高粱SBP-box基因家族全基因组鉴定及表达分析

SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN box(SBP-box)基因家族编码一类绿色植物特有的转录因子,其功能涉及作物遗传改良的许多方面,如产量、株型、抗逆性等,具有重要的实际应用价值。本研究通过生物信息学方法从高粱(Sorghum bicolor L.)全基因组中鉴定出18个SBP-box基因,分布于9条染色体上,其中8个基因位于基因组重复区域。系统发育分析表明高粱SBP-box基因家族可分为6个亚家族,其中Sb SBP12、Sb SBP3和Sb SBP15分别与玉米Zm LG1、Zm TGA1和Zm UB2/3直系同源。基于RNA-seq数据的表达分析发现高粱SBP-box基因在花序原基中表达量最高,Sb SBP9和Sb SBP17为花序原基特异表达基因,Sb SBP5、Sb SBP8和Sb SBP18等基因受外源ABA和PEG胁迫上调表达,表明SBP-box基因可能参与高粱对非生物逆境的响应。本研究为高粱SBP-box家族重要基因的克隆提供了参考,相关基因可作为高粱遗传改良的候选基因。

SbSBP5基因参与高粱对干旱胁迫的响应

SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN box(SBP-box)基因编码一类植物特有的转录因子,其功能涉及植物生长发育的诸多过程,包括植物叶片的形态建成、胚胎发生、营养生长到生殖生长的更替等,在作物遗传改良方面具有重要的应用价值。本研究克隆了高粱SbSBP5基因,分析了其序列特征及其在不同逆境下的表达模式。结果表明SbSBP5编码884个氨基酸,含有一个典型SBP结构域,其启动子区含有ABRE、ARE和MBS等逆境相关顺式元件;SbSBP5可受PEG和外源ABA诱导上调表达,表达峰值时分别是对照的12倍和11倍,SbSBP5启动子在转基因拟南芥中可驱动GUS报告基因表达,并且其活性可受干旱和ABA诱导增强,分别是对照的3倍和4倍。本研究结果进一步证明SbSBP5参与了植株对干旱和外源ABA的响应,为深入研究SbSBP5的功能奠定了基础。

高温胁迫下不同玉米花粉组蛋白Zm-H3基因的克隆及表达分析

为了解组蛋白H 3基因(Zm-H3)在不同耐高温玉米(Zea mays L.)材料中的差异表达情况,以中地88(耐高温)和先玉335(不耐高温)2个玉米品种为材料,在高温条件下取其花粉提取总RNA,再通过mRNA纯化、反转录、文库构建及高通量测序等步骤,克隆了一个玉米组蛋白Zm-H3。生物信息学分析表明,该基因位于玉米第6染色体上,全长cDNA为904 bp,编码长度为136个氨基酸的蛋白质,进一步对该蛋白的理化性质、功能位点及结构作了分析。转录组高通量测序结果显示,Zm-H3基因在这2个玉米材料中的表达呈现显著差异,在中地88材料中出现了高表达,为先玉335材料的2.08倍。该实验结果可以为玉米组蛋白H 3基因的应用研究奠定分子基础,也可为其它基因的克隆及表达分析提供参考。

高粱SbSBP17基因的克隆及表达分析

SBP-box(Squamosa promoter Binding Protein box)蛋白是绿色植物中特有的一类转录因子,其功能涉及植物叶片发育、胚胎发生、间隔期长度、营养到生殖生长的更替、育性维持等生长发育的重要过程。该研究以高粱材料BTx623花序总RNA为模板进行RT-PCR,克隆了高粱 SbSBP 17基因,并对其进行了系统进化及半定量PCR表达分析,为进一步研究 SbSBP 17基因的生物学功能奠定基础。结果表明: SbSBP 17含有2个内含子和3个外显子,编码1个444氨基酸的蛋白质,在其195~269 aa区域含有一个典型的SBP-box结构域;系统进化分析表明,18个SBP17蛋白可分为三组,第Ⅰ和Ⅱ组只有单子叶植物基因,而第Ⅲ组只有双子叶植物基因,SbSBP17与玉米PWZ17260.1亲缘关系最近;启动子顺式作用元件分析显示, SbSBP 17启动子含有细胞周期调控元件MSA-like、分生组织发育调控相关元件CAT-box和组织特异性表达元件RY-element等。基因表达分析显示, SbSBP 17是花序特异性表达基因,随着花序发育(长度增加), SbSBP 17基因表达量逐渐增高,当花序长至10 cm时基因表达量达到峰值,约是花序长度最小点(≤2 cm)时的40倍,随后表达量逐渐降低,并于花序长度20 cm时显著降低50%以上。研究推测,随着高粱花序进一步发育, SbSBP 17基因的表达量可能逐渐降低,最终消失。

半夏叶柄愈伤组织诱导与分化最适培养基筛选

以半夏(Pinellia ternata(Thunb.)Breit)叶柄为外植体,研究不同培养基配方对诱导脱分化、愈伤组织增殖及分化的影响。结果表明,适合半夏叶柄诱导脱分化的最佳培养基是MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L 6-BA;最适愈伤组织增殖培养基是MS+1.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L 6-BA;最适分化培养基是MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA。

不同保存方法和研磨方式对玉米总DNA提取效果的影响

以玉米自交系昌7-2为材料,采用改良CTAB法提取基因组DNA,分析不同保存和研磨方法等对样品提取效果的影响。通过A260/A280、琼脂糖凝胶电泳、PCR扩增,对提取的基因组DNA进行分析鉴定。结果表明,CTAB缓冲液保存叶片并在CTAB缓冲液中研磨叶片,得到的DNA效果最佳,同时这种方法也比较经济安全。