芥菜型油菜TT1基因的克隆和SNP分析

拟南芥的TT1基因(编码含有WIP结构域的锌指蛋白)对种皮的发育和颜色的形成具有重要的调控作用。本研究利用同源克隆和RACE技术分离了芥菜型油菜TT1基因,在芥菜型油菜黄黑籽材料的种皮中进行转录水平的分析,比较了黑籽油菜与黄籽油菜基因序列的差异,并采用等位基因特异(allele-specific)PCR技术对可能存在的单核苷酸多态位点进行验证。结果表明,芥菜型油菜TT1基因的DNA序列全长为2197bp,包含1个内含子,与甘蓝型油菜TT1-1基因的DNA序列的相似性为99%,与拟南芥的TT1基因DNA序列的相似性为85%;推导的TT1蛋白序列为300氨基酸残基,理论分子量为33.97kD,等电点为6.99;TT1在所有材料的种皮中均检测到表达;比较紫叶芥、四川黄籽、NILA和NILB的TT1基因序列,共发现8个核苷酸变异位点,均在基因的外显子区域,其中紫叶芥和NILA的序列相同,四川黄籽和黒籽近等基因系NILB的序列相同。与紫叶芥相比,黒籽近等基因系NILB有8个核苷酸差异,但种皮颜色与紫叶芥一样,均为黑色,TT1基因这些位点的突变并不影响芥菜型油菜种皮的颜色。通过等位特异PCR可以区分来自四川黄籽与紫叶芥的TT1基因。

基于KASP技术开发检测水稻耐高温TT1基因型的分子标记

高温是对水稻产量和品质有重要影响的环境因素之一,随着全球气候逐渐变暖,高温热害对水稻生产构成了严重的威胁。研究发现非洲栽培稻CG14中的OgTT1等位基因可以显著提高水稻耐高温特性。为了更高效利用OgTT1等位基因选育耐高温水稻品种,根据OgTT1等位基因的功能性SNP位点设计了一个高通量分子标记TT1-KASP。利用该分子标记对来源于NIL(CG14)分别与申恢26、申6B杂交的F_4代重组自交系进行检测,检测结果表明在F_4代重组自交系的65个株系中,4个株系不含OgTT1等位基因,53个株系OgTT1等位基因纯合,而其余的8个株系为杂合基因型。对65个F_4代重组自交系株系进行基因测序后发现,得到的基因序列与TT1-KASP标记所得序列完全一致。该结果表明TT1-KASP分子标记可以用于耐高温水稻新品种的标记辅助选择育种工作。

核桃TT1类转录因子的筛选及干旱响应分析

TT1基因(transparent testa1)在植物逆境响应中有重要作用。核桃是重要的经济树种,其产量和质量均受环境影响。为进一步探索核桃(Juglans regia)抗逆机制,以‘香玲’核桃为试验材料,克隆获得核桃JrTT1基因,并进行基因表达和生物信息学分析,预测该基因的基本生物功能。结果表明,JrTT1-1、JrTT1-2、JrTT1-3基因的开放阅读框(OFR)分别为1014、1023、1029 bp,蛋白分子量分别为37763.51、38492.94、38136.36 u,含有氨基酸数分别为337、340、342,理论等电点分别为7.88、7.19、8.89。与其他物种的同源TT1蛋白具有较近的进化关系。且其上游1200 bp启动子中含有多种与干旱逆境响应相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)发现,JrTT1-1、JrTT1-2、JrTT1-3基因在PEG 6000胁迫下能不同程度地被诱导表达,且在叶和根中的表达趋势不同。表明JrTT1基因可以响应干旱胁迫诱导,并具有组织表达特异性,推测其在核桃逆境响应中具有一定作用。