甜菜M14品系特异表达基因BvM14-MADSbox启动子的克隆及序列分析

甜菜M14品系是带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体附加系,其染色体组成中除了包含18条栽培甜菜染色体外,还附加有白花甜菜第9号染色体,具有无融合生殖特性,无融合生殖能够固定杂种优势.在前期工作中,通过SSH、RACE等技术获得了甜菜M14品系特异表达基因BvM14-MADSbox的eDNA全长.通过6种限制性内切酶分别酶切M14品系基因组总DNA,再与相应接头连接,构建了6个DNA步移文库.根据基因BvM14-MADSbox cDNA序列设计引物,通过染色体步移技术克隆出该基因的上游DNA序列.经生物信息学分析,推测获得了BvM14-MADSbox基因上游1 718 bp的启动子序列,该序列含有启动子的基本元件TATA-box、CCAAT-box,和ARE、ERE、HSE、ABRE、CGTCA-motif等重要的顺式调控元件及一些光反应相关元件.该结果为今后BvM14-MADSbox基因的时空特异性表达调控机制奠定基础.     

利用SSH技术分析盐胁迫下甜菜M14品系的差异基因

甜菜M14品系是利用野生白花甜菜(Beta corolliflora Zoss.)与栽培甜菜(Beta vulgaris L.)进行种间杂交及回交获得的附加有野生白花甜菜第9号染色体的单体附加系,具有野生白花甜菜的一些优良性状。本研究利用抑制消减杂交技术,以未处理的甜菜M14品系叶片作为Driver,以500 mmol·L-1NaCl处理的甜菜M14品系叶片作为Tester,构建了盐胁迫下甜菜M14品系抑制消减cDNA文库;以地高辛为标记物,进行反向Northern Blot杂交筛选并测序,共获得盐胁迫下甜菜M14品系特异ESTs序列449个,组装后共得到58条Unigenes,并将测序所得结果进行了GO分类。该研究为进一步鉴定和挖掘甜菜M14品系新的优质基因资源奠定了基础。     

甜菜无融合生殖单体附加系的繁殖传递特性

由栽培甜菜(Beta vulgaris L.)和白花甜菜(B.croolliflora Zoss.)杂交分离荻得的甜菜无融合生殖单体附加系具有高频率近100%传递的特性.经过四代传递分析,平均传递率达95%以上,表现为稳定传递.在其传递后代中,分离出BⅢ后代(VV+1C+V,2n=28)、二倍体(2n=18)非整倍体(2n＝29,2n＝20)等.无融合生殖单体附加系后代结实株数、结实率、单株种粒产量与其二倍体姊妹相比皆明显下降,说明它们的繁殖特性受到破坏,表现出雌配子体突变特征.本文对高频传递和分离产生各种类型的原因及意义进行了讨论.     

甜菜M14品系特异表达基因ESTs的生物信息学分析

甜菜M14品系具有无融合生殖特性,为了获得M14品系特异表达的基因,本实验室前期利用抑制消减杂交(SSH)和mRNA差异显示(DDRT-PCR)技术对M14品系和能够进行有性生殖的栽培甜菜A2Y品系进行了基因特异表达研究,获得了298条M14品系特异表达基因的ES-Ts。对这些ESTs进行生物信息学分析并进行了GO分类,筛选出5条可能与基因表达调控和细胞周期调控相关的ESTs,为进一步获得这些基因的全长序列并研究其功能奠定了基础,也为今后能在甜菜M14品系中寻找并克隆与无融合生殖相关的基因提供了可靠的保证。     

甜菜M14品系花器官蛋白质双向电泳体系的建立

双向电泳是目前唯一能将数千种蛋白同时分离与展示的技术.以具有野生白花甜菜优质基因资源的甜菜M14品系为材料,从植株取材、样品制备、蛋白质定量、上样量、双向电泳、染色、脱色等方面优化,构建了高效、稳定的甜菜M14品系花器官蛋白质双向电泳技术平台.结果证明所获得的凝胶图谱背景清晰,对比度高,重复性好,蛋白质点边缘平滑,并且...     

带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体附加系RAPD分析适宜引物的筛选

运用68个10bp随机引物对白花甜菜、载培甜菜、带有白花甜菜染色体的栽培甜菜单体时扣系进行了PCR扩增,所选引物中有2个扩增产物不明显,44个引物扩增产物在所选材料中无多态性.22个引物的扩增产物对白花甜菜具有特异特殊异片段,这22个引物将可以用于白花甜菜单体对扣系的RAPD分析研究.     

甜菜M14品系Cystatin基因植物蛋白纯化表达载体的构建及转化烟草

植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂是一类具有提高植物对各种生物及非生物胁迫抗逆性的重要蛋白质。利用前期获得的甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的编码区序列构建了带有His标签的甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的植物蛋白纯化表达载体,并将其转化烟草,获得T0代阳性转基因植株,为下一步利用融合蛋白的His标签从转基因烟草中大量纯化甜菜M14品系半胱氨酸蛋白酶抑制剂奠定了基础。     

甜菜BvM14-CMO、BvM14-BADH基因的克隆、盐胁迫表达及生物信息学分析

以耐盐甜菜(Beta vulgaris)M14品系为试验材料,利用RT-PCR克隆获得甜菜M14品系甜菜碱合成相关基因胆碱单加氧酶基因BvM14-CMO和甜菜碱醛脱氢酶基因BvM14-BADH的cDNA全长。荧光定量PCR测试结果表明,200和400 mmol·L~(-1)NaCl盐胁迫下BvM14-CMO及BvM14-BADH在甜菜M14品系的叶和根中均显著上调表达。通过蛋白质互作数据库预测,得到了拟南芥CMO和BADH蛋白的互作蛋白。采用甜菜M14品系盐胁迫转录组数据库,对甜菜M14品系中CMO和BADH互作蛋白的同源基因进行盐胁迫表达聚类分析,发现甜菜M14品系中大部分预测获得的CMO和BADH互作蛋白基因与BvM14-CMO和BvM14-BADH基因在盐胁迫下的表达变化趋势一致,这些研究结果为进一步深入研究BvM14-CMO和BvM14-BADH基因的功能奠定了理论基础。     

甜菜无融合生殖单体附加系M14的小孢子发生与雄配子体发育的观察

利用常规石蜡制片技术，对甜菜无融合生殖单体附加系M14品系(Beta vulgaris L.)小孢子发生、雄配子体发育进行了研究．结果表明：1．小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型，四分孢子为四面体形．2．单核小孢子经两次有丝分裂，产生营养细胞和两个精子，成熟的花粉粒为三细胞型．单核小孢子第一次有丝分裂后，80％的花粉败育，可育花粉只有20％．3．花药壁由五至六层结构组成，表皮，药室内壁，2至3层中层，绒毡层为分泌型．4．同一朵花中，在前期，雄蕊的发育早于雌蕊的发育，在后期，当花粉成熟时，雌配子体也达到成熟．提供了花蕾的大小与雌、雄蕊发育的相关数据。     

用TRIzol试剂一步法提取甜菜花蕾中的总RNA

在花期分别对无融合生殖甜菜M14品系和进行正常有性生殖的二倍体甜菜A2Y品系的花蕾进行取样,采用TRIzol试剂一步法,分别提取了它们的总RNA,并测定了总RNA的浓度及纯度。讨论去除RNA酶的方法、具体操作的注意事项和TRIzol试剂一步法与其它方法相比的优越性。该方法为进一步进行mRNA差异显示分析和抑制消减杂交研究提供了总RNA的来源,也为今后能在甜菜中寻找和克隆与无融合生殖相关的基因提供了可靠的保证。