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[期刊] 中国农业科学
[作者]
段雅如 高美玲 郭宇 梁晓雪 刘秀杰 徐洪国 刘继秀 高越 栾非时
【目的】基于GBS(Genotyping-by-sequencing)高密度遗传图谱初步定位结果，通过图位克隆方法对西瓜果形基因进行精细定位，并开发功能性分子标记，有助于全面研究果形基因的功能及分子标记辅助选择育种。【方法】利用114份纯合西瓜品系全基因组重测序数据及其果形指数表型进行GWAS(genome-wide association study)分析，结合GBS高密度遗传图谱初步定位结果确定果形基因候选区段，以商业小型西瓜品种纯化所得品系K2（椭圆形、FSI=1.54±0.13）和L1（圆形、FSI=1.11±0.07）为材料构建F2群体，通过开发分子标记对果形基因ClFSI进行精细定位，根据西瓜参考基因组‘97103’v1注释信息确定候选基因，并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行验证。【结果】利用1 152份F2群体，最终将ClFSI精细定位于3号染色体的FMFSI-1与FMFSI-2标记之间物理距离约63 kb区间内，共包含5个注释基因。其中Cla011257属于已报道与控制果实纵径和果形相关的SUN基因家族。经测序分析发现，西瓜椭圆形品系K2在该基因第3外显子上存在两个非同义突变位点Chr3:26846636 G-A和Chr3:26847041 G-A（‘97103’v1），分别导致天冬酰胺（Asn）替换为天冬氨酸（Asp）和谷氨酸（Glu）替换为赖氨酸（Lys），并利用Chr3:26847041突变位点开发功能性分子标记FSICAPS-2。qRT-PCR分析表明，K2（椭圆形）与Charleston Gray（细长形）中候选基因表达量无显著性差异，但均显著高于L1（圆形）。【结论】本研究将控制西瓜果形的ClFSI精细定位于3号染色体63 kb区间内，推测Cla011257为最终目的基因，Chr3:26847041和Chr3:26846636突变位点是导致果形不同程度伸长的重要位点，并开发了可以同时鉴定Cla011257多种突变类型的功能标记FSICAPS-2。
关键词：
西瓜 果形基因 图位克隆 分子标记
[期刊] 华北农学报
[作者]
李肯 张伟 武云鹏 潘静怡 彭冬秀 张若纬
为提高不同果肉硬度类型甜瓜材料的选择效率，加速良种培育，以脆肉甜瓜材料19A21、19A75和软肉甜瓜材料N84、20S66为亲本，分别构建F_2与BC_1F_1群体，采用感官测试统计，脆肉材料与软肉材料符合3∶1与1∶1理论值，说明甜瓜果肉硬度性状为单基因遗传，且脆肉相对于软肉为显性；以4份甜瓜亲本为供试材料，分析不同硬度类型果实的ACO活性变化及CmACO1的表达模式，结果显示，软肉甜瓜果实发育中ACO活性出现峰值，而脆肉甜瓜未出现，软肉甜瓜CmACO1表达量显著高于脆肉材料，说明该基因可能参与调控甜瓜果肉硬度。根据CmACO1在不同材料中的插入缺失位点(Insert/Deletion)差异，开发InDel-Pf标记，利用该InDel标记对32份甜瓜材料进行基因型检测，其中脆肉甜瓜表现为缺失带型，软肉甜瓜表现为非缺失带型，标记多态性与果肉硬度共分离。利用2个F_2群体对InDel-Pf标记进行验证，分子标记鉴定与表型鉴定符合率达到95.3%,98.1%。研究结果表明，InDel-Pf标记对甜瓜果肉硬度的实际鉴定有较高准确性，能够有效提高育种选择效率，缩短良种培育周期。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
唐倩莹 吕凤 王启明 王倩 尤世民 柏文婷 郑海 王沛然 赵志刚 万建民
[目的]水稻的育性对产量有非常重要的影响,对水稻雌、雄不育(female and male sterility)突变体fms进行表型研究和基因图位克隆以丰富水稻生殖发育的分子机制。[方法]用甲磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)化学诱变粳稻品种‘宁粳4号’,获得1个稳定的雌、雄不育突变体fms,利用醋酸洋红染色、半薄切片和激光共聚焦显微技术对野生型和突变体的花药和胚囊进行细胞学观察和比较;利用FMS/fms杂合子和‘N22’杂交构建的F2群体进行遗传分析和基因图位克隆。[结果]细胞学观察发现:fms的花药壁中绒毡层和中间层缺失,花粉母细胞发育停滞,导致雄配子完全不育;突变体胚囊发育早期孢母细胞增多,成熟胚囊完全退化或出现多于8个的细胞核,导致雌配子不育。遗传分析表明,该不育性状由1对隐性核基因控制。通过图位克隆将FMS基因初步定位在第12号染色体长臂上的分子标记RM27877和RM28404之间。进一步扩大群体并加密分子标记,最终将候选基因定位在标记Ta-4和Ta-7之间,物理距离818 kb,该区间内预测有13个开放阅读框。基因组测序结果显示,fms在Os12g0472500的第1个外显子上有1个碱基突变,使色氨酸变成终止密码子,造成翻译提前终止。表达分析显示FMS在花药中特异性高表达,在胚囊中表达量较高。[结论]水稻育性突变体fms突变性状由Os12g0472500基因的隐性突变引起,该基因编码的蛋白影响水稻花粉和胚囊的发育。
关键词：
水稻 不育 突变体 基因克隆
[期刊] 水产学报
[作者]
刘鹏飞 谷俊刚 毕燕会 周志刚
UV性别决定系统在一些低等生物生活史的单倍体阶段展现出特定的进化和遗传特性。本研究构建了一个海带雌配子体基因组的细菌人工染色体（BAC）文库。该文库包含31 872个克隆，插入片段平均长为115 kb，覆盖6.57倍的海带基因组。利用海带雌配子体特异性的标记FRML-1488的序列为探针筛选BAC文库，获得4个阳性BAC克隆。随机挑选一个克隆（638-C12）通过Roche454第二代测序平台进行测序，并经过间隔序列的扩增、克隆和测序，了解到该BAC克隆的插入片段长为86 996 bp。该序列位于海带基因组的Scaffold285上，占后者序列总长的22.4%。序列分析结果显示在雌配子体特异性标记FRML-1488的上游存在大量的微卫星以及Copia逆转录转座子等重复序列。综合这些信息，推测BAC克隆638-C12的插入片段可能与海带U染色体的性别决定区相关。本研究是BAC文库在海带性别相关序列图位克隆的首次应用报道，将有助于海带性别染色体结构的揭示及性别决定机制的解析。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨永超 王中元 杨小振 王永琦 张宇 张显
【目的】克隆西瓜自交系M08的ClP5CS基因(Cla006553和Cla017928)cDNA序列全长,探究其在抵御干旱和盐胁迫中的作用。【方法】利用西瓜基因组信息,以M80幼叶为材料,克隆Cla006553和Cla017928的编码序列,对其氨基酸序列进行生物信息学分析和同源分析;构建这2个基因的过表达载体转化农杆菌,采用浸花法浸染拟南芥,选取相应转基因T2拟南芥株系,检测其在脱落酸(ABA)、甘露醇、NaCl及干旱胁迫下的发芽率、根长、成活率及脯氨酸含量,研究Cla006553和Cla017928对拟南芥抗逆性的影响。【结果】Cla006553编码序列长2 166bp,编码721个氨基酸;Cla017928编码序列长2 145bp,编码714个氨基酸。Cla006553与Cla017928的核苷酸和氨基酸序列之间的相似性为分别为74.19%和77.12%,其氨基酸序列中含有ATP结合位点、脯氨酸反馈抑制位点、亮氨酸拉链、谷氨酰激酶结构域、NAD(P)H结合位点、亮氨酸结构域、谷氨酸半醛脱氢酶结构域。转Cla006553和Cla017928基因的拟南芥植株在ABA、甘露醇、NaCl和干旱胁迫下的发芽率、根长、脯氨酸含量、成活率等均高于对照,具有较好的耐旱和耐盐能力。【结论】克隆了西瓜P5CS的2个编码基因Cla006553和Cla017928,这2个基因均可增强转基因拟南芥植株的抗逆能力。
关键词：
西瓜 ClP5CS 拟南芥 渗透胁迫
[期刊] 华北农学报
[作者]
孙涌栋 张兴国 李新峥 李贞霞 陈碧华
以授粉后黄瓜幼果组织的总RNA为模板,利用简并引物,采用RT-PCR方法扩增出1条长度为480 bp的cD-NA片段。序列分析结果表明,该cDNA片段与来源于黄瓜根组织的CsEXP5片段序列(AF319471)同属一个基因,序列拼接后得到526 bp的cDNA序列。预测的CsEXP5蛋白具有一系列保守的Trp残基和HFD,KNFRV保守域。该蛋白属于α-扩张蛋白,与CsEXP10蛋白的同源性高达90%。该基因首次从黄瓜幼果中得以克隆,可能与黄瓜果实膨大生长有一定关系。
关键词：
黄瓜果实 CsEXP5基因 序列分析
[期刊] 中国农业科学
[作者]
王壮壮 董邵云 周琪 苗晗 刘小萍 徐奎鹏 顾兴芳 张圣平
【目的】鉴定调控黄瓜果实中L-半乳糖途径维生素C(Vc)合成相关基因的位置、数量及表达特征，同时对关键基因进行克隆分析，旨在为黄瓜果实中Vc合成调控研究奠定基础。【方法】根据已报道的拟南芥中L-半乳糖途径合成Vc相关基因，利用蛋白编码的氨基酸序列在黄瓜9930＿V2参考基因组数据库中进行BLAST比对，确定黄瓜中的同源基因，借助TBtools软件绘制基因在染色体上的位置。通过q RT-PCR分析上述基因在果实Vc含量差异显著的两份黄瓜材料中的表达量。利用PCR扩增对限速酶GDP-L-半乳糖磷酸化酶（GGP）及GDP-甘露糖-3′5′-差向酶（GME）同源基因进行克隆，测序分析这些基因在高Vc含量与低Vc含量黄瓜果实中的序列差异。构建系统进化树，分析黄瓜果实GME、GGP与其他物种中同源基因的亲缘关系。【结果】在黄瓜基因组中比对到21个参与L-半乳糖途径合成Vc相关酶PMI、PMM、GMPase、GME、GGP、GPP、Gal DH、Gal LDH的同源基因，7条染色体均有分布，在5号染色体和1号染色体上分布最多。通过对21个基因在两份果实Vc含量高低差异显著的两份材料CG45（高Vc含量）和R48（低Vc含量）的表达量分析，发现调控PMI、PMM、GMPase、GME、Gal LDH这5个酶的基因在CG45和R48中有极显著的表达差异。对Vc合成限速酶GGP和GME相关基因在CG45和R48两份材料中进行克隆发现，Cs GME2在R48中基因全长为3 537 bp，在CG45中基因全长为3 541 bp，该基因在两份材料存在多个SNP位点差异和Indel差异，有一个突变位点位于CDS区，且导致了氨基酸序列的改变。通过对调控Vc合成限速酶GME、GGP蛋白性质分析，发现限速酶GME、GGP在不同物种的蛋白性质差异不大，均为亲水性蛋白，功能相对保守。进化树分析发现不同物种亲缘关系较近的聚类在一起，进化过程高度保守。【结论】鉴定出21个分布于7条染色体上的黄瓜果实Vc合成的L-半乳糖途径相关基因，推测关键酶PMI、PMM、GMPase、GME、Gal LDH、GGP可能影响黄瓜果实中Vc含量变化，调控Vc合成限速步骤关键酶GME、GGP功能相对保守，Vc合成限速步骤关键酶GME基因Cs GME2在高Vc和低Vc两份材料中的一个SNP位点变异导致氨基酸序列的变化。
关键词：
黄瓜 Vc 基因克隆 表达分析
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
朱海生 王彬 陈敏氡 李永平 张前荣 刘建汀 李大忠 吴卫东 温庆放
【目的】克隆获得中国南瓜18SrRNA,并设计合适的荧光定量PCR内参,为开展中国南瓜重要功能基因的表达模式和调控机制研究奠定基础。【方法】以中国南瓜‘密本’品种的基因组DNA为模板,通过PCR方法克隆中国南瓜18SrRNA基因序列,再利用Primer Premier软件设计荧光定量PCR引物,对该内参基因在中国南瓜不同组织、生长阶段及非生物胁迫条件下的表达稳定性进行检测。【结果】首次克隆得到中国南瓜18SrRNA基因序列,其长度为1 857bp,GenBank登录号为KM979454,该基因与西瓜、西葫
[期刊] 华北农学报
[作者]
曹迪 许勇 郭绍贵 赵越 宫国义 张海英
乙烯受体基因ETR1是乙烯信号转导过程中的关键调控基因。研究根据ETR1基因的保守序列设计引物,以西瓜(Citrullus lanatus(Thunb.)Matsum&Nadai var.lanatus)和黄瓜(Cucumis sativus L.)的基因组DNA为模板进行PCR扩增,获得序列长度分别为1 633 bp和1 491 bp的基因片段CLETR1和CSETR1。序列分析表明,CLETR1和CSETR1与Genebank中收录的多条ETR1基因的核苷酸序列同源性在80%~98%,氨基酸序列同源性在75%~98%。西瓜和黄瓜ETR1基因片段的编码序列存在明显的单核苷酸变异,共23个核苷...
关键词：
ETR1 基因克隆 西瓜 黄瓜
[期刊] 华北农学报
[作者]
胡宝刚 刘莉 焦定量
为了解ACC合成酶基因对西瓜花性型分化的作用机理,根据已报道的西瓜ACC合成酶(ACS)基因序列,设计特异性引物,以强雌性西瓜总RNA为模板,通过RT-PCR扩增得到4条特异性片段:Cit-ACS1为1 690 bp、Cit-ACS2为402 bp、Cit-ACS3为598 bp和Cit-ACS4为499 bp。序列同源性比对表明,该4个片段与已报道的西瓜ACC合成酶基因序列的同源性99.8%～100%。构建了西瓜ACC合成酶基因系统进化树,显示Cit-ACS1与甜瓜CMe-ACS2和黄瓜CS-ACS2亲缘关系最近;并对Cit-ACS1基因编码的蛋白进行了二级结构和三级结构分析。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
韩金桓 王丽霞 高洪波 吕桂云
【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．．．
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
陈蒙 杨铭慧 刘月 LEE Sanghyeob 刘海峰
为明确药西瓜UDP-糖基转移酶催化葫芦素形成葫芦素配糖体的表达规律,以药西瓜品种"WM9"叶片为供试材料,采用RT-PCR技术克隆药西瓜UDP-糖基转移酶基因,并对编码蛋白进行分析。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR),以ACTIN为内参基因,分析获得的2个药西瓜UDP-糖基转移酶基因在不同组织器官中的表达规律。结果表明:克隆得到2个UDP-糖基转移酶基因,分别为1 546 bp和1 559 bp的cDNA全长序列,命名为UDP-E1和UDP-E2。对扩增获得的序列进行生物学信息分析,确定UDP-E1基因的完整开放阅读框(ORF)为1 314 bp,可编码氨基酸437个,理论分子量为49.02 ku,等电点为5.99,属稳定蛋白,Genbank登录号MK576125。UDP-E2基因的ORF为846 bp,可编码氨基酸281个,理论分子量为32.78 ku,等电点为5.23,属不稳定蛋白,Genbank登录号MK576126。这2个基因属于糖基转移酶超家族。UDP-E1和UDP-E2均与香瓜、黄瓜的UDP-糖基转移酶基因序列相似性最高。在各组织器官中,UDP-糖基转移酶均有表达,且在茎中表达水平最低,叶中表达水平最高。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
谭嵩娟 陶蓉 何俊 刘裕强 万建民
[目的]克隆并解析水稻叶片融合基因LF1(Leaf Fusion 1)的功能，为阐明水稻叶片发育的分子机制奠定基础。[方法]lf1为水稻品种‘02428’组织培养获得的叶片融合突变体。利用水稻叶片融合突变体lf1与籼稻品种‘N22’构建遗传分离群体，精细定位lf1;结合突变体重测序分析确定候选基因，经基因敲除克隆LF1;分析该基因的表达模式和蛋白的亚细胞定位。[结果]从lf1/N22的F_2群体中，挑选10株突变个体和10株正常个体，将lf1定位在第6染色体上InDel6-6和RM30标记之间；进一步利用256株极端个体，经加密标记，最终将lf1精细定位在标记InDel6-6和RM6818之间约3.2 Mb区间内；通过对野生型‘02428’和lf1进行重测序分析，发现‘02428’与lf1在定位区间的9个基因存在差异，其中6个为转座子基因，1个为表达蛋白基因，1个为假定蛋白基因，1个为NAC转录因子基因Os06g0344900。与野生型‘02428’相比，lf1中Os06g0344900第1外显子存在1个33 bp的缺失，导致11个氨基酸的缺失，据此将该基因确定为LF1的候选基因。利用CRISPR/Cas9技术，获得4个不同类型的敲除株系，均表现出突变体的表型。上述结果表明，Os06g0344900即为目的基因LF1。qRT-PCR分析表明，LF1呈现组成型表达，且在幼穗中表达量最高。亚细胞定位显示LF1定位于细胞核中。[结论]水稻突变体lf1的叶片融合性状由6号染色体的Os06g0344900基因突变所致。该基因的克隆及初步功能分析为解析水稻叶片的发育调控机制奠定了基础。
关键词：
水稻 叶片分化 基因克隆 NAC转录因子
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
谭嵩娟 陶蓉 何俊 刘裕强 万建民
[目的]克隆并解析水稻叶片融合基因LF1（Leaf Fusion 1）的功能，为阐明水稻叶片发育的分子机制奠定基础。[方法]lf1为水稻品种‘02428’组织培养获得的叶片融合突变体。利用水稻叶片融合突变体lf1与籼稻品种‘N22’构建遗传分离群体，精细定位lf1；结合突变体重测序分析确定候选基因，经基因敲除克隆LF1；分析该基因的表达模式和蛋白的亚细胞定位。[结果]从lf1/N22的F_(2)群体中，挑选10株突变个体和10株正常个体，将lf1定位在第6染色体上InDel6-6和RM30标记之间；进一步利用256株极端个体，经加密标记，最终将lf1精细定位在标记InDel6-6和RM6818之间约3.2 Mb区间内；通过对野生型‘02428’和lf1进行重测序分析，发现‘02428’与lf1在定位区间的9个基因存在差异，其中6个为转座子基因，1个为表达蛋白基因，1个为假定蛋白基因，1个为NAC转录因子基因Os06g0344900。与野生型‘02428’相比，lf1中Os06g0344900第1外显子存在1个33 bp的缺失，导致11个氨基酸的缺失，据此将该基因确定为LF1的候选基因。利用CRISPR/Cas9技术，获得4个不同类型的敲除株系，均表现出突变体的表型。上述结果表明，Os06g0344900即为目的基因LF1。qRT-PCR分析表明，LF1呈现组成型表达，且在幼穗中表达量最高。亚细胞定位显示LF1定位于细胞核中。[结论]水稻突变体lf1的叶片融合性状由6号染色体的Os06g0344900基因突变所致。该基因的克隆及初步功能分析为解析水稻叶片的发育调控机制奠定了基础。
关键词：
水稻 叶片分化 基因克隆 NAC转录因子
[期刊] 华北农学报
[作者]
裴杰 阎萍 程胜利 褚敏 冯瑞林 梁春年 郭宪 曾玉峰 包鹏甲 朱新书
SRY(Sex-determining region on the Y chromosome,SRY)基因位于哺乳动物的Y染色体,对性别形成起着决定性作用。对高原牦牛SRY基因的编码区进行克隆和分子特征分析,以期从分子水平了解牦牛的性别形成机制。以雄性高原牦牛血液为材料,从基因组DNA中扩增SRY基因编码区(单外显子)序列,将其克隆至pGEM-T easy载体并测序。同时,将牦牛SRY基因编码区与奶牛进行序列比对;对牦牛SRY蛋白与其他物种SRY蛋白进行序列比对;采用在线生物软件对牦牛SRY蛋白的特性和结构进行预测。牦牛SRY基因(GenBank:EU547257)编码区长687 bp,编码2...
关键词：
牦牛 SRY基因 克隆 分子特征
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