一种用于PCR的植物基因组DNA快速制备方法

本文介绍了一种用于PCR的植物基因组DNA的快速制备方法。该方法只需将少量（4～6mg）植物叶片、适量（200μL）TE缓冲液、和一粒钨合金珠放入1个2mL离心管，在多功能组织细胞研磨器中振动5min破碎组织后，直接取1μL DNA溶液作为PCR的模板。本方法具有简单快速、操作效率高、成本低、扩增效果好等优点，特别适合于大量样品的基因型检测。

植物RNA干涉载体的构建及其在水稻基因表达沉默中的应用

为了方便利用RNA干涉(RNAinterference,RNAi)研究植物基因的功能,本研究构建了2个用于RNAi的植物转化载体pRNAi-35S和pRNAi-Ubi。这两个载体以pCAMBIA双元载体为骨架,含有2个多克隆位点区进行目的基因片段的正向和反向克隆,并分别由CAMV35S启动子和玉米泛素基因启动子控制发夹结构RNA的产生。为了验证该载体的有效性,用PCR扩增了1个水稻转录因子(ArabidopsisAP2/EREBP同源基因)基因片段组装入pRNAi-Ubi,转化水稻获得转化体。在所检测的7株转化株中,5株的内源目标基因的mRNA被降低至RNAblot检测不到的水平。这些结果说明本研究构建的RNAi载体对基因表达沉默是有效的。

基因工程技术提高烟草抗病虫性的研究进展

烟草既是重要的经济作物,同时又是双子叶模式植物,因此以烟草为对象展开研究一方面可以阐明异源基因的功能,另一方面有可能获得对病虫害抗性提高的有实用价值的转基因烟草株系。本文综述了近年来国内外利用转基因技术,在验证抗病虫害基因功能、提高烟草抗病虫害生物逆境方面的研究进展,以期为其他作物的抗病虫害研究提供借鉴。

基于mRNA水平的差异表达基因筛选技术

随着分子生物学技术的深入发展,基因组研究重点已经由基因组测序转向基因功能鉴定,即由结构基因组学向功能基因组学转变。研究获得不同处理下基因的差异表达谱是功能基因组学的重要一环,目前已经有多种检测基因差异表达的技术可供选用。在减法杂交技术和PCR基础上发展起来的DDRT-PCR、cDNA-RDA、cDNA-AFLP和SSH技术因其实用性而得到广泛的应用,并取得了令人满意的结果。

CRISPR/Cas9基因组编辑技术在植物基因功能研究及植物改良中的应用

CRISPR/Cas是发现于细菌和古细菌基因组中的特殊结构,参与细菌和古细菌破坏噬菌体和外源质粒的免疫保护。科学家将II型CRISPR/Cas改造成为一个组装简便、高效和精准的基因组编辑工具,并迅速在动物、植物和微生物基因功能研究和遗传改造中获得广泛应用。本文介绍CRISPR/Cas9技术出现近两年来,在水稻、小麦、高粱、拟南芥、烟草、甜橙等植物中的研究情况,在此基础上对该技术的优点和需要进一步改进的地方提出了看法。

查尔酮异构酶基因的分子特征及其在基因工程中的应用

介绍了查尔酮异构酶(CHI)的结构与作用机制、CHl基因的结构特征、系统进化、时空表达特性以及在基因工程中的应用研究进展。

彩叶草Rubisco活化酶基因SsRCA的分子特征及其表达模式

为研究观赏植物彩叶草的光合特性,根据Rubisco活化酶(RCA)的保守区域简并扩增获得的保守片段,采用RACE方法,克隆了RCA全长cDNA,命名为SsRCA(GenBank登录号FJ787730)。SsRCAcDNA全长1 548bp,包含1个1 311bp的ORF框,编码436个氨基酸的前体蛋白。其5-′UTR区含有1个终止子TAA,3-′UTR区具有2个mRNA非稳定性相关的DST-like元件和推测的加尾信号AATAAA。SsRCA蛋白具有定位于叶绿体的N端转运肽,具有2个保守的ATP-binding结构域、1个sensor 2基序和多个磷酸化位点。多序列比对和系统进化分析表明,SsRCA与其他植物的RCA蛋白具有较高的一致性,属于RCA的β亚基。表达分析表明,SsRCA基因在含有绿色组织的茎、叶和萼片表达。在9 h黑暗和15 h光照的光周期处理中,正午时表达量最高,午夜时表达量最低,具有明显的光诱导表达特性。

烟草抗非生物逆境分子育种研究进展

双子叶模式植物烟草是重要的经济作物,烟草抗非生物逆境分子生物学的研究一方面可以验证异源抗逆境基因的功能,另一方面有可能获得抗非生物逆境能力提高的烟草新品种。综述了近年来国内外利用转基因技术,在验证抗非生物逆境基因功能、提高烟草抗寒、抗旱、抗盐和重金属等非生物逆境方面的研究进展,以期为其它作物的抗逆研究提供参考。

彩叶草羟基丙酮酸还原酶基因CbHPR的克隆及分析

为研究C3植物彩叶草的光呼吸作用,根据获得的HPR EST片段,采用RACE和文库结合的方法,克隆了HPR蛋白的全长cDNA,命名为CbHPR（GenBank accessionNo.EF125078）.序列分析结果表明,该cDNA全长为1393bp,包含一个1161bp的ORF框,编码386个氨基酸;其5′-UTR区含有2个终止子TGA,3′-UTR区具有推测的加尾信号AATAAA;CbHPR蛋白C端具定位于微体的转运信号S-K-L,具有1个保守的2-Hacid_dh_Cdo-main结构域（D-异构体-羟基酸脱氢酶-NAD结合结构域）、5个S磷酸化位点、4个T磷酸化位点和6个Y磷酸化位点.PSORT定位分析显示,CbHPR定位于叶的过氧化物酶体中.多序列比较和进化树分析表明,CbHPR与其他植物HPR一致性高达87%-90%,与拟南芥AtHPR具有相似的功能.CbHPR基因的克隆与分析,为进一步研究该基因在彩叶草的光呼吸作用中的表达调控奠定了基础.

水稻丝氨酸蛋白酶S8基因家族的分布及分析

水稻丝氨酸蛋白酶S8基因家族在水稻的生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究利用公共数据库资源,分析水稻中丝氨酸蛋白酶S8基因家族,在水稻12条染色体上找到46个该类基因。通过其结构分析发现,每个基因的内含子数目从0到10各不相同,但氨基酸序列是非常保守的,都有催化活性位点和底物结合位点。系统进化树分析显示,这46个基因分为3个亚家族,S8-1亚家族最大。该家族基因的进化主要是通过基因重复复制的方式进行,其表达模式发生了变化,并且多个基因在穗部具有表达。

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子基础

植物细胞质雄性不育是广泛存在于高等植物中的现象,其表现为母性遗传、花粉败育,但雌蕊正常。细胞质雄性不育在杂交种子生产中起着重要作用,研究其分子作用机制有利于更有效地利用细胞质雄性不育。随着一些不育基因和恢复基因相继被克隆,人们对一些细胞质雄性不育和恢复系统的分子作用机理已经有一定了解。本文综述了近年来对植物细胞质雄性不育基因和恢复基因作用机理研究的进展。

一个辐射诱变的水稻卷叶突变体的特性研究

通过60Co-γ射线处理籼稻品种青华占的干种子,获得一个稳定遗传的卷叶突变体(γ-rl),对其进行叶片细胞学观察、根形态特性分析及生长素(IAA)和色胺含量的分析。结果显示卷叶突变体γ-rl叶片的中脉面积比野生型增加,而侧脉数目减少;突变体种子萌发后幼苗的主根长度比野生型显著缩短,根总数也显著减少,表明幼苗期γ-rl的根系发育明显差于野生型;突变体γ-rl幼苗的主根生长对外源IAA、IAA抑制剂NPA处理的反应与野生型相比也存在显著差异;在幼苗期,突变体γ-rl叶片内源IAA的含量明显低于野生型,而色胺的含量明显高于野生型,但在抽穗期,突变体γ-rl叶片的IAA和色胺含量与野生型相比均无显著差异。研究结果将为阐明该突变体卷叶突变产生的原因及卷叶相关基因(OsFMO(t))的功能打下基础。

彩叶草中一个富亮氨酸重复相关蛋白基因SsLRP的克隆和分析

根据彩叶草叶片小型EST库中一条具有1个富亮氨酸重复(leucine-rich repeat,LRR)结构域的EST序列,采用RACE与文库结合的方法,克隆了1个具有5个LRR结构域的全长cDNA,SsLRP(LRR-Related Protein)(GenBank登录号FJ787729)。SsLRP cDNA全长1024bp,包含一个657bp的ORF框,编码218个氨基酸。其5’-UTR区含有2个终止子TAG,3’-UTR区具有推测的加尾信号AATAAA。SsLRP蛋白N端具有的信号肽和保守的亮氨酸拉链结构域,具有5个保守的LRR结构域,多个磷酸化位点和N-糖基化位点。多序列比对和系统进化分析表明,SsLRP与番茄SlLRP同源性最高。二级结构和三级结构预测表明,SsLRP的功能可能与保守的LRR结构域密切相关,推测该基因可能参与蛋白间的相互作用与信号识别。RT-PCR分析表明,SsLRP与番茄SlLRP具有相似的表达模式,在正常植株的根、茎、叶和花中都有表达,在受菌核病感染植株的茎和叶中表达上调。

海芋凝集素AML的原核表达及其多克隆抗体制备

为了制备海芋凝集素(Alocasia macrorrhiza lectin,简写AML)的多克隆抗体,分别构建了AML全长及部分片段的原核表达载体,并利用获得的原核表达的AML片段免疫新西兰雄兔获得抗血清。结果表明,含AML全长的原核表达载体pET30a(+)-AMLcDNA的原核表达宿主菌株Rosetta(DE3),在加入不同浓度的诱导剂IPTG后,菌液浓度出现短暂增加后逐渐下降,且下降幅度与加入的IPTG浓度呈正相关,同时用SDS-PAGE电泳法未检测到预期融合蛋白的形成;而含AML片段的原核表达载体pET30a(+)-AMLcDNA(270-613)的原核表达宿主菌株Rosetta(DE3),在IPTG诱导下能正常生长,且能诱导出预期大小的融合蛋白。利用制备型SDS-PAGE法纯化此融合蛋白作为抗原免疫新西兰雄兔获得抗血清,用该抗血清作为一抗进行Western blot,在海芋块茎、叶、叶柄和诱导菌体中均能检测到相应分子量的AML条带,表明制备的AML多克隆抗体可以用于检测AML。