【目的】大豆孢囊线虫(Heterodera glycines)是大豆上最重要的土传病原物之一,由孢囊线虫口针分泌的扩展蛋白(expansin)在线虫侵染过程中发挥了重要作用。本研究旨在鉴定大豆孢囊线虫扩展蛋白基因,并对其结构、组织定位和发育表达特性进行研究,为进一步明确大豆孢囊线虫的寄生、致病机制打下基础。【方法】利用同源基因克隆技术,根据已报道的线虫expansin基因的保守序列设计上下游简并引物,从大豆孢囊线虫2龄幼虫cNDA中克隆expansin基因的EST片段,根据EST片段序列设计RACE特异性引物,通过RACE技术扩增测序后采用DNAstar 7.1和DNAman软件对序列进行比对和拼接,得到大豆孢囊线虫expansin基因c DNA全长;采用CLC sequence viewer 6进行开放阅读框查找、蛋白质翻译和序列比对;使用EBI在线软件Signal P 3.0 Server和TMHMM软件进行预测蛋白质前体信号肽和跨膜结构域预测,GSDS在线软件进行基因组结构分析;使用PHYML软件和MEGA5.0软件最大似然法对获得的基因与其他线虫expansin基因进行比对与系统进化树构建;采用Southern杂交技术分析Hg-exp-1在大豆孢囊线虫基因组中的拷贝数;通过原位杂交技术确定2个expansin基因的表达部位;提取卵、侵染前2龄幼虫、侵染后2龄幼虫、3龄幼虫、4龄幼虫与白雌虫的c DNA作为模板,通过半定量PCR技术分析expansin基因在线虫不同龄期的发育表达特性;根据Hg-exp-1基因序列设计引物扩增并合成dsRNA,对大豆孢囊线虫2龄幼虫浸泡处理24 h后接种大豆植株,分析Hg-exp-1 RNA干扰后对线虫侵染的影响。【结果】从大豆孢囊线虫2龄幼虫中成功克隆出2个扩展蛋白基因全序列,命名为Hg-exp-1和Hg-exp-2,长度分别为1 047和1 037 bp,分别编码长度为288和295个氨基酸的多肽,2个预测蛋白N端均含有信号肽,无跨膜结构域,表明其为分泌型蛋白。序列比对发现大豆孢囊线虫HG-EXP-1序列与马铃薯金线虫(Globodera rostochiensis)GR-EXPB1(CAC83611)和GR-EXPB2(CAC84564)以及非洲茎线虫(Ditylenchus africanus)DA-EXPB1(ADJ57307)等具有高度一致性。Southern杂交分析表明,expansin基因在大豆孢囊线虫中可能以多拷贝方式或多基因家族存在。原位杂交显示它们特异地在大豆孢囊线虫亚腹食道腺表达。Hg-exp-1体外RNA干扰后,2龄幼虫浸泡在dsRNA 24 h,靶基因的转录水平下调,接种后大豆根内线虫2龄幼虫数和雌虫数分别下降了38.3%和43.4%。【结论】从大豆孢囊线虫中成功分离鉴定出2个expansin基因,同时明确了其在大豆孢囊线虫寄生早期过程中起重要作用。

【目的】克隆和分析与大豆孢囊线虫寄生密切相关的果胶酸裂解酶新基因,为研究大豆孢囊线虫寄生和致病的分子机理提供依据,并为探讨大豆孢囊线虫的防控新途径提供理论基础。【方法】通过EST分析结合RACE-PCR扩增方法,从大豆孢囊线虫中克隆出1个果胶酸裂解酶新基因;通过原位杂交和半定量PCR的方法确定基因的表达部位和分析不同发育阶段的基因表达;采用Southern杂交方法分析基因的拷贝数。【结果】从大豆孢囊线虫中克隆出1个全长为957个碱基编码227个氨基酸残基的新果胶酸裂解酶基因Hg-pel-5(GenBank登录号HQ123259)。Hg-pel-5基因组由2个外显子和1个内含子组成。预测蛋白含有...

【目的】对大豆(Glycine max)水杨酸结合蛋白基因Gm SABP2进行克隆与表达分析,并转化拟南芥进行耐盐、耐干旱分析,进一步了解该基因耐盐、耐干旱的分子机制。【方法】以拟南芥SABP2为探针,搜索大豆基因组数据库,从中挑选出同源性最高的序列,将其命名为Gm SABP2。利用电子克隆技术,从大豆叶子中克隆得到大豆水杨酸结合蛋白基因Gm SABP2。通过DNAMAN程序进行氨基酸的多序列比对,利用NCBI的CD-search进行氨基酸的保守结构域分析,应用MEGA程序进行系统进化树分析。对大豆幼苗进行盐和干旱胁迫处理来分析其在胁迫下的表型变化。通过Real time-PCR分析大豆幼苗在...

扩张蛋白是促进植物细胞壁伸展的一类蛋白质,黄瓜果实膨大过程中扩张蛋白具有重要作用。本研究以发育中的黄瓜果实RNA为试验材料,通过RACE方法克隆了黄瓜Cs-EXP10基因的5'端未知序列,进而获得了该基因的全长,序列分析显示该基因编码287个氨基酸,有扩张蛋白的特征序列。Southern杂交表明Cs-EXP10在基因组中是以单拷贝形式存在的。其表达具有组织特异性,在膨大过程中的果实中表达量高,显示其与果实的膨大有关。在叶和茎组织中也有少量表达,而在根和花中基本不表达。

1996～ 2 0 0 0年 ,采用病圃自然感病鉴定法 ,对我国 7省 518份大豆新种质资源进行了抗大豆孢囊线虫 4号生理小种的鉴定研究 ,筛选出 3个新的抗病品种。这些抗病品种均来自山西 ,种皮为黑色 ,每株平均孢囊数在 0 2～ 0 6之间 ,孢囊指数为 0 4～ 0 6,抗性强而稳定 ,可供抗病育种利用

【目的】禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)是一种严重危害麦类作物的重要植物病原线虫,对农业生产造成巨大的经济损失,然而其致病机制和有效防控方法还有待进一步研究。通过克隆禾谷孢囊线虫的果胶酸裂解酶新基因Ha-pel-1,并对其表达特性进行分析,为后续探究Ha-pel-1的基因功能及其与寄主的互作提供理论依据,并为探讨禾谷孢囊线虫防控途径提供新思路。【方法】采用同源克隆结合RACE技术从禾谷孢囊线虫中克隆出一个新的果胶酸裂解酶基因;采用DNAMAN、Clustal、Signal P 4.0 S

为探究大豆孢囊线虫(SCN)即墨群体和莒县群体的生理小种类型及其对烟草的寄生性,采用杯栽试验和孢囊定量接种方法,测定2个SCN群体在5个大豆品种(4个生理小种鉴别寄主和1个感病对照品种Lee)和6个烟草品种上的繁殖和侵染情况。结果发现,SCN即墨群体在5个大豆品种上的繁殖系数(Rf=Pf/Pi)为1.88(0.059.03),在感病对照品种Lee上Rf高达9.03;在6个烟草品种上的Rf为0.01(0.000.04)。SCN莒县群体在5个大豆品种上的Rf为1.23(0.055.28),在感病对照品种Lee

从抗大豆花叶病毒病(SMV)大豆材料科丰1号中克隆到2个编码PR10蛋白的新基因Glyma09g04530和Glyma15g15590,Glyma09g04530和Glyma15g15590基因的ORF全长均为477 bp,编码158个氨基酸。序列比对与系统发生树分析结果表明:Glyma09g04530和Glyma15g15590是大豆中2个编码PR10蛋白的新基因。Glyma09g04530和Glyma15g15590基因在大豆的根、茎及叶中均有表达;接种大豆SMV后,Glyma09g04530和Glyma15g15590基因在大豆科丰1号的叶片中的表达均被强烈诱导并高效表达,显示Glyma...

2002-2005年,对以晋豆23为母本、灰布支为父本的大豆重组自交系Jinf F10群体的29个主要农艺性状和抗大豆孢囊线虫4号生理小种抗性进行了研究分析。结果表明:大豆重组自交系根系孢囊量与小区产量、单株粒重、粒长呈高度负相关,与单株质量、荚粒重呈显著负相关,与4粒荚数呈高度正相关,与粒宽、叶宽呈显著正相关。不同抗性的抗孢囊材料,相关性存在差异,高抗材料与株高、开花日数呈高度正相关;中抗材料与主茎节数和生育日数呈显著负相关,与单株粒重呈显著正相关;中感材料与29个主要农艺性状相关不显著;高感材料与百粒重、2粒荚长、小区产量、茸毛数呈高度正相关,与茎粗呈显著正相关。大豆重组自交系质量性状,黑...

目的测定和分析2013年同一生长季大豆和烟草上大豆孢囊线虫(Heterodera glycines,SCN)的群体动态和世代发生特点,探讨2种作物对大豆孢囊线虫的寄主适合性差异和温湿度等气象条件对线虫发生的可能影响。方法采取"Zig-Zag"取样法对同一地点2种作物上的大豆孢囊线虫每隔6—8 d同时取样,用淘洗-过筛法和贝曼漏斗法分离土壤中线虫,用次氯酸钠-酸性品红染色法对根组织中线虫染色,镜检并计数。统计作物生长季每旬100 g土壤和10 g根组织中各虫态的数量,即群体密度。结果在大豆和烟草土壤中,大豆孢囊线虫2龄幼虫均出现于4月7日至9月15日,最大群体密度均发生在7月下旬,之前分别有2个...

【目的】研究高效利用氮素基因铵态氮转运蛋白基因JrAMT2，对核桃Juglans regia的品种改良、快速生长及产量形成有重要意义。【方法】以核桃JrAMT2过表达幼苗为实验材料，对JrAMT2基因进行生物信息学分析。通过基因表达量和表型测定对核桃JrAMT2过表达植株生长发育、氮素吸收、叶绿素质量分数、叶绿素荧光进行理化分析。【结果】JrAMT2基因在核桃JrAMT2过表达植株中稳定表达。与野生型相比，核桃JrAMT2过表达株系的株高、节间长、生物量等生长参数显著提高(P<0.05)，核桃幼苗的株高、节间长增加，最高可增加68.2%和50.3%，植株地上部分、地下部分生物量显著增加，地上部分最高可增加56.26%(鲜质量)和56.26%(干质量)，地下部分最高可增加344.38%(鲜质量)和354.33%(干质量)；核桃JrAMT2过表达株系地下部分对铵态氮及硝态氮的吸收显著提高(P<0.05)，最高可提高114.1%和70.3%，其中JrAMT2基因介导了铵态氮从地下部分到地上部分的运输，地上部分铵态氮质量分数显著增加(P<0.05)，最高可增加59.1%；核桃JrAMT2过表达植株叶绿体表面积与单层细胞表面积比率、叶绿素质量分数显著增加(P<0.05)，最高可增加22.94%和74.3%；对叶绿素荧光参数分析，核桃JrAMT2过表达植株叶片放氧复活体活性、量子产额、电子传递效率均显著提高(P<0.05)。【结论】核桃JrAMT2基因在核桃幼苗生长发育、氮素吸收和光合作用中均有积极显著调控的作用，为进一步研究核桃快速繁育提供一定的理论依据，且为筛选优良品种奠定一定基础。图9表2参41

【目的】分析水稻过表达OsPIP2;6在逆境胁迫条件下的表型差异,探讨水通道蛋白基因在水稻逆境应答中的作用。【方法】构建水稻水通道蛋白OsPIP2;6的过表达载体,通过农杆菌介导将其导入水稻日本晴的愈伤中,经遗传转化,阳性鉴定,得到转基因植株。通过逆境胁迫下转基因植株的表型分析来探讨OsPIP2;6的功能。【结果】Real-time PCR结果显示,OsPIP2;6受GA、ABA调控。转基因植株的OsPIP2;6表达量显著提高。正常条件下,转基因植株与野生型植株生长发育情况并无显著差异。在逆境胁迫条件下,转基因植株的耐受能力均显著强于野生型植株。【结论】过表达水稻水通道蛋白基因OsPIP2;6...

为了分析马铃薯扩展蛋白基因家族的进化与功能,鉴定了马铃薯的扩展蛋白基因家族,分析了其基因结构特征、系统发育及表达模式等。结果表明,马铃薯基因组包含33个扩展蛋白基因,包括A(21)、B(5)、LA(1)和LB(6)4个亚家族,分布在马铃薯11条染色体上。扩展蛋白氨基酸长度为194488 aa,编码蛋白质具有保守的结构域,蛋白质亚细胞定位预测结果表明所有蛋白均定位于细胞外。基因结构分析表明,马铃薯扩展蛋白家族有23个基因(69.7%)含有23个内含子。基因表达分析发现,该家族基因在马铃薯根、茎、匍匐茎、果实

【目的】扩展蛋白(Expansin)是细胞壁的重要组成部分,在植物的生长发育及逆境胁迫应答等方面均发挥着重要作用。基于全基因组水平系统鉴定陆地棉Expansin基因家族,并通过生物信息学及表达模式分析,为揭示扩展蛋白基因在棉花生长发育中的功能及后续利用奠定基础。【方法】利用BLAST和HMMER在陆地棉基因组中搜索并鉴定扩展蛋白基因家族成员;利用ClustalW、MEGA、MCScanX、Prot Param、MEME、SignalP、Euk-mPLoc、FancyGene和DnaSP等软件对其基因序列和蛋白序列进行生物信息学分析。通过RNA-seq数据分析扩展蛋白基因的表达模式和部分同源基因间表达差异,利用qRT-PCR验证部分扩展蛋白基因的表达谱。【结果】陆地棉基因组中含有46个EXPA基因、8个EXPB基因、6个EXLA基因和12个EXLB基因,合计72个Expansin基因;四倍体陆地棉中扩展蛋白成员的数量几乎是二倍体棉种(亚洲棉与雷蒙德氏棉)的2倍。除GhA02和GhD06 2个染色体外,其余各染色体上均分布有数目不等的扩展蛋白基因(2—4个),具有部分同源关系的染色体GhA08和GhD08分别有5个和8个扩展蛋白基因。系统发育树显示,各亚家族成员聚集成群,并且大部分的末端分支均由来源于3个物种的4个(亚)基因组的4个基因组成,如EXPA亚家族的Cotton_A_28454/Gh_A03G0885/Gh_D02G1269/Gorai.005G142200等等,4个基因之间具有同线性关系。亚细胞定位发现陆地棉所有的扩展蛋白均位于细胞外。基因结构分析显示,扩展蛋白基因由3—5个外显子组成,外显子-内含子结构在进化上高度保守且与氨基酸序列的多样性一致,且在外显子上存在密码子偏好性。RNA-seq数据显示,不同基因在不同时空条件下存在特异性表达,如GhEXPA19A和GhEXPA19D相比其他基因在纤维10 DPA和20 DPA中的表达量很高;在不同的组织(如子叶、新叶、老叶、苞叶)中,GhEXPA24D具有较高的表达量。部分同源基因之间具有不同的表达模式,显示它们之间功能的异化与互补。qRT-PCR结果与RNA-seq数据基本吻合,如GhEXLA3A和GhEXLA3D在纤维发育的伸长阶段高量表达。GhEXPA19D和GhEXLA2D在3DPA的胚珠中表达活跃。【结论】陆地棉基因组中含72个扩展蛋白基因,其在DNA水平和氨基酸水平具有一致的结构多样性和进化保守性,在转录水平具有各异的表达模式,显示出家族内成员间功能上的异化与互补。

【目的】硫转运蛋白(sulfate transporter,SULTR)参与根系对外界环境中硫酸根(SO42-)的吸收与转运。大豆硫转运蛋白基因GmSULTR1;2b在根中特异表达,其功能是将外界的SO42-吸收转运到植物根系中。文章克隆大豆硫转运蛋白GmSULTR1;2b的启动子,研究该启动子的驱动活性和组织表达情况,从而了解GmSULTR1;2b的调控机制,为提高大豆含硫氨基酸含量提供分子依据。【方法】根据NCBI中GmSULTR1;2b的序列,分析预测该基因上游2 259 bp为启动子,并利用在线数据库PLACE和Plant-CARE预测该启动子序列的调控元件。以大豆品种南农N2899的...