Oka株和84-7株基因特征的分析

目的对水痘-带状疱疹病毒(varicella-zoster virus,VZV)Oka株和84-7株的部分基因特征进行分析,为建立Oka株和84-7株的鉴别方法提供依据。方法利用PCR技术扩增相关基因,并运用生物信息学软件对水痘-带状疱疹病毒OKa株和84-7株的Pst I酶切位点、抗原蛋白基因序列(ORF14,ORF68)、高突变区域(ORF62)及84-7株复制起点进行序列比较和分析。结果 Oka株酶切位点特征为Pst I-Sma I^+Bss HII^+Nae I^+,84-7株的酶切位点特征为Pst I^+Sma I^-Bss HII^-Nae I^-;Oka株和84-7株ORF14编码的蛋白质同源性为99.8%,3个碱基的差异导致了3个氨基酸的变化,且这两株病毒株的R2可变区的串联重复单位拷贝数均为7;Oka株和84-7株ORF68编码的蛋白质同源性为100%,且存在2个低复杂性区域(LCR);ORF62编码区蛋白质的同源性为99.2%,具有14个低复杂性区域;84-7株复制起点区域包含一个13TA+19GA结构。结论 Oka株和84-7株的同源性很高,但在酶切位点方面存在差异,可用于Oka株和84-7株的鉴别,为今后确立水痘-带状疱疹病毒毒株的鉴别方法提供依据。

转AtDME1基因‘84K’杨的获得及目的基因诱导表达分析

【目的】DNA甲基化是一种重要的表观遗传标记,在植物生长发育、环境响应等过程中发挥重要作用。本研究将拟南芥去甲基化基因AtDME1导‘84K’杨基因组中,通过化学诱导表达实验,研究AtDME1基因在转基因杨树中的诱导表达特性,为建立杨树甲基化诱导变异体系,进而实现杨树品种改良等奠定良好基础。【方法】以白杨派优良品种84K杨无菌苗叶片为受体材料,采用农杆菌介导法将化学诱导启动子与AtDME1基因导入‘84K’杨;经过潮霉素筛选、常规PCR检测及DNA测序等方法对抗性植株进行鉴定。通过化学诱导剂17-β-雌二醇对随机挑选的1个转基因株系离体叶片进行诱导处理,处理时间为0、3、6、12、24、48、96、144 h,采用qRT-PCR检测处理叶片中外源基因AtDME1的表达量变化。【结果】本研究中,潮霉素分化筛选共获得了抗性芽224个,经生根筛选获得6株抗性植株,经分子检测证实这6株抗性植株均为转AtDME1基因植株,扩繁后分别标号为转基因AD-1~6。qRT-PCR检测结果显示,化学诱导剂17-β-雌二醇处理3 h时,目的基因AtDME1的表达量基本达到最大值,效果持续至12 h后逐渐减弱。【结论】化学诱导剂17-β-雌二醇能迅速有效地调控转基因杨树中AtDME1基因的表达,为进一步研究DME1基因在杨树基因组甲基化调控方面的作用机制奠定基础,也为杨树化学诱导表达特性的研究做好了铺垫。

AtMET1基因在84K杨中的遗传转化及诱导表达分析

[目的]研究拟南芥甲基化转移酶基因AtMET 1在银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa ‘84K’)中的诱导表达特性,为建立杨树甲基化诱导变异体系、进而实现杨树品种改良等奠定基础。[方法]以白杨派优良品种84K杨的无菌苗叶片为受体材料,采用农杆菌介导法将化学诱导启动子与AtMET1基因导入84K杨基因组中;经潮霉素筛选获得抗性植株,通过常规PCR检测、DNA测序等方法对抗性植株进行鉴定。通过化学诱导剂17-β-雌二醇对随机挑选的1个转基因株系离体叶片进行诱导处理,处理时间为0、3、6、12、24、48、96、144 h,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测外源基因AtMET1表达量变化。[结果]本研究共获得了潮霉素抗性芽648个,经生根筛选获得18株抗性植株,经分子检测证实全部为转基因植株,分别标号为AM-1~18#。qRT-PCR结果显示:化学诱导剂17-β-雌二醇处理3 h时,目的基因AtMET1的表达量即达到最大值,随后在处理6 h时表达量下降,处理12 h时有所回升,处理24 h后表达量降低至不足12 h时的一半。[结论]化学诱导剂17-β-雌二醇能迅速有效地调控转基因杨树中AtMET1基因的表达,为进一步研究MET1基因在杨树基因组甲基化调控方面的作用机制奠定基础,也为今后杨树化学诱导表达研究及品种改良提供新思路、新方法。

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因对银腺杨84K抗旱性的影响

【目的】多胺广泛存在于植物体内,参与调节植物发育过程以及胁迫响应,S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)是多胺合成途径的关键限速酶。本研究以SAMDC转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱胁迫下SAMDC对杨树生长的影响,探讨SAMDC在林木响应干旱中的作用,为揭示多胺在杨树抗逆性方面的作用提供参考。【方法】以生长3个月的银腺杨84K及其PagSAMDC4a过表达转基因株系的土培苗为试验材料进行干旱处理,观察植株表型,并对多胺含量、H2O_(2)含量、叶片相对含水量、叶片失水率、电解质渗透率等生理指标进行分析。【结果】PagSAMDC4a过表达银腺杨84K株系PagSAMDC4a-OE#3、PagSAMDC4a-OE#15、PagSAMDC4a-OE#17的内源亚精胺、精胺含量都显著高于未转基因植株,且PagSAMDC4a-OE#17株系内源腐胺、亚精胺、精胺含量分别是未转基因植株的1.95、3.43、1.32倍。正常条件下,过表达PagSAMDC4a植株的叶片表型、叶片相对含水量和电解质渗透率与未转基因植株无显著差异,而过表达株系PagSAMDC4a-OE#15和PagSAMDC4a-OE#17的叶片失水率显著低于未转基因植株。在干旱胁迫下,未转基因银腺杨84K叶片萎蔫,相对含水量比正常情况下降低26.44%,电解质渗透率升高27.68%,而PagSAMDC4a-OE#3、PagSAMDC4a-OE#15、PagSAMDC4a-OE#17植株叶片生长正常,相对含水量比正常条件下分别降低了10.9%、3.66%、1.33%,电解质渗透率较低、变化幅度较小。与未转基因植株相比,过表达PagSAMDC4a的转基因植株正常条件下H2O_(2)含量显著降低;在干旱胁迫后,H2O_(2)含量虽有增加但幅度显著低于未转基因植株,H2O_(2)含量由高到低为未转基因植株>PagSAMDC4a-OE#3>PagSAMDC4a-OE#15>PagSAMDC4a-OE#17。【结论】PagSAMDC4a可以调控银腺杨84K内源多胺含量,过表达PagSAMDC4a基因使植株内源多胺含量升高、H2O_(2)含量降低,减轻干旱胁迫引起的氧化损伤,进而有效缓解植株叶片所受水分胁迫,从而降低植株对干旱的敏感性。因此,可以通过调控SAMDC4a过表达影响内源多胺水平的变化从而调控干旱胁迫适应过程。

长牡蛎中I84蛋白酶抑制因子家族的扩张和功能分化

蛋白酶抑制因子是极其多样的蛋白质或多肽,能抑制蛋白酶的水解活性。研究发现蛋白酶抑制因子能通过抑制病原蛋白酶活性,从而抑制病原的入侵。I84蛋白酶抑制因子家族是MEROPS数据库中新增的一个家族,其部分成员在免疫防御过程中的作用得到了一定的揭示。为探究I84蛋白酶抑制因子家族在长牡蛎中的分布和功能状况,实验鉴定了长牡蛎中23个潜在的I84家族基因,根据系统进化树分析,挑选了5个同源基因进行时空表达和功能分析。首先,利用克隆技术验证了长牡蛎中5个I84家族同源基因CgSi3、CgSi5、CgSi6、CgSi16和CgSi19可表达性。结果显示,5个基因在外套膜、闭壳肌、性腺、血淋巴细胞、肝胰腺和鳃等6个组织中均表达,但肝胰腺中表达量显著高于其他组织。同时,5个基因在长牡蛎幼体不同发育阶段表达模式不同,其中各基因在受精卵时期均不表达,CgSi3表达量则在眼点幼虫期显著上升后下降,而CgSi6在壳顶幼虫期开始表达后,表达量随长牡蛎发育而持续增加。另外,对牡蛎进行病原相关模式分子(PAMPs)注射后,5个基因也表现出不同的表达模式,其中LPS和PGN注射后CgSi6表达量变化明显,而poly(I:C)和GLU注射后CgSi3表达量变化明显,且CgSi3和CgSi6在不同刺激下表达模式也存在差异。研究表明,I84蛋白酶抑制因子家族在长牡蛎中发生了明显的家族扩张,而且扩张形成的同源基因在功能上产生分化。本研究为全面认识I84家族蛋白酶抑制因子生物学功能及相关机理提供了依据。

甘蔗CP84-1198×ROC22杂交群体抗褐锈病Bru1基因分子检测

为了更好地改良ROC22的农艺性状,本研究以ROC22为父本,CP84-1198为母本,构建了CP84-1198×ROC22杂交群体(1100个株系)。从杂交后代中挑取优良个体材料,以褐锈病抗性为指标,随机挑取280个株系苗期的叶片,运用CTAB方法提取甘蔗基因组DNA,以R12H16为标记用普通PCR技术对该群体各个株系进行锈病抗性基因Bru1检测,结果发现该杂交群体中156个(55.71%)株系检测到了该基因,含有与不含有抗锈病基因Bru1符合理论比1∶1,研究结果表明ROC22含有单个抗锈病Bru1等位基因,CP84-1198不含有抗锈病Bru1等位基因。以期能为深入开展甘蔗群体抗褐锈病育种、选育和推广优良抗性品种(系)提供材料基础。

84K杨PagMSBP1/2a基因对木质素合成的影响

【目的】膜类固醇结合蛋白(MSBP)是一类定位在细胞质膜上的类固醇受体蛋白,通过响应激素调节信号、参与类固醇代谢影响植物生长发育过程。研究杨树MSBP对生长发育过程的影响,尤其是对木材形成过程的作用,为杨树木材品质改良提供支撑。【方法】以拟南芥MSBP1蛋白序列在毛果杨、银腺杨84K基因组中进行同源序列比对,获取杨树MSBP的核苷酸和氨基酸序列,构建系统进化树并绘制基因结构图谱;利用qPCR分析杨树MSBP基因在84K杨顶芽、根、茎、叶中的相对表达量;在AspWood表达谱数据中分析同源基因在木材形成中的表达模式;构建35 S∷GFP-PagMSBP1/2a植物表达载体,通过农杆菌介导瞬时转化烟草叶片,激光共聚焦显微镜观察其亚细胞定位情况;构建35 S∷PagMSBP1/2a植物表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法转化84K杨,通过震荡切片观察转基因和对照植株茎段木质部差异;采用乙酰溴法和间苯三酚染色法,分析转基因和对照植株的木质素含量以及木质素在杨树茎段维管组织中的分布。【结果】同源比对鉴定出杨树7个MSBP成员,根据进化关系和基因结构对杨树基因进行命名,其中与AtMSBP1、AtMSBP2同源基因分别命名为PtMSBP1/2a、PtMSBP1/2b和PtMSBP1/2c,PtMSBP1/2a与AtMSBP1同源性最高;qPCR结果显示,在根、茎和叶中3个基因均有表达,PagMSBP1/2c的表达量显著低于其他2个基因,PagMSBP1/2a在木质化程度高的老茎(6~8节间)中表达量最高,均为木质化低的幼茎(1~3节间)的6倍,与AspWood数据库所显示的PtMSBP1/2a在木材形成过程中表达量较高且在木质部高表达一致。克隆84K杨的MSBP1/2a(PagMSBP1/2a),其编码的蛋白在N端含有跨膜结构域,亚细胞定位分析表明PagMSBP1/2a定位于内质网膜。构建PagMSBP1/2a超表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法转化84K杨树获得转基因植株,转基因植株生长变缓,株高矮于对照;PagMSBP1/2a过表达的植株木质素含量显著低于未转基因对照,乙酰溴可溶性木质素含量降低高达34.6%。【结论】杨树PagMSBP1/2a是定位在内质网膜上的类固醇受体蛋白,参与调控杨树木材形成过程中木质素的生物合成过程,可作为靶基因进行木质素含量调控。