对一个在水稻雄蕊中大量表达的cDNA的结构和表达分析

雄蕊的发育是植物有性生殖过程中的一个重要阶段、研究雄蕊发育过程中大量表达乃至特异表达的基因对于了解雄蕊发育的分子机制具有重要的意义。在水稻雄蕊中大量表达的一个类查尔酮合酶基因的结构进行了分析,发现Ｄ５与欧洲油菜中另外２个花药特异性基因的同源性较高,Ｎｏｒｔｈｅｒｎdisplay structure     

查尔酮合酶超家族(chalcone synthase superfamily)基因重复和分化的式样

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是类黄酮类物质生物合成途径中的关键酶, 对植物的花色素形成以及抗虫和抗病有重要意义. 本文综述了有关查尔酮合酶超家族基因重复和分化式样的研究进展. 有资料显示, CHS基因在不同植物谱系中发生了不同程度的重复和分化, 导致在多数植物基因组中存在具不同表达特性的CHS重复基因, 并在部分植物基因组中出现由CHS基因分化形成的类CHS (CHS-like)基因. 不同学者对该家族基因序列及其表达式样进行比较分析, 揭示了该家族重复基因表达式样的分化在很大程度上受启动子和顺式调节元件的影响, 结果导致重复基因的亚功能化(subfunctionalization); 而发生在CHS活性位点附近的碱基替换则导致重复基因的新功能化(neofunctionalization), 形成不同的类CHS基因, 且多数类CHS基因是在不同植物谱系中由CHS基因多次独立进化形成, 是趋同进化的结果. 探讨CHS超基因家族的进化历史对深入了解基因重复-分化的过程和机制有很大帮助.     

水稻花药发育相关基因OsPRP1的克隆和特性分析

利用减法杂交和RACEs从水稻颖花中克隆了一个编码富含脯氨酸残基多肽的cDNA, 并将其相应的基因命名为OsPRP1. OsPRP1由2个外显子和1内含子组成, 编码的蛋白由224个氨基酸残基组成, 其中脯氨酸含量最高, 占14.29%. 该蛋白由一个21个氨基酸残基组成的信号肽, 一个N-端结构域和一个C-端结构域组成. C-端含有2个18个氨基酸长的、嵌合PEPK基元(motif)的富含脯氨酸的重复序列. Southern blot及序列分析结果表明, 水稻基因组中存在4个拷贝的OsPRP1, 它们定位在第10染色体的20 kb的DNA片段上. RT-PCR表明, OsPRP1在幼芽和颖花中表达量较高, 在根和叶中有少量表达. 用花和幼芽进行原位杂交分析证明在花中, OsPRP1在花粉母细胞、绒毡层细胞和花器官的维管束细胞中表达; 该基因的表达有明显的时间特异性, 在花粉母细胞中表达量最高, 在单核期的小孢子中几乎不表达; 在芽中, 该基因在胚芽鞘和叶原基的表皮细胞中表达. 从该基因编码蛋白的特点可以看出它极可能是一种细胞壁蛋白.     

水稻花药发育相关基因OsPRP1的克隆和特性分析

利用减法杂交和RACEs从水稻颖花中克隆了一个编码富含脯氨酸残基多肽的cDNA, 并将其相应的基因命名为OsPRP1. OsPRP1由2个外显子和1内含子组成, 编码的蛋白由224个氨基酸残基组成, 其中脯氨酸含量最高, 占14.29%. 该蛋白由一个21个氨基酸残基组成的信号肽, 一个N-端结构域和一个C-端结构域组成. C-端含有2个18个氨基酸长的、嵌合PEPK基元(motif)的富含脯氨酸的重复序列. Southern blot及序列分析结果表明, 水稻基因组中存在4个拷贝的OsPRP1, 它们定位在第10染色体的20 kb的DNA片段上. RT-PCR表明, OsPRP1在幼芽和颖花中表达量较高, 在根和叶中有少量表达. 用花和幼芽进行原位杂交分析证明在花中, OsPRP1在花粉母细胞、绒毡层细胞和花器官的维管束细胞中表达; 该基因的表达有明显的时间特异性, 在花粉母细胞中表达量最高, 在单核期的小孢子中几乎不表达; 在芽中, 该基因在胚芽鞘和叶原基的表皮细胞中表达. 从该基因编码蛋白的特点可以看出它极可能是一种细胞壁蛋白.     

应用抑制差减杂交法分离水稻幼穗发育早期特异表达的基因

以水稻茎尖分生组织为对照群体,幼穗分生组织为目标群体,进行抑制差减杂交。用经过ＳＡＭ ｃＤＮＡ差减的Ｐｂ／Ｓｂ ｃＤＮＡ群体构建了一个差减文库,通过差示筛选鉴定了４０个在Ｐｂ／Ｓｂ中特异表达或表达增强的候选克隆,Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交验证,至少４０％的候选克隆代表了在Ｐｂ／Ｓｂ中特异表达或表达增强的基因,同时,相当一部分克隆为你荐度转录本。对４０个ｃＤＮＡ克隆单向测序后,与ＧｅｎＢａｎｋ中同源序列进     

转芪合酶基因植物中三羟基反式芪的功能

应用RT－PCR方法,从葡萄组织中克隆了两个芪合酶基因的编码区（1．19kb)。在大肠杆菌中能特异表达42ku的蛋白质,其分子量与芪合酶大小一致,并用其制备了兔抗血清。利用pBin438构建了植物组成型表达载体,经农杆菌介导获得转基因烟草植株。PCR,Southern blot,Western blot和RT－PCR分析证明该基因已整合到烟草的染色体中,并正常转录和特异表达。薄层层析和HPLC的结果进一步判断表达的芪合酶在烟草中可催化其底物合成3,4′,5－三羟基反式芪（trans-resveratrol),从转基因烟草中纯化的3,4′,5－三羟基反式芪能使人乳腺癌细胞停留在Go,G1期的细胞数增加。     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5′上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶（SBE1）和结合淀粉粒的淀粉合成酶（GBSS）分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成,编码这两个酶的sbel和waxy基因主要都在胚乳中表达,在水稻sbel基因5′上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53bp片段C53,而且这种结合受到水稻waxy基因5′上游区的Ha-2片段竞争,进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbel基因中C53片段中的2个ACGT元件G－box和Hex,并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件：WG1,WG2和WG3,其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合,这提示水稻sbel基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控。     

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.     

水稻紫黄质脱环氧化酶基因的克隆、体外表达及酶促反应

从水稻中克隆了紫黄质脱环氧化酶（VDE）基因，其全长cDNA序列为1887bp，编码446个氨基酸，其中转运肽长98个氨基酸，构建了该基因的原核表达载体pET-Rvde，在0.4mmol/L IPTG的诱导下，外源蛋白大量表达，其分子量与天然的VDE蛋白一致，表达量随诱导时间而增加。Western杂交表明表达蛋白与VDE的多克隆抗体有免疫反应，将表达蛋白用于紫黄质的脱环氧化反应，吸收光谱及HPLC分析结果表明，表达蛋白能在体外催化紫黄质转变成为玉米黄质和环氧玉米黄质。     

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.