【目的】β-葡萄糖苷酶(4-β-D-glueosidase,BG)是一种水解酶,可以从糖聚合物或寡聚糖中水解糖苷键释放出非还原性糖基,对控制花药开裂具有重要作用。小麦光温敏雄性不育系BS366在不育环境下花药不开裂,在可育环境下花药开裂或不完全开裂。从BS366中克隆TaBG,分析其在花药开裂中的潜在功能,为进一步解析小麦光温敏雄性不育系花药开裂异常的分子机理提供理论基础。【方法】以不育系BS366花药的cDNA为模板,克隆TaBG;利用生物信息学软件对TaBG及其蛋白结构进行预测,构建系统进化树、预测互作蛋白并对TaBG进行上游启动子元件以及互作miRNA预测;构建TaBG-16318hGFP载体,观察其在小麦原生质体中的亚细胞定位;使用实时荧光定量PCR(qPCR)方法测定TaBG在不育环境、可育环境下不同发育时期花药中的表达量,以及MeJA处理下TaBG及与其互作的tae-miR395a在花药和颖壳中的表达模式。【结果】TaBG属于糖基水解酶超家族基因,全长为1 473 bp,编码490个氨基酸,蛋白理论等电点为8.12,属于不稳定的亲水性蛋白。通过miRNA互作预测,发现TaBG可能受miR169、miR395a等抗逆性相关的miRNA调控。通过蛋白互作预测,发现TaBG可能与氧化还原酶(glucose-methanol-choline oxidoreductase,GMC)、内切葡聚糖酶(endoglucanase,EG)等蛋白互作。TaBG定位于小麦原生质体的液泡中。qPCR结果表明,TaBG在花药发育双室期(stage13)、花药开裂时期(stage14)和衰退期(stage15)中的表达量呈现先升高后下降的趋势。在花药开裂时期表达量最高,并且在不开裂花药中的表达量是正常开裂花药的2.8倍。经MeJA处理后,花药和颖壳中的TaBG均呈下调表达,tae-miR395a表达模式与其相反。【结论】TaBG可能受miR169、miR395a等抗逆相关miRNA的调控,参与花药开裂调控。由于TaBG表达量的升高,增加了不育环境下花药中可溶性糖的含量,进而增加花药中的渗透势,从而减缓花药开裂时的脱水活动,导致花药不开裂。

【目的】克隆红麻细胞质雄性不育系与保持系花药中差异表达蛋白RPT4相应基因的cDNA全长,分析该基因在花药中的表达。【方法】采用同源克隆法和RACE技术相结合,从保持系L23B花药总RNA中克隆RPT4全长cDNA。通过半定量RT-PCR检测花粉小孢子败育前、败育期间和败育晚期该基因在不育系和保持系间花药中的表达差异。【结果】克隆得到1 596 bp的cDNA全长,最长开放阅读框(ORF)1 197 bp,编码398个氨基酸的肽序列;该蛋白与蓖麻中直系同源蛋白的相似性最高,达91.93%,内含3个模体Walker A、Walker B和arginine finger的保守域,暗示其具有复杂多样...

为进一步挖掘小麦春化相关基因,探明小麦春化发育调控机制,从不同春化发育特性小麦品种春化响应转录组高通量测序结果中筛选并克隆到1个EST序列,命名为Trx59,该基因的开放阅读框为372 bp,编码124个氨基酸,保守结构域分析显示,Trx59基因有1个Thioredoxin结构域。利用qRT-PCR分析了在春化处理过程中Trx59基因在不同春化发育特性小麦品种的表达特性,并利用VIGS技术进行基因功能的初步验证。结果表明:随着春化处理时间的延长,Trx59基因的表达量逐渐升高,从表达量和表达时间来看,Tr

【目的】土壤盐碱化是制约中国小麦生产的重要因素之一,耐盐性改良成为重要的育种目标。分析小麦TaSRP的功能,解析TaSRP的耐盐性作用机制。【方法】对小麦盐处理转录组测序结果进行分析,发现一个受盐胁迫诱导表达的小麦凝集素类基因TaSRP。根据TaSRP编码的氨基酸序列,通过在NCBI中比对得到水稻、大豆和拟南芥中与TaSRP相似的蛋白序列,利用DNAMAN和MEGA5.05软件进行多重序列比对和同源性分析。根据TaSRP的保守序列设计特异引物,利用TaSRP的实时荧光定量PCR检测TaSRP在不同胁迫处理条件下的表达模式;构建带有CaMV 35S启动子的16318hGFP-TaSRP绿色荧光表...

PEPC可催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)生成草酰乙酸(OAA)进入三羧酸循环，对植物的生长发育和逆境适应发挥重要作用。但目前尚无关于PEPC参与植物器官发育的报道。发掘并研究小麦Tappc3A在花发育中的生物学功能，为探究小麦雄蕊同源转化为雌蕊性状的分子机制提供新的线索。通过PCR技术从CM28TP和HTS-1中克隆Tappc3A基因，使用生物信息学工具分析基因序列及系统进化关系，利用qRT-PCR技术分析Tappc3A在小麦幼穗不同发育阶段和不同生殖器官中的表达水平，通过原核表达分析Tappc3A基因编码的蛋白功能是否正常，利用小麦RNA-Seq数据库分析Tappc3A与其他调控花器官发育基因之间的共表达情况。Tappc3A基因的ORF长2 901 bp,编码966个氨基酸残基，具有典型的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPase)保守结构域，N端具有保守的丝氨酸(Ser, S)可逆磷酸化位点(SIDAQLR),C端具有植物型PEPC蛋白特征序列(QNTG),第774位氨基酸为C3植物PEPC典型的丙氨酸。聚类分析也表明，Tappc3A属于C3型PEPC家族。qRT-PCR分析表明，在小麦幼穗发育的3个阶段，二棱期至小花分化期和药隔时期，HTS-1中的Tappc3A基因的表达量高于CM28TP,且Tappc3A在雌蕊(P)和雌蕊化雄蕊(PS)中的表达量显著高于雄蕊(S)。原核表达结果显示，Tappc3A基因编码的蛋白能催化PEP生成OAA,并且在IPTG诱导后活性明显增强。基因共表达分析显示，Tappc3A可能参与了小麦花器官的形态发生。小麦Tappc3A可能参与小麦雌蕊发育，其在雄蕊中的过量表达可能与雄蕊同源转化为雌蕊性状形成有一定的关联。

旨在研究异齿裂腹鱼(Schizothorax o’connori)缩胆囊素(cholecystokinin, CCK)基因的摄食功能。本研究克隆得到了异齿裂腹鱼CCK基因的cDNA全长,通过生物信息学分析发现其属于CCK-1亚型。异齿裂腹鱼CCK的cDNA全长为773bp,其中开放阅读框(ORF)为372bp,可以编码123个氨基酸。异齿裂腹鱼CCK由1个信号肽和1个典型的CCK-8肽保守结构域组成,为亲水性蛋白,但没有跨膜结构。运用实时荧光定量PCR(Real-timePCR)检测异齿裂腹鱼CCK基因在组织中的分布情况,以及餐前餐后和禁食复喂对其表达量的影响。结果表明,异齿裂腹鱼CCK在各组织中均有表达,其中在脑中表达量最高,在肠道、心脏、肝、脾、肾、皮肤、鳃、眼和鳔中表达量相对较高,在肌肉中表达量最低。餐后CCK基因的表达量显著升高,禁食使异齿裂腹鱼CCK基因的表达量显著下降,而复喂使CCK基因的表达量显著上升,表明CCK基因既是异齿裂腹鱼的餐后饱感信号因子,又是长期调控摄食因子。本研究为异齿裂腹鱼的人工饲养和品种保护等提供了理论依据。

通过３×２不完全双列杂交配制６个杂交籼稻组合，对和水稻开花期高温耐性相关的花药基部开裂长度和宽度（ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｂａｓａｌ ｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ，ｂｄｌ，ｂｄｗ）以及花药顶部开裂长度和宽度（ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ａｐｉｃａｌ ｄｅｈｉｓｃｅｎｃｅ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ，ａｄｌ，ａｄｗ）４个性状进行遗传分析。结果表明，实验材料的不同组合间花药基部开裂性状存在极显著差异。ｂｄｌ、ｂｄｗ和ａｄｗ的遗传中加性和非加性效应都很重要。ｂｄｗ和ａｄｗ均以利用一般配合力为主，双亲互作对ｂｄｌ和ａｄｌ具有重要作用。ｂｄｌ、ｂｄｗ和ａｄｗ的广义．．．

以野败型雄性不育系V20A及其保持系V20B为核心材料,应用荧光显微、半薄切片和扫描电子显微镜技术,比较分析了不育与可育水稻花药及花丝的形态特征差异。结果表明:正常可育水稻花药气孔带(IMS2)分布的常开状气孔及其角质化表皮细胞保障了花药的正常失水,失水导致快速伸长的花丝中形成"气塞",进而形成反向拉扯开裂带(IMS1)两侧纤维层的裂药"驱动力",纤维层细胞内外壁非均匀增厚决定裂药受力方向,而花药表面纤维层细胞次生增厚的"V"形分布特征决定了花药开裂的位置顺序。

以冬小麦农大93(单核期花药)为实验材料,运用 Mg~(2+)-ATP 酶电镜细胞化学定位方法对高温(45±0.5)C 处理(0～30min)后花药的 Mg~(2+)-ATP 酶变化特点观察结果表明:单核期花药中不同部位的 Mg~(2+)-ATP 酶活性表现为绒毡层细胞酶活性>乌氏体和小孢子外壁及其内膜>表皮、内壁和中层。高温处理绒毡层细胞、小孢子质膜和细胞器膜最易破碎,并伴随 ATP 酶活性下降,其下降幅度明显高于其他部位。由此可见,绒毡层细胞和小孢子的 Mg~(2+)-ATP 酶活性及膜结构对高温比花药的表皮、内壁和中层敏感。

利用电子克隆的方法设计特异引物,克隆陆地棉的1个二硫键异构酶(Protein disulphide isomerase like)基因的全长序列。序列分析表明:该基因没有内含子,开放阅读框的长度为1 293bp,编码的多肽序列含有430个氨基酸。该基因与红麻HcPDIL5-2a基因具有97%的相似性,将该基因命名为棉花GhPDIL5-2a。取单核期花药进行半定量RT-PCR分析发现:GhPDIL5-2a在陆地棉洞A不育株和可育株花药中表达无差异,在供试的其他不同品种中的表达也无差异。

【目的】克隆小麦的TaCKX基因并对其序列进行生物信息学分析,明确TaCKX基因在小麦基因组中的分布情况,以期为今后深入研究小麦CKX基因以及利用该基因进行小麦重要农艺性状的遗传改良奠定基础。【方法】采用同源克隆结合BAC文库筛选的方法克隆基因,通过小麦缺体-四体对其进行染色体定位。【结果】从普通小麦中国春中分离得到TaCKX5基因的gDNA和cDNA序列。分析表明,TaCKX5基因的开放阅读框为1596bp,编码531个氨基酸,含有CKX基因家族典型的功能位点FAD-binding domain,预测属于分泌蛋白,并具有糖基化位点。使用中国春缺体-四体将TaCKX5定位于小麦第三同源群。系统...

【目的】MYB转录因子在植物生长发育和抗逆过程中起着重要作用,克隆小麦MYB基因并对其功能进行研究,对植物MYB转录因子的调控机制具有重要意义。【方法】利用Affymetrix小麦芯片系统,分析2个小麦品种中国春(热敏感)和TAM107(耐热)在不同热胁迫处理下的转录谱,从热胁迫上调表达的EST序列中克隆得到小麦耐热相关TaMYB165基因,并对该基因的表达特性及功能进行研究;利用实时定量RT-PCR技术分析小麦不同发育时期、不同组织器官热胁迫处理下TaMYB165基因的动态表达模式,构建超表达载体并转化拟南芥,对获得的转基因拟南芥株系进行耐热性鉴定。【结果】克隆获得1个小麦MYB转录因子家族基因TaMYB165,该基因ORF长度为847 bp,编码282个氨基酸。同源序列分析表明,TaMYB165与高粱SORBIDRAFT 03g040120亲缘关系最近(73.2%),与水稻MYB蛋白和拟南芥AtMYB165的相似性分别为70.37%和33.0%。qRT-PCR结果显示,TaMYB165在小麦苗期和灌浆期都受热胁迫诱导表达,只是响应的早晚有所不同。在拟南芥中过量表达TaMYB165,转基因株系热胁迫后成活率提高,细胞膜热稳定性增强。【结论】TaMYB165是小麦热胁迫响应的重要转录因子,可作为小麦耐热育种的重要候选基因。

为探讨高温影响小麦品质和产量的主要非生物胁迫因素,从小麦(Triticum aestivum)中克隆了1个受热胁迫诱导的茉莉酸诱导蛋白基因,命名为TaJIP,该蛋白具有Dirigent和Jacalin-like 2个保守结构域。通过生物信息学分析发现TaJIP基因的启动子区域包含多种激素响应元件。采用荧光实时定量PCR的方法,分析TaJIP在转录水平的表达模式,发现TaJIP不仅受茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)的诱导,还受高温、干旱和高盐胁迫的诱导。通过农杆菌介导的方法将TaJIP超表达转化拟南芥并对其功能进行鉴定,发现TaJIP转基因株系高温胁迫后的成活率和下胚轴生...

【目的】非生物逆境是制约小麦生产的主要因素。ＷＲＫＹ转录因子是植物特有的转录因子家族，参与对多种非生物逆境胁迫的应答。普通小麦基因组中至少含有２００个ＷＲＫＹ，目前仅对少数成员的功能进行了鉴定。通过克隆小麦ＷＲＫＹ转录因子ＴａＷＲＫＹ３５并揭示其功能，为改良小麦的抗逆性提供基因资源。【方法】利用小麦全长ｃＤＮａ数据信息，从强抗旱小麦品种旱选１０号中克隆逆境胁迫应答转录因子基因ＴａＷＲＫＹ３５；采用实时定量ＰｃＲ技术，分析目标基因在不同发育时期、不同组织器官中的表达水平，以及在ＰＥＧ－６０００、Ｎａｃｌ、ａＢａ和低温等逆境胁迫下的表达模式；构建目标基因与ＧＦＰ融合的表达载体，转化小麦原生质体，以．．．

【目的】研究小麦条锈菌果胶酶基因ＰｓＰＬ１的功能，确定其在小麦条锈菌侵染过程中的作用，为揭示小麦与病原菌互作的分子机理奠定理论基础。【方法】利用ＲＡＣＥ技术扩增ＰｓＰＬ１基因全长，通过ｑＲＴ－ＰＣＲ对ＰｓＰＬ１的表达特征进行分析，并在酵母系统中验证其编码蛋白信号肽的分泌功能，最后通过ＨＩＧｓ技术沉默ＰｓＰＬ１基因，确定其在条锈菌侵染小麦过程中的作用。【结果】克隆得到ＰｓＰＬ１基因全长，其ＯＲＦ长４７１ｂＰ，编码１５７个氨基酸；经预测ＰｓＰＬ１蛋白包含一个果胶酶保守结构域，Ｎ端含有一段由２１个氨基酸组成的信号肽序列；经酵母系统验证，确定ＰｓＰＬ１蛋白信号肽具有分泌功能；ｑＲＴ－ＰＣＲ分析发现，Ｐ．．．