水稻基因差异表达与杂种优势的关系分析
摘要：【目的】分析水稻强、弱优势组合的基因差异表达模式特征,探讨其与杂种优势之间的关系。【方法】以扬稻6号、明恢63、特青配置的9个杂种F1为材料,利用差异显示PCR技术（differential display polymerase chain reaction,DD-PCR）分别分析分蘖期（叶片）、孕穗期（幼穗）、抽穗期（剑叶）的基因差异表达模式。【结果】同一时期内强优势组G1（父本扬稻6号）、中优势组G3（父本特青）以及弱优势组G2（父本明恢63）在母本特异表达（UNP1）、父本特异表达（UNP2）、F1特异表达（UNF1）、F1特异缺失表达（ABF1）4个基因差异表达模式上存在明显差异;相关分析表明分蘖期叶片UNP2与单株产量呈极显著正相关,来自父本的基因特异表达有利于提高杂种优势;同一优势组在不同时期的表达模式也存在明显差异,反映了基因的时空表达特征;获得19个G1、G2间特异性差异表达的基因片段,分布在除第12染色体以外的其余11条染色体上,主要涉及物质合成与运输、能量代谢、糖类代谢等重要途径。【结论】水稻强、弱优势组合F1在不同生育期基因表达模式存在显著差异,表型性状的差异可以从基因表达模式上得以反映。芝麻发育转录组分析
摘要：【目的】系统了解芝麻发育及种子形成转录组特征,丰富芝麻转录组数据信息。【方法】选用6份芝麻样品（5个不同芝麻品种的完整植株、1份不同发育阶段的芝麻籽粒）,构建转录组测序文库并进行Illumina RNA-seq双端测序及生物信息学分析。【结果】共获得原始数据12.69 Gb,有效数据8.80 Gb。通过de novo拼接获得了长度大于100 bp的转录物26 837条（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/TSA.html,登录号：JP631635—JP668414）;转录物总长度18.35 Mb,平均长度683 bp,N50长度1 006 bp。转录物注释结果显示,25 331条转录物序列具有同源比对信息;1 506条转录物序列无匹配（no hits）序列信息,可能为芝麻特有的基因序列。采用COG、GO功能分类工具可将已注释转录物序列划分为24个或42个功能类别,共涉及物质及能量代谢、信号传导、转录调控及防卫反应等诸多生理生化过程。通过比较不同材料间转录物序列及表达水平,初步确定1 277条序列在种子形成过程中表达量下调10倍以上,990条序列仅在芝麻植株中表达而未在籽粒中表达;660条序列在种子形成过程中表达量上调10倍以上,296条序列可能与种子形成特异相关。【结论】利用高通量测序技术对芝麻野生种和不同栽培种现蕾期植株以及种子形成过程的转录组进行研究,揭示了芝麻发育转录组的整体表达特征,在得到大量芝麻转录组unigene序列的同时,获得了一批在芝麻生长发育及籽粒形成过程中有重要功能的基因序列。为深入开展芝麻生长发育、籽粒发育相关基因功能及调控以及芝麻分子标记开发等研究提供了丰富的数据资源。LeWRKY2基因的克隆及功能分析
摘要：【目的】克隆番茄WRKY2转录因子,为研究番茄抗病反应的分子机理和分子育种奠定基础。【方法】根据克隆出的番茄LeWRKY2基因特异片段（GenBank登录号：EU755368.1）,运用cDNA末端快速扩增（rapidamplification of cNDA ends,RACE）技术克隆番茄LeWRKY2 cDNA全长,并用生物信息学的方法对其进行分析。用实时荧光定量PCR方法检测番茄经JA、番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）、放线菌酮（cycloheximide）刺激时LeWRKY2基因的表达情况。【结果】①从番茄中克隆到一条全长为1 007 bp的cDNA序列,命名为LeWRKY2基因,阅读框471 bp,编码156个氨基酸。②LeWRKY2蛋白含有1个WRKY结构域和1个C2H2型锌指结构,可能具有转录、转录调控、信号传导功能。③100μmol.L-1茉莉酸（jasmonic acid,JA）刺激番茄幼苗0—60 min时,LeWRKY2基因的相对含量与JA刺激时间成正比;而刺激60—150 min时,LeWRKY2基因的相对含量与JA刺激时间成反比;④番茄灰霉菌可以诱导LeWRKY2基因的的表达,且在4 h时表达量达到最高;⑤LeWRKY2基因的转录产物的合成不依赖于蛋白质的从头合成。【结论】LeWRKY2是一种参与番茄防御反应的早期快速反应基因。东北稻作系统对气候变暖的实际响应与适应
摘要：【目的】明确气候变暖对作物生产的实际影响,降低对未来粮食安全预测的不确定性。【方法】依据东北水稻生产和气候变化的长期观测数据,并结合田间开放式增温试验（free air temperature increase,FATI）,系统研究稻作系统对气候变暖的实际响应与适应。【结果】历史数据分析发现,近几十年来东北水稻单产与其生长季的气温呈明显递增趋势,相关显著,但与降水量变化相关不显著。理论推算表明,水稻生长季最低气温升高1℃,水稻单产可提高6.0%以上。田间试验发现,在目前的气温背景下,水稻冠层气温升高1℃,单产可提高10%左右。近四十年来东北水稻新品种的生育期每10年约延长3 d,与近二十年来田间观测到的水稻实际生育期延长幅度基本一致,达5 d左右;与1970年相比,2010年黑龙江省的水稻种植面积扩大了24倍,种植重心向北位移了近110 km,与东北水稻生长季≥10℃有效积温带北移的幅度一致。【结论】气候变暖对东北水稻的直接增产效应显著,稻作系统可以通过品种改良、栽培改进和区域调整等策略来逐步适应气候变化的趋势。在应对气候变化的稻作制度调整上,应充分挖掘增温的增产效应及作物系统的适应潜力,调整时机和幅度应适当迟后于预测的气候变化进程。在气候变暖的大趋势下,要注意因水稻生育期延长和种植区域北扩而可能遭遇的低温冷害等极端性天气。三江平原大豆田湍流热通量研究
摘要：【目的】明确大豆田地表湍流热通量变化特征及其规律,为阐明大豆田地表能量平衡奠定基础。【方法】以三江平原大豆田为研究对象,基于涡度相关数据分析大豆生长季地表湍流热通量的日变化、季节变化、地表水分平衡和地表能量分配特征及其主控因子。【结果】大豆田地表潜热和感热通量日变化均表现为明显的单峰特征。潜热通量季节变化特征明显,一般于6月下旬至7月上旬达到最大值,其与净辐射呈显著线性正相关关系,但当降水量较少时也与降水量呈显著线性正相关关系。大豆田地表感热通量整体呈下降趋势,亦与净辐射呈显著线性正相关关系,但感热通量Hs和Hs/Rn均与降水量呈显著负相关关系。大豆生长季内降水总量明显大于蒸散总量,但降水分布不均也会使得短期内出现水分收支亏缺。2005—2007年,大豆田波文比季节变化特征不完全相同,波文比与降水量和叶面积指数均呈显著负相关关系。【结论】三江平原大豆田潜热和感热通量单峰日变化特征显著,生长季内大豆地表水分盈余。净辐射、降水量和植被发育是影响大豆田潜热和感热通量以及能量分配的主要因子。水稻黑条矮缩病毒RT-LAMP快速检测方法的建立
摘要：【目的】建立一种快速、灵敏的逆转录环介导等温扩增方法（RT-LAMP）检测寄主植物和传毒介体体内的水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV）。【方法】合成4条针对RBSDV S10核苷酸序列6个位点的特异性引物。分别对引物浓度、MgSO4浓度、反应温度和时间进行优化。将感病水稻总RNA梯度稀释后进行灵敏性检验并与RT-PCR比较分析。选择RBSDV和南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）验证该方法的特异性。用本RT-LAMP方法检测田间病株。【结果】RT-LAMP检测方法可排除SRBSDV的干扰而特异地检测植物和飞虱体内的RBSDV,与RT-PCR灵敏性基本一致。检测结果易于判定。【结论】RT-LAMP检测方法适合寄主植物和介体体内RBSDV的快速检测。马铃薯Y病毒属病毒的细胞生物学研究进展
摘要：马铃薯Y病毒属（Potyvirus）是包含范围广、增殖过程复杂但基因组简单的一类重要病毒,对农业生产造成重大的经济损失。笔者介绍了马铃薯Y病毒属病毒的细胞生物学研究进展,并对potyviruses的复制模型、运动方式和途径等作了相关总结。小麦、水稻、玉米、白菜、芹菜内生固氮菌及其系统发育
摘要：【目的】了解小麦、水稻、玉米、白菜、芹菜内生固氮菌的主要类群,确定内生固氮菌的系统发育地位。【方法】样品表面灭菌后采用无氮培养基分离、培养内生固氮菌,乙炔还原法测定菌株固氮酶活性;PCR扩增得到菌株16S rDNA,通过序列测定和相似性分析研究菌株的系统发育。【结果】从大田小麦体内分离到内生固氮菌34株,固氮酶活性在0.30—30.24 nmol C2H4/h.mg蛋白,基于16S rDNA序列最大相似性,这些菌株分属于假单胞菌（Pseudomonas）、根瘤菌（Rhizobium）、芽孢杆菌（Bacillus）、黄杆菌（Flavobacterium）等13属21种,种群分布较为广泛;从大田水稻体内分离到内生固氮菌25株,固氮酶活性在3.12—254.12 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于芽孢杆菌、伯克霍尔德氏菌（Burkholderia）、肠杆菌（Enterobacter）、克雷伯氏菌（Klebsiella）等9属16种,伯克霍尔德氏菌、肠杆菌和克雷伯氏菌是水稻内生固氮菌特有种群;从大田玉米体内分离到内生固氮菌9株,固氮酶活性在7.27—59.58 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于根瘤菌、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）等5属6种;从盆栽试验小白菜体内分离到内生固氮菌14株,固氮酶活性在2.33—205.21 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于根瘤菌、节杆菌（Arthrobacter）等6属8种;从市售芹菜体内分离到内生固氮菌10株,固氮酶活性在1.23—46.70 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于鞘氨醇单胞菌、假单胞菌等5属8种。【结论】在生长期小麦、水稻、玉米和部分蔬菜体内普遍存在内生固氮菌,菌株固氮酶活性差异较大,在0.30—254.12 nmol C2H4/h.mg蛋白,系统发育地位分属于假单胞菌、根瘤菌、芽孢杆菌等25个属的56个种,这些内生固氮菌对于农业生产有巨大潜能。坡耕地上等高草篱的功能与效益综合分析
摘要：【目的】对等高草篱的功能与效益进行长期监测和综合分析,为北方地区坡耕地水土流失和农业面源污染防治提供理论依据和预防措施。【方法】以径流小区为基本手段、以狼尾草（Pennisetum alopecuroides（Linn.）Spreng）为代表,布设草篱处理和无草篱作为对照,其后对两种处理下土壤的物理性状、水分条件、养分水平、水土流失、养分流失以及作物产量等进行连续5年的观测,通过对比分析揭示等高草篱的各种功能,同时对其成本和作物产量效应进行综合分析。【结果】（1）狼尾草是北方地区优良的草篱候选草种,该草篱可显著改善土壤物理性质,种植5年可使土壤容重降低7.0%、稳定入渗率和总孔隙度分别增加157.1%和11.0%,并使土壤细颗粒含量（〈0.01 mm）增加10.8%;（2）草篱可显著改善土壤水分条件和肥力水平,使表层土壤含水量平均增加3.5%,同时使土壤有机质及全量养分和速效养分含量明显增加,其中有机质和速效磷增幅最大,分别为12.7%和24.5%;（3）草篱年均可减少63.2%的地表径流和77.7%的土壤流失,同时减少69.4%的总氮、72.7%的硝态氮、57.3%的铵态氮、54.2%的全磷和62.3%的可溶性磷流失,具有显著的水土流失和农业面源污染防治效果;（4）草篱对其附近作物的增产作用为21.5%,但由于草篱本身需占用耕地,因此作物总产量略有降低;（5）狼尾草草篱的应用成本为2 701元/公顷,与坡改梯等工程措施相比优势明显。【结论】狼尾草草篱价格低廉、效果显著,是防治坡耕地水土流失和农业面源污染的有效措施,可在中国北方地区普遍推广。不同生育时期根际加气对温室番茄生长及产量的影响
摘要：【目的】针对地下滴灌中作物根系集中在滴头周围出现的缺氧问题,在不同生育时期对其进行加气处理,对其效果进行评价。【方法】设置苗期、开花期、坐果期、成熟期以及全生育时期加气5种处理,以不加气为对照,研究不同生育时期根际加气对番茄生长及产量的影响。【结果】不同生育时期加气处理均对番茄生长有促进作用,但加气效果不具有叠加性,即单独生育时期加气效果较全生育时期加气处理明显;相对于对照,苗期加气处理可提前首层开花时间;全生育时期加气处理可以提高叶绿素含量11.1%;开花后加气处理也可提前二、三层开花时间,并增高14.8%;坐果期加气处理可以促进干物质累积,提高根冠比,增粗5.6%,获得最大产量。【结论】地下滴灌条件下番茄在不同生育时期对根际加气的响应不同,在土条件下最佳加气时期为坐果期。黄瓜S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶全长cDNA的克隆及表达分析
摘要：【目的】克隆黄瓜S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因的cDNA,并进行生物信息学和表达分析,为研究该基因的功能奠定基础。【方法】通过对乙烯利诱导黄瓜茎尖SSH文库的筛选,采用RT-PCR和电子克隆技术,获得黄瓜CsSAHH基因的cDNA全长序列（NCBI编号：HQ444960,CsSAHH）。运用半定量RT-PCR,分析CsSAHH基因在乙烯利诱导后的茎尖和雌雄花不同部位的表达。通过生物信息学方法预测CsSAHH基因的蛋白结构。【结果】黄瓜CsSAHH基因的cDNA全长1 545 bp,编码485个氨基酸,其理论上的等电点pI=5.66,分子量MW=53.1 kD。CsSAHH基因在黄瓜茎尖受乙烯利诱导增强表达,在黄瓜雄花中的雄蕊表达较弱。CsSAHH理化性质表明,该蛋白无明显的信号肽;蛋白二级结构主要由loop环和α螺旋构成,含少量的β折叠,预测发现该蛋白分别在85—99氨基酸残基和262—279氨基酸残基处各有1个S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶活性功能区。CsSAHH基因氨基酸序列与苜蓿的同源性为63%,与水稻、玉米、拟南芥等作物同源性较低。【结论】成功克隆黄瓜CsSAHH基因cDNA序列,在85—99氨基酸残基和262—279氨基酸残基处各有1个S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶活性功能区。该基因在茎尖受乙烯利诱导增强表达,在雄蕊中表达较弱。在未处理的雌雄花芽发育不同阶段,雌花芽中表达强于幼果和雄花芽。短枝型苹果MdRGL基因的克隆及原核表达分析
摘要：【目的】克隆短枝型苹果（Malus domestica Borkh.）的MdRGL基因,并对其进行生物信息学分析,构建该基因的原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白,为明确短枝型苹果MdRGL基因与短枝芽变特性之间的关系奠定基础。【方法】采用同源克隆法,以短枝型苹果叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得短枝型苹果MdRGL的cDN段,T/A克隆后进行序列测定。将克隆到的短枝型苹果MdRGL克隆到表达载体pGEX-4T-1上,构建融合表达载体pGEX-4T-MdRGL,转化到大肠杆菌BL21（DE3）并诱导表达。【结果】从短枝型苹果中克隆到5条MdRGL基因：MdRGL1a/b、MdRGL2a/b和MdRGL3b。序列分析表明,除MdRGL3b外,另外4条序列都具有DELLA和VHYNP结构域。利用所构建的原核表达载体,经IPTG诱导和SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期蛋白大小一致。【结论】短枝型苹果中DELLA蛋白的克隆和原核表达的成功,为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定了试验基础。三种色型玛咖芥子油苷组分及含量分析
摘要：【目的】分析和评价云南栽培的3种色型玛咖中芥子油苷的组成及含量,为其功能及活性物质基础的进一步研究提供理论依据和技术手段。【方法】以紫色、黄色和白色等3种色型玛咖块根的鲜样、真空干燥样品和自然干燥样品为原料,采用甲醇提取液,应用HPLC及LC-ESI/MS技术分别对原料中的芥子油苷组分及含量进行分析。【结果】3种色型玛咖中均含有两种芳香族芥子油苷：苄基芥子油苷（benzyl glucosinolate）和甲氧基芐基芥子油苷（methoxybenzyl glucosinolate）,样品中苄基芥子油苷含量均明显高于甲氧基苄基芥子油苷。紫色、黄色和白色玛咖鲜样中的总芥子油苷含量分别为50.14、46.35、84.57μmol.g-1,自然干燥样品的总含量分别为13.05、14.35、14.94μmol.g-1,而真空干燥样品含量分别只有0.24、0.05、0.29μmol.g-1。【结论】云南栽培的3种色型玛咖中的芥子油苷组分相同,与文献报导的秘鲁产原料的芥子油苷组分基本一致。3种原料鲜样中的各组分芥子油苷含量及总含量均存在显著差异（P〈0.01）,其中白色玛咖的芥子油苷含量较高,3种色型样品均明显高于文献报导的秘鲁产原料。干燥样品的含量显著低于鲜样（P〈0.01）,粉碎干燥加工使玛咖中的芥子油苷发生了严重水解。宰后鸭肉骨骼肌中caspase-3活化对嫩度的影响
摘要：【目的】探讨caspase-3在宰后鸭肉中是否被激活以及参与改善宰后鸭肉的嫩度,为进一步用细胞凋亡机理阐明水禽类肉的成熟机理提供新的试验依据。【方法】分析检测宰后鸭胸肉和腿肉胞浆中细胞色素-C含量变化,caspase-3、-8和-9活化片段和酶活力变化、PARP降解片段的表达水平以及宰后鸭肉剪切力的变化情况。【结果】宰后鸭肉骨骼肌胞浆中细胞色素-C含量均显著升高（P〈0.05）,caspase-3、-8和-9酶原分别劈开成17、18和23 kD左右的活化片段,酶活力于宰后均迅速升高（P〈0.05）;作为caspase系统的标志性蛋白,胸肉和腿肉中PARP蛋白均被劈开成小片段,且剪切力值于宰后4—24 h均显著减小（P〈0.05）。相关性分析的结果显示,宰后胸肉和腿肉中caspase-3酶活力和caspase-8,caspase-9酶活力变化均呈显著正相关（P〈0.05）,与宰后剪切力值的变化呈极显著负相关（P〈0.01）。【结论】酶原的激活,酶活力的上升表明caspase-8和caspase-9各自介导的激活途径共同参与了鸭肉caspase-3的活化;PARP的降解,剪切力值的显著下降则表明活化的caspase-3直接或间接参与了鸭肉的成熟过程。wnt/β-catenin信号通路对动物卫星细胞向不同肌纤维类型分化的作用
摘要：动物出生后骨骼肌在生长发育和再生过程中,卫星细胞发挥着十分重要的作用,其分化及形成肌纤维的类型与肉品质密切相关,wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路是调节此过程的重要信号通路。近几年,wnt/β-catenin信号通路在骨骼肌生长和再生过程中的作用及机制研究受到人们的重视,已积累了一些相关研究成果。本综述系统阐述了wnt/β-catenin信号通路在卫星细胞自我更新、分化以及肌纤维类型形成中的作用。利用PRNP~（-/-）羊制备朊蛋白多克隆抗体及其特性分析
摘要：【目的】利用朊蛋白双基因敲除（PRNP-/-）羊制备朊蛋白多克隆抗体,并对其特性进行分析。【方法】构建山羊朊蛋白（PrP）原核表达载体,转入大肠杆菌并诱导表达,纯化获得羊PrP;将获得的PrP免疫PRNP-/-山羊,制备朊蛋白特异性的多克隆抗体;并对获得的朊蛋白多克隆抗体进行ELISA及Western-blot检测。【结果】获得了大量的朊蛋白特异性抗血清,间接ELASA检测抗血清中朊蛋白多克隆抗体的效价为25600;Western-blot检测显示所制备抗体不仅可以识别鼠、牛、羊脑组织内源性朊蛋白,而且能识别鼠脑组织内朊病毒。【结论】PRNP-/-转基因山羊可用于制备大量高亲和力朊蛋白多克隆抗体,获得的抗体可用于多种动物朊蛋白及朊病毒类疾病的检测。C57BL/6和A/J两品系小鼠脾脏消减cDNA文库的构建及差异基因分析
摘要：【目的】检测健康C57BL/6和A/J小鼠常规免疫指标,构建脾脏消减cDNA文库并筛选差异表达基因,以探讨两品系小鼠对猪链球菌抗病性差异的分子机制。【方法】利用ELISA法检测血清常规免疫指标,抑制性消减杂交（suppression subtraction hybridization,SSH）技术构建8周龄小鼠脾脏差异表达基因的cDNA文库。【结果】试验结果表明,A/J品系小鼠血清中IgA水平明显高于C57BL/6品系小鼠（P〈0.05）,而血清IgG和IFN水平在两品系小鼠间均无显著差异。对筛选的149个阳性克隆进行测序,去除冗余的cDNA序列载体并聚类拼接后获得56条差异表达序列标签（ESTs）。利用Genebank的BLAST分析核酸和蛋白质同源性比较,26个不同的基因或ESTs具有高度的同源性,2条ESTs未找到同源序列。【结论】筛选到很多EST与信号转导、细胞凋亡及免疫等重要功能基因高度同源,为研究猪链球菌的致病机理和防治提供了实验依据。拟南芥MPK3、MPK4、MPK6在酵母hog1Δ中的渗透调节作用
摘要：【目的】研究拟南芥MAPK信号转导途径的关键基因MPK3、MPK4、MPK6的功能,明确其在渗透调节中的作用。【方法】构建拟南芥MPK3、MPK4、MPK6的酿酒酵母表达载体,遗传转化酿酒酵母渗透调节功能丧失的hog1？突变体,筛选得到阳性转化子,并分析其在渗透胁迫下的表型特征。【结果】扩增得到了拟南芥MPK3、MPK4、MPK6的全长cDNA序列,构建了上述3个基因的表达载体,并筛选得到了3个基因的阳性转化子。在1 mol.L-1 KCl、0.3 mol.L-1 LiCl、1 mol.L-1 NaCl、1 mol.L-1 Sorbitol的盐胁迫处理下,阳性转化子生长状态良好,与野生型的表型基本一致,均恢复了hog1？对盐胁迫的抗性。在盐胁迫处理下,hog1？细胞形态异常且体内甘油含量较野生型低,而转化子的形态和体内甘油含量均恢复到正常的表型。【结论】MPK3、MPK4、MPK6均能够使酿酒酵母渗透调节功能丧失突变体hog1？恢复对盐胁迫的抗性,具有渗透调节的功能。
