以杉木52号家系不同表型杉木幼苗为试验对象,选择Y52(黄化苗)和G52(正常苗)幼苗不同部位的组织为材料,以杉木EF1α为内参基因,采用qRT-PCR技术对幼苗NIPAs基因进行相对表达量分析,选择新叶和老叶进行叶绿素含量的测定.结果表明,Y52新叶中叶绿素a、b和总叶绿素含量都显著降低;老叶中,叶绿素a含量有所升高,但叶绿素b和总叶绿素含量仍显著降低.G52幼苗除了NIPA3在新叶中表达,其他的NIPAs基因主要在成熟茎中高度表达;Y52幼苗NIPAs则在不同部位都有高度表达.与G52相比,Y52的NIPAs相对表达量均存在不同程度的变化差异.

【目的】从基因表达水平上,研究施肥引起杉木基因表达变化规律,为杉木施肥理论与MAS育种实践,提供科学依据。【方法】以开化1年生的杉木无性系开6扦插苗为研究对象,4种施肥处理,每处理三个重复,采用Illumina HiSeq4000高通量测序技术进行测序,对测序结果进行无参转录组分析。【结果】1)转录组测序共产生clean reads5.0E+07 nt到7.1E+07 nt,总拼接长度724 341 090 nt,通过Trinity组装,获得了74 288个unigenes(基因),然后将组装序列在6个数据库(Nr,Swiss-prot,eggNOG,KEGG,Pfam,GO)进行BLASTX分析,获取功能注释信息;2)韦恩图揭示基因对不同施肥处理的响应是:在-P-N1-VS-WT比较组中,未施肥处理,有4650个特异表达基因,其中包含了若干耐性基因,其它比较组也获得了相应的结果。杉木施肥诱导一些基因的开启和上调,同时也导致一些基因表达的关闭或下调;不同处理间的表达差异基因数在不同施肥组间变化很大,显著差异表达基因从施磷与对照比较组的429个到施磷与施氮比较组的4 942;3)差异表达极显著基因的热聚类分析结果,揭示同一比较组,不同处理间基因表达是互补的关系:同一基因要么高表达,要么低表达;4)GO富集与分类显示施肥对杉木影响显著的基因主要定位在叶绿体、细胞骨架、细胞膜、细胞核、细胞质上;5)GO富集分析的结果表明施氮(磷)肥,不仅可以促进氮(磷)的吸收与代谢,而且也能促进磷(氮)的吸收与代谢;6)对施磷肥与氨酰基-tRNA大分子化合物合成的生理生化过程进行了分析。基于以上研究结果:今后可对转录组分析获得的重要基因进行研究,其结果可用于指导杉木施肥和杉木营养遗传育种MAS选择。【结论】RNA-seq高通量测序技术,对于研究非模式植物(包括基因组比较大的针叶树)施肥分子机制,是一种快速而简便的方法。研究结果表明,施肥不仅激活了与N、P的吸收、转运和利用有关的基因表达,还下调了与生长发育和光合作用有关的基因表达。施肥促使杉木的生长发育向着适应环境、竞争资源和生长发育的方向发展。

通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)结合c DNA末端快速扩增(RACE)技术,从杉木Cunninghamia lanceolata中克隆到2个全长为3 235 bp和3 876 bp的纤维素合成酶基因c DNA序列,被分别命名为Cl Ces A1和Cl Ces A2,Gen Bank登录号分别为JQ844574和JQ844575。相应编码蛋白分别包含992和1 092个氨基酸残基,推测分子量为111 845.3 D和123 105.7 D,等电点为6.04和6.65。氨基酸序列分析发现,它们具有植物纤维素合成酶基因相应的结构特征——锌指结构,2个易变区CSRI和CSRII,2个保守区CR...

【目的】杉木Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook作为重要的用材树种，具有广泛的用途和经济价值。本研究通过克隆、生物信息学分析和表达分析方法对杉木隐花色素CRY1基因进行研究，为更深入地了解其在杉木生长发育和环境适应性中调控作用提供参考。【方法】以杉木优良无性系‘洋020’的一年生苗作为试验材料，通过RT-PCR技术，完成了CRY1基因的克隆，并对其进行生物信息学和表达分析。【结果】ClCRY1基因CDS区全长2 109 bp，编码702个氨基酸（GenBank号为PP489217）,ClCRY1蛋白的分子式为C₃₅₂₀H₅₃₈₅N₉₉₇O₁₀₅₇S₁₆，属于不稳定的亲水性蛋白。ClCRY1不包含信号肽和跨膜区域，具有CRY1结构域，亚细胞定位于叶绿体。二级结构主要由α螺旋和无规则卷组成，二级和三级结构高度相似。系统进化分析表明，杉木ClCRY1与日本柳杉Cryptomeria japonica亲缘关系更为密切，其次是银杏Ginkgo biloba。通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）表达分析，ClCRY1基因在根、茎、叶中均有表达，尤其在叶片中的相对表达量最高。蓝光处理可显着提高ClCRY1基因表达量，且在长日照处理下其表达量高于短日照。高温处理24 h后，ClCRY1基因的相对表达量达到峰值，高温促进其高表达，而低温则抑制其表达。【结论】杉木隐花色素ClCRY1基因的克隆及表达分析，揭示了ClCRY1基因在不同光照处理下的表达及其对温度胁迫的响应，为杉木育苗过程中光照选择和抗逆栽培提供理论依据。

【目的】克隆与杉木次生壁形成相关的Cl NAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。【方法】基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木Cl NAC1的c DNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(q PCR)检测Cl NAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和Dna SP 5.0分析Cl NAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。【结果】分离到Cl NAC1基因c DNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5’非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,Cl NAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的Ptr WND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。Cl NAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现Cl NAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtot、πsil、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r2>0.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。【结论】杉木Cl NAC1基因可能参与次生壁的发育。Cl NAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中Cl NAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。

扩展蛋白是一类细胞壁结合蛋白,在一定的pH值下无需任何激活蛋白就可诱导细胞壁的伸展。以杉木木材形成的特异表达基因文库中获得的扩展蛋白ESTs序列为基础,通过RLM-RACE技术成功克隆到3条全长扩展蛋白基因。其中ClEXPA1 cDNA全长1033 bp,包括247个氨基酸的开放阅读框(ORF)区;ClEXPA2cDNA全长1374bp,包括268个氨基酸的开放阅读框;ClEXLA1cDNA全长1023bp,包括272个氨基酸的开放阅读框。进化树重建结果表明:ClEXPA1和ClEXPA2属于α-expansin(EXPA);ClEXLA1属于γ-expansin(EXLA)。实时定量PCR显...

利用RACE方法从杉木中分离得到3个编码苯丙氨酸解氨酶(PAL)的全长cDNA序列,分别为2 455,2 418,2 689 bp,编码的氨基酸个数分别为709,710,709。氨基酸序列分析显示,推导的氨基酸序列包含PAL-HAL和PAL 2个功能域以及酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA)。荧光定量PCR分析表明,虽然3个ClPAL基因在调查的器官和组织中皆有表达,但仍表现出一定的组织特异性。ClPAL1在木质化茎中的表达量明显高于针叶、雌球花、根和非木质化茎中的表达量,ClPAL3主要在木质化茎中表达;二者均在木质部中优势表达,且在中间材中的表达量高出边材20倍以上。ClPA...

【目的】PHT1基因家族是影响植物吸收磷营养的重要磷转运子之一。从杉木32号磷高效家系c DNA中克隆得到PHT1基因家族的1个杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1,并对不同程度磷胁迫下ClPht1;1的时空表达进行研究,为杉木PHT1基因序列特征和功能结构的研究以及磷高效利用杉木基因型的选育奠定基础。【方法】根据PHT1基因家族序列保守性设计简并引物,以32号磷高效杉木基因型根系c DNA为模板进行扩增获得目的基因ClPht1;1的c DNA序列,使用RACE技术对目的基因进行全长克隆,并对其序列特征、同

【目的】从表型和分子2个角度评估江西信丰县国家杉木良种基地杉木2代种子园的遗传多样性，明确种子园的遗传背景，为后期种子园的改良（去劣疏伐）、重建（亲本选择与配置）等提供依据，同时为开展杂交育种提供遗传信息。【方法】以江西信丰杉木2代种子园内51个建园无性系为研究对象，通过分析8个种实表型性状掌握种子园不同无性系间种实性状的差异，同时利用SSR标记从DNA水平进行遗传多样性评估。【结果】供试51个无性系在种实表型性状和DNA水平上均存在明显的变异和较丰富的遗传多样性。8个表型性状变异系数为10.53%～37.04%，其中球果和种子的平均变异系数分别为18.99%和14.01%，种子的变异系数较小，表明种子的稳定性要比球果的高；种实性状的Shannon-Weaver多样性信息指数平均为2.060，表明种实性状的多样性较丰富。在DNA水平，14个SSR标记在51个无性系中共扩增出68个等位位点，平均Shannon’s信息指数、平均Nei’s遗传多样性指数、平均观测杂合度和平均期望杂合度分别为0.925、0.506、0.486和0.511，表明信丰杉木2代种子园遗传多样性较丰富。基于种实表型性状和SSR标记均可将51个无性系分为两大类群，但两者的具体聚类结果存在较大差异，Mantel检验显示种实性状与SSR标记之间不存在相关性（r=0.064,P=0.870> 0.05）。【结论】信丰杉木2代种子园遗传多样性较丰富，具有再选择空间和改良潜力。

为研究在不分化异形胞的钙化裂须蓝细菌Schizothrixcalcicola中schetR基因的功能,本研究构建由强启动子petE驱动的schetR基因的表达质粒,通过三亲本接合转移的方法将此表达质粒转入模式生物鱼腥蓝细菌AnabaenaPCC 7120的hetR突变体中进行功能验证。结果显示:超表达schetR能够互补鱼腥蓝细菌hetR突变体的表型,这说明schetR能够促进异形胞的发育。

为探索杉木木材形成的分子机制,以杉木嫩叶总RNA反转录的c DNA为模板,运用RT-PCR技术克隆出一个新杉木纤维素合酶基因ClCesA.该基因的开放阅读框(ORF)为2 955 bp,共编码984个氨基酸.通过TMHMM Server v.2.0和MEGA5.1软件预测ClCesA蛋白的跨膜结构和功能,发现该蛋白N端含有锌指结构,共有8个跨膜结构,平均跨膜区域18个氨基酸残基,并具有保守的DDDQXXLRW结构域.系统进化树分析结果表明,ClCesA可能与细胞次生壁形成有关.荧光定量PCR分析表明,Cl

【目的】LBD(LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN)转录因子在植物次生生长中具有潜在的作用。克隆红豆杉LBD基因,研究LBD在红豆杉剥皮后树皮再生过程中的表达状况,以揭示其调控作用。【方法】在红豆杉剥皮再生组织转录组数据库中搜索LBD基因,根据获得的基因序列设计引物,利用RT-PCR方法克隆得到2个红豆杉TcLBDs基因的cDNA片段,分别命名为TcLBD1和TcLBD6。进一步利用生物信息学工具对其进行分析,最后利用半定量RT-PCR对红豆杉不同组织、利用qRT-PCR技术对其剥皮再生不同时期的TcLBDs的表达进行分析。【结果】TcLBD1的cDNA包含549 ...

为探讨ＣａＮａα在生长速度差异较大的２个品种鸡生长发育早期不同表型肌肉中的表达规律，利用实时荧光定量ＰＣＲ技术检测清远麻鸡（慢生型）和隐性白羽鸡（速生型）３种表型肌肉（腓肠肌外侧头、比目鱼肌和趾长伸肌）ＣａＮａαｍＲＮａ在０、１、３、５、７、９周龄时的表达情况。结果发现：除清远麻鸡比目鱼肌外，２个鸡品种中其他表型肌肉均呈现先上升后下降然后再上升的趋势；２个鸡品种趾长伸肌的表达量均在１周龄时最高，清远麻鸡７周龄时降至最低，而隐性白羽鸡５周龄时降至最低；腓肠肌外侧头和比目鱼肌ＣａＮａαｍＲＮａ的表达峰值在清远麻鸡中出现在３周龄，而在隐性白羽鸡中则出现在９周龄；总体而言，ＣａＮａαｍＲＮａ在比目鱼肌．．．

为探讨Ca NAα在生长速度差异较大的2个品种鸡生长发育早期不同表型肌肉中的表达规律,利用实时荧光定量PCR技术检测清远麻鸡(慢生型)和隐性白羽鸡(速生型)3种表型肌肉(腓肠肌外侧头、比目鱼肌和趾长伸肌)Ca NAαm RNA在0、1、3、5、7、9周龄时的表达情况.结果发现:除清远麻鸡比目鱼肌外,2个鸡品种中其他表型肌肉均呈现先上升后下降然后再上升的趋势;2个鸡品种趾长伸肌的表达量均在1周龄时最高,清远麻鸡7周龄时降至最低,而隐性白羽鸡5周龄时降至最低;腓肠肌外侧头和比目鱼肌Ca NAαm RNA的表达峰值在清远麻鸡中出现在3周龄,而在隐性白羽鸡中则出现在9周龄;总体而言,Ca NAαm R...

【目的】鉴定辣木中MoGAD基因，并对其进行克隆、生物信息学分析和表达水平分析，为探究辣木MoGAD基因的功能与γ-氨基丁酸（GABA）生物合成的关系奠定了基础。【方法】以拟南芥（NP＿197235.1）和葡萄（XP＿002285268.1）GAD蛋白序列为参考，通过本地BLAST方法，利用TBtools软件在辣木转录组数据中挖掘MoGAD家族基因，采用PCR技术对其进行克隆，并通过生物信息学在线分析网站和分子对接技术分析MoGAD蛋白的理化性质和催化活性位点，采用实时荧光定量RT-qPCR技术分析MoGAD基因在不同组织中的表达水平。【结果】在转录组数据中挖掘到4个MoGAD基因并成功对其进行克隆，测序的CDS区长度分别为：1494 bp、1212 bp、1470 bp和942 bp；MoGAD1、MoGAD3和MoGAD4蛋白不存在跨膜结构域，属于膜外蛋白。其中MoGAD2蛋白序列在第5～27和60～82氨基酸位置存在跨膜结构，此段序列编码蛋白为分泌蛋白；系统发育分析显示MoGAD1基因家族所在分枝基因Motif数量最多；分子对接表明4个MoGAD蛋白存在磷酸吡哆醛（PLP）和L-谷氨酸结合位点，且每个蛋白有多个氨基酸残基与PLP，L-谷氨酸形成氢键；荧光定量分析显示MoGAD1和MoGAD2基因在嫩叶、成熟叶和花中的表达量显著高于MoGAD3和MoGAD4基因，但这些基因在茎中表达量较低，推测MoGAD酶主要参与辣木叶部位GABA的生物合成。【结论】文章成功克隆了辣木的MoGAD基因，并分析其编码蛋白的理化性质及与底物结合的功能活性位点，为进一步研究MoGAD基因的功能提供了理论依据。