火炬松生长和松脂性状相关候选基因的单核苷酸多样性分析

[目的]对火炬松Pinus taeda生长和松脂产量相关功能基因单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点进行筛选与分析,为分子标记辅助育种提供技术基础.[方法]利用生物信息学对火炬松cDNA文库进行整理、比对、剪接、注释,挑选出与生长素、赤霉素、细胞分裂素及蒎烯合成相关的非重复序列基因(Unigene)作为候选基因片段,利用MEGA5.0和DnaSP4.0软件对火炬松36个单株的8个候选基因片段进行序列比对和分析.[结果]所测序列总长为5 177 bp,检测到184个SNP位点,平均36.9 bp的基因序列中出现1个SNP位点,其中123个为非同义突变、61个为同义突变SNP位点.核苷酸多态性πa和θw分别为0.020和0.016.对8个候选基因片段内SNP位点进行的连锁不平衡分析显示,随着核苷酸序列长度的延伸,SNP位点的连锁不平衡在基因内部迅速衰退(R2≤0.2).[结论]在火炬松中,基于候选基因内SNP位点间的连锁不平衡作图是可行的.     

油菜脂肪酸延长酶基因fae1片段的克隆与SNP分析

 脂肪酸延长酶基因fae1是调控油菜芥酸合成的关键基因。本研究利用GenBank中的fae1基因序列AF490462为模板设计引物，通过多聚酶链式反应（PCR）从白菜、甘蓝和甘蓝型油菜（包括2个人工合成种）的12个不同品种中扩增出长1 007bp的fae1基因片段。PCR产物经与克隆载体pGEM-T vector连接和序列测定，获得12个品种的fae1基因片段的DNA 序列。对来自12个不同品种的fae1基因序列进行比较分析表明：fae1基因具有高度序列保守性，扩增长度均为1 007 bp，核苷酸序列相似度达98%以上，氨基酸序列的保守性更高。在1007 bp的区间内共发现23个SNP(single nucleotide polymorphism)位点，其中有11个单核苷酸变异导致了编码氨基酸的改变。人工甘蓝型油菜和天然甘蓝型油菜的fae1基因片段未发现明显差异。发现了高芥酸品种与低芥酸品种的fae1基因、以及A基因组与C基因组的fae1基因特有SNP位点。     

柑橘类植物GPAT基因片段克隆和SNP分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶基因是与植物抗冷性强弱密切相关的基因。根据已报道的各种植物GPAT基因的氨基酸序列上前后两个保守区设计1对简并引物,采用RT-PCR技术,分别从琯溪蜜柚、马家柚、莽山野橘等8种柑橘类植物中克隆得到315bp的GPAT基因片段。使用DNA Star5.0软件对8个片段序列进行同源性比较,8个片段的核苷酸同源性高达97.8%,与其它植物GPAT基因核苷酸序列的同源性都在72.5%以上;经过氨基酸序列推导,每个GPAT基因片段分别编码105个氨基酸,8个片段的氨基酸同源性为95.2%,与其它植物GPAT基因的氨基酸序列同源性在68.9%以上。试验克隆所得8种柑橘类植物GPAT基因片段序列存在明显的单核苷酸变异,在14个核苷酸位点存在SNPs(single nucleotide polymorphisms),导致6个氨基酸位点发生变异,多态性频率为1SNP/22.5bp,核苷酸变异度为4.45%,氨基酸变异度为5.71%。采用NJ聚类法对克隆片段的核苷酸序列进行了遗传多样性分析。     

柑橘类植物SOD基因片段的克隆和SNP分析

[目的]对柑橘类植物遗传多样性进行精确分析研究。[方法]根据已报道的各种植物Mn/Fe-SOD基因的氨基酸序列上前后2个保守区设计1对简并引物,采用RT-PCR技术,分别从岭南沙田柚、柠檬等6种柑橘类植物中克隆得到长426bp的Mn/Fe-SOD基因片段,并对所得序列进行了SNP分析。[结果]柑橘类植物核苷酸同源性高达97.2%,与其他植物Mn/Fe-SOD基因核苷酸序列的同源性都在77.7%以上;经过氨基酸序列推导,每个基因片段分别编码142个氨基酸,6个基因片段的氨基酸同源性为97.9%,与其他植物Mn/Fe-SOD基因的氨基酸序列同源性在79.0%以上。在Mn/Fe-SOD基因片段中有18个核苷酸位点存在SNPs,导致3个氨基酸位点发生变异,多态性频率为1SNP/23.7bp,核苷酸变异度为4.23%,氨基酸变异度为2.38%。[结论]该研究为丰富构建柑橘类植物基因图谱标记和抗逆性状的遗传标记奠定了基础。     

甘蓝型油菜FAD2基因调控序列的克隆及瞬时表达分析

油酸去饱和酶FAD2（fatty acid desaturase 2）是广泛存在于植物中的一种能催化油酸脱氢生成亚油酸的还原酶。根据GenBank上已知的甘蓝型油菜FAD2基因设计引物,以甘蓝型油菜（Brassica napus L.）叶片总DNA为模板,进行TAIL-PCR扩增,获得约1.4 kb片段并测序。序列比对结果说明该片段为已知的FAD2基因编码区上游序列。将该片段进行不同长度的5′端缺失,并用缺失后的序列替换pBI221-LUC质粒上的CaMV35S启动子,构建了甘蓝型油菜瞬时表达载体,进行油菜原生质体瞬时表达的初步研究,结果表明该序列5′端-669 bp至-1019 bp对报告基因表达水平有较大的影响。结合启动子预测分析结果,此片段中可能存在的赤霉素应答元件、光调控元件等顺式作用元件对FAD2基因的表达调控具有重要作用。     

云纹石斑鱼和赤点石斑鱼杂交子一代线粒体相关基因的母性遗传特征分析

对云纹石斑鱼和赤点石斑鱼及其正反杂交子代的3种线粒体基因(COⅠ、16S rDNA、Cyt b)和核基因Tmo-4c4进行序列分析,其中16S rDNA序列中有明显的插入缺失位点,而其他3个基因序列无插入缺失变异。在12个分析样本中,COⅠ同源序列(387 bp)中共检测到41个核苷酸多态性位点,16S rDNA(529 bp)中有21个核苷酸多态位点,Cyt b(383bp)中有49个核苷酸多态位点。Tmo-4c4(467 bp)有8个核苷酸多态位点。序列差异分析和遗传距离比较结果显示,正反杂交子一代的3个线粒体基因序列与母本基因序列的同源性都为100%,与父本的基因序列同源性分别为COⅠ:90%和89.4%;16S rDNA:96%和96%;Cyt b:87%和87.2%。核基因Tmo-4c4正反交子一代与母本的序列同源性为98.9%~99.6%之间,与父本的同源性为98.7%~99.4%之间,没有明显的遗传差异。以上结果表明了云纹石斑鱼和赤点石斑鱼杂交子一代在3种线粒体基因上严格按照母性遗传的规律,而核基因Tmo-4c4没有明显的遗传偏向性。     

甘蓝型油菜FAD2基因cDNA片段的克隆和序列分析

为了提高油菜的油酸含量，继而培育高油酸油菜品种，从甘蓝型油菜成熟叶片中分离总RNA，经反转录合成cDAN第一条链，以此为模板进行多聚酶链式反应，产物为一长654bp的DNA片段，经克隆和序列测定表明，其核苷酸序列与GenBank中甘蓝型油菜FAD2基因在比较区的同源性达100％。     

猪CBR1基因不同拷贝形式克隆及其多态性分析

【目的】获得猪CBR1基因不同拷贝形式编码区序列,了解其序列特征,分析猪CBR1基因不同拷贝形式的多态性及其与繁殖性能间的相关性。【方法】以五指山猪睾丸组织的cDNA为模板,采用克隆测序技术获得猪CBR1基因不同拷贝形式编码区序列。利用DNASTAR对CBR1不同拷贝形式编码的氨基酸序列进行分析。利用DNAMAN软件分析猪CBR1基因不同拷贝形式间的同源性,及其与多个哺乳动物间的同源性。利用ExPaSy提供的Protparam 在线软件分析猪CBR1基因不同拷贝的蛋白质理化特性。采集136头大白和47头长白繁殖母猪耳组织样,提取基因组DNA,采用PCR-测序检测猪CBR1基因不同拷贝形式的多态位点,分析其与繁殖性能的相关性。【结果】猪CBR1基因的3个不同拷贝形式均编码3个外显子,其编码区序列全长分别为870,870和846bp,其12-18位氨基酸残基均为保守的GlyXXXGlyXGly序列,符合CBRs家族的结构特性。同源性比对结果显示,CBR1基因不同拷贝形式的CDS序列同源性达87%以上,不同哺乳动物间的CBR1基因的CDS序列同源性达82%以上,可见哺乳动物CBR1基因在进化过程中比较保守。CBR1的3种不同拷贝形式编码蛋白质的理化特性较为相近,均不稳定,且为亲水性蛋白,说明其3个不同拷贝形式可能在体内发挥着类似的功能。多态性分析结果显示,拷贝V1中发现5个SNP位点,拷贝V2中发现4个SNP位点,拷贝V3中发现2个SNP位点。大白猪中,拷贝V1的启动子上游153 bp处的A/T突变和外显子3的379 bp处的C/T突变,拷贝V2上游10 bp处的AC插入突变、外显子1-63 bp处C/T突变和内含子1-76 bp处G/T突变与产活仔数显著相关。长白猪中的SNP位点则与繁殖性能不相关。【结论】获得了猪CBR1基因不同拷贝形式的编码区序列,发现了5个与大白猪经产仔数显著相关的SNP位点,CBR1基因可能作为有价值的候选基因应用于大白猪的繁殖性能选育。     

湘油15号芥酸合成酶基因fae1的克隆与序列分析

根据GenBank中脂肪酸延长酶基因fae1序列(AY888037)设计了PCR扩增引物,以甘蓝型油菜品种湘油15号总DNA为模板进行扩增,得到了扩增产物.测序结果表明,该片段长度为1 642 bp,经序列分析表明,其氨基酸编码序列为1 425 bp,共编码475个氨基酸.BLAST分析结果表明,湘油15号中的fae1基因与其他芸薹属品系的fae1基因核苷酸同源性在66%～99%之间.氨基酸序列比对结果表明,高芥酸油菜品种fae1在第206位缺失了1个Thr,且甘蓝型油菜比白菜型油菜在羧基末端要多出7～16个氨基酸,这些核苷酸序列差异以及某些关键氨基酸的改变有可能是导致不同油菜品种中芥酸含量变异的原因.     

黄花苜蓿MfNHX基因和MfP5CS基因的克隆和序列分析

[目的]获得黄花苜蓿(Medicago falcata L.)的MfNHX基因和MfP5CS基因,并对这两个基因进行序列分析.[方法]利用Trizol总RNA提取试剂盒提取了新疆野生黄花苜蓿的总RNA,并用特异引物对其进行RT-PCR扩增,将得到的cDNA片段连接到pMD19-T载体上,最后将该载体转化大肠杆菌DH5α,并对阳性克隆进行了序列分析.[结果]MfNHX基因全长1 626 bp,Genbank登录号为GU265772;MfP5CS基因全长2 148 bp,Genbank登录号为GU180149.它们与紫花苜蓿核苷酸序列的同源性分别为99.63;和97.63;,与新牧1号杂花苜蓿核苷酸序列的同源性分别为99.45;和98.84;.[结论]研究已经获得MfNHX基因和MfP5CS基因,为进一步进行苜蓿抗逆境胁迫的研究奠定了基础.     

甘蓝型油菜BnEIN3基因克隆及菌核病诱导表达

[目的]探讨甘蓝型油菜EIN3（BnEIN3）基因与菌核病抗性的关系。[方法]根据GenBank中已公布的拟南芥EIN-3基因的保守区及甘蓝型油菜EST序列,设计特异性引物,分别进行基因组PCR和RT-PCR扩增,克隆BnEIN3基因。对菌核病不同抗性的3个油菜品种中BnEIN3的表达进行荧光定量PCR检测分析。[结果]克隆得到1947bp的基因片段,与拟南芥EIN3一致性高达82%,有完整的开放阅码框,编码614个氨基酸,其中包含1个EIN3结构域,初步认定该片段为油菜BnEIN3基因。在高抗品种（D083）中,菌核病在侵染后期快速诱导BnEIN3上调表达,且显著高于中抗（中双9号）及高感品种（84039）中该基因的表达水平。在中抗及高感品种中,菌核病均抑制BnEIN3的表达,且中抗品种BnEIN3表达量一直大于高感品种。[结论]BnEIN3可能与油菜对菌核病抗性相关。     

不同抗倒性甘蓝型油菜主茎的硅钾含量初探

[目的]研究不同抗倒性甘蓝型油菜主茎的硅、钾含量。[方法]以抗倒性不同的9个甘蓝型油菜品种为材料,计算倒伏指数,测定主茎的硅、钾含量,探讨油菜茎秆中硅、钾含量与植株抗倒性的关系。[结果]中双9号的倒伏指数最低,抗倒性最强,湘杂油2号的倒伏指数最高。中双9号的硅含量最高,为1.2527%,与其他品种存在显著差异,湘杂油6号的硅含量最低,为0.003 7%。中双9号的钾含量最低,为0.870 0%,富油3号最高,为9.416 7%。倒伏指数与主茎硅、钾含量的相关系数分别为-0.209 40、.141 0,相关性均不显著。[结论]该研究为抗倒伏高产油菜品种的选育和栽培提供了参考依据。     

甘蓝型油菜湿害相关基因BnLDH-1的克隆和表达分析

采用RACE技术从中双9号中克隆了甘蓝型油菜BnLDH-1基因全长cDNA序列和基因组序列。BnLDH-1基因的DNA序列为1 432 bp,包含1个内含子;cDNA序列全长1 319 bp,含有1个1 053 bp的ORF,其编码蛋白含350个氨基酸。经预测发现,BnLDH-1蛋白存在LDH-1保守结构域。qRT-PCR结果表明,湿害诱导BnLDH-1表达,但在不同耐湿性甘蓝型油菜品种中,BnLDH-1的诱导表达水平不同。相关分析表明,湿害胁迫后48 h的BnLDH-1表达量与12份测试的甘蓝型油菜材料的耐湿指数呈显著负相关,其相关系数为0.73。     

甘蓝型油菜化学诱导不育系的创制及赣油杂8号的选育

[目的]培育优质、高产油量、多抗的甘蓝型油菜品种.[方法]以中双11号为材料,应用化学诱导剂WP2,对诱导剂施药时期、用药浓度和处理次数进行筛选,获取最佳施药次数和浓度,诱导成功中双11A,并应用于新品种选育和杂交种生产.[结果]研究表明,化学诱导剂WP2 0.08 ～0.09 g/L浓度施药2次诱导的雄性不育系中双11A效果最好.以化学诱导的雄性不育系中双11A为母本,选育了杂交油菜新品种赣油杂8号.在2011 ～2013年度江西省区试中,该品种2年平均产量2 256.98 kg/hm2,比对照增产11.29％.2年平均产油量983.33 kg/hm2,比对照增产21.15％.含油量43.50％,硫甙含量为21.15 μmol/g,芥酸含量为0.[结论]研究选育的赣油杂8号不仅产量高,稳产性也好,含油量高,抗性强,在生产上应用推广将能促进油菜生产增产增收.     

甘蓝型油菜下胚轴离体培养再生植株研究

[目的]为进一步通过基因转化获得预期优良性状的甘蓝型油菜提供借鉴。[方法]以甘蓝型油菜的下胚轴为外植体,研究不同苗龄、不同基因型、不同预培养条件以及各种生长调节剂组合对油菜外植体高频率再生的影响。[结果]试验中,7 d苗龄的甘蓝型油菜下胚轴再生频率可达35.83%;经3 d预培养处理的油菜下胚轴芽再生频率可提高至57.78%,油菜品种史力丰下胚轴的芽分化率较高,达35.00%,其次是N481-1,而N370-1的芽分化率最低;其最高分化率的激素组合为6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L+TDZ 1.0 mg/L,达38.89%。史力丰品种6~8 d无菌种子实生苗的下胚轴在预培养基MS+2,4-D 1.0 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂4.5 g/L上预培养3 d,在最适分化培养基MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L+TDZ 1.0 mg/L+AgNO35.0 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂4.5 g/L中培养,再生频率最高。[结论]建立了甘蓝型油菜下胚轴离体培养高频率再生植株模式。     

白菜型油菜中WRKY基因的克隆与表达(英文)

[目的]为研究WRKY转录因子在ABA诱导下的表达调控。[方法]首先利用同源克隆法在白菜型油菜中克隆WRKY基因和Actin基因片段,用BLAST和DNAMAN软件对核酸及氨基酸序列进行分析;通过荧光定量PCR技术检测白菜型油菜WRKY基因在ABA处理条件下的相对表达趋势;然后利用相对定量PCR技术(real-timerelative quantificationPCR,以下简称RT-qPCR)检测WRKY基因在ABA(100μmol/L)诱导不同时段的差异表达。[结果]在白菜型油菜中克隆到一段长度为680bp的WRKY基因片段和一段长度为933bp的β-actin基因片段。RT-qPCR实验结果表明,BcWRKY能被ABA诱导表达,且在诱导1h后表达量最高。[结论]成功地克隆了白菜型油菜的WRKY转录因子基因和Actin基因片段,并证明了白菜型油菜WRKY基因的表达受ABA的影响。     

农杆菌介导的甘蓝型油菜“中双11号”的遗传转化

[目的]研究农杆菌介导的甘蓝型油菜"中双11号"的遗传转化过程。[方法]选取甘蓝型油菜"中双11号"为材料,以萌发后5～7 d的无菌苗下胚轴为外植体,采用农杆菌侵染法,建立该品种油菜的转基因方法,分别在卡那霉素和Basta除草剂的条件下筛选再生植株,并用PCR和组织化学的方法对筛选出的再生植株进行分子鉴定。[结果]试验筛选到了阳性植株(T0),并于T1代植株中鉴定到了PCR阳性植株。[结论]该研究为我国油菜转基因技术的完善提供了依据。     

3种植物Ran基因的克隆及序列分析

［目的］研究洋葱、大蒜和油菜中Ran基因与拟南芥Ran2基因的同源性,以确定3种植物材料能否作为拟南芥的替代材料研究Ran的定位。［方法］采用RTPCR方法,以拟南芥Ran2的引物分别从洋葱、大蒜和油菜分裂细胞提取的总RNA中克隆出同源基因,进行测序、比对分析。［结果］洋葱、大蒜和油菜的Ran基因开放阅读框分别为666、663和666bp;分别编码221、220和221个氨基酸,分子量约24.3kD;与拟南芥AtRan2氨基酸序列同源性分别为99.1%、100.0%（除末端缺少1个天冬氨酸D外）和96.4%;进化树分析显示洋葱和大蒜Ran基因与拟南芥进化关系更近。［结论］为进一步研究植物Ran基因的生物学功能奠定了基础。     

芸薹属作物花粉发育相关基因MS1的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学分析芸薹属作物MS1基因的结构功能,为作物杂种优势利用提供理论参考.[方法]以拟南芥花粉发育关键基因AtMS1为参考序列,通过BLAST比对获得同源基因序列,运用生物信息学方法对其编码氨基酸序列进行预测分析.[结果]从甘蓝型油菜、白菜、甘蓝等芸薹属作物基因组中获得4条同源序列,与AtMS1基因的相似性在88.0%以上,均含有3个外显子,其CDS序列长度均为2004 bp,编码667个氨基酸.4个芸薹属作物MS1蛋白均含有1个植物同源结构域(Plant homeodomain,PHD),属于亲水性不稳定蛋白,定位于细胞核,磷酸化以丝氨酸(Ser)为主,以苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)为辅;二级结构均由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成,其中α-螺旋所占比例最高,在40.00%以上,β-转角所占比例最低,仅为10.00%左右;其三级结构大致相同,均为球状的功能结构域.4个芸薹属作物MS1蛋白和AtMS1蛋白序列的相似性为95.69%.4个芸薹属作物MS1蛋白的PHD结构域序列高度保守,仅有3个位点氨基酸残基存在差异.19个不同植物的MS1同源蛋白聚为两大类,其中琴叶拟南芥、亚麻荠、萝卜的MS1蛋白与4个芸薹属作物MS1蛋白及拟南芥AtMS1蛋白聚为一类,均属于十字花科植物,即MS1蛋白的聚类结果与植物系统分类结果相吻合.[结论]芸薹属作物MS1基因属于PHD-finger基因家族,其序列高度保守,参与调控花粉发育成熟过程.