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[期刊] 中国农业科学
[作者]
许芸梅 李玉梅 贾玉鑫 张春芝 李灿辉 黄三文 祝光涛
【目的】薯肉颜色是马铃薯重要的农艺性状,它直接影响马铃薯的营养和商品价值,一直是马铃薯遗传研究和育种改良的重要目标。本研究通过对二倍体红色薯肉分离群体的混池分析、基因精细定位和候选基因表达分析,确定调控红色薯肉的候选基因,为下一步基因功能、遗传调控研究及彩色马铃薯的分子育种奠定基础。【方法】本研究通过向二倍体红色薯肉亲本导入自交不亲和抑制基因Sli获得BC1S1群体,从300个单株中挑选18株红色薯肉和21株黄色薯肉个体提取基因组DNA,分别测序进行混池分析。通过集团分离分析法(bulked segregation analysis,BSA)对基因进行初步定位;在定位区间内开发分子标记,对796份BC1S1植株进行基因型分析,筛选交换单株,并结合表型对基因进行精细定位;借助参考基因组注释信息和qRT-PCR表达量分析确定候选基因。【结果】本研究通过构建薯肉颜色分离的二倍体BC1S1群体,利用BSA-seq分析把调控薯肉花青素合成的主效位点定位在第10号染色体48.70—52.20 Mb。最终,利用分子标记将该基因定位于51.47—51.85Mb的377 kb区间内。基于参考基因组注释信息,此区间包括5个基因,其中2个基因注释为MYB类转录因子,结合表达量数据推测这2个基因为候选基因,编号分别为PGSC0003DMG400013966、PGSC0003DMG400013965。【结论】本研究将调控马铃薯薯肉花青素积累的一个主效位点定位于第10号染色体51.47—51.85 Mb之间,推测PGSC0003DMG400013966和PGSC0003DMG400013965为候选基因。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
韩志刚 谢锐 郭景山 郭斌煜 伊六喜 侯建华
【目的】筛选与马铃薯主茎数和单株结薯数显著关联的单核苷酸多态性(SNP)位点并挖掘候选基因,为高产马铃薯分子育种提供基因资源。【方法】以251份马铃薯核心种质为材料,于2018-2019年在马铃薯主产区4个试验点共8个环境下对其主茎数和单株结薯数进行表型鉴定;提取251份马铃薯种质的DNA,并采用高通量Illumina HiS eq~(TM)对DNA进行测序及处理,获得高质量SNP标记,在此基础上,结合表型性状进行全基因组关联(GWAS)分析,对显著关联的SNP位点所在区域的候选基因通过NR、Swiss-port、KEGG、GO等4个数据库进行功能注释。【结果】2018-2019年的检测结果表明,在环境和基因型互作下,251份马铃薯种质间主茎数与单株结薯数有广泛的表型变异。共获得1 209 969个高质量SNP位点,其中与主茎数显著关联的SNP位点有7个,共挖掘到19个候选基因,其中在3个以上环境重叠的候选基因有9个,其可能编码半乳糖醛酸转移酶、转录因子MYB、赤霉素3-β-双加氧酶及细胞色素P450;与单株结薯数显著关联的SNP位点有13个,共挖掘到33个候选基因,去掉2年间重叠的4个候选基因,实际共关联到29个候选基因,其中在3个以上环境下重叠的候选基因有11个,其可能编码果糖-1,6-二磷酸醛缩酶、生长素响应因子IAA_(13)、转录因子WRKY、b HLH113及MADS-box。【结论】在2年8个环境下共鉴定出20个与马铃薯主茎数和单株结薯数显著相关的SNP位点,挖掘到48个候选基因。
[期刊] 华北农学报
[作者]
卢其能 杨清 却志群 黄友明
设计简并引物,用RT-PCR法从马铃薯野生种(Solanum pinnatisectum)克隆到了CHS(Chalcone synthase,查尔酮合酶)基因的全长cDNA,并用半定量RT-PCR法进行了表达分析。序列分析表明,CHS基因编码一个389个氨基酸残基的多肽,在氨基酸水平上与其他茄科植物的同源性达到89%~93%,多重比较和系统发育分析均表明该基因为CHS家族中的一个新成员;检测了CHS基因的空间表达模式,该基因在花和匍匐茎中表达量最高,在根和块茎中没有检测到,这与花和匍匐茎呈淡紫色有花色苷合成,而根和块茎呈白色无花色苷合成是相一致的;发现在块茎中CHS受光诱导表达,光照后的第3天...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
陈新红 叶玉秀 王永俊 陈许兵 牛远 周青 王飞兵
为探究马铃薯硫氧还蛋白基因(StTrxF)的耐盐生理机制,通过RT-PCR方法从马铃薯品种中薯5号中克隆得到全长549bp硫氧还蛋白基因(StTrxF)。该基因编码182个氨基酸,预测蛋白质分子量为44.17ku,理论等电点(pI)为5.23,具有典型的Thioredoxin结构域。由StTrxF基因推导的氨基酸序列与番茄、拟南芥、芝麻和赤霞珠等TrxF蛋白质氨基酸序列的同源性为96.02%～59.28%。构建植物过表达载体,导入拟南芥中,获得转基因拟南芥纯系植株。通过对转基因拟南芥植株的耐盐离体和盆栽鉴定,表明转基因植株的耐盐性显著提高。同时盐胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量显著提高,丙二醛(MDA)含量显著降低。结果表明,表达StTtxF基因通过增加转基因植株脯氨酸含量,提高SOD活性,降低MDA含量,以维持细胞渗透平衡并激活ROS清除系统,具有提高转基因拟南芥植株耐盐性的显著效果。
[期刊] 华北农学报
[作者]
孙环星 张秀海 吴忠义 黄丛林 李文滨
phaG是生产可降解塑料PHAS的关键合成酶基因,利用来源于Burkholderia caryophylli的phaG基因BcphaG,构建了其植物表达载体pTiBHS-2,通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化生产上常用的马铃薯(Solanumtuberosum)优良品种大西洋,共得到9株转基因马铃薯。经PCR检测证明外源基因已经整合到植物的基因组上,West-ern blot检测表明BcphaG基因在转基因植物体内已表达。转基因植株在再生初期,苗生长慢,根的再生也很慢,但在生根后生长情况逐渐恢复正常,说明BcphaG基因对再生转基因植株的早期生长有负面影响...
[期刊] 华北农学报
[作者]
聂利珍 张志成 谢锐 常悦 张琼琳 韩平安 羿静
花色苷是植物次生代谢过程中产生的黄酮类物质，在花色苷合成途径中，花色苷合成酶催化无色花色苷转化成有色的花色苷，在植物器官着色过程中起重要作用。为了解彩色马铃薯花色苷合成途径中关键酶基因ANS的功能，以红皮红肉的彩色马铃薯品种红美为试验材料，利用RT-PCR技术克隆花色苷合成酶基因，通过生物信息学分析其特性，并将其过表达到拟南芥中进行功能验证。结果显示，该基因cDNA序列长为1 406 bp,包含1 368 bp完整的开放阅读框，编码455个氨基酸残基。通过生物信息学分析克隆到的基因，并将该基因命名为StANS1a,GenBank登录号为ON512347,其氨基酸序列具有保守的结构域DIOX＿N和2OG＿FeⅡ＿Oxy,分别位于氨基酸序列的52～166位和215～312位。在拟南芥中过表达StANS1a,通过半定量RT-PCR检测其转录水平，转基因株系中都有StANS1a基因的表达，且表达量较非转基因拟南芥高；通过检测转基因植株中花色苷的含量，发现转基因植株花色苷含量比非转基因植株高2.17%～54.61%,表明StANS1a参与了花色苷的生物合成。同时也证明彩色马铃薯StANS1a基因在花色苷代谢途径中起着重要的作用。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
吴田 谢从华
以马铃薯叶片为试验材料,其叶片分别经外源SA、MJ、ETH、ABA处理后,在不同时间点取样,提取总RNA,对Star基因的表达进行半定量RT-PCR分析。结果表明,Star基因能够被SA、MJ、ABA迅速诱导表达,而被ETH诱导表达的时间比较晚。可见,Star基因被4种信号分子诱导表达之间存在广泛的重叠,反映了在马铃薯抵御晚疫病菌侵染过程中Star基因参与了一个非常复杂的信号传递过程。
[期刊] 华北农学报
[作者]
理向阳 代丹丹 杨铁钢 郝西
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
关键词：
马铃薯 扩展蛋白 生物信息学 基因家族
[期刊] 华北农学报
[作者]
贺付蒙 李秀钰 赵潇璨 武佳文 朱元芳 周磊 石奇海 刘娣 李凤兰
为明确马铃薯StPR1基因在抗病中的作用,构建了植物表达载体pBI121-StPR1,并通过农杆菌转化法将StPR1基因导入烟草中,采用不同的致病菌对转基因烟草进行处理,对其抗病性及生理特性进行研究,包括细菌病害软腐病(胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌和胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种)和青枯病(茄科雷尔氏菌)、真菌病害干腐病(接骨木镰孢、燕麦镰孢)致病菌。结果表明,接种致病菌后,转基因型烟草和野生型烟草叶片上的病斑直径会随着病菌胁迫时间的延长而增大,并且转基因型烟草病斑直径明显小于野生型烟草;在生理特性分析中,野生型烟草和转基因烟草叶片中生理指标都会随着病菌胁迫时间的延长而呈上升趋势,但转基因烟草SOD、POD和CAT活性较野生型烟草均有不同程度的提高。抗病性及生理特性分析结果均表明,转基因烟草对于致病细菌和真菌均具有更强的抗性,说明StPR1基因在马铃薯植物抗病中起着重要的作用,为PR1基因在植物的抗病方面提供了理论基础。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
郭军 屈冬玉 巩秀峰 姚裕琪 梁德霖 康振生
为了解和探讨我国内蒙古马铃薯晚疫病菌的基因型多样性,对1997～1999年和2002～2003年采自内蒙古马铃薯主栽区的40个马铃薯晚疫病菌株进行了线粒体DNA单倍型和AFLP分析。结果表明,所有马铃薯晚疫病菌株的线粒体DNA单倍型均为Ⅱa型,说明Ⅱa型可能是目前内蒙古马铃薯晚疫病菌的主要类型,同时病菌群体结构为新的群体结构;所有供试的40个马铃薯晚疫病菌株可划分为17种AFLP基因型,平均每2个菌株为1个特有的基因型,17种基因型分布于3个组中,菌株的亲缘关系与病菌的地理来源、采集年份无相关性。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
程亮
【目的】本研究通过对不同PVY分离物基因的测序及分析,了解青海省PVY株系特点,进而对PVY病毒的分子检测和预防控制提供理论基础。【方法】采用RT-PCR扩增的方法,对青海省18个PVY的P1基因进行克隆测序和进化树分析。【结果】P1目的基因共825个碱基,编码275个氨基酸;经比对样品的P1基因序列,核酸一致率达90.3%～100.0%,其中Y-39、Y-47和Y-513个样品与其它样品有55～61个碱基的差异;试验样品与国内外已报道的PVY P1基因相比较,经进化树分组后,主要分为A、B、C 3组,其中A组包含了大部分来自青海的样品,是本地区的优势组群;而另一组4个样品的P1基因与本地优势组群有较大差异,且4个样品间也有一定的差异。通过与GeneBank中已上传的序列提供的信息相比对,发现14个样品的P1基因与PVY~(N-Wi)株系较近;其余4个样品与PVP~(NTN)株系较近。【结论】由P1基因分析表明,青海省马铃薯Y病毒株系具有地域特点,另外的4个样品说明青海PVY有可能是不同区域间种薯调运以及PVY本身重组特性而产生的。
关键词：
马铃薯Y病毒 P1基因 序列分析 青海
[期刊] 中国农业科学
[作者]
胡朝阳 周友凤 龚一富 金思 王何瑜 赵群芬
【目的】从紫色马铃薯中克隆CHS的cDNA全长序列,并分析其组织表达水平以及诱导剂处理后基因的表达与花青素含量积累之间的关系。【方法】采用RT-PCR和RACE方法克隆紫色马铃薯CHS的cDNA全长序列,通过在线软件进行核苷酸序列和氨基酸序列分析,半定量RT-PCR检测StCHS在紫色马铃薯组织中的表达特异性以及蔗糖和赤霉素处理后StCHS的表达。采用分光光度计法测定紫色马铃薯花青素含量。【结果】克隆获得紫色马铃薯CHS的cDNA全长1 490 bp,包含1 170 bp的ORF,该基因编码389个氨基酸。推测StCHS蛋白含有Cys164、Phe215、His303和Asn3364个活性位点...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
李红艳 李洁雅 叶广继 苏旺 周云 王舰
【目的】为解析不同马铃薯组织中糖苷生物碱的积累对人类使用及食品加工是否产生影响，研究不同储藏条件下马铃薯不同组织器官中的糖苷生物碱积累水平。【方法】用高效液相色谱—串联质谱法检测1-76和6-36(紫皮)、5-36和6-1(白皮)4种马铃薯资源在光照和地窖储藏60 d后块茎和芽2种组织中的糖苷生物碱含量变化情况；并利用实时荧光RCR对糖苷生物碱生物合成相关基因的表达量进行分析。【结果】糖苷生物碱检测显示：不同条件储藏后4种马铃薯芽中的糖苷生物碱含量显著高于块茎中的糖苷生物碱含量，马铃薯芽及马铃薯6-36(0.272 mg/g)和5-36(3.360 mg/g)块茎中的糖苷生物碱含量均已超出安全食用标准(0.2 mg/g,鲜质量),但是否能安全食用及食品加工需要更多试验验证；糖苷生物碱生物合成相关基因表达量检测显示：不同马铃薯资源糖苷生物碱生物合成途径中部分基因(StCAS,StSSR2,StGAME4,StSGT1,StSGT2)的表达量与糖苷生物碱含量关系密切，其他基因在马铃薯中的表达具有一定的组织特异性。【结论】本试验通过简单、快速地检测马铃薯块茎、芽中的糖苷生物碱含量，发现在储藏后马铃薯资源(1-76、6-1)块茎中的糖苷生物碱含量虽未超出安全标准，但不建议食用，本研究结果为人类安全食用马铃薯提供了理论参考价值。
关键词：
马铃薯 块茎 芽 糖苷生物碱 基因表达
[期刊] 西南农业学报
[作者]
罗崇玉 朱海燕 杨艳芬 刘香 万媛媛 杜云龙
【目的】研究马铃薯中过表达三七PnSS基因对早疫病抗性的影响。【方法】从三七叶中克隆PnSS基因，使用邻接法构建三七PnSS及其同源物的系统发育树，通过农杆菌介导法转化马铃薯“剑川红”,随机挑选2个转基因株系在自然条件下接种病原菌交链格孢(Alternaria alternata)并统计病情指数，利用PCR方法检测生长素基因StYUCCA8、StPIN1和StPIN2的表达水平。【结果】从三七中克隆PnSS基因，系统发育树显示三七PnSS基因与西洋参中的同源物处于同一聚类中，但与茄科植物的同源物处于不同的聚类。三七PnSS基因转化马铃薯后获得12个转基因株系，随机挑选2个株系并接种交链格孢，发现表达PnSS的转基因马铃薯植株对早疫病显示出抗性，进一步发现StYUCCA8和StPIN2的表达水平在转基因马铃薯接种交链格孢前后均降低，StPIN1的表达水平在转基因植株接种交链格孢前升高，而接种交链格孢后降低。【结论】PnSS基因的过表达降低了生长素基因StYUCCA8、StPIN1和StPIN2的表达而提高马铃薯对早疫病的抗性，为利用PnSS基因开展马铃薯育种并获得抗早疫病马铃薯品种建立理论基础。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
连光倩 翟雪 尚菲 王建飞
[目的]本研究旨在发掘水稻产量相关基因,为水稻产量性状改良提供新的种质资源,为水稻穗发育遗传研究提供分子证据。[方法]利用表型差异明显的粳稻‘茭白稻’和籼稻‘Saber’构建F_2群体,对其株高及穗部性状进行QTL检测。根据F_2结果,构建F_(2∶3)分离群体,对效应值较高的穗长QTL qPL9进行验证、精细定位和候选基因预测,并对候选基因进行克隆、测序和序列比对分析。[结果]在F_2群体中检测到株高、穗长、每穗颖花数、二次枝梗数、粒长和粒宽共6个性状的16个QTL。其中效应最高的qPL9解释了32.8%的穗长变异,位于SSR标记RM1189和L171之间,LOD值为8.27。对qPL9所在位点进行验证后进行精细定位,最终将其定位在InDel标记L174与L171之间,物理距离为90.47 kb,含有9个开放阅读框(ORF)。分析候选基因序列,发现LOC_Os09g28300、LOC_Os09g28310和LOC_Os09g28320的编码序列在‘茭白稻’和‘Saber’间有差异,且导致氨基酸序列差异。[结论]qPL9是新位点,其候选基因可能为LOC_Os09g28300、LOC_Os09g28310和LOC_Os09g28320。
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