落叶松是我国北方中高山地区重要的速生造林用材树种。落叶松体细胞胚发生是细胞工程规模化繁育的理想实验体系,也为林木基因功能研究提供了优良材料。本课题组已经对落叶松体细胞胚发生的形态发生、生理生化、分子调控等不同层次进行了研究,揭示了落叶松体细胞胚发生过程中胚性维持以及畸形胚率高等分子机制。近年研究证明氢分子作为一种新型的抗氧化剂或信号分子,在植物和动物中有促进细胞增殖、调控细胞周期与凋亡,缓解氧化损伤以及延缓细胞衰老等功能。但是目前外源氢处理对植物体细胞胚的作用尚不清楚。本研究旨在通过在体细胞胚发生过程中进

以落叶松体细胞胚胎发育8个阶段的材料构建小RNA文库,进行了Solexa测序、miRNA鉴定、靶基因预测、qRT-PCR定量分析等研究。结果表明:发现的87个miRNAs中,29个为针叶树特异的,来自12个家族,分别为miR946、miR947、miR950、miR951、miR1311、miR1312、miR1313、miR1314、miR1316、miR3701、miR3702和miR3704,其中25个长度为22nt,且在小RNA文库中的最低拷贝数为18(miR1311),最高拷贝数为33 009(miR950)。发现12个miRNA家族的34个靶基因可能参与生长发育、抗病、AGO反馈调...

[目的 ]通过研究LaSPL2和LaSPL3的分子特征和表达模式,揭示其在落叶松体细胞胚发育中的功能。[方法 ]利用同源克隆及RACE技术,获得LaSPL2和LaSPL3的全长cDNA序列,通过生物信息学分析其编码蛋白保守结构域、进化关系等,利用烟草瞬时表达体系进行亚细胞定位研究,采用qRT-PCR检测2个基因在落叶松体细胞胚发育过程的表达模式。[结果 ]本研究获得了2个落叶松SPL同源基因LaSPL2和LaSPL3,分别编码532个氨基酸和191个氨基酸,其c DNA序列均存在miR156识别位点。多序列比对分析发现:它们均具有保守的SBP结构域。亚细胞定位结果显示:LaSPL2和LaSPL3定位于细胞核中。qRT-PCR结果表明:在落叶松体细胞胚发育早期,ABA下调LaSPL2和LaSPL3表达;随着体细胞胚的进一步发育,LaSPL2和LaSPL3的表达水平分别在10 d和14 d达到峰值;之后随着体细胞胚发育成熟,它们的转录水平逐渐下降,并在42 d达到最低值。[结论 ]通过分析ABA缺失对LaSPL2和LaSPL3表达的影响,表明ABA可能是落叶松体细胞胚发育早期LaSPL2和LaSPL3下调表达的主要因子;LaSPL2和LaSPL3的表达量在体细胞胚发育的早期阶段均达到最高峰,表明它们可能是早期胚胎形成的一个重要调控因子;LaSPL2和LaSPL3序列分析及表达模式,表明它们在体细胞胚发育中可能受miR156调控,并在体细胞胚的成熟过程中具有重要意义。

落叶松体细胞胚再生体系是对针叶树进行分子遗传改良、研究裸子植物早期发育调控和形态发生的理想模式系统。然而在实践中仍然存在体细胞胚畸形率高、萌发率低等问题。前期研究发现,过表达miR166a前体基因LaMIR166a后,落叶松体细胞胚顶端发育异常,这与生长素极性运输抑制剂N-1-萘基酞氨酸(N-1-naphthylphthalamic acid,NPA)处理的结果类似,表明miR166及其目标基因LaHDZ31-34与生长素信号途径共同参与调控落叶松体细胞胚形态建成。本研究以落叶松胚性细胞系S287为受体材

【目的】对我国东北异域分布的３种落叶松林内齿小蠹粘束孢属（微囊菌目：粘束孢科）伴生真菌进行系统调查和分析，为研究其致病机制奠定基础，为控制森林病虫害提供理论依据。【方法】对异域分布的长白落叶松和华北落叶松八齿小蠹（鞘翅目：小蠹科）的虫体和坑道组织进行伴生真菌的分离纯化，进行生理学特性、菌落特征、微观形态学的观察，以及基于ｒｒＮＡ－ＩＴＳ和ＴＥＦ－１α多位点ＤＮＡ序列的系统发育进行分析。【结果】落叶松粘束孢和黑梗粘束孢２种粘束孢属真菌与我国的落叶松八齿小蠹伴生，其中落叶松粘束孢为中国新纪录种。落叶松粘束孢和黑梗粘束孢都是首次从亚洲落叶松八齿小蠹上分离到，与落叶松八齿小蠹形成新的小蠹虫－真菌伴生关．．．

通过ＰＣＲ技术，从牙鲆（ＰａＲａｌｉＣｈｔｙｓ ｏｌｖａＣｅｕｓ）总ＲＮａ中获得牙鲆ｌｉＮ－２９基因Ｃ ＤＮａ序列，该序列全长１ ７６９ ｂＰ，包括１ ３２９ ｂＰ开放阅读框，编码４４２个氨基酸，预测其是一种多锌指结构蛋白；氨基酸序列对比分析显示，牙鲆ｌｉＮ－２９与大黄鱼（ｌａＲｉｍｉＣｈｔｈｙｓ ＣＲｏＣｅａ）的同源性最高，达９５．２５％；系统进化树分析表明，牙鲆与其他鱼类聚集一支，并且与罗非鱼的进化关系最近。荧光定量ＰＣＲ显示，在牙鲆胚胎和仔鱼发育阶段，以原肠胚期ｌｉＮ－２９表达量最高；组织表达分析表明，脑中表达最高，肌肉中最低。外源甲状腺激素（ｔｈ）在牙鲆仔鱼发育初期（ｔｈ处理后２ Ｄ、．．．

为研究落叶松在扦插生根过程中基因的表达情况,以落叶松扦插生根率存在显著差异的2个全同胞无性系为材料构建差异表达cDNA文库,获得正、反2个消减文库。随机挑取正库和反库各500个克隆进行测序。将测序结果整理后,正库得到272个UniEST,反库得到249个UniEST。经生物信息学分析表明,这些UniEST分别属于新陈代谢、信号途径、物质运输、抗性相关、生长发育等类别基因,这些基因可能在扦插生根过程中具有重要作用。选择部分有代表性的基因,运用半定量PCR技术对这些基因在落叶松不同器官、不同扦插阶段的表达情况及对IBA的响应进行检测。检测结果表明激素在落叶松扦插生根过程中发挥重要作用,除激素类基因...

【目的】以落叶松胚性系为研究对象,建立和优化适合落叶松胚性愈伤组织增殖的悬浮培养体系,在此基础上对悬浮组织进行体细胞胚的成熟诱导。旨在为实现落叶松胚性愈伤组织的快速增殖及体细胞胚的规模化繁育奠定基础。【方法】对已诱导获得的长白落叶松、兴安×日本杂种落叶松及日本×长白杂种落叶松胚性愈伤组织进行继代培养,取新鲜增殖的组织进行悬浮培养。采用L9(34)正交试验设计,以胚性愈伤组织的增殖量及增殖率为响应值对悬浮培养条件进行筛选和优化,并对选出的最适培养条件进行验证。以悬浮增殖的胚性组织进行体细胞胚成熟培养,统计体胚发生量。【结果】在落叶松胚性愈伤组织的悬浮培养过程中,接种量、震荡强度及培养时间对胚性组织增殖具有显著的影响。在一定范围内,落叶松胚性组织的增殖量及增殖率随初始接种量的增加而降低,随震荡强度的升高呈先增加后下降,而随培养周期的延长而增加。以4 g·L~(-1)接种于含2,4-D 0.15 mg·L~(-1)、6-BA 0.05 mg·L~(-1)及KT 0.05 mg·L~(-1)的BM培养基(SCM),在120 r·min~(-1)避光条件下悬浮培养,3个落叶松胚性系的胚性组织均能快速、稳定地增殖,培养15天的增殖率分别为2 569.42%、4 189.96%及3 001.67%,表现出较明显的种间差异。成熟培养方式对落叶松胚性悬浮组织的体胚发生量影响极显著(P=0.000)。悬浮培养获得的胚性组织接种到含琼脂6.0g·L~(-1)的固体增殖培养基(PCM)上继代15天后,转接到添加肌醇10 g·L~(-1)且无生长调节剂的1/4BM过渡培养基(TCM)上培养14天,再转入含有ABA 20 mg·L~(-1)、Ag NO35 mg·L~(-1)、PEG400080 g·L~(-1)的体胚成熟培养基上培养8周,体胚发生量显著提高(P=0.000)。在此条件下,3个落叶松胚性系OO-A1、GK-F1及KO-H的体胚发生量分别为(101.69±11.19)、(93.09±9.34)及(5.78±1.47)个·g~(-1)。【结论】悬浮培养能在短期内获得大量分散均匀、质量较高的落叶松胚性愈伤组织,且不会影响体细胞胚的发生和成熟。在BM液体培养基(SCM)中,接种量为4 g·L~(-1)、震荡强度为120 r·min~(-1)、暗培养15天,落叶松胚性组织的鲜质量可增加26.99~42.90倍。悬浮培养获得的胚性组织经固体增殖培养基(PCM)继代15天及过渡培养基(TCM)预培养14天后,再进行体胚成熟诱导可明显提高其体胚发生量。

本研究克隆了日本落叶松体细胞胚胎发生相关受体类蛋白激酶基因LaSERK1,并检测了在不同培养条件下LaSERK1的表达情况,发现LaSERK1与已发现的其他物种SERK1基因有高度相似性,qRT-PCR结果显示:LaSERK1在体胚发生早期高表达。结果表明:LaSERK1可能在落叶松体胚发育早期起重要作用,LaSERK1也可能成为早期胚性细胞的标记基因。

[目的 ]研究日本落叶松内源β-葡糖苷酸酶（GUS）基因及其酶活性，分析GUS作为报告基因的可靠性。[方法 ]利用pCAMBIA1301载体上的GUS基因序列在日本落叶松参考基因组中进行比对，鉴定并克隆出日本落叶松GUS (LaGUS)基因。在NCBI利用blastp查找其他物种中LaGUS的同源序列并构建进化树。利用已有的转录组数据和实时荧光定量PCR分析LaGUS基因在日本落叶松中的表达模式。利用组织化学的方法，以X-gluc作为GUS酶反应底物，检测日本落叶松体细胞胚胎发生过程中内源GUS的酶活性。[结果 ]在日本落叶松中鉴定到一个LaGUS基因，CDS长3 435 bp，编码1 144个氨基酸。25种植物中具有与LaGUS基因相似的序列。LaGUS基因的表达量在活动期高于休眠期，在体胚苗中高于在胚性愈伤组织和体细胞胚胎中。组织化学染色表明，日本落叶松胚性愈伤组织、体细胞胚胎和体胚苗在室温下染色6 d时均观察到蓝色，但体胚苗的染色程度高于胚性愈伤组织和体细胞胚胎。[结论 ]日本落叶松具有内源GUS活性，在基因工程中利用GUS作为报告基因可能存在一定干扰。

【目的】通过对牦牛长链非编码RNA Linc24063进行克隆鉴定,分析其在乳腺组织中与miRNAs表达量的相关性,为Linc24063通过调控miRNA发挥功能的调控机制研究提供试验依据。【方法】选取4.5岁处于第一泌乳期的健康母牦牛12头,清晨空腹屠宰后,迅速采集大脑、乳腺、肾脏、心脏、肝脏和卵巢组织,提取组织总RNA,利用5′RACE和3′RACE方法克隆牦牛Linc24063序列;利用生物信息学对其序列保守性、染色体定位及编码潜能进行分析,然后利用原核表达试验对其编码能力进行验证;利用RT-qPCR检测其在大脑、乳腺、肾脏、心脏、肝脏和卵巢的表达水平。利用普通牛和绵羊的miRNA数据库,结合miRanda和mireap软件预测与Linc24063具有相互作用的物种间保守miRNAs,与前人研究表明在牛不同泌乳时期乳腺组织中具有差异表达的miRNA取交集,然后对其靶基因进行GO富集和KEGG信号通路分析;最后使用皮尔逊相关系数在乳腺组织中进行Linc24063与miRNAs表达量的相关性分析。【结果】Linc24063 5′RACE和3′RACE片段大小分别为476 bp和356 bp,测序分析表明Linc24063大小为758 bp,位于牦牛21号染色体的Dlk1-Dio3印记域,与普通牛的序列保守性最高。生物信息学预测其编码潜能较低,原核表达试验进一步验证Linc24063不能有效的翻译蛋白,表明Linc24063是一个真正的长链非编码lncRNA。组织表达谱分析表明,Linc24063在牦牛乳腺组织中表达量最高,在肝脏和卵巢中表达量较低。生物信息学分析后共筛选到与Linc24063具有相互作用的物种间保守miRNAs 21个,其中有研究报道在乳腺中有差异表达的13个;13个miRNAs靶基因富集到TGF-β、PI3K-Akt、胰岛素等信号通路中,表明Linc24063可能通过这些信号通路参与牦牛乳脂和乳蛋白的生物合成过程。在乳腺组织中,Linc24063表达水平与miR-200a(P=0.001)、miR-141(P=0.02)显著负相关,与miR-27a(P=0.023)显著正相关,与miR-24(P=0.601)不具备相关性。【结论】Linc24063位于Dlk1-Dio3印记域内,在乳腺组织中具有较高表达量,且可能通过与miR-200a、miR-141和miR-27a相互作用从而参与牦牛乳脂和乳蛋白的生物合成过程。为深入探讨牦牛Linc24063在乳脂和乳蛋白合成中的生物学功能提供了基础数据。

白桦雄花发育周期较长,从出现雄花序至花粉成熟经历近一年,其发育早期和中期是决定雄配子体发育的重要时期。采用cDNA-AFLP方法对白桦早期和中期发育雄花序进行了差异表达谱分析,共得到了62个TDFs,其中30个TDFs与Genbank中的基因具有较高的同源性,其它32个是未知序列。GO分析结果显示,这些已知基因主要参与代谢过程、细胞过程、刺激应答、生殖、信号传导和生物调控等生物学过程,其分子功能主要涉及催化活性、结合分子功能、酶调节活性和转运活性等;发现了参与生殖和雄花发育的两个重要TDFs,Bplbs658和Bplbs199。另外,选择11个TDFs进行不同组织的qRT-PCR转录表达分析,...

白桦是雌雄同株的单性花树种,已发现的天然的雄花序突变体,其结构和生殖发育均不同于正常雄花序,显示出明显的雄性不育特征。为揭示该雄花突变体的发育机制,采用cDNA-AFLP分子标记技术,分析白桦雄花突变体发育早期的差异基因表达谱,共获得81个ESTs,51个ESTs与GenBank中的基因相似性较低,视为新基因,30个ESTs与已知蛋白具有较高同源性。GO和KEGG对其功能的注释表明,这些蛋白参与催化活性、结合活性、生物调节信号转导、生物合成以及基因编码转录因子和花发育等过程。选择5个与白桦花发育有关的ESTs,分别为MAP激酶、泛素结合酶、纤维素合成酶、热激蛋白和细胞色素P450,应用Real...

用生物信息学方法获得28个黄瓜Aux/IAA家族基因,选取具有Aux/IAA蛋白典型特征及与单性结实基因SIIAA9亲缘关系较近的6个基因(Csa020459、Csa006680、Csa003118、Csa016715、Csa018571和Csa012115),并以单性结实和非单性结实自交系6401和6429为试材,对这6个基因设计特异引物,在黄瓜果实的cDNA中进行测序验证,同时利用半定量RT-PCR技术在开花当天和花后第2和4天的6401、6429及授粉的6429果实中进行表达分析。结果显示:有5个基因可以检测到表达情况,其中Csa016715在未授粉的6429果实发育过程中表达丰度较低,...

为揭示大头鳕TNFSF6基因的基本结构与功能及其在大头鳕发育和神经坏死病毒(Pacific cod nervous necrosis virus, PCNNV)暴发时的响应机制,本研究通过基因克隆获得TNFSF6 cDNA开放阅读框序列,并对序列进行生物信息学分析,运用相对荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对TNFSF6在不同组织、孵化后不同日龄仔鱼和PCNNV感染前后仔稚鱼中的表达水平进行检测。结果显示,大头鳕TNFSF6 cDNA长1 388 bp,5′UTR占315bp,3′UTR占500 bp,ORF全长573 bp,编码190个氨基酸。qRT-PCR结果显示,TNFSF6在各组织均有表达,但在脾脏和鳃组织中的表达量较高;大头鳕孵化后15、20、37和40 d TNFSF6基因的转录水平分别是其在5 d转录水平的0.28、0.15、0.12和0.13倍。在24 d和46 d PCNNV暴发时,病鱼TNFSF6基因的转录水平高于对照组;在77 d PCNNV暴发时,病鱼TNFSF6转录水平则显著低于对照组。研究表明,TNFSF6基因在大头鳕发育早期和仔鱼暴发PCNNV时发挥了重要的作用。