为了探究ERF转录因子家族与棉花枯萎病抗性之间的关系,也为海岛抗枯萎病品种的选育工作提供新的基因资源,从Solexa高通量测序技术建立的棉花基因表达谱中筛选探针序列,通过电子克隆结合RT-PCR技术从高抗枯萎病的棉花品种中棉所12中克隆到一个新的ERF-B1亚组转录因子基因,命名为Gh ERFB101(Gen Bank:KF850521)。序列分析表明,该基因开放阅读框738 bp,编码245个氨基酸,含有一个保守的AP2/ERF结构域,在进化上与拟南芥At ERF11的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,枯萎病菌诱导后,Gh ERFB101基因在抗病品种根中的表达量呈现下降趋势;而在感...

【目的】克隆西瓜抗枯萎病相关基因ＣＩＭＹＢ转录因子，进行生物信息学及表达模式分析，为进一步解析ＣＩＭＹＢ在西瓜抗枯萎病机制中的作用提供理论依据。【方法】根据西瓜与枯萎病菌不亲和互作的抑制差减文库和ＭＩＣｒｏａｒｒａＹ数据分析，获得与西瓜抗枯萎病相关的基因ＣＩＭＹＢ，采用ｒＴ－ＰＣｒ技术分离克隆ＣＩＭＹＢ Ｃ ＤＮａ全长序列；应用生物信息学方法分析该基因的保守结构域及序列特征；使用ＭＥＧａ５．０对ＣＩＭＹＢ蛋白序列及其同源序列进行多序列比对，并构建同源物种间系统进化树；采用ＧＦＰ标记的方法进行亚细胞定位，分析编码蛋白表达位置；将该基因片段通过ＮＤＥ Ｉ和ＸＢａ Ｉ双酶切连接至原核表达载体Ｐ Ｃｚ．．．

在发病严重而均匀的田间病圃中，对棉花８个亲本（４抗十４感）和２８个Ｆ＿１代进行了抗枯萎病鉴定。结果表明：杂种抗性与亲本抗性呈极显著正相关，４个抗病品种的抗性为中棉１２＞苏棉３号＞鄂６２－１＞鄂抗棉１号，但苏棉３号的抗性传递能力高于中棉１２。抗病×感病组合Ｆ１抗性为部分显性，发病率、病指和病级偏向抗病亲本，中亲优势率分别为－２８．５％，－３３．３％和－４７．０％。抗×感、高抗×感组合一般为中抗，中抗×感组合一般为感病，抗性低的抗病品种×病指高的感病品种的组合Ｆ１也表现感病。抗×抗、抗×高抗、抗×中抗、中抗×高抗组合表现抗或高抗，甚至超双亲。而感×感组合仍表现为感病。发病率、病指和病级三者间呈极显...

以转SNC1基因的棉花中35和军棉1号和对应的非转基因棉花叶片为材料,接种棉花枯萎病病菌,以分析与主要抗病性有关的5类防御酶系。接菌后,和对照相比,转SNC1基因棉花和非转基因棉花防御酶的活性变化差异明显。其中,转基因中35的PAL、SOD、POD和PPO酶活性均高于非转基因中35,并且在接菌第2,4天达到峰值,然后随时间增加呈下降趋势,而CAT酶活性低于非转基因中35,随时间增加变化趋势不明显;转基因军棉1号的PAL、SOD、PPO和酶CAT活性变化趋势同转基因中35,而POD酶活性变化趋势却相反,低于非转基因军棉1号。通过本试验表明,以抗病品种和感病品种为受体得到的转基因棉在受到病原菌侵染...

【目的】黄萎病(Verticillium wilt)是棉花生产上的重要病害,严重影响棉花的产量和品质。棉花基因组测序工作的完成为抗病基因挖掘提供了重要的信息资源。通过对一个尚未有功能注释的陆地棉基因CRVW(cotton resistance to Verticillium wilt)进行克隆与抗病功能验证,为棉花基因组信息完善、抗病机制解析和分子育种等方面奠定基础。【方法】根据参考基因组序列设计引物,同源克隆陆地棉(Gossypium hirsutum)农大601(ND601)中CRVW的开放读码框(open reading frame,ORF)。利用在线工具ProtParam预测蛋白氨基酸组成、分子量、理论等电点、不稳定指数和总平均亲水性等性质;应用PSIPRED v3.3预测蛋白二级结构;在线工具ProtComp v. 9.0进行亚细胞定位预测;PlantCARE在线软件分析顺式作用元件。构建CRVW与绿色荧光蛋白基因融合表达载体,通过基因枪介导法转化洋葱表皮细胞,观察CRVW的表达位置。利用qRT-PCR检测CRVW在棉花不同组织、黄萎病菌胁迫条件下不同抗、感品种间,以及水杨酸(salicylic acid,SA)诱导处理条件下的表达模式。构建CRVW沉默载体,应用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术进一步验证该基因在棉花中的抗病功能。检测CRVW沉默后一些与植物抗病调控相关标志基因的表达变化,分析其介导的抗病通路。【结果】从陆地棉品种ND601中克隆到CRVW的ORF,其全长780 bp,编码259个氨基酸残基,分子量约为30.2 kD,理论等电点9.59;蛋白二级结构含69.50%不规则卷曲、17.76%α-螺旋、11.20%延伸链和1.54%β-卷曲。综合生物信息学预测和荧光观察结果,显示CRVW主要存在于植物细胞膜和细胞质。CRVW在棉花根、茎和叶中都有表达,但在根中的表达量最高。CRVW的ORF上游序列(CRVW-P)中包括响应乙烯(ethylene)、SA、生长素(auxin)和脱落酸(abscisic acid)等4种激素信号的顺式作用元件。另外,CRVW-P还包括一些与伤害、防御、胁迫、病菌、干旱和低温等相关的顺式作用元件。SA喷洒处理后,CRVW显著上调表达。黄萎病菌胁迫后,CRVW在抗病品种ND601和感病品种中棉所8号(CCRI8)中均显著上调表达,但在感病品种中上调表达的发生时间明显滞后。黄萎病菌处理20 d后,CRVW沉默组棉苗表现出比对照(CK)组更明显的黄化、萎蔫和落叶等黄萎病病症。进一步统计分析显示,CRVW沉默组病指显著高于CK组,表明CRVW沉默显著降低了棉苗对黄萎病菌的抗性。沉默CRVW后,棉苗中SA含量显著降低;ICS1(isochorismate synthase 1)、EDS1(enhanced disease susceptibility 1)、PAD4(phytoalexin deficient 4)、NPR1(nonexpresser of PR gene 1)和PR1(pathogenesis-related protein 1)等与SA积累和信号调控相关的标志基因均发生显著下调表达。【结论】CRVW定位于细胞质和细胞膜,主要在棉花根部表达,可能通过SA信号通道参与棉花抗黄萎病反应过程。

为研究棉花ＮＡＣ转录因子基因ＧｈＳＮＡＣ３启动子的结构和功能，以鲁棉研３２号基因组为模板，用ＰＣＲ扩增的方法得到棉花基因ＧｈＳＮＡＣ３的启动子序列，利用分析网站ＰｌＡＮｔＣＡＲＥ、ＰｌＡＣＥＲ和ＢＤＧＰ对启动子上存在的顺式作用元件进行了预测与分析，在此基础上利用该启动子及ＧｈＳＮＡＣ３基因构建植物表达载体，并通过烟草遗传转化进一步研究启动子的转录活性。结果表明ＧｈＳＮＡＣ３启动子除含有ＣＡＡｔ－Ｂｏｘ等基本顺式作用元件外，还含有茉莉酸、赤霉素和脱落酸响应元件以及大量光顺式作用元件和逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件。采用不同胁迫处理转基因烟草并进行表达分析，结果显示ＧｈＳＮＡＣ３在盐胁迫下植株根部．．．

以黄萎病菌诱导下差异表达的棉花抗病相关基因片段PR8为探针,利用杂交方法,对优质、抗病海岛棉品种Pima90-53 BAC文库进行筛选。从30 336个BAC克隆中筛选到含有PR8基因片段的4个阳性克隆,分别为127K13,128D14,169J3和178C5。用Sau3AI对其中的169J3克隆进行酶切,回收2~4 kb的DNA片段并连接到载体pUC118BamHI-BAP上,构建了含有该基因片段的亚克隆文库,共含有4 224个克隆。经电泳检测,插入片段在1~3 kb,平均为2 kb。该亚克隆文库的构建为克隆PR8基因奠定了基础。

【目的】克隆陆地棉抗细胞凋亡新基因GhDAD1,为陆地棉细胞凋亡的分子机制提供依据,为培育不早衰陆地棉品种提供理论基础。【方法】采用RT-PCR以及电子克隆获得陆地棉GhDAD1的基因组序列以及全长cDNA序列并进行生物信息学分析,然后通过荧光原位杂交(FISH)技术进行染色体定位,利用real-timePCR进行表达模式分析,分析6-BA、乙烯、H2O2、SA以及NO对GhDAD1表达量的影响。【结果】棉花GhDAD1编码阅读框全长354bp,包含5个外显子,4个内含子以及232bp的5′非编码区和280bp的3′非编码区。氨基酸序列分析表明,GhDAD1蛋白属于DAD家族,与柑桔、拟南芥G...

为探究转录因子GbTCP27在棉花纤维发育中的作用,使用RT-PCR技术从海岛棉‘新海21号’中克隆GbTCP27,并对其进行生物信息学和表达特性分析。结果表明,该基因有1个1 017 bp的开放阅读框,编码338个氨基酸,预测分子量约为35.37 ku,等电点为9.08,分子式为C_(1549)H_(2511)N_(439)O_(483)S_(11),序列中含有一个高度保守的TCP结构域;氨基酸序列对比表明,海岛棉GbTCP27基因在进化过程中是相当保守的,蛋白序列与其他植物中的TCP蛋白序列有较高的一致性;亚细胞定位结果显示,GbTCP27属于核定位基因,推测GbTCP27可能在复制和转录的过程中发挥作用;进化树分析表明,海岛棉GbTCP27基因与亚洲棉GaTCP9基因分布在同一分支上;实时荧光定量PCR表明,GbTCP27基因在开花当天的花瓣和开花当天的胚珠中表达量最高;综上所述,GbTCP27转录因子可能参与棉花纤维起始期胚珠表皮细胞的发育。

本研究旨在对棉花来源的果胶甲酯酶基因进行克隆和功能分析。通过RACE技术克隆了2个棉花果胶甲酯酶基因的cDNA,命名为GhPME1和GhPME2。序列分析发现:GhPME1和GhPME2的最大开放阅读框分别为1 704和1 752bp,分别编码含有567和582个氨基酸的蛋白质。蛋白质结构预测显示这2个蛋白结构相似,包含PMEI和Pectinesterase结构域。RT-PCR和实时荧光定量PCR结果显示在陆地棉的纤维发育过程中,GhPME1和GhPME2的表达峰值分别在9和4DPA(开花后天数),然后依次降低。而在海岛棉纤维中,这2个基因的表达均呈现逐渐上升的趋势,表达峰值分别出现在开花后2...

为了揭示棉花GhTGA1与GhTGA9. 2基因的生物学功能,利用RT-PCR技术,从抗枯萎病棉花品种中棉所12号中克隆了TGA转录因子基因GhTGA1与GhTGA9. 2。生物信息学分析表明,2个基因开放阅读框(ORF)长分别为1 281,1461 bp,分别编码405,486个氨基酸。序列分析表明,2个基因均含有b ZIP和DOG1结构域,属于b ZIP亚家族TGA转录因子基因。利用实时荧光定量(qRT-PCR)技术进行表达特征分析表明,GhTGA1基因能被枯萎病菌、乙烯(ET)、茉莉酸(JA)诱导上调表达,水杨酸(SA)诱导后,在各处理时间点,该基因表达量均低于Mock,以上结果表明,GhTGA1基因可能通过参与乙烯(ET)和茉莉酸(JA)信号通路调控棉花对枯萎病的抗性;枯萎病处理后,GhTGA9. 2基因在各时间点表达量均低于Mock,呈下调表达,但能被激素(ET、JA、SA)诱导上调表达。结果表明,GhTGA9. 2基因可能通过激素(ET、JA、SA)途径参与胁迫应答,通过对GhTGA1与GhTGA9. 2基因表达特征分析为后续研究提供基础。

【目的】从棉花中克隆2个新的PPR基因,分析其序列结构、基因表达和亚细胞定位,为深入研究这2个基因在棉花中的功能提供依据。【方法】利用棉花EST库,通过RT-PCR从陆地棉徐州142中克隆得到2个PPR基因:GhPPRH1和GhPPRH2;应用生物信息学方法对2个基因编码蛋白序列进行预测分析,利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR的方法分析目的基因在不同组织及纤维不同发育时期的表达模式;利用棉花子叶瞬时表达系统对上述2个基因编码的蛋白进行亚细胞定位。【结果】GhPPRH1和GhPPRH2均属于PPR基因家族的PLS亚家族;GhPPRH1和GhPPRH2的开放读码框的长度分别为1 917和2...

为获得美国白蜡CBF基因的全长序列,根据不同物种CBF基因保守区域设计简并引物,利用RT-PCR和RACE技术进行试验。结果表明:其编码区为675bp,编码224个氨基酸。通过氨基酸序列同源比发现,美国白蜡CBF基因编码的氨基酸序列包含一个完整CBF蛋白的特征序列—AP2保守结构域,同时又存在单个氨基酸残基或基序的替换、插入和缺失;进化树分析表明:FaCBF与木本植物同处一个进化树分枝,其中,FaCBF基因与大叶钻天杨的CBF基因相似性最高;低温胁迫试验表明:FaCBF相对表达量随时间的延长而逐渐升高,在12h时,相对表达量达到最高,随后随时间的延长而逐渐降低。结果显示低温可以诱导FaCBF基...

为研究ＦａＧａＭＹＢ基因在草莓成花诱导和花发育中的作用，以‘卡姆罗莎’草莓（ＦｒａＧａｒｉａ×ａｎａｎａｓｓａ Ｄｕｃｈ．‘ｃａＭａｒｏｓａ’）为试材，采用同源克隆和ｒＴ－Ｐｃｒ技术分离了一个赤霉素信号途径中的ＭＹＢ转录因子基因ＦａＧａＭＹＢ。该基因开放阅读框为１ ６８９ＢＰ，编码５６２个氨基酸。序列分析发现ＦａＧａＭＹＢ蛋白含有高度保守的ｒ２ｒ３Ｄｎａ结合域，以及ＧａＭＹＢ基因家族所特有的Ｂｏｘ１，Ｂｏｘ２和Ｂｏｘ３保守区域。亚细胞定位研究发现ＦａＧａＭＹＢ蛋白定位于洋葱表皮细胞的细胞核。ＦａＧａＭＹＢ基因具有组成型表达特性，但在雄蕊、花芽、茎尖生长点和果实等生殖生长组织与器官的表达丰度较高．．．

为探究HvnANT1基因在青稞粒色形成过程中的基因表达模式，以紫粒青稞‘涅如姆扎’和白粒青稞‘昆仑10号’为试材，利用简化基因组GBS(Genotyping-by-Sequencing)对青稞紫粒进行基因定位，克隆到HvnANT1基因，对其进行生物信息学分析。结果表明：1）在7H染色体的84.30—86.00cM获得1个MYB类转录因子，命名为HvnANT1。2）该基因长1 033bp，其完整开放阅读框为762bp，编码253个氨基酸。HvnANT1蛋白分子量为27.14kU，是亲水性的不稳定碱性蛋白且不存在跨膜结构，无信号肽。该蛋白的二级结构主要是由无规卷曲、α-螺旋、延伸链和β-转角组成，具有2个SANT结构域（分别位于第13—第63个；第66—第114个氨基酸）。3）同源比对与系统进化分析表明：青稞HvnANT1蛋白与大麦、乌拉尔图小麦、高梁、玉米、二型花、小米、水稻、土瓶草、车轴草和杨梅10种植物的ANT1蛋白序列相似性分别为100.00%、88.85%、54.64%、60.95%、60.82%、58.46%、57.61%、37.76%、36.05%和36.33%；这些序列都具有2个高度保守的2个SANT结构域；与大麦的亲缘关系最近，其次是与乌拉尔图小麦，与水稻最远。4）亚细胞定位结果表明，该基因定位在细胞核内。5）实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示：与籽粒颜色形成的乳熟早期和乳熟晚期相比，软面团期的HvnANT1基因在‘涅如姆扎’中表达量极显著上调，而在‘昆仑10号’中各时期的表达量较低且差异不显著；且软面团期的‘涅如姆扎’籽粒HvnANT1基因的表达量极显著高于‘昆仑10号’（P<0.01）。花青素合成相关的结构基因HvnCHI、HvnANS和HvnDFR与该基因表达量模式相似。综上，青稞HvnANT1蛋白结构中的SANT结构域在物种进化过程中比较保守；该基因定位在细胞核内，符合转录因子特性；HvnANT1基因表达模式与结构基因HvnCHI、HvnANS和HvnDFR相似，在籽粒颜色形成的软面团期表达量极显著升高。