水稻抗病基因同源序列的克隆、定位及其表达

根据已知植物抗病基因的保守区域设计引物，从抗稻瘟病水稻品种种窄叶青８号第１链ｃＤＮＡ和基因组ＤＮＡ中扩增出３个与植物抗病基因同源的序列：Ｏｓｒ１，Ｏｓｒ２和Ｏｓｒ３，三者核苷酸水平的同源性在９８％以上。     

豌豆种传花叶病毒抗病基因sbm-1的RAPD标记

与抗病性状连锁的DNA标记对抗病后代的选择和抗病基因的克隆提供了非常有用的工具。豌豆种传花叶病毒(PSbMV)是由种子,并经蚜虫非持久性传播的病毒,有3个株系:P-1,L及P-4,其中以P-1株系分布最广。系列研究表明:4个隐性基因控制着对3个株系的抗性,其中sbm-1对P-1,sbm-2及sbm-3对L及其相关的L-1,而sbm-4则对P-4。1993年新西兰的Timmerman首次报道了sbm-1的RFLP(restriction fragment length polymorphism)标记,但遗传距离较大,为8cM。本研究根据BSA(bullked segregant analysis)方法,鉴定了与sbm-1连锁的RAPD(random amplified polymorphic DNA)标记。     

与Gm-6和Pi-5(t)连锁的栽培稻BAC克隆在药用野生稻中的FISH定位

用栽培稻遗传图第4连锁群中与抗稻瘿蚊和抗稻瘟病基因, Gm-6和Pi-5(t)连锁的RFLP标记RG214和RZ565及其筛选出来的2个BAC克隆作探针, 对药用野生稻荧光原位杂交. 供试探针均被定位于第4染色体长臂, 百分距分别为74.18±2.62, 52.33±3.78, 72.33±2.62和54.50± 5.43, 信号检出率为8.3%, 9.8%, 52.70%和61.2%. BAC克隆和RFLP标记探针杂交位置几乎一致, 说明在栽培稻和野生稻中RFLP标记RG214和RZ565都在同一BAC克隆的大插入片段中, 药用野生稻与抗性基因Gm-6和Pi-5(t)的同源顺序就在第4染色体信号出现的相应位置. 在未封阻的情况下, 药用野生稻多个染色体上具有信号, 这表明药用野生稻和栽培稻的Cot1DNA重复顺序也在一定的程度上具有同源性. 药用野生稻第4染色体是根据Jena等(1994)和RFLP杂交的结果确定的, 并讨论了栽培稻BAC克隆对药用野生稻原位杂交物理作图的可行性等问题.     

大豆对灰斑病菌7号小种抗性的遗传分析及抗病基因的RAPD标记

对杂交组合东农91212（感7号小种）×东农9674（抗所有小种）的抗性分析表明,大豆对7号小种的抗性受单显性基因控制。运用BSA法筛选到3个与抗病基因连锁的RAPD标记。其中引物OPSO3扩增的2个标记OPSO3_(620)和OPSO3_(580)具有共显性的分离特点。OPSO3_（620）与抗病基因的遗传距离为8.7cM。根据该标记选择基因型纯合和杂合的抗病植株,其符合率分别达到100％和97.6％。     

抗小麦黄花叶病毒转基因小麦的获得及病毒诱导的基因沉默

利用Act1启动子和除草剂选择标记bar基因，构建了含有小麦黄花叶病毒外壳蛋白基因的植物表达载体，采用基因枪法导和小麦品系，经PCR和PCR－RFLP对转基因小麦T0代及T1代进行检测后，对阳性植株的后代株系（T2代）进行田间抗病性检测。结果表明，外源基因可以在后代中遗传，并且其中一个转基因株系的后代(P8-T2)对小麦黄花叶病毒呈现高度抗性，经Westernblot和RT－PCR检测发现，抗病转基因小麦体内外壳蛋白基因在病毒感染后的表达水平出现明显下降，认为所获得转基因小麦的抗性是由病毒诱导的基因沉默引起的。     

小麦抗条锈病基因Yr10的AFLP标记

以抗条锈病基因Yr10的供体亲本Moro作参照，用6个Pst I端引物和10个Taq 1端引物对抗条锈病基因Yr10的近等基因系和轮回亲本Avocet S进行了AFLP分析，共扩增出约4200条可分辨的带，其中5条为稳定的差异带，用Yr10基因的供体亲本Moro和感病品种铭贤169要交产生的F2代分离群体，对5个特异条带与目的基因的遗传连锁性进行了初步分析，发现特异条带TP0502与Yr10基因连锁，将该片段进行克隆，测序，根据其序列设计了PCR特异扩增用专化引物，经用195株F2代分离株进行遗传连锁性分析表明，用所设计的引物进行PCR，其主要产物SC200片段与抗条锈病基因Yr10的连锁距离为0．5cM，可用于该基因的快速，有效，准确检测。     

烟草两组分信号系统基因NTHK2

两组分信号传递系统对于生物体的生长发育及适应性反应起着非常重要的作用．以本室克隆的两组分信号系统基因ＮＴＨＫ１为探针，筛选烟草ｃＤＮＡ文库，获得了一个同源基因ＮＴＨＫ２．序列同源性分析表明ＮＴＨＫ２可能编码乙烯受体类似物，具有组氨酸激酶结构域和磷酸化受体结构域．但组氨酸激酶结构中的特定磷酸化位点组氨酸发生了变化，被天冬酰胺取化．Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析表明烟草基因组中含有较低拷贝数的ＮＴＨＫ２基因．应     

一新MHCⅠ类等位基因存在于低等脊椎动物虹鳟鱼

根据已报道的鲑鳟鱼类ＭＨＣＩ基因序列设计了扩增虹鳟鱼ＭＨＣ Ｉ ＯＲＦ的引物对，采用ＲＴ－ＰＣＲ克隆了18个虹鳟鱼的MHC I 基因，用Southern blot 和 Northern blot分析了其基因组中MHC I的结构和在组织中的表达情况。结果显示10个MHC I克隆序列与已报道的虹鳟鱼MHC I基因序列（Onmy-UA-C32)有92．7％的同源性；而8个克隆序列与此仅有71．4％同源性，其代表克隆Onmy-UBA1长1140bp,含一完整的信号肽序列、成熟MHC I区域和3′末端不转录区。Onmy-UBA1 a2链序列分别与鲤科鱼类MHC I有58．1％的同源性，与鲑鳟鱼类MHC I则有75．3％的同源性。并且Onmy-UBA1在a2区域明显不同于已报道的Onmy-UA-C32,Southern blot分析结果表明，同源于鲤科鱼MHC 1a2区域的基因探针（M1）和同源于鲑科鱼MHC I a2区域的基因探针（M2）其杂交带的大小和位置明显不同，这揭示了Onmy-UBA1与Onmy-UA-C32分别属于同一或不同基因座的等位基因。即研究发现了一新MHC I类等位基因存在最低等脊椎动物－虹鳟鱼。     

黄瓜线粒体线形类质粒pC4的核酸序列和性质

津研四号黄瓜线粒体中除了主环DNA外，还有4种类质粒（pC1,pC2,pC3,pC4)。电子显微镜观察结果表明pC4为线形类质粒。将pC4克隆至E.coli JM109中，对pC4进行序列测定和分析。pC4全长370bp，是已知的植物线粒体类质粒中最短的，pC4富含AT，有多个正向和反向重复序列，其两端为35bp的正向重复序列。pC4中的ORF都较短，不足以编码有功能的蛋白。对pC4进行同源性检测，发现pC4与线粒体主DNA和叶绿体DNA缺乏同源性，而与核DNA有同源性。在其他没有线粒体类质粒的黄瓜品种核基因组中也存在pC4的同源序列，pC4与黄瓜不同品种核基因组的杂交带型有一定差别。     

水稻基因组中R类抗病基因同源序列的分离

应用聚合酶链式反应 (PCR)方法 ,我们从水稻中分离到 6种不同的与植物抗病基因 (R)同源的序列 .通过亲缘关系分析 ,将 6个序列分为两个亲缘关系组 .第一组含有一种序列 ,即Osh359- 1.该序列与其他水稻R基因的同源序列相比更接近于其他植物的R基因 ,并具有简单的基因组结构 .第二组包含其余的 5种水稻序列 ,其代表性序列为Osh359- 3.这组序列属于多基因家族 ,并且其成员在水稻基因组中紧密连锁 .     

大豆GmLlsl基因的克隆及表达调控分析

玉米的叶片坏死斑点(lethal leaf-spot 1,Lls1)基因及其拟南芥中的同功能基因已证明编码叶绿素分解代谢中的关键酶脱镁叶绿酸氧化酶(pheide a oxygenase,PaO)．为了深入研究大豆叶片衰老过程中叶绿素分解代谢的调控机制,从大豆中克隆了玉米Lls1的同源基因,其cDNA全长1817bp,命名为GmLls1(GenBank登录号：DQ154009)．序列分析表明,该基因与拟南芥、玉米、豇豆和番茄等的Lls1及其同功能基因具有很高的同源性,其编码蛋白含有典型的Rieske[2Fe-2S]结构域、非亚铁血红素铁结合域和C-末端CXXC基序,这些都是PaO功能蛋白所具有的典型结构特征．RT-PCR结果显示,在大豆叶片自然衰老、人工黑暗诱导衰老和子叶衰老3个系统中,GmLls1基因都表现出明显的衰老上调趋势．进一步分析发现,在因敲减类受体蛋白激酶rlpk2基因而导致衰老延缓的大豆转基因叶片中,GmLls1的表达显著下降,而在因过表达rlpk2而导致加速衰老的转基因叶片中,GmLls1的转录本积累明显增加,暗示RLPK2介导的信号途径可能参与调控GmLls1在大豆叶片衰老过程中的表达,而rlpk2-RNAi转基因离体叶片光照下表现出lls1突变体典型的斑状失绿坏死表型则进一步支持了上述推论．     

水稻含隐性抗白叶枯病基因xa5的24kb片段的鉴定与基因预测

水稻xa5基因是具有重要研究和育种价值的隐性广谱抗白叶枯病基因.利用水稻品系IR24及其近等基因系IRBB5(含xa5基因)杂交组合,构建了含4892个单株的F2定位群体.同时,利用与xa5连锁的RFLP标记筛查含xa5基因的水稻抗性品系IRBB56的BAC文库,构建了一个覆盖目标基因位点的长约213kb的跨叠克隆群.根据国际水稻基因组和中国超级杂交稻基因组序列,以及跨叠克隆群的部分亚克隆测序,设计了一系列SSLP和CAPS标记对目标基因进行精细遗传定位.xa5基因定位在2个CAPS标记K5和T4之间且与T2共分离,标记K5和T4之间的遗传距离为0.3 cM,物理距离约为24 kb.对xa5基因所在的24 kb片段DNA序列进行基因预测,揭示出可能编码ABC转运蛋白和转录因子TFIIA小亚基的2个基因.对这一区段及其编码基因的功能研究将阐明xa5抗白叶枯病的分子机制.     

水稻减数分裂相关基因OsDMC1的克隆

酵母DMC1基因是一个在减数分裂前期Ⅰ表达的减数分裂特异基因，其产物是减数分裂同源染色体配对所必需的，根据在酵母Dmc1与拟南芥AtDmcl中保守的氨基酸motifs合成的简并性引物，以cDNA作模板，通过套式PCR（nested PCR）和RACEs克隆了水稻中酵母DMC1的同源基因OsDMC1，OsDMC1全长的cDNA是1348bp，编码344个氨基酸组成的多肽（OsDmcl），OsDmcl与Dmcl和AtDmcl的氨基酸序列一致性分别是51．8％和81．7％，OsMDC1在生殖器官中表达量较高，在根中有少量表达，而在叶和幼芽中不表达，Southern blot分析结果表明水稻基因组中有两个拷贝的OsDMC1。     

抗黄瓜花叶病毒的卫星RNA互补DNA转基因番茄

黄瓜花叶病毒(CMV)危害七百多种植物,无有效防治方法。我们实验室首先报道了用卫星RNA防治黄瓜花叶病毒引起的病害。随后又进行了CMV卫星RNA-1互补DNA(cDNA)合成、克隆及序列分析,并用此cDNA基因获得了抗CMV的转基因烟草。在此基础上,我们又用点突变技术构建成5′、3′端首尾相联的卫星RNA-1的双体cDNA基因。本研究是用卫星cDNA单     

玉米大斑病抗性基因Ht2的精细定位

精细定位玉米大斑病抗性基因Ht2对于图位克隆该基因和探讨玉米基因组中抗病基因的分布规律及分子标记辅助选择有重要意义。以大斑病的感病自交系“获白”为母本，抗病自交系“77Ht2”为父本，构建了F2作图群体。通过RFLP分析知，Ht2基因定位在第8染色体的UMC89和BNL2．369之间，与BNL2．369相距0．9cM。然后选用在该区域的SSR标记进行了加锁分析，确定了SSR标记UMC1202，BNLG1152，UMC1149与Ht2基因紧密连锁，其中UMC1149与Ht2基因的距离为7．2cM。利用BSA法从450个RAPD引物的扩增产物中筛选出7个可能与Ht2基因连锁的标记，并将其中单拷贝标记转换为SCAR标记。连锁分析表明，一个SCAR标记（定名为SD－06633）距Ht2基因0．4cM。在此基础上，构建了Ht2基因所在区域的分子标记连锁图。     

t(8;21)相关急性髓系白血病受累蛋白ETO中NHR3与NHR4结构域的寡聚化

在急性髓系白血病中, t(8;21)染色体易位占12%~15%, 这种易位造成AML1-ETO融合蛋白. 随着AML1-ETO融合蛋白在白血病中发病作用的研究进展, 目前人们对ETO蛋白的功能有了深入的认识. ETO蛋白含有4个与Nervy蛋白同源的结构域(NHR 1~4). 其中NHR1结构域与果蝇TAF110因子同源; NHR2为二聚化结构域, 并能募集mSin3A/HDAC; NHR4结构域含有2个锌指结构, 它在ETO与N-CoR/SMRT/HDAC之间的相互作用中起关键作用. 而有关NHR3结构域的功能尚不清楚. 为了探讨NHR3结构域能否介导寡聚化, 克隆并纯化了该结构域. 通过分子筛凝胶排阻层析、动态光散射分析及晶体溶解后SDS-PAGE电泳, 结果显示NHR3结构域是一个紧密四聚体. 为研究NHR3和NHR4结构域的聚合性, 克隆并纯化了NHR3+4结构域(即NHR3和NHR4结构域). 通过分子筛凝胶排阻层析与蛋白非变性凝胶电泳, 结果表明NHR3+4结构域在溶液中能够形成二聚体. NHR3和NHR4结构域参与寡聚化作用的生物功能可能在于: (ⅰ) 以聚合体的形式募集核共抑制复合物; (ⅱ) 通过NHR2, NHR3和NHR4结构域的共同作用来稳定ETO蛋白的二聚体状态, 从而有利于ETO蛋白稳定募集核共抑制复合物. 这些有关NHR3和NHR4结构域参与寡聚化的功能推测及在白血病中的发病作用非常值得进一步探讨.     

转基因烟草分析COP1亚细胞定位及各结构域的功能

植物体内存在着非常精巧的光信号调节系统以适应外界光环境的变化，COP1蛋白是这个调节系统中介导光信号转导的一个关键因子。利用从豌豆克隆的COP1的cDNA，根据豌豆COP1的蛋白结构设计了4种不同的结构域基因片段，构建了这4个片段及COP1全基因与GFP融合基因的植物表达载体，通过根癌农杆菌分别转化烟草。利用由原核表达的GFP－COP1融合蛋白制备的抗体和GFP基因片段制成的放射性探针，通过Southern和免疫印迹实验证实各种外源融合基因在转基因烟草中均获得了组成型的变化，发现：（1）烟草内源COP1的分子量为76ku，在各器官组成型存在，光照条件对其含量影响不大；（2）COP1的细胞核定位域在其核－质分配的调节中起着关键作用。含有核定位域的目的蛋白在叶表皮细胞中的亚细胞定位受光调节，而在根细胞则组成型定位于细胞中；（3）Couiled-coil域对COP1的功能十分重要，而锌指结构域起辅助作用；（4）WD－40重复结构域起着关键作用，但单独的WD－40重复结构域不影响光形态发生；（5）过量表达COP1不仅导致烟草地上部分光形态发生受抑制，而且还导致短的簇生根发生。相反，过量表达不含WD－40重复结构域的COP1则促进地上部分光形态发生，并导致根部伸长，但无侧根。COP1－COP1相互作用不仅可以在细胞核中发生，而且可在细胞质中发生。这一实验系统为今后深入研究COP1的结构与功能打下了一个良好的基础。     

黄瓜花叶病毒RNA2复制酶基因中的243个碱基决定其在豆科植物上的致病性

黄瓜花叶病毒赤豆分离物（CMV-RB）和豌豆分离物（CMV-P1）是两个CMV分离物。前者侵染蚕豆、豌豆、豇豆和菜豆等植物产生局部坏死，后者使这4种豆科植物产生系统花叶。利用在豆科植物上与CMV-RB症状相似的CMV-Fny的全长侵染性克性，对两株系致病性差异的决定因子进行了研究。以CMV-P1 RNA2复制酶基因中包含甘氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸（GDD）保守区的243个碱基片段置换CMV-Fny RNA2全长侵染性克隆的相应区域，得到重组持粒FP，这一置换使CMV-Fny在4种豆科植物上的症状从局部坏死转变为系统侵染，说明这一片段对CMV在豆科植物上的致病性有重要影响。     

桃(Prunus persica)中2个MADS box基因功能的初步鉴定和遗传作图

我们在以前的研究中克隆了2个桃MADS box 基因, PpMADS4和PpMADS6, 它们分别为AGAMOUS (AG)和FRUITFULL (FUL)的同源基因, 本研究把它们进一步转入拟南芥中分析它们的功能. 转基因结果表明, 这2个基因都能导致拟南芥早花, 二级花序减少, 出现顶端花, 但PpMADS4与PpMADS6对拟南芥花器官有截然不同的影响. PpMADS4引起转基因植株花器官同源异型转变: 萼片心皮化, 花瓣雄蕊化; PpMADS6转基因植株表现为花瓣、雄蕊和心皮花器官数目的增加. 它们对果实发育也产生不同的影响: PpMADS4转基因植株的角果在伸长期花的外2轮萼片和花瓣不脱落; PpMADS6转基因植株的角果成熟后不开裂, 并可诱导从一朵花中长出多个果角. 这些结果表明, PpMADS4在拟南芥中可模拟AG的功能, 而PpMADS6与拟南芥FUL功能相似. PpMADS6对花器官数目的影响暗示FUL同源基因具有调节花器官数目的新功能. 通过RT-PCR分析花器官发育和控制顶端分生组织的基因表达, 结果表明, PpMADS6诱导产生超数花器官可能是通过控制CLV-WUS通路的基因来实现的. 此外, 将PpMADS4转化为一个SSR标记, 并将其定位在桃属植物的G5 连锁群上, 与PpMADS6基因位于同一染色体区段上. 最后, 对PpMADS4和PpMADS6在农作物及果树育种上的潜在应用价值进行了讨论.     

水稻含隐性抗白叶枯病基因xa5的24 kb片段的鉴定与基因预测

水稻xa5基因是具有重要研究和育种价值的隐性广谱抗白叶枯病基因. 利用水稻品系IR24及其近等基因系IRBB5(含xa5基因)杂交组合, 构建了含4892个单株的F₂定位群体. 同时, 利用与xa5连锁的RFLP标记筛查含xa5基因的水稻抗性品系IRBB56的BAC文库, 构建了一个覆盖目标基因位点的长约213 kb的跨叠克隆群. 根据国际水稻基因组和中国超级杂交稻基因组序列, 以及跨叠克隆群的部分亚克隆测序, 设计了一系列SSLP和CAPS标记对目标基因进行精细遗传定位. xa5基因定位在2个CAPS标记K5和T4之间且与T2共分离, 标记K5和T4之间的遗传距离为0.3 cM, 物理距离约为24 kb. 对xa5基因所在的24 kb片段DNA序列进行基因预测, 揭示出可能编码ABC转运蛋白和转录因子TFIIA小亚基的2个基因. 对这一区段及其编码基因的功能研究将阐明xa5抗白叶枯病的分子机制.