水稻Wxmp背景下SSⅡa和SSⅢa等位变异及其互作对蒸煮食味品质的影响

为了明确Wxmp基因背景下不同半糯粳稻品质差异的原因,以淀粉合成酶基因SSⅡa和SSⅢa表现多态性而其他淀粉合成相关基因无多态性的武粳13和关东194 (Milky Princess)杂交后代衍生的64个半糯品系为材料,分析了Wxmp基因背景下, SSⅡa和SSⅢa基因等位变异对直链淀粉含量(amylose content, AC)、胶稠度(gel consistency, GC)、糊化温度(gelatinization temperature,GT)及RVA谱特征值的影响。结果表明,SSⅡa和SSⅢa等位变异对AC、GC、GT和RVA谱特征值都有显著影响,且2个基因间存在互作效应。SSⅡa2和SSⅢa2 (2表示该基因来源于非半糯亲本武粳13)有使AC增高的趋势,分别使AC提高1.87%和1.23%, 2年结果基本接近。单个SSⅡa和SSⅢa等位变异对GT无显著影响,而基因型SSⅡa1SSⅢa1(1表示该基因来源于半糯亲本关东194)的GT比SSⅡa2SSⅢa2高1.34℃,达显著水平,表明2个基因的互作对GT有显著影响。GC在不同基因型间均存在极显著差异, SSⅡa2和SSⅢa1可分别使GC增加8.74mm和9.62mm。从2个基因的互作效应来看,基因型SSⅡa2SSⅢa1的GC比基因型SSⅡa1SSⅢa2和SSⅡa2SSⅢa2分别增加10.64 mm和16.95 mm。SSⅡa2使最高黏度、热浆黏度、冷胶黏度、崩解值增加,回复值和消减值下降;而SSⅢa2的效应则相反。2个基因的互作效应,最高黏度、热浆黏度和冷胶黏度均以SSⅡa2SSⅢa1最大,崩解值和回复值均以SSⅡa2SSⅢa2最大,消减值SSⅡa2SSⅢa1最小。本研究结果为半糯粳稻蒸煮食味品质的改良提供了一定的理论依据。

SSⅢa基因在云南高抗性淀粉特种稻的遗传变异

对云南省高抗性淀粉特种稻品系及功米系列品种进行SSⅢa基因已报道剪接位点SNP检测,结果显示,云南省高抗性淀粉材料未出现已报道的剪接位点SNP突变。进一步对云南高抗性淀粉特种稻SSⅢa基因的序列进行遗传变异分析,共发现SNP遗传变异位点59个,插入缺失变异位点6个。其中,分布于基因编码区域的SNP位点18个,非同义变异12个。分析这些非同义变异位点在6份高抗性淀粉特种稻材料与云南省地方对照品种的差异,结果显示6份高抗性淀粉特种稻材料与对照品种的差异,主要为籼粳稻之间的差异,只有功米2号存在SNP特异性变异。

Wx基因与SSⅢ-2基因互作对稻米蒸煮食味品质的影响

为了探究蜡质基因(Wx)与可溶性淀粉合成酶Ⅲ-2基因(SSⅢ-2)等位变异对稻米品质的影响,以籼型高直链淀粉恢复系CG133R和糯性‘爪哇稻22’为亲本杂交,在其F3群体选择仅在Wx和SSⅢ-2基因位点存在多态性的单株为材料,分析各基因型材料的理化指标和粘度速测仪谱特征值。结果表明:(1)SSⅢ-2基因为I型时,Wx基因第一内含子多态性对表观直链淀粉含量有极显著影响。SSⅢ-2基因为Ⅱ型时,Wx基因第一内含子多态性对表观直链淀粉含量和成糊温度有极显著影响。(2)Wxa背景下,SSⅢ-2基因对稻米品质无显著影响;Wxb背景下,SSⅢ-2基因对糊化温度和粘度速测仪谱中最高粘度、崩解值、成糊温度有极显著影响。(3)Wx和SSⅢ-2基因共同作用极显著影响水稻表观直链淀粉含量、糊化温度、最高粘度、崩解值和成糊温度,说明Wx和SSⅢ-2基因之间存在互作,且Wx基因对SSⅢ-2基因具有显性上位性,Wx基因大量表达会遮盖SSⅢ-2基因对稻米品质的效应。

马铃薯可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因克隆及生物信息学分析

用RT-PCR方法从马铃薯中克隆了可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因的cDNA片段,序列分析表明该cDNA片段全长为3967bp,开放阅读框为3693bp,编码1230个氨基酸。核酸序列同源性分析表明,该cDNA与已发表的马铃薯SSⅢ基因(X94400)具有99%同源性,氨基酸序列同源性达98%。应用生物信息学软件对SSⅢ基因分析表明:其编码的蛋白质具有多个磷酸化位点;蛋白质二级结构预测显示,有369个氨基酸可能形成α-螺旋结构,249个氨基酸可能形成β折叠,102个氨基酸可能形成β转角,510个氨基酸可能形成无规则卷曲;通过亚细胞定位可知,它是一种含有75个氨基酸的叶绿体转运肽蛋白。

可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因对马铃薯的遗传转化

马铃薯是淀粉生产中重要的农作物之一,而可溶性淀粉合成酶SSⅢ是可溶性淀粉合成酶的主要活性成分,通过基因工程的手段来研究SSⅢ基因在淀粉合成中的功能可以用于改良马铃薯淀粉的品质。本研究采用根癌农杆菌介导法将强组成型表达启动子CaMV35S驱动的可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因的RNA干扰表达载体导入马铃薯栽培品种克新1号和克新4号中,获得了65株卡那霉素抗性植株。对抗性植株PCR检测结果表明,SSⅢ基因的干扰片段已整合到马铃薯基因组中,RT-PCR检测表明SSⅢ基因在转录水平上受到了明显抑制。该研究为马铃薯淀粉品质的改良奠定了基础。

回交重组自交系中SSⅢ-1、SBE3和PUL基因对稻米蒸煮食味品质的影响

该研究利用颗粒结合淀粉合成酶基因(Wxb)与可溶性淀粉合成酶Ⅱa基因(SSⅡ-3)均相同的籼型光温敏核不育系‘广占63S’和潜力恢复系CG173R为亲本,经过回交和多代自交,以构建的回交重组自交系(BILs)BC1F10代株系为供试材料,分析各株系的基因型组成及其蒸煮食味品质(ECQs)和RVA谱,以解析与品质相关微效基因的遗传效应。结果显示:(1)双亲在焦磷酸化酶大亚基基因(AGPlar)、分支酶基因Ⅲ(SBE3)、脱分支酶基因(PUL)、可溶性淀粉合成酶Ⅰ基因(SSⅠ)和可溶性淀粉合成酶SSⅢ-1基因(SSⅢ-1)的基因位点存在差异。(2)SSⅢ-1、SBE3和PUL基因分别在BC1F10代株系中存在单基因分离,SSⅢ-1和SBE3基因、SSⅢ-1和PUL基因在BC1F10代株系中均存在双基因的分离。(3)不同基因型及其互作与蒸煮食味品质(ECQs)中的表观直链淀粉含量(AAC)、胶稠度(GC)以及RVA谱的部分特征值存在显著或极显著的效应。(4)SSⅢ-1单基因只对AAC有极显著影响;SBE3基因和SSⅢ-1基因互作对AAC有极显著影响,对峰值时间(PeT)、成糊温度(PaT)、GC有显著性影响;PUL基因和SSⅢ-1基因互作对PeT、PaT和回复值(CSV)有极显著影响,对最高粘度(PKV)、热浆粘度(HPV)、崩解值(BDV)、冷浆粘度(CPV)、消减值(SBV)、AAC和GC有显著影响。研究表明,在Wxb和SSⅡ-3基因背景下,参与淀粉合成的微效基因SSⅢ-1与SBE3和SSⅢ-1的互作效应极显著影响水稻AAC,SBE3和SSⅢ-1的互作效应与PUL和SSⅢ-1的互作效应显著影响GC,PUL和SSⅢ-1的互作效应极显著影响PaT,这些发现将对改良稻米品质和加快水稻优质育种具有重要意义。

副溶血弧菌Ⅲ型分泌系统(T3SS)效应蛋白及其对宿主细胞的操控

副溶血弧菌是典型的食源性病原菌,也是全球范围内引起肠胃炎的主要病原菌。针筒状的Ⅲ型分泌系统(T3SS)为该菌主要的毒力因子,细菌感染时可将其效应蛋白直接注射至宿主细胞中,通过效应蛋白操纵宿主细胞,介导毒力的发挥。多数临床分离的副溶血弧菌含有2套T3SSs,其中T3SS1分泌的效应蛋白主要通过诱导细胞自噬、变圆和裂解等过程来发挥其细胞毒性,而T3SS2分泌的效应蛋白则主要通过破坏细胞骨架和操控细胞信号传导来发挥肠毒性。本文主要对副溶血弧菌T3SSs的组成和目前已发现的效应蛋白及其对宿主细胞的操控进行介绍。该研究不仅对深入了解该菌的致病机制有重要意义,而且也为宿主细胞信号转导机制研究提供新视角。

香蕉叶片颗粒结合性淀粉合成酶Ⅰ和可溶性淀粉合成酶Ⅲ基因的克隆与序列分析

以香蕉栽培品种"天宝蕉"(Musa spp.cv.Tianbao)的叶片为材料,采用同源克隆法结合RT-PCR和RACE法,首次从香蕉中获得颗粒结合性淀粉合成酶Ⅰ(Granule-Bound Starch SynthaseⅠ,GBSSⅠ)基因的cDNA全长片段和可溶性淀粉合成酶Ⅲ(Soluble Starch SynthaseⅢ,SSⅢ)基因的ORF,并分别对其核酸序列及其推导的氨基酸序列进行了生物信息学分析。香蕉叶片GBSSⅠ基因全长2 277 bp,编码616个氨基酸;SSⅢ基因ORF长3 009 bp,编码1 054个氨基酸。GBSSⅠ和SSⅢ的克隆为从分子生物学水平上研究香蕉叶片中参与淀粉合成的关键酶的表达与调控奠定重要基础。

溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统分子伴侣护航蛋白VscO的基因克隆及其生物信息学分析

克隆了溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)ZJ03株Ⅲ型分泌系统(T3SS)分子伴侣护航蛋白(Chaperone escort protein)vscO基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明,vscO基因全长462 bp,编码153个氨基酸,理论分子量约为18.43 kD,pI值为9.22。细胞定位分析显示vscO基因位于外周质,不存在信号肽,无跨膜区。vscO基因具有转录起始区-35区和-10区,以及翻译识别信号SD序列(Shine-Dalgarno sequence)。该氨基酸序列含有多种活性位点,如蛋白激酶C磷酸化位点等。系统进化树发现溶藻弧菌的VscO蛋白与副溶血弧菌聚为同一亚族。VscO亚基三维结构模型显示其与副溶血弧菌T3SS的YscO蛋白有相似构型。信号通路分析推测VscO位于T3SS的针状样结构上。蛋白网络互作图谱发现VscO与10种T3SS蛋白具有相邻关系。本研究结果将为溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统护航机制的研究奠定基础。

溶藻弧菌vscO基因在不同环境下的表达差异

为阐明溶藻弧菌vscO的在不同环境下的表达情况,用半定量RT-PCR方法检测vscO mRNA在不同生长时期、不同环境因子(温度、盐度和pH值)培养下的相对表达量.结果表明,溶藻弧菌vscO在对数期,温度为28℃,盐度为2%以及培养基起始pH值为7.0时的表达量最高.

对虾源副溶血弧菌强毒株HNBX-1的分离鉴定与毒性分析

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是海水养殖中常见的条件致病菌,具有发生率高和流行面广等特点。本文从患红体病的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)体内分离得到一株细菌HNBX-1,经生化实验结合热休克蛋白60(Heat Shock Protein 60,HSP60)基因鉴定为副溶血弧菌。毒性实验表明,弧菌HNBX-1对凡纳滨对虾的毒性极强,感染24 h时的LD50为3.5×104cfu·mL-1;对其重要毒力基因———耐热溶血毒素基因(TDH)、耐热溶血毒素相关基因(TRH)和Ⅲ型分泌系统(T3SS1和T3SS2)的分析结果显示,HNBX-1中的TDH、TRH以及T3SS2基因检测结果均为阴性,而T3SS1的4个毒力基因中的VP1689(vscK)和VP1694(vscF)基因扩增为阳性,表明该副溶血弧菌菌株的强毒特性与其携带的T3SS1密切相关。