赤霉素诱导甘蔗节间伸长基因的cDNA-SCoT差异表达分析

以甘蔗ROC22为材料,在伸长初期进行叶面喷施200mgL?1浓度的赤霉素为处理,以喷施清水为对照,在不同时间取幼茎样品,用cDNA-SCoT进行基因差异表达分析。结果表明,通过46条引物筛选了约700个cDNA片段,获得差异片段30个。有18个基因片段受赤霉素上调而12个基因片段下调;其中16个TDFs序列和NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性,按照其功能可分为6类,即能量与代谢相关基因(占总数的20.0%)、未知功能蛋白(占总数的20.0%)、未知基因(占总数的46.7%)、信号传导相关基因(占总数的6.7%)、转录因子相关基因(占总数的3.3%)和细胞凋亡基因(3.3%)。这说明利用SCoT方法可以进行蔗茎基因差异表达研究,分离到的一些差异片段可能是与甘蔗节间伸长相关的基因。

宿根矮化病菌诱导甘蔗差异表达基因的cDNA-SCoT分析

宿根矮化病是危害严重的世界性甘蔗主要病害之一，为了探究甘蔗在该病胁迫下的抗病分子机制，本研究以甘蔗品种新台糖22健康植株为材料，利用含有宿根矮化病病原菌的蔗汁诱导其抗性，分别在接种后2、4、6、8和10d取样，构建宿根矮化病侵染处理与对照的RNA混合池，利用cDNA-SCoT法进行差异显示研究。结果表明，80条SCoT引物扩增出500多条带，长度在100～1800bp之间。从中筛选出30个差异明显的条带，测序后序列拼接，获得22条高质量的EST序列。生物信息学分析显示，对甘蔗宿根矮化病的差异基因主要涉及能量代谢、防卫反应、信号转导、蛋白质类代谢等方面。进一步基因功能分析显示，油菜素内酯合成蛋白、NBS-LRR类抗性蛋白、茉莉酸诱导蛋白、α-微管蛋白、ABA胁迫成熟蛋白、富含脯氨酸蛋白、翻译起始因子eif-2b α亚族等可能参与了甘蔗宿根矮化病病原菌互作的过程。

低温胁迫下甘蔗抗寒相关基因的cDNA-SCOT差异显示

为探寻甘蔗在低温协迫下相关基因表达差异的分子基础,探索cDNA-SCOT差异显示的可行性,选用了桂糖28号(抗寒性强)和新台糖22号(抗寒性弱)两个甘蔗品种,分别构建了低温处理与对照的RNA混合池,利用cDNA-SCOT法进行了差异显示研究。102条SCOT引物扩增出600多条带,长度在100-1 800 bp之间。选择其中7条差异片段(TDF),进行回收、克隆和测序。结果表明,利用SCOT方法可以对甘蔗cDNA混合池进行差异显示研究,两个甘蔗品种在低温下有部分相同的基因表达,5个TDF分别与脱水素、半胱氨酸型肽酶、多胺氧化酶、C4磷酸羧化酶和过氧化氢酶基因具有很高的同源性,只在抗寒品种中稳定出现的2个TDF功能未知,可能与甘蔗的抗寒基因表达相关。

花生属人工异源多倍体进化早期基因表达变化的cDNA-SCoT分析

为了探索花生属异源多倍体进化理论和种间杂交过程所涉及的遗传机制,以四倍体栽培种花生与二倍体野生种A.doigoi及其种间杂种F1和早期多倍体世代（S0~S3）为材料,采用cDNA-SCoT技术研究花生属人工异源多倍体进化早期基因表达变化规律。12条SCoT引物共扩增出108个cDNA片段,获得差异片段80个,占扩增总条带数的74.07%,对其中的35个差异片段进行克隆测序,有26个和GenBank数据库中已录入的基因具有较高的相似性,包括能量与代谢相关基因（8个）、未知功能蛋白基因（3个）、抗逆性相关基因（4个）、信号传导相关基因（2个）和反转录转座子相关基因（9个）。这说明花生属种间杂交人工异源多倍化早期世代发生着快速、剧烈的基因表达变化;从中获得的一些差异基因片段可用于花生属异源多倍化的分子机制研究。

基于cDNA-SCoT差异显示的甘蔗应答水分胁迫基因表达谱分析（英文）

【目的】研究甘蔗应答水分胁迫差异基因表达,进一步探究甘蔗应答水分胁迫的分子机制,为开展甘蔗抗旱综合性遗传改良研究提供科学依据。【方法】选用GT11为材料,分别构建对照、干旱、复水3个处理总RNA混合池,使用cDNA-SCoT差异显示构建GT11伸长期应答水分胁迫的基因表达谱,筛选、分离TDFs进行测序,在NCBI数据库进行BLAST同源性检索,根据同源基因推测基因功能。【结果】通过42条SCoT引物筛选得到180个TDFs,有100个TDFs与NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性,根据同源基因功能可分为14类:新陈代谢相关基因(11个)、能量代谢相关基因(12个)、运输途径相关基因(5个)、通信及信号转导相关基因(6个)、细胞循环及DNA加工相关基因(3个)、转录调控因子相关基因(3个)、蛋白质合成相关基因(17个)、蛋白质加工相关基因(1个)、结合功能蛋白相关基因(7个)、环境互作相关基因(3个)、转座子、毒性及质粒蛋白相关基因(5个)、细胞成分生物合成相关基因(1个)、防御相关基因(4个)和未知功能蛋白基因(22个)。【结论】甘蔗应答水分胁迫调节途径具有多样性、复杂性、协调性和网络性;应用cDNA-SCoT差异显示筛选获得水分胁迫相关TDFs,可为进一步研究甘蔗应答水分调控途径的分子机理提供重要信息。

干旱胁迫下割手密基因cDNA-SCoT差异表达分析（英文）

【目的】通过分析割手密叶片在干旱胁迫下的基因表达谱,筛选获得抗旱相关基因,为开展甘蔗抗旱性遗传改良研究提供候选基因。【方法】以割手密GX83-10为材料,构建正常浇灌(对照)及两个干旱处理叶片总RNA混合池,使用cDNA-SCoT构建割手密GX83-10伸长期应答干旱胁迫的基因表达谱,筛选、分离转录衍生片段(TDFs)并进行测序,根据NCBI数据库BLAST同源性检索结果推测基因功能,并使用qRT-PCR对抗旱相关TDFs进行表达验证分析。【结果】成功获得120个上调表达TDFs序列,其中53个TDFs序列与NCBI数据库中已录入的基因具有较高相似性,根据同源基因功能可分为10个类群:结合功能蛋白相关基因(20.75%)、新陈代谢相关基因(13.21%)、通信及信号转导相关基因(13.21%)、转录调控因子相关基因(13.21%)、运输途径相关基因(11.32%)、环境互作相关基因(9.43%)、能量代谢相关基因(7.55%)、蛋白质合成相关基因(3.77%)、防御相关基因(3.77%)及细胞成分生物合成相关基因(3.77%)。通过对运输因子家族蛋白、RING/U-box超家族蛋白、22 kD干旱诱导蛋白、微管蛋白alpha-3链和质膜H+-ATPase进行qRT-PCR分析,结果表明,这些基因在干旱胁迫下均呈不同程度的上调表达。【结论】干旱胁迫下,应用cDNA-SCoT构建割手密叶片基因表达谱筛选抗旱相关基因具有可行性。从割手密叶片中挖掘获得的抗旱及水分有效利用相关基因,可为利用野生种质资源开展甘蔗育种研究提供候选基因,改良甘蔗抗旱性,拓宽甘蔗育种基因库。

cDNA-SCOT基因差异表达两种电泳方法的比较研究

应用cDNA-SCOT研究了低温胁迫下不同抗寒性甘蔗品种的基因差异表达,比较了两种PCR产物电泳方法。结果表明,采用琼脂糖凝胶电泳成本较低,操作简单,省时,其凝胶图像条带亮白,背景为黑色,主带明显,副带较模糊;采用聚丙烯酰胺凝胶电泳成本较高,操作复杂,耗时,其凝胶电泳图像条带呈黑褐色,背景为浅黄色,主带和弱带清晰易读,但部分引物泳道背景深,影响差异基因鉴别效果。根据两种电泳方法的优缺点,提出应用cDNA-SCOT进行基因差异表达研究时的相关建议。

甘蔗cDNA-SCoT差异显示分析PCR反应体系建立、优化及应用

cDNA-SCoT差异显示分析是应用于植物基因差异表达研究的一项新技术。本研究以甘蔗品种桂糖11号根尖为材料,提取总RNA并反转录第1链cDNA,对影响甘蔗cDNA-SCoT差异显示PCR反应的cDNA模板、SCoT引物、dNTPs、Taq DNA聚合酶和Mg2+等因子进行优化,建立甘蔗cDNA-SCoT反应体系,同时应用优化后反应体系分离25%PEG6000胁迫诱导甘蔗根尖差异表达基因片段。结果表明:各项因子均对PCR扩增效果存在影响,20μL反应体系中各因子的最佳含量如下:cDNA 80 ng、引物浓度1.0μmol/L、Taq DNA聚合酶2.0 U、dNTPs浓度200μmol/L、Mg2+浓度1.8 mmol/L。研究结果还显示,SCoT引物扩增多态性丰富,平均每条引物扩增条带30条,多态性条带比率为46.9%,6条引物分离得到PEG诱导甘蔗根尖特异表达片段45条,表明本研究所建立的甘蔗cDNA-SCoT反应体系具有操作简便、结果稳定、重复性好、成本低、多态性丰富等优点,可为甘蔗基因差异表达研究提供新的技术支持。

cDNA-SCoT Analysis of Differential Expressed Genes in Allium tuberosum Induced by Botrytis cinerea

[Objectives]To investigate the molecular mechanism of gene differential expression in A.tuberosum under Botrytis cinerea stress.[Methods]The leaf of A.tuberosum was inoculated with B.cinerea to induce resistance,then leaf samples were taken at 2,4,8,12 and 24 h,respectively,after inoculation,and used for cDNA-SCoT analysis to detect the gene differential expressions.[Results]More than 800 bands with length of 100-1800 bp were obtained using 60 SCoT primers.A total of 40 differentially expressed EST sequences were screened out,and 18 non-redundant ESTs with high quality were obtained by cluster analyses of the ESTs sequencing.The results of BlastN showed that the differential genes of A.tuberosum mainly related to disease defense,signal transduction,and protein metabolism.[Conclusions]Further analysis of gene function indicated that brassinosteroid biosynthesis-like proteins,NBS-LRR type disease resistance protein,jasmonic acid induced protein,abscisic stress ripening protein may be involved in the process of the incompatible interaction between the A.tuberosum and B.cinerea.

高温胁迫下杜鹃差异表达基因的cDNA-SCoT分析

杜鹃花为高山植物,大多不耐高温,严重制约了杜鹃花的迁地保护与园林应用,故有必要探讨杜鹃花属植物在高温逆境下的耐热机理。本研究以2年生的‘胭脂蜜’(Rododendron'Yanzhimi')和‘江南春早’(R.'Jiangnanchunzao')为材料,进行高温(42℃/30℃)处理,在处理后2、4、8、12及24 h后取样,构建高温处理及对照的RNA混合池,利用目标起始密码子多态性(c DNA-SCo T)进行差异分析。结果表明,40条引物能扩增出110多条条带,筛选出20条差异明显的条带,测序拼接后获得16条高质量的序列。通过生物信息学分析,发现了13个差异表达的基因,它们与逆境防御反应、植物代谢、基因转录和细胞结构合成等有关。

盐胁迫下杜鹃差异表达基因的cDNA-SCoT分析

土壤盐渍是限制杜鹃属(RhododendronL.)植物分布与园林应用的主要因素之一。为探究杜鹃在盐胁迫中的抗性分子机理,以2个杜鹃品种‘江南春早’(R.‘Jiangnan Chunzao’)和‘胭脂密’(R. obtusu‘Yanzhi Mi’)为材料,进行盐胁迫处理,然后采用cDNA-SCoT的方法进行差异表达基因的筛选。结果表明,40个引物能够扩增出90多条带,其长度在100~1 800 bp之间;筛选出32条差异明显的条带进行回收,连接转化,经测序得到了15条高质量的EST序列。其生物信息分析表明,杜鹃盐胁迫下的差异基因主要编码过氧化氢酶、LRR受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶At1g63430异构体X1、Shc相关蛋白、光系统Ⅱ蛋白D1以及PTS果糖转运蛋白亚基ⅡABC等功能性蛋白,涉及细胞结构、防御反应、代谢、能量代谢、信号转导、转运、转录等。