海岛棉NBS类型抗病基因类似物的起源、多样性及进化

利用已克隆植物的R基因NBS序列中保守模体合成简并引物 ,以海岛棉品系Pima 90 (Gossypiumbarba dense)基因组DNA为模板进行PCR扩增 ,通过T A克隆、测序和序列比较分析共得到 31条RGAs ,其中 1 9条具有连续的ORF。利用海岛棉的 31条RGAs与GenBank中陆地棉种质系M 2 4 9(Gossypiumhirsutum)的RGAs进行了比较分析 ,RGAs可分为两大类 :其中第Ⅰ类全部为陆地棉的RGAs;第Ⅱ类分别包括了陆地棉和海岛棉的RGAs。同时对海岛棉RGAs的核苷酸和氨基酸序列进行系统发育树分析 ,表明海岛棉RGAs可分为TIR(DrosophilaTollorhumaninter leukinreceptor like)和non TIR两类 ,与前人所报道的R基因进化一致。对 1 9条具有连续ORF的RGAs进行了结构分析 ,结果表明它们包括P loop、Kin 2、“PLAL”及Meyers等所定义的RNBS A、B、C 3个模体。结果表明 。

甘薯NBS类抗病基因类似物的分离与序列分析

利用已克隆植物抗病基因NBS(Nucleotidebindingsite)序列中的保守模体(motif)“P-loop”和“GLPL”合成简并引物,以甘薯(Ipomoeabatatas)栽培品种青农2号基因组DNA为模板进行PCR扩增,通过T/A克隆、测序和序列分析,共得到15条具有连续ORF的抗病基因类似物(Resistancegeneanalogues,RGAs)序列,它们之间核苷酸序列间的相似性系数在41.2%-99.4%之间,而相应推测的氨基酸序列间的相似性系数在20.6%-100%之间,同时对分离的RGAs的核苷酸和氨基酸序列进行系统发育树分析,表明甘薯RGAs可分为TIR(DrosophilaTollorhumaninterleukinreceptor-like)和nonTIR两类。对甘薯RGAs和5个已克隆植物NBS的氨基酸序列进行结构分析表明,它们包括“P-loop”、“Kinase-2”、“Kinase-3a”“、GLPL”4个抗病基因所共有的保守模体。这些表明甘薯与其它物种的NBS类RGAs可能具有同样的起源和进化机制。

小麦NBS类抗病基因类似序列的多样性和进化关系研究

利用已克隆植物抗病基因NBS(Nucleotide binding site)序列中的保守结构P-loop和GLPL合成简并引物,以小麦近等基因系TcLr24基因组DNA为模板进行PCR扩增。得到13条具有连续ORF的抗病基因类似物(Resistancegene analogues,RGAs)序列,它们之间相应推测的氨基酸序列间的相似性系数在36.9%～98.3%之间。对甘薯RGAs和4个已克隆植物NBS的氨基酸序列进行结构分析表明,它们包括P-loop、Kinase-2、Kinase-3a、GLPL抗病基因所共有的保守结构。同时对分离的RGAs的氨基酸序列进行系统发育树分析,这些RGAs与Xa1、RPS2聚在一起,并且符合nonTIR RGAs类型。这些结果表明小麦与其他物种的NBS类RGAs可能具有同样的起源和进化机制。

易变山羊草抗禾谷孢囊线虫基因中核苷酸结合位点区(NBS)的克隆及序列分析

大部分已克隆的植物抗病基因都包含有核苷酸结合位点区 (NBS)和富含亮氨酸的重复序列区 (LRR) .利用来自节节麦的抗禾谷孢囊线虫基因Cre3位点NBS区保守序列设计特异引物 ,从含有来自易变山羊草的抗禾谷孢囊线虫基因的小麦品系E 10的基因组中PCR扩增得到一条约 5 30bp的单一条带 .将扩增条带克隆和序列分析发现 ,该克隆 (Rccn4 )的编码区长 5 2 8bp ,含一个不完整的开放读码框 ,没有起始密码子、终止密码子和内含子结构 ,它编码一个 176个氨基酸残基的蛋白质 ,分子量为 2 0 4kD .Rccn4含有NBS LRR类抗病基因NBS区共有的保守模体I(V)LDD、T(T S)R、G(L S)PLA(A I L)、RCF(A L)Y ,并且与Cre3基因的NBS编码区核苷酸和氨基酸同源性分别为99 4 %和 98% .

桑树NBS-LRR类基因家族的全基因组鉴定及其调控microRNAs分析

利用生物信息学方法,全面分析了桑树NBS-LRR类基因家族组成、结构、进化、组织表达,并对该家族基因的调控microRNA(miRNA)进行了预测。共筛选到112个桑树NBS-LRR类基因,根据功能域主要分为NBS、CC-NBS、CC-NBS-LRR、NBS-LRR 4种类型。内含子数和相位分析结果显示,基因结构类型多样。聚类分析结果显示不同聚类组间存在较多的类型交叉现象。该家族基因存在组织表达特异性。大部分桑树NBS-LRR类基因均具有被miRNAs调控的可能性,miR472b和miR482b在调控该家族基因表达中可能发挥了主要作用。桑树NBS-LRR家族基因结构和进化的复杂性决定了其功能的多样性,miRNA在控制该家族基因表达的适应性成本中发挥作用。

花椰菜遗传图谱的构建及NBS-LRR类抗性同源基因在图谱中的定位

利用AFLP和NBS profiling技术,以花椰菜自交系“AD白花”与高代自交不亲和系“C-8”杂交得到的F1代自交产生的F2代分离群体为材料,构建了第一个花椰菜遗传连锁图谱。该图谱由234个AFLP标记和21个NBS标记构成了9个连锁群,总图距为668.4cM,标记间平均距离为2.9cM。每个连锁群包含的位点数从12到47个,相邻两标记之间的距离范围是0～14.9cM。NBS标记分布在8个连锁群中,这些标记大部分聚在一起。本研究为今后的基因定位及重要农艺性状的分析提供框架图。此外,研究NBS profiling方法在花椰菜中的稳定性和有效性以及NBS-LRR类RGA在花椰菜基因组中的分布和特点。

三浅裂野牵牛NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析(英文)

NBS类植物抗病基因保守结构域的克隆为利用简并引物扩增抗病基因同源序列提供了可能。根据抗病基因Grol-4、Gpa2、N等的P-loop和GLPL保守结构域设计简并引物，分离甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛NBS类型抗病基因同源序列，共获得6条相关序列，核苷酸序列的相似性为48％～97％，推测氨基酸序列的相似性在25．2％～95．1％之间。系统进化分析表明，6条三浅裂野牵牛RGA序列可分为2个不同的类群：TIR-NBS和non-TIR-NBS。三浅裂野牵牛RGA序列与源自甘薯的RGA序列有很高的相似性，这在一定程度上反映了三浅裂野牵牛与甘薯之间的亲缘关系。分离的6条RGA序列分别命名为ItRGA1～ItRGA6，GenBank登录号分别为DQ849027-DQ849032。

小麦NBS类抗病基因同源cDNA序列的克隆与特征分析

根据已克隆植物抗病(R)基因NBS保守结构域设计简并引物,采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),在小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr19中进行抗病同源基因cDNA全长的扩增。获得了1个通读的NBS类抗病同源基因S11A11cDNA序列,该序列全长2923bp,编码878个氨基酸序列。生物信息学分析结果表明,该片段含有NB-ARC保守结构域和多个LRR结构域。聚类分析表明,S11A11编码的蛋白与小麦抗叶锈病基因Lr1编码的蛋白亲缘关系较近,而与Lr10亲缘关系较远。半定量RT-PCR分析表明,该基因在小麦叶片中为低丰度组成型表达。本研究在TcLr19小麦中成功获得了抗病基因同源序列,为最终克隆小麦抗叶锈病目的基因奠定了基础。

黑籽南瓜NBS类基因CfRFN2的克隆及VIGS验证

黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)是云南特有的具有高抗枯萎病遗传性状的瓜类种质资源。为鉴定黑籽南瓜中NBS-LRR类基因的抗病功能,该研究从其叶片中克隆了NBS类基因CfRFN 2(GenBank ID:MK618462),测序全长为4303 bp,完整的编码框长度为4092 bp,编码1363个氨基酸残基,该基因注释为拟南芥抗病蛋白At4g27190类转录体X1的同源基因,含有1个NB-ARC和2个LRR结构域,属于具有信号肽的可溶性蛋白。核苷酸相似性分析显示,CfRFN 2与其他瓜类NBS类基因相似性在87%~98%之间;系统进化树分析表明,CfRFN2蛋白和瓜类的其他NBS类抗病蛋白聚为一个分支,其中CfRFN2蛋白与中国南瓜和美洲南瓜的RPS2、印度南瓜的RPS2-like亲缘关系最近,其次是黄瓜的At4g27190和苦瓜的At4g27220,与甜瓜的Atg27190亲缘关系相对较远;组织表达特性分析表明,CfRFN 2基因在黑籽南瓜叶片中表达量最高,其次是茎,而在果皮和根中表达量较低。该研究采用烟草脆裂病毒载体系统,构建了黑籽南瓜VIGS沉默载体pTRV2-CfRFN 2,含沉默载体的农杆菌侵染黑籽南瓜幼苗后接种枯萎病菌,qRT-PCR检测表明,接种后2 d和4 d的转pTRV2-CfRFN 2沉默组植株的CfRFN 2基因表达量比接种后同时期的野生型植株显著降低(分别下降34.75%和98.27%),病情指数增加为野生型的1.32倍,初步证明黑籽南瓜CfRFN 2基因具有抗枯萎病的功能,推测该基因可能在黑籽南瓜抗枯萎病防御过程中发挥着重要作用。该研究中NBS类基因CfRFN2的克隆和VIGS验证为黑籽南瓜更多优异基因的克隆和功能验证奠定了前期基础,也为发掘黑籽南瓜优异抗病基因和开展瓜类分子育种提供新信息。

东乡野生稻NBS类抗病基因同源片段的克隆及序列分析

根据已知的NBS-LRR类抗病基因结构中氨基酸的保守区域,设计简并引物,通过RT-PCR扩增及克隆,从东乡野生稻(Dongxiang Oryza rufipogon Griff.)中共获得7个新的NBS-LRR类抗病基因同源片段。所有7个抗病基因同源序列均含有NBS-LRR类抗病基因的保守序列,如P-loop、Kinase 2、Kinase 3a以及跨膜区域等。通过氨基酸同源性比较和分析,发现克隆到的抗病基因同源序列与已克隆的水稻白叶枯抗病基因Xa1的相应氨基酸序列存在约40%的同源性,其中的3个NBS抗病基因同源序列还与小麦抗叶锈病基因Lr1存在40%的同源性。

抗禾谷孢囊线虫基因中核苷酸结合位点区(NBS)-亮氨酸重复序列区(LRR)的克隆与序列分析

根据源于节节麦抗禾谷孢囊线虫基因Cre3及已经克隆的NBS-LRR类植物抗病基因的NBS与LRR区保守序列分别设计特异引物,从易变山羊草基因组中PCR扩增得到两个扩增条带,它们的大小分别约为530bp和1200bp.经克隆测序发现,这两个序列分别长为532bp和1175bp,且是连续的.它们有32bp的共同序列,总长为1675bp,包含了一个NBS-LRR区和一个不完整的开放阅读框,没有起始密码子、终止密码子和内含子结构.它编码一个557个氨基酸的蛋白质,分子量(Mr)为63.537×103,含有NBS区保守模体ILDD,ESKILVTTRSK,KGSPLAARTVGG,RRC-FAYCS,EGF,以及LRR区的保守模体aXXLXXLXXL.它与Cre3的核苷酸和氨基酸同源性分别为87.8%和77%,可能是一个抗禾谷孢囊线虫基因.

香蕉抗病种质NBS类RGAs的克隆及相关序列差异分析

根据植物NBS类抗病基因保守氨基酸序列P-loop和疏水氨基酸GLPL保守序列设计简并引物,从香蕉抗镰刀菌枯萎病(4号小种)材料GCTCV-119的基因组DNA及cDNA中扩增获得9个DNA片段和10条cDNA片段,均编码为通读的氨基酸序列,命名为"BR-1"-"BR-19",GenBank登录号依次为EF515833-EF515836, EU123871-EU123885。同源性分析表明,均与已报道的植物抗病基因有不同程度的同源性,具有P-loop(Kinase-1a)、Kinase-2、RNBS-B(Kinase-3a)以及GLPL等保守氨基酸序列,属于non-TIR-NBS类候选抗病基因。其中,BR-5和BR-6与番茄抗镰刀菌枯萎病番茄专化型I2、I2-1和I2-2基因聚为一类,可能与香蕉镰刀菌枯萎病的抗性相关。

辣椒NBS-LRR类型抗病基因同源序列的克隆及分析

为研究辣椒NBS-LRR类抗病基因的结构和功能特点,运用前人根据NBS-LRR类抗病基因保守结构域(P-Loop和GLPL)设计的简并引物,以辣椒PBC631B的基因组DNA为模板进行PCR扩增,共获得17个具有完整开放阅读框的辣椒抗病基因同源序列(CaRGA01～CaRGA17)。多重序列比对显示这些序列都含有NBS-LRR类基因的6个保守结构域(P-loop、RNBS-A-nonTIR或RNBS-A-TIR、Kinase-2、RNBS-B、RNBS-C和GLPL)。与已知6个抗病基因(Gpa2、L6、M、N、Prf和RPM1)构建系统进化树,发现这17个序列被分为TIR-NBS-LRR和nonTIR-NBS-LRR2组,进一步划分为4个亚组(CaRGAⅠ～CaRGAⅣ)。其中,CaRGA01和CaRGA13分别与来自番茄Solanum lycop-ersicum抗细菌性斑点病基因Bs4和番茄Solanum sp.VFNT抗线虫基因Mi-1.4相似性最高,分别为90%和91%,推测这2个序列可能是相关抗病基因的一部分或与相关抗病基因属于同一家族。这些结果将为研究辣椒抗病相关基因提供理论依据。

巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

[目的]探讨巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与序列分析。[方法]以高抗炭疽病的巴西橡胶无性系R042为材料,根据抗病基因Prf、L6、N等的P-loop和GLPL保守结构域设计简并引物,从R042扩增具有抗病基因同源序列的片段,对分离获得的抗病基因同源序列进行Blastn、氨基酸同源性分析、序列比较和系统进化分析。[结果]从巴西橡胶高抗炭疽病无性系R042基因组DNA中分离获得1个NBS类抗病基因同源序列,经Blastn比对后发现,该抗病基因同源序列与毛果杨中的一个CC-NBS-LRR抗病蛋白的mRNA的序列同源性为66%,Blastn的E值为2e-24,推测氨基酸序列与已知抗病基因的相似性在26.9%～43.2%。[结论]序列比对与系统进化分析表明,该抗病基因同源序列具有NBS类抗病基因的所有保守序列,且与Xa1的亲缘关系最近。

巴西橡胶NBS-LRR抗病基因类似物多样性分析

【目的】克隆巴西橡胶抗病基因同源序列，为巴西橡胶抗病R基因的获取奠定基础。【方法】根据已知抗病基因（Resistance gene， R gene）编码的蛋白质NBS-LRR保守结构设计一对简并引物 P1/P2，采集经水杨酸（SA）处理0、12、24、48 h的巴西橡胶叶片，进行cDNA同源序列克隆。【结果】序列分析结果表明，克隆获得的RGAs经系统进化分析分为TIR-NBS-LRR和non-TIR-NBS-LRR 两种类型和9个基因家族；多重比较发现，克隆获得的RGAs具有典型的NBS类抗病基因保守结构域，在与已知植物NBS类序列相似性比较中，与I2c-2基因相似性最高，为46.2%，而巴西橡胶NBS类RGAs之间氨基酸相似性为22.1%～100.0%。进一步研究发现，核苷酸非同义替换和同义替换的比率小于1，有低水平的重组，表明点突变逐步积累是导致纯化选择的主要力量。【结论】通过SA诱导作用和NBS类抗病基因结合得到的巴西橡胶NBS类RGAs具有广泛的遗传多样性，并与已知抗病基因氨基酸序列具高度相似性，这些RGAs候补序列可能与某抗病基因有密切联系。

菠菜NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及分析

依据已知NBS-LRR类抗病基因的P-loop和GLPL两个保守结构域设计简并引物,对抗菠菜霜霉病商业杂交种RZ51-147、自交系12S3和12S4的基因组DNA进行PCR扩增、克隆和序列测定,共获得23条具有完整开放阅读框且含有NBS结构的抗病基因同源序列(resistancegeneanalogs,RGAs),编号为SP1~SP17、SP19~SP24,其在NCBI中的登录号为KX914865~KX914887。核苷酸比较分析结果表明,这23条RGAs大多与甜菜中推测的一些抗病蛋白基因或其他相关蛋白基因具有较高的同源性,其中SP1、SP2、SP5、SP6、SP10、SP11、SP12、SP13等8条序列均与甜菜RF45类抗病蛋白有着86%以上的同源性;SP3、SP4、SP8、SP9、SP24等5条序列与甜菜RPP13类抗病蛋白的同源性在85%以上,与向日葵抗霜霉病基因PI8相应区域的氨基酸序列相似性为32.20%~33.52%,且在进化树上聚为一类,推测其可能与抗霜霉病相关。同源进化分析结果表明,除SP7外,其余序列均为non-TIR-NBS-LRR类抗病基因,并与推导的氨基酸序列多重比较结果一致。

Cloning and Characterization of Full Length cDNA of a CC-NBS-LRR Resistance Gene in Sweetpotato

Conserved domain such as nucleotide binding site （NBS） was found in several cloned plant disease resistance genes. Based on the NBS domain, resistance gene analogues （RGAs） have been isolated. A full-length cDNA, SPR1 was obtained by rapid amplification of cDNA ends （RACE） method. Sequence analysis indicated that the length of SPR1 was 3 066 bp, including a complete open reading frame of 2 667 bp encoding SPR1 protein of 888 amino acids. Compared with known NBS-LRR genes, it presented relatively high amino acid sequence identity. The polypeptide has a typical structure of nonT1R-NBS-LRR genes, with NB-ARC, CC, and LRR domains. The SPR1-related sequences belonged to multicopy gene family in sweetpotato genome according to the result of Southern blotting. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed SPR1 expressed in all tested tissues. The cloning of putative resistance gene from sweetpotato provides a basis for studying the structure and function of sweetpotato disease-resistance relating genes and disease resistant genetic breeding in sweetpotato. The gene has been submitted to the GenBank database, and the accession number is EF428453.

二维Nb2SiTe4基化合物稳定性、电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理计算,确定了3种稳定未被报道的Nb2SiTe4基化合物(A2BX4:Nb2SiSe4,Nb2SnTe4和Ta2GeTe4),研究了其电子结构,光学性质以及应力工程对其电子结构的调控.计算结果表明上述3种化合物具有类似Nb2SiTe4的窄带隙值、强的光吸收性能以及显著的光学各向异性,可用于光电器件之中.其晶格常数范围为6.04Å≤a≤6.81Å,7.74Å≤b≤8.15Å.Ta2GeTe4的晶格参数与Nb2SiTe4几乎相同,带隙值减小了0.15 eV,可应用于远红外光探测.应力工程表明外加双轴拉伸应力可减小A2BX4体系带隙值.外加双轴压缩应力时,A2BX4体系价带顶轨道可出现反转(Nb2SiTe4,Nb2GeTe4和Ta2GeTe4),由B位阳离子占据态d轨道主导转变为B位阳离子占据态d轨道与X位阴离子满p轨道共同主导,导致带隙值变化趋势异常.我们预测该价带顶轨道的反转可有效降低空穴有效质量,促进载流子的迁移,有助于器件性能的提升.

LiNbO_3的抗光折变与它的OH~－谱研究

测试了不同掺杂，不同组分ＬｉＮｂＯ＿３样品的红外吸收谱．提出在一致熔化组分ＬｉＮｂＯ＿３晶体中，Ｎｂ可变价和Ｌｉ的空位模型。解释了ＯＨˉ谱的３峰结构。在掺镁阈值以上，用镁占铌位和铁占铌位的缺陷模型，解释了ＯＨˉ谱紫移及３５０４ｃｍ￣（－１）峰出现的原由，进而对镁占铌位和铁占铌位进行了肯定。

基于速率需求的NB-IoT上行覆盖性能

物联网市场将迎来快速发展,其中低速率业务连接数占了绝大部分,然而现有网络无法很好满足低速率业务的需求。NB-IoT作为一种窄带物联网技术,具有广覆盖、低功耗、低成本、大连接的特点,从众多候选技术中脱颖而出。对NB-IoT的覆盖能力展开了深入研究,首先分析了NB-IoT的上行速率能力,然后基于速率需求对覆盖能力进行了定量分析,给出NB-IoT的站址规划建议。