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小麦抗条锈病基因YrCD的分子定位

小麦抗条锈病基因YrCD的分子定位

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：杨宏彭云良邓光兵龙海潘志芬曹斌余懋群中国科学院成都生物研究所四川省农业科学院植保所西华师范大学生命科学学院

小麦条锈病(Puccinia striiformis ***)是一种全球性的病害,对小麦生产危害严重。发掘和利用优异的抗条锈病基因,筛选和培育抗病品种是防治小麦条锈病的有效途径。微卫星(micro-satellite or SSR)具有多态性高、位点特异、可通过 PCR ... 详细信息

小麦条锈病(Puccinia striiformis ***)是一种全球性的病害,对小麦生产危害严重。发掘和利用优异的抗条锈病基因,筛选和培育抗病品种是防治小麦条锈病的有效途径。微卫星(micro-satellite or SSR)具有多态性高、位点特异、可通过 PCR 快速检测分析等特点,为标记和定位基因提供了便捷,在小麦抗病育种中应用广泛。Yr2、Yr5、Yr9、 Yr10、Yr15、Yr18、Yr26、Yrzh84等都曾经利用 SSR 分析筛选出与之连锁的分子标记,以便于分子标记辅助育种。本研究用微卫星标记定位了一个小麦抗条锈病基因。本实验室在咸阳大穗/E10(小麦-易变山羊草染色体小片段易位系)//多花—1///贵农20////绵阳26后代中选育获得 CD1482和 CD1483二个重组自交系,温室苗期和田间成株期条锈病抗性鉴定表明, CD1482对目前我国的优势小种条中32和水源—4表现为全生育期免疫,而 CD1483表现为高感。利用 CD1482与 CD1483构建了 F2群体。对正反交 F1植株和 F2群体接种条锈菌小种条中 32进行抗性鉴定。正、反交 F1各20株均表现为免疫或近免疫。在246株 F2群体中有186株表现为免疫或高抗,60株感病(其中7株中感,53株高感),符合3:1分离比(x 2 3:1= 0.008,df=1,P>0.95)。结果显示,CD1482携带一个由核基因组控制的显性抗条锈病基因, 暂命名为 YrCD。随机选取均匀分布在小麦21条染色体上的400对 SSR 引物,对 CD1482和 CD1483 进行分析,有42对引物在亲本间存在多态性。用 BSK(bulked segregant analysis)分析法研究,发现引物 gwm11、gwm18、barc187、wmc406在抗病池中扩增出特征条带,而在感病池中不能得到相应扩增产物。对 F2群体中随机选取的119个单株用上述4个分子标记进行分析, xgwm11、xgwm18、barc187、wmc406与抗条锈病基因 YrCD 的遗传距离分别为2.1cM、2.5cM、 2.9cM 和4.6cM,且分布在 YrCD 的同一侧。根据这四个分子标记在染色体上的位置可知 YrCD 位于1BS 上靠近着丝粒的一端。CD1482的原始亲本中咸阳大穗、E10、多花—1均感病,绵阳26对条中32也丧失了抗性,只有贵农20对条中32表现为免疫。因此,CD1482的抗性应来源于贵农20。由于贵农20具有簇毛麦(Haynaldia villosa)和硬粒小麦(***)血缘, 而 gwm11、gwm18在簇毛麦中不能扩增出条带,所以 YrCD 很可能来源于硬粒小麦。目前已知位于1BS 上的小麦抗条锈病基因有 Yr10、Yr24、Yr26、YrCH42。其中 Yr10来源于普通小麦, 位于1BS 的末端,与 Xgwm11/Xgwm18的遗传距离大于20cM,因此 YrCD 不同于 Yr10。Yr26、 YrCH42、Yr24、YrCD 都来源于硬粒小麦,且都在1BS 上靠近着丝粒的一端。已有研究表明, Yr26、YrCH42、Yr24与 Xgwm11的遗传距离分别为同向1.9 cM、2.3 cM 和6.1cM,而 YrCD 与 Xgwm11的遗传距离为反向2.1cM。YrCD 与 Yr26、YrCH42、Yr24是否为等位基因还需进一步研究。

关键词：小麦抗条锈病基因微卫星标记基因定位

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C-MYB转录因子选择性识别mim-1基因启动子的准反向回文序列基序

C-MYB转录因子选择性识别mim-1基因启动子的准反向回文序列基序

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：杨朔吉林省农业科学院

转录调控因子 c-Myb 是 Myb 转录因子超家旅中的一员,在造血细胞的分化和增殖过程中起重要作用。c-Myb 的 DNA 结合结构域(DNA binding domain,DBD)由3个不完全重复的结构单元串连组成,分别命名为 R1、R2和 R3,该 DBD 能够特异性的识别... 详细信息

转录调控因子 c-Myb 是 Myb 转录因子超家旅中的一员,在造血细胞的分化和增殖过程中起重要作用。c-Myb 的 DNA 结合结构域(DNA binding domain,DBD)由3个不完全重复的结构单元串连组成,分别命名为 R1、R2和 R3,该 DBD 能够特异性的识别包含有 yAACNG 基序的 DNA 序列,其中 R2R3是能够完成特异性 DNA 识别的最小结构单元。核磁共振研究结果表明, c-Myb DBD 中的 R3能够特异性识别 yAACNG 基序中的 AAC 核,而 R2与后半位点中的 G 发生特异性作用。鸡骨髓瘤蛋白基因 mim-1是受 Myb 特异性调控的靶基因之一,在其启动子区序列中包含有3个 Myb 特异性结合位点 A、B 和 C,其中 A 位点与 Myb DBD 具有最强的结合能力。序列分析表明,A 位点上一段7个碱基长度的序列形成了一个具有准回文结构的双 Myb 结合位点,即在正义和反义链上各有一个 AACNG 基序可供 Myb 识别,前人推测该结构造成了 A 位点具有最强的 Myb 结合能力。但是该推论并未得到实验证实,而且 Myb DBD 特异性识别该双位点的分子机理也尚未明确。为了明确 c-Myb DBD 识别 A 位点的分子机制.我们对 A 位点双 AACNG 基序中各个位置进行系统的单碱基替换,来研究该位点与 c-Myb DBD 相互作用时的结合特异性。结果表明:c-Myb DBD 与 A 位点的结合反应为一个一级反应,在该反应中未发现多分子的协同作用。反应的高度特异性主要集中在 TAACGG 基序中的 AAC 核,后半位点 GG 显示了可调的特异性,进一步的碱基替换实验证明,TAACGG 基序中,相对于前一个 G,末位的 G 具有更高的识别特异性:而存在于互补链上的 AAACCG 基序不能被 c-Myb DBD 特异性识别。在此基础上,我们将已报道的 c-Myb RZR3与 TAACTG 基序相互作用的溶液机构模型1MSE 作为起始结构, 通过 DNA 替换的方式,分别建立了 R2R3与 A 位点中 TAACGG 基序以及 R2R3与 AAACCG 基序结合的结构模型,通过分子动力学模拟以及对蛋白质、DNA 的局部构像变化检测来解析 R2R3选择性识别 A 位点中 TAACGG 基序的分子机制。该部分结果显示:在 A 位点的准回文结构双结合部位中,相对于互补链上的 AAACCG 基序,正义链上的 TAACGG 基序的 DNA 局部构象和可变型性更有利于 R2R3的结合,蛋白质氨基酸残基和 DNA 的碱基形成的氢键具有更高的稳定性,所形成的蛋白质-DNA 复合物具有更稳定的结构。因而,A 位点准回文结构内在的分子不对称性决定了 R2R3在识别该位点时倾向于选择性结合 TAACGG 基序。同时,结构分析发现 R2R3与 TAACGG 基序作用时,R2可以随机性的选择与后半位点的两个 G 形成氢键。二者区别仅仅是与最后的 G 形成氢键的几率略大,这样的结构特性决定了 R2R3在识别 TAACGG 基序的后半位点时显示山可调的特异性。转录因子特异性结合位点内在的结构特性有利于转录因子的 DBD 区分序列相近的识别位点。这一特征对于转录因子特异性识别及调控其靶基因具有重要的生物学意义。

关键词： AAC DBD 回文结构 C-MYB mim-1 基因启动子回文序列

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小偃麦类型与物种形成的研究

小偃麦类型与物种形成的研究

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：孙善澄李洪杰山西省农业科学院作物遗传研究所中国农业科学院作物科学研究所

普通小麦与中间偃麦草(Thinopyrum Intermedium)远缘杂交时,类型与物种形成十分丰富。本研究从小麦与中间偃麦草杂交育种角度研究探讨了:小偃麦类型与物种形成的形式;小偃麦类型与物种形成规律的研究与探讨:研究的重要意义。一、小偃麦... 详细信息

普通小麦与中间偃麦草(Thinopyrum Intermedium)远缘杂交时,类型与物种形成十分丰富。本研究从小麦与中间偃麦草杂交育种角度研究探讨了:小偃麦类型与物种形成的形式;小偃麦类型与物种形成规律的研究与探讨:研究的重要意义。一、小偃麦类型与物种形成的形式小麦与近缘属种杂交形成的多倍体是创造小麦新物种的重要途径。小黑麦是多倍体 (双二倍体)是自然界物种形成的重要形式,而小偃麦是部分双二倍体(多倍体)也是自然界物种形成的另一种重要形式,但它比小黑麦的形成形式要复杂得多。例如:普通小麦2n=42 ×中间偃麦草2n=42自然加倍2n≠84 2n=56(8x)部分双二倍体;硬粒小麦2n=28×中间偃麦草2n=42自然加倍2n≠70 2n=42(6x)部分双二倍体。下面我们将对小偃麦附加的中间偃麦草染色体组成进行研究探讨。1、五个八倍体小偃麦的两个类型通过对我们育成的中1——中5五个八倍体小偃麦的形态学、染色体配对等研究,中1、中2为Ⅰ型,中3、中4、中 5为Ⅰ型。用基因组原位杂交(GISH)对五个八倍体小偃麦的外源染色体组成的分析表明,八倍体小偃麦中的外源染色体是由中间偃麦草的三个染色体组(JJSS)的部分染色体构成的合成基因组,其中Ⅰ型染色体组中1、中2(2n=53-56)其染色体组成以 J 基因组染色体为主, 中1为42W+2S+4JS+4J+2W-T,中2为42W+2S+4JS+4J+2S-JS;Ⅱ型染色体组中3、中4、中5 (2n=56)其染色体组成以 S 基因在组染色体为主,中3为42W+4S+4JS+2S-JS+2S-J+2JS-JS-S, 中4为42W+4S+4JS+2S-JS+2S-S-JS+2S-J,中5为40W+4S+4JS+2S-JS+2S-S-JS+2S-J+2W-JS。 2、五个八倍体小偃麦两个类型外源染色体构成的异同①Ⅰ型与Ⅱ型的相异点:前者以 J 基因组染色体为主,具有2对 J 染色体组,只有1对 S 染色体组;后者以 S 基因组为主,具有2 对 S 染色体组,没有 J 染色体组。②Ⅰ型中1与中2的相异点:中1有1对 W-T 易位染色体, 而中2则有1对 S-JS 染色体组。Ⅱ型中4、中5的区别:中4有1对 S 小染色体,中5则有 1对 W-JS 大染色体。③Ⅰ型与Ⅱ型的相同点:Ⅰ型中2与Ⅱ型中3、中4、中5八倍体染色体组成中都含有一对相似的 S-JS 染色体。二、小偃麦类型与物种形成规律的研究与探讨1、研究存在的问题①中间偃麦草染色体的组成复杂,遗传学家对它的染色体构型常得出不同的看法,国内外有11个科学家对中间偃麦草染色体组的命名得山12个不同的命名,其中常用的有 BEF、XE1E2、JJSS。②研究手段滞后,应用常规细胞遗传学检测染色体数目的增减、外源染色体的多少。③供深入研究和利用的小偃麦材料甚少。2、研究材料的创育①五个八倍体小偃麦的优缺点比较。Ⅰ型优点:矮杆、中熟、品质好,特抗眼斑病、条斑花叶病毒(WSMV) 及其传媒卷叶螨(WCM)。缺点:染色体数目不稳定,变幅53-56,株高分离,杆弱早衰。Ⅱ型优点:抗病抗逆性好,特抗黄矮病毒(BYDV),抗性己导入小麦育成品种。农艺性状与染色体数目稳定。根系发达抗旱、抗倒、不早衰。缺点:晚熟,杆高。②鉴于Ⅰ型与Ⅱ型八倍体小偃麦特性性状互补性强,从1978年开始采用Ⅰ型×Ⅱ型(8x×8x),普通小麦×Ⅰ型、Ⅱ型(6x×8x),创育了100余份性状稳定的次生八倍体小偃麦,无疑它们是研究小偃麦类型与物种形成规律的最好的基础材料。3、拟采用的研究方法与技术路线①普通小麦×中间偃麦草5个八倍体小偃麦(Ⅰ型、Ⅱ型已完成基因组原位杂交分析)。②Ⅰ型×Ⅱ型次生八倍体小偃麦,③普通小麦×Ⅰ型次生Ⅰ型八倍体小偃麦,④普通小麦×Ⅱ型次生Ⅱ型八倍体小偃麦。上述创育的3种次生八倍体小偃麦拟进行基因组原位杂交并与Ⅰ型、Ⅱ型亲本八倍体比较分析。三、研究的重要意义1、小偃麦类型与物种形成的深入研究,不仅对麦类作物与近缘属种间杂交产生新物种的研究具有良好的参考价值,并对自然界物种形成的多样性提出了可靠的证据。2、研究清楚小偃麦的形成规律,将有利于很好理解它们之间的亲缘关系,以便达到定向创造在小麦遗传育种上具有重大利用价值的小偃麦新类型的目的。 3、深入研究小偃麦新物种形成规律、外源染色体的组成规律及其对形态表现的影响和作用, 无疑对小偃麦在遗传学基础理论和小麦改良的应用两个方面具有重要的意义。

关键词：小偃麦染色体组中间偃麦草物种形成

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酒精依赖综合征与ADH2、CYP4502E1基因多态性的相关研究

酒精依赖综合征与ADH2、CYP4502E1基因多态性的相关研究

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：贺艮峰包建军钟树荣高长青武晓华阮冶景强昆明医学院法医学院云南省精神病院

依赖综合征受到复杂的生理、心理、个体遗传及环境等诸多因素的影响。传统的多因子疾病研究方法以及大样本前瞻性研究表明遗传因素在酒依赖发病过程中起重要作用。本文通过检测乙醇脱氢酶2、细胞色素 P4502E1的不同基因型及等位基因频... 详细信息

依赖综合征受到复杂的生理、心理、个体遗传及环境等诸多因素的影响。传统的多因子疾病研究方法以及大样本前瞻性研究表明遗传因素在酒依赖发病过程中起重要作用。本文通过检测乙醇脱氢酶2、细胞色素 P4502E1的不同基因型及等位基因频率在健康对照组和酒精依赖综合征患者组中的差异,以期从遗传学角度揭示酒精依赖综合征与两个候选基因的分子遗传关联性,为探讨酒精依赖综合征的发病机理和临床治疗提供新的依据。方法:实验样本分为酒精依赖综合征患者组和健康对照组人群两组,各组样本量不少于30例。每例样本抽取静脉血3ml,EDTA 抗凝处理,提取 DNA,将提取 DNA 沉淀、溶解,进行目的 DNA 片段的 PCR 扩增。然后各样本分别加入限制性内切酶 MaeⅢ和限制性内切酶 PstⅠ进行酶切。ADH2基因被分为3种基因型:ADH2*1/ADH2*1、ADH2*1/ ADH2*2、ADH2*2/ADH2*2,存在两种等位基因 ADH2*1和 ADH2*2:CYP2E1基因分为3种基因型:c1/c1、c1/c2、c2/c2,存在两种等位基因 c1和 c2。聚丙烯酰胺凝胶电泳,硝酸银染色确定样本基因型。对各组基因型和等位基因频率进行统计,进行群体的 Hardy—Weinberg 平衡检验,两组基因型和等位基因分布差异的检验用 x2检验。结果:在酒精依赖综合征患者组 ADH2基因3种基因型 ADH2*1/ADH2*1、ADH2*1/ ADH2*2、ADH2*2/ADH2*2的分布为:16例(36%)、19例(43%)、9例(21%),在健康对照组为:6例(20%)、11例(37%)、13例(43%);酒精依赖综合征患者组和健康对照组相比较,三种基因型的分布无显著筹异(P>0.05)。等位基因 ADH2*1和 ADH2*2在酒精依赖综合征患者组中的频率为58%和42%,在健康对照组中的频率为38%和62%:酒精依赖综合征患者组和健康对照组相比较,两种等位基因分布有差异(P<0.05),ADH2*2等位基因频率降低。 CYP2E1 基因在酒精依赖综合征患者组中 A、B 型基因分布为:26例(59%)、18例(41%), 在健康对照组为:25例(83%)、5例(17%),各组均无 C 型基因出现:酒精依赖综合征患者组和健康对照组相比较,两种基因型的分布有著异(P<0.05),B 型基因在酒精依赖组升高。等位基因 c1和 c2在酒精依赖综合征患者组中的频率为80%和20%,在健康对照组中的频率为 92%和8%:酒精依赖综合征患者组和健康对照组相比较,两种等位基因分布有差异(P<0.05), c2等位基因频率升高。结论:抽取样本外周静脉血成功提取 DNA 作为扩增模板,PCR 技术分别扩增得到两个目的 DNA 片段,用限制性内切酶 MaeⅢ和限制性内切酶 PstⅠ酶切对应扩增产物,得到 ADH2的 MaeⅢ酶切多态性片段和 CYP2E1的 PstⅠ酶切限制性片段,电泳判读结果分型,统计得到的基因型利等位基因在各组中的分布频率。酒精依赖综合征患者组和健康对照组比较 ADH2*2等位基因频率降低而 c2等位基因频率升高,B 型基因在酒精依赖综合征组升高。说明 CYP2E1基因多态性与酒精依赖综合征发生有关,ADH2*2等位基因对于酒精依赖综合征发病有保护作用,而 c2等位基因在酒精依赖综合征的发生中起一定的作用。

关键词：乙醇脱氢酶2 细胞色素 P4502E1 基因多态性酒精依赖综合征

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植物铜锌超氧化物歧化酶的分子进化分析

植物铜锌超氧化物歧化酶的分子进化分析

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：陈国强吴文建孟鹏王萍淮海工学院海洋学院江苏省海洋生物技术重点实验室

从 NCBI、Expasy、Swiss-Prot 等主要数据库下载植物 Cu/ZnSOD 的成熟氨基酸序列, 包括单子叶植物9种、双子叶植物37种、裸子植物1种、苔藓植物2种、绿藻植物1种,共 50个物种的56个氨基酸序列,以 Fasta 格式保存。采用 ClustalX 软件按... 详细信息

从 NCBI、Expasy、Swiss-Prot 等主要数据库下载植物 Cu/ZnSOD 的成熟氨基酸序列, 包括单子叶植物9种、双子叶植物37种、裸子植物1种、苔藓植物2种、绿藻植物1种,共 50个物种的56个氨基酸序列,以 Fasta 格式保存。采用 ClustalX 软件按默认参数对植物 Cu/ZnSOD 的成熟氨基酸序列进行完全比对;使用 Phylip3.67软件包采用邻接法（neighbour-joining tree）建立系统进化树。Seqboot 软件对比对结果进行100次 bootstrap 重复;Prodist 软件用于邻近法分析形成比对序列的距离矩阵;Neighbor 程序用于构建一个进化树;用本地的 treeview 软件打开。多重比对的结果表明:植物 Cu/ZnSOD 蛋白质序列非常保守,但有部分物种的序列存在明显差异。多数物种的氨基酸残基数目在152～154之间, 但也有少部分超过200个氨基酸残基。如小麦（Triticum aestivum,AAB67990）、扭口藓（Barbula unguiculata,BAC66947）等叶绿体 Cu/ZnSOD 蛋白质序列的 N 端比其他序列要多出一段。可能在漫长的演化过程中,这些物种的 Cu/ZnSOD 在成熟肽的 N 端位置发生了一次大片段的 DNA 序列插入,结果表达的蛋白质中就包含了这么一段与其他物种迥异的序列。另外发现 C 端的氨基酸残基非常保守,大多数序列是以 LQG、LTPV 或 LTPL 结尾,但芭蕉(Musa 序列却是以 LQSAV 结尾。比较 Cu/ZnSOD 蛋白质中的 Cu、Zn 的结合位点后发现:除白杨（Quaking aspen,AAA82127）和颤杨（Populus tremuloides,P36214）外其他所有的序列其 Cu、Zn 离子的结合位点高度保守,其 Cu 离子的结合位点是四个组氨酸（H）,Zn 离子的结合位点是三个组氨酸（H）和一个天冬氨酸（D）。但令人惊奇的是,向杨和颤杨 Cu/ZnSOD 上与金属配位的氨基酸残基并不遵循这个规律。白杨和颤杨的 Cu 离子的四个结合位点分别是甲硫氨酸（M）、苯丙氨酸（F）,以及两个组氨酸（H）,其 Zn 离子的结合位点分别是组氨酸（H）、苏氨酸（T）、组氨酸（H）、天冬氨酸（D）。而同样属于杨柳目的另一个物种毛果杨（Populus） trichocarpa,ABN58428)并未出现 Cu、Zn 离子结合位点与其他物种的差异。白杨和颤杨的这种特殊性有待进一步分析。构建的进化树则结果表明该系统进化树可明显分为胞质 Cu/ZnSOD 和叶绿体 Cu/ZnSOD 两大类群。一类群都是由胞质 Cu/ZnSOD 构成,包括禾本目、管花目、菊科、豆科、十字花科等。另一类群由叶绿体及部分胞质 Cu/ZnSOD 构成,这些胞质 Cu/ZnSOD 的物种包含双子叶植物白杨（Quaking aspen,AhA82127）、颤杨（Populus tremuloides,P36214）和拟南芥（Arabidopsis thaliana,AAD10208）。同属于杨柳目杨柳科的白杨和颤杨的胞质 Cu/ZnSOD 的进化关系一致,而且和豌豆叶绿体 Cu/ZnSOD（Pisum sativum,CAA39819）进化关系很近。从前面的比对分析可知白杨和颤杨胞质 Cu/ZnSOD 的 Cu、 Zn 离子的结合位点和其他序列存在明显的差异,也许这是这种差异的存在导致其在进化关系上和其他物种叶绿体 Cu/ZnSOD 的进化关系很靠近;拟南芥的两个胞质 Cu/ZnSOD（AAD10208, NP65666）和它本身的叶绿体 Cu/ZnSOD（078310）进化关系很近,可能由同一个祖先基因进化而来。除这些胞质 Cu/ZnSOD 以外,该子群中其他 SOD 在细胞中的定位都是叶绿体。结合蛋向质比对结果和系统进化树,可以看出:植物 Cu/ZnSOD 多数位于细胞质中,且序列非常保守;而叶绿体中也有 Cu/ZnSOD,但其序列与胞质的明显不同。构建的进化树表明植物 Cu/ZnSOD 可非常明显地划分为胞质 Cu/ZnSOD 与叶绿体 Cu/ZnSOD 两大类群。

关键词：超氧化物歧化酶分子进化进化树

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水稻类囊体膜蛋白质复合物的BN/SDS-PAGE分离与蛋白质组学研究

水稻类囊体膜蛋白质复合物的BN/SDS-PAGE分离与蛋白质组学研究

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：邵锦震张宇博丁毅武汉大学发育生物学教育部重点实验室武汉大学生命科学学院遗传学系湖北师范学院生物系

常规的2D IEF/SDS-PAGE 分离方法结合质谱鉴定技术,已广泛应用于植物蛋白质组学研究领域,然而 IEF/SDS-PAGE 无法展现植物细胞中广泛分布的疏水性膜蛋白质及蛋白质复合物(如细胞质膜、线粒体膜、质体膜、叶绿体被膜及类囊体膜中的蛋白... 详细信息

常规的2D IEF/SDS-PAGE 分离方法结合质谱鉴定技术,已广泛应用于植物蛋白质组学研究领域,然而 IEF/SDS-PAGE 无法展现植物细胞中广泛分布的疏水性膜蛋白质及蛋白质复合物(如细胞质膜、线粒体膜、质体膜、叶绿体被膜及类囊体膜中的蛋白质复合物等)。蓝色非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳:(Blue Native-PAGE)方法,由于引入非离子去垢剂十二烷基麦芽糖苷(DM),洋地黄皂苷、曲拉通 X-100等作为膜蛋白质复合物的溶剂,在 pH 接近生理中性条件下电泳分离膜蛋白复合物,保持了其天然结构和生物活性,能在第一向 BN 胶上获得生物膜蛋白复合物的组成及分子量大小等信息,被第一向 BN-PAGE 分离的膜蛋白复合物经变性处理,再进行第二向 SDS-PAGE 分离(即2D BN/SDS—PAGE),能直观显示组成膜蛋白复合物的各蛋白亚基,结合生物质谱技术,可鉴定各亚基成分,现已经用于亚细胞器水平的蛋白质组学研究。本研究以水稻(Oryza Sativa)品种93-11灌浆期叶片为材料,通过蔗糖密度梯度离心制备类囊体,采用 BN-PAGE 分离,获得与光合作用相关的膜蛋白复合物有:①光系统Ⅰ反应中心复合物和捕光色素复合物Ⅰ(PSI+LHCI),分子量约为568 kDa;②ATP 合成酶 (F1FO-ATPase),分子量约为548 kDa;③光系统Ⅰ反应中心复合物(PSIcore)。分子量约为379 kDa:④ATP 合成酶 F1(F1-ATPase),分子量约为327 kDa;⑤光系统Ⅱ反应中心复合物(PSI),分子量约为309 kDa;⑥细胞色素 b6f 复合物(Cytb6f),分子量约为309 kDa;⑦缺乏 CP43的光系统Ⅱ反应中心复合物(PSI-CP43),分子量约为231 kDa;⑧捕光色素复合物Ⅱ(三聚体)(LHCI(3)),分子量约为165 kDa;⑨捕光色素复合物Ⅱ(二聚体)(LHCI(2)),分子量约为134 kDa;⑩捕光色素复合物Ⅱ(单聚体)(UHCI(1)), 分子量约为108 kDa。经过第二向 SDS-PAGE 对各复合物的组成亚基分离之后,再经 MALDI-TOF-WS 鉴定,已确认与上述①-⑩复合物对应的蛋白质亚基(基因)为:①PSI+LHCI: psaA、psaB、psaD,psaE、CAB8(Lhca3)蛋白:②F1FI-ATPase:atpA(α-chain)、atpB (β-chain),atpC(γ-chain)蛋白;③PSIcore:psaA、psaB、psaD、psaE 蛋白;④F1-ATPase: atpA、atpB、atpC 蛋白;⑤PSI:psbC(CP43)、psbD(D2)、psbE(CYT-B559 α-chain)蛋白;⑥Cytb6f:petA(CYT-F)、petB(CYT-BB)、petC(Rieske Fe-S-Protein)蛋白:⑦ PSI-CP43:psbB(CP47)、psbD(D2)、psbE(CYT-b559 α-chain)蛋白;⑧LHCI(3):Lhcb1 (type Ⅰ)、Lhcb3(type Ⅲ)蛋白;⑨LHCI(2):Lhcb5(CP26)、chlorophyll A-B binding protein(type Ⅲ)、Lhcb1(type Ⅰ)、蛋白:⑩LHCI(1):Lhcb1(type Ⅰ)、Lhcb3(type Ⅲ)、Lhcb4(CP29)、Lhcb6(CP24)蛋白。在已鉴定的蛋白质中,pI 分布范丽在4.1-9.72 之间,其中碱性蛋白质(pH8.0-10.0)占13.3%,酸性蛋白质(pH4.0-6.0)占66.7%,中性左右的蛋白质(pH6.0-8.0)占20.0%,极端酸性蛋白质 pH 为4.1,极端碱性蛋白质 pH 为9.72。有 14种蛋白质的 GRAVY 值为正值,占已鉴定蛋白质总数的46.7%,这远高于传统2D IEF/SDS-PAGE 所能分离的疏水性蛋白质数量。对14种疏水性蛋白质跨膜域预测表明,它们的跨膜域数目不等。最少的为一个,最多的达9个,为光系统IP700叶绿素 a 脱辅基蛋白 A2。以上结果和实验方法为水稻叶绿体光合作用、遗传变异及其基因组、亚细胞器蛋白质组学等研究工作的深入开展提供了参考及技术平台。

关键词：水稻类囊体膜蛋白质复合物 BN-PAGE 生物信息学分析

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龙眼体胚发生的分子生物学和蛋白质组学研究

龙眼体胚发生的分子生物学和蛋白质组学研究

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：赖钟雄何园陈义挺蔡英卿赖呈纯林玉玲方智振福建农林大学园艺植物生物工程研究所

1994年,赖钟雄以"红核子"龙眼(Dimocarpus longan ***)未成熟胚或花药作为起始材料,在附加高浓度2,4-D 的 MS 培养基上诱导出松散型胚性愈伤组织 (Friable embryogenic callus,FEC),在高浓度2,4-D 与含 AgNO3的 MS 培养基交... 详细信息

1994年,赖钟雄以"红核子"龙眼(Dimocarpus longan ***)未成熟胚或花药作为起始材料,在附加高浓度2,4-D 的 MS 培养基上诱导出松散型胚性愈伤组织 (Friable embryogenic callus,FEC),在高浓度2,4-D 与含 AgNO3的 MS 培养基交替培养的方法使 FEC 长期稳定保持,至今已经继代保持14年以上,其状态、体胚发生能力与染色体数目仍然维持正常。利用该胚性细胞系,建立的胚性细胞系能够高频率体胚发生,诱导频率 100%,每克鲜重的龙眼胚性愈伤组织和悬浮细胞可分别诱导出高达1万和14万个以上的体细胞胚胎;采用特殊的高糖体胚"成熟"处理,龙眼体胚玻璃化可以100%克服,且萌发率可以高达70%-90%:并且发现通过调节培养基中2,4-D 浓度可以调控龙眼体胚发育进程,和保持龙眼愈伤组织的高度同步化水平。利用 FEC,可以快速(1-2 w)建立胚性悬浮细胞系,并由此进一步建立了单细胞克隆、原生质体高效体胚再生体系。该体胚发生系统可作为木本植物体胚发生的模式实验系统(赖钟雄2001,2000,1997)。2000年以来,我们在进行了龙眼体胚发生过程的组织细胞学观察、内源激素和多胺测定、同工酶分析以及 IEF 和 SDS-PAGE 分析等研究(赖钟雄2003;李冬梅等2003,陈春玲等2001)的基础上,采用 mRNA 差显技术、同源克隆技术、实时荧光定量 PCR 技术、蛋白质双向电泳技术以及生物质谱(MALDI-TOF、Q-TOF) 技术,开展了龙眼体胚发生过程中的分子生物学和蛋白质学研究,以期进一步探讨龙眼体胚发生的分子机制,为进一步调控龙眼胚胎的发育提供科学依据.主要研究结果如下:①龙眼体胚发生过程中有大量的差异基因表达,获得了50多个差异表达基因的 cDNA 片段,并克隆了 chapx 和 nad2基因(Wang et al 2005,2004,2003;赖钟雄2003)。②利用同源克隆等方法又克隆了10个龙眼体胚发生相关基因:capx(邵魏等2008;李惠华等2005)、adh(郭志雄等2006)、atp8(安娜等2006)、Cu/Zn-SOD(林玉玲等2007)、Fe-SOD(林玉玲等2007)、 Mn-SOD(林玉玲等2008)、actin(邵魏等2008)、cdc48(陈义挺等2008)、gpx(陈义挺等2007)、Chi(蔡英卿等2008),并分析了 actin、SOD、apx 等基因在龙眼体胚发生过程中的表达规律。③龙眼胚性愈伤组织中 pI 值在4-5之间的酸性蛋白表达种类最多,在体胚发育的过程中逐渐消失,相反,pI 值在5-6之间的微酸性蛋白的表达逐渐增多;成熟子叶胚时期分子质量大的蛋白大量减少,分子质量较小的蛋白增多并逐渐积累,出现了一组几个到十几个 KD 的小分子量蛋白质,其中一种可能是 ATPase8(安娜等2006);④双向电泳和 MALDI-TOF 质谱联合使用成功鉴定了龙眼体胚发生早期的32个特异蛋白,包括:谷胱甘肽脱氢酶 GR、分子伴侣 HSP60-1和 CPN60-1、烯醇酶(enolase)、NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-malate dehydrogenase)、过氧化物酶 POD 等(赖呈纯等2008)。⑤龙眼胚性愈伤组织超低温保存过程中特异表达蛋白 AFPs 和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶,很可能在抗冻锻炼中起重要作用(郭玉琼等2007)。

关键词：龙眼体胚发生分子生物学蛋白质组学 DDRT

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三个小麦抗白粉病新种质创制及其抗性基因的染色体定位和分子标记

三个小麦抗白粉病新种质创制及其抗性基因的染色体定位和分子标记

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：王长有吉万全张改生王秋英刘素兰西北农林科技大学农学院

小麦白粉病是影响小麦生产的重要病害之一,迄今已正式命名了39个抗小麦白粉病基因。抗白粉病种质创新和抗病基因发掘有益于小麦白粉病基因源的多样化和抗白粉病育种。本研究以筛选的抗白粉病波斯小麦-小伞山羊草双二倍体 Am9、抗白粉病... 详细信息

小麦白粉病是影响小麦生产的重要病害之一,迄今已正式命名了39个抗小麦白粉病基因。抗白粉病种质创新和抗病基因发掘有益于小麦白粉病基因源的多样化和抗白粉病育种。本研究以筛选的抗白粉病波斯小麦-小伞山羊草双二倍体 Am9、抗白粉病兼抗条锈病野生二粒小麦 AS846和小麦-簇毛麦易位系92R149为抗源,在组合"阿勃5B 非整倍体/AS846"、"陕 160/Am9//陕160"和"92R149/咸87(30)//小偃6号"后代,创制出形态学和细胞学稳定的抗白粉病新种质 N9134和 N9628-2,以及兼抗白粉病和条锈病新种质 N95175。以感白粉病将通小麦品种分别与 N9134、N9628-2和 N95175杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合期望比例3:1:一套感白粉病普通小麦缺(单)体系分别与 N9134、N9628-2 和 N95175杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例除阿勃5BM×N9134组合、阿勃6AN×N9628-2和阿勃6AN×N95175组合偏离期望比例3:1外,其余组合均符合期望比例3: 1,表明N9134、N9628-2和 N95175的白粉病抗性分别由1对位于5B、6A 和6A 染色体上的显性基因控制。应用66对 SSR 引物对陕160×N9134 F2代抗感分离群体的92个单株和陕优225 ×N9134 F2代抗感分离群体的84个单株的检测,发现位于5B 上的 SSR 位点 Xgwm67在双亲间和抗感池间存在多态性,并与抗性基因连锁,遗传距离为20.6cM,表明抗病基因位于5B 染色体上,与非整倍体分析结果吻合。用中国春第5部分同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,将抗性基因初步定位在5BL。用 Xgwm67对 N9134及其相关亲本 AS846和普通小麦阿勃分析表明,该抗病基因来源于 AS846,与亲本抗病性鉴定结果吻合,它可能是一个新的抗白粉病基因基因,暂命名为 PmAS846。应用110对 SSR 引物对陕160×N9628-2 F2代抗感分离群体 142个单株的检测,发现位于6A 上的 SSR 位点 Xwmc553和 Xwmc684在双亲间和抗感池间存在多态性,并与抗性基因连锁,遗传距离分别是10.99 cM 和7.43 cM,表明抗病基因位于6A 染色体上,与非整倍体分析结果吻合。用中国春第6部分同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,将抗性基因定位在6AS。用 Xwmc553和 Xwmc684对 N9628-2及其相关亲本 Am9、普通小麦陕160、波斯小麦品系 PS5和小伞山羊草品系 Y39分析表明,抗病基因可能来源于 Y39。它可能是一个新的抗白粉病基因,暂命名为 PmY39-2。应用 Pm21的 SCAR 标记及 Yr26的 SSR 标记 Xgwm11和 Xgwm18对 N95175及其亲本92R149、咸87(30)和小偃6号分析,在 N95175中扩增出与92R149相同的 SCAR 标记条带,而在感病亲本咸87(30)和小偃6号中没有扩增出该条带。Xgwm11和 Xgwm18在 N95175的扩增产物与抗条锈病亲本92R149相同。与2个感病亲本不同。结果表明,导入到 N95175的抗白粉病基因和抗条锈病基因分别为 Pm21和 Yr26。

关键词：小麦白粉病野生二粒小麦小伞山羊草抗病基因分子标记

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云南省四种陆生贝类的营养成分分析及开发利用

云南省四种陆生贝类的营养成分分析及开发利用

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中国动物学会、中国海洋湖沼学会贝类学分会第八次会员代表大会暨第十三次全国贝类学术讨论会

作者：陈元晓田明张闻王文林杨照青张乃光昆明医学院细胞生物学及遗传学教研室昆明医学院寄生虫学教研室

报道了云南省四种陆生贝类即褐云玛瑙螺(Achatina fulica(Ferussaca))、金平坚螺 (Camaena jinpingensis Chen et Zhang)、勐仑隐带螺(Cryptozona menglunensis Chen et Zhang)、勐仑环口螺(Cyclophorus menglunensis)的营养成分,并与猪肉、牛肉、鸡肉的营养成分作了比较,结果表明,这四种陆生贝类的蛋白质含量高,脂肪和糖类含量低,含有丰富的维生素和钙、磷、铁等无机元素,可作为优质保健食品进一步开发利用。

关键词：陆生贝类营养成分开发利用

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