利用基因芯片筛选烤烟早花基因初探
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基因芯片在卷烟烟气危害性评价中的应用
刘兴余;朱茂祥;谢剑平
【期刊名称】《中国烟草学报》
【年(卷),期】2010(016)001
【摘要】综述了基因芯片在卷烟危害性评价中的应用,基因芯片可以从全基因组转录水平分析卷烟烟气对基因表达的影响,并可通过差异表达基因寻求生物标志物.卷烟烟气导致差异表达基因主要属于: 氧化应激反应类、异源物代谢类、炎症/免疫反应类、基质降解类.并且,基因芯片可从差异表达基因角度区分不同商品卷烟.评价卷烟危害性,基因芯片存在优势及不足,基因芯片结合其它生物学技术将在卷烟危害性评价发挥重要作用.
【总页数】6页(P89-94)
【作者】刘兴余;朱茂祥;谢剑平
【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连中山路457号,116023;军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京太平路27号,100850;中国烟草总公司郑州烟草研究院,郑州高新区枫杨街2号,450001
【正文语种】中文
【中图分类】TS416
【相关文献】
1.微量波动Ames试验在卷烟烟气毒理学评价中的应用研究 [J], 邹琳;潘秀颉;吴维佳;刘姜瑾;徐龙;杨陟华;周冀衡;朱茂祥
2.三维细胞支架的制备及在卷烟烟气细胞毒性评价中的应用 [J], 李茹洋;尚平平;王宜鹏;贾云祯;孙培建;孙学辉;聂聪;杨松
3.层次分析法与GIS耦合在矿山地质灾害危害性分区评价中的应用 [J], 程爱玲
4.层次分析法在山东省废弃矿井危害性评价中的应用 [J], 董玉龙;彭莹;孟凡奇;杨全城
5.微量波动Ames试验在卷烟烟气毒理学评价中的应用研究 [J], 邹琳; 潘秀颉; 吴维佳; 刘姜瑾; 徐龙; 杨陟华; 周冀衡; 朱茂祥
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烤烟品种K326及其耐低温抗早花变异系基因表达谱分析杨静;陈杰;陈建军;邓世媛;邱妙文;赵伟才;王维【期刊名称】《中国烟草科学》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】为了解烤烟早花与抗早花的形成及调控机制,本研究利用安捷伦烟草全基因组芯片分析了烤烟品种K326及其抗早花品系华烟06茎尖端花芽分化过程中基因的表达。
结果表明,K326与华烟06距离各自花芽分化相同时间的茎尖端未花芽分化时的差异探针数最多,有5295个;K326分化当天各品种(品系)之间相比较差异探针数量最少,有2116个。
与分子功能相关的差异基因主要与催化性能、转运性能、结合性能和转录调节性能有关;与细胞组成相关的差异基因主要是与细胞、细胞组分、细胞器相关的基因;与生物学过程相关的差异基因种类最多最复杂,涉及到植株抗逆性、生长、发育等方面,这对进一步研究与从中搜寻与烟草开花相关的基因奠定了基础。
%To study the regulation and formation mechanism of premature flowering and premature flowering resistance of flue-cured tobacco, we used the Agilent Tobacco Oligo Microarray to deduce the expression profiling of flue-cured tobacco K326 and its premature flowering resistance variety Huayan06 under the flower bud differentiation process. The result showed that the same days from their flower bud differentiation the number of differential probes were the maximum amount of the comparative item between K326 and Huayan06. The number of the probe was 5295. On the day of K326 flower bud differentiation, the number of differential probe was the minimum amount.The number of the probe was 2116. The molecular function mainly included catalytic activity, transporter activity, binding and transcription regulator activity. The cellular component mainly included cell, cell part and organelle. The biological process was the most complex, involved plant resistance, growth, development, etc. It would establish a basis for the further study and search for genes associated with tobacco flowering.【总页数】6页(P93-98)【作者】杨静;陈杰;陈建军;邓世媛;邱妙文;赵伟才;王维【作者单位】黔东南州烟草公司镇远县分公司,贵州镇远 557700; 华南农业大学农学院,广州 510642;黔东南州烟草公司,贵州凯里 556000;华南农业大学农学院,广州 510642;华南农业大学农学院,广州 510642;广东省烟草南雄科学研究所,广东南雄 512400;广东省烟草南雄科学研究所,广东南雄 512400;华南农业大学农学院,广州 510642【正文语种】中文【中图分类】S572.03【相关文献】1.早花发生条件下3种烤烟品种生理生化变化规律研究 [J], 苏亮;朴世领;崔元浩;卜宪娟;孙俊佳2.烤烟品种K326内生细菌分离、抗黑胫病菌株筛选及种群组成分析 [J], 奚家勤;冯云利;薛超群;尹启生;莫明和;方敦煌;王广山;郭建华3.烤烟品种K326抗PVYN突变株SN02的筛选及其抗病生理生化特性 [J], 杨丽烨;吴元华;赵秀香4.烤烟品种K326突变株抗烟草普通花叶病(TMV)的研究初报 [J], 陈庆园;陆宁;商胜华;李继新;王晓莉5.粳稻超亲变异系籽粒谷氨酰胺合成酶基因表达特性及序列变异分析 [J], 徐振华;曲莹;刘海英;朱立楠;张忠臣;金正勋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于SSR分子标记的部分烤烟种质资源遗传多样性研究【摘要】本研究利用SSR分子标记技术对烤烟种质资源的遗传多样性进行了深入研究。
通过对不同烤烟品种的遗传特征进行分析,发现了种质资源之间的遗传关系,并探讨了遗传多样性的地理分布情况。
对烤烟的遗传多样性保护与利用提出了建议,并展望了未来的研究方向。
本研究对于深入了解烤烟遗传多样性以及保护利用具有重要意义,为烟草产业的发展提供了重要的科学依据。
【关键词】烤烟、SSR分子标记、遗传多样性、种质资源、地理分布、遗传关系、遗传多样性保护、遗传多样性利用、未来展望、遗传分析、研究意义、研究背景、研究目的、研究总结1. 引言1.1 研究背景繁殖进程中,种群内的基因型频率发生变化,使得不同基因型在种群中的比例发生变化,导致该物种的遗传多样性减少。
在自然环境中,随着栖息地破坏和气候变化,许多植物种群的遗传多样性遭受到威胁。
研究植物遗传多样性及其相关遗传机制具有重要意义。
1.2 研究目的本研究的目的是通过基于SSR分子标记的方法,对部分烤烟种质资源进行遗传多样性研究,深入探究烤烟种质资源的遗传背景和遗传关系,为烤烟品种改良、遗传资源保护和利用提供科学依据。
具体目的包括:1.检测烤烟种质资源的遗传多样性水平,评估不同种质资源之间的遗传差异;2.研究烤烟种质资源的遗传结构和遗传关系,揭示种质资源的遗传演化历史和亲缘关系;3.探讨不同地理环境下烤烟种质资源的遗传多样性分布规律,分析遗传多样性与地理环境的关系;4.为烤烟的遗传育种、新品种选育和遗传资源保护提供重要参考依据,为研究烤烟及其他作物的遗传多样性及其利用价值提供参考。
通过本研究,进一步认识和利用烤烟种质资源的遗传多样性,促进烤烟遗传资源的保护与可持续利用。
1.3 研究意义研究烤烟种质资源的遗传多样性对于烤烟遗传育种和种质资源保护利用具有重要意义。
通过探究烤烟种质资源的遗传多样性,可以为选择优良种质、推进杂交育种提供科学依据,提高烤烟育种效率,培育出更具有抗逆性、高产性和品质的新品种。
基因芯片技术及其在烟草研究中的应用冯吉;程玲;余君;蔡长春【摘要】基因芯片技术是一种高效、快速、简易的核酸序列分析技术,已被广泛地应用到基因表达水平检测、植物检疫、植物分子育种、种子纯度检测、转基因植物检测等多种研究领域,但在烟草研究领域的应用仍处于初步的探索发展阶段.介绍了基因芯片的概念、原理、分类、技术流程及其目前在烟草研究领域中的应用,并展望了基因芯片技术在烟草研究领域的应用前景.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2013(041)011【总页数】5页(P10-14)【关键词】烟草;基因芯片技术;基因表达【作者】冯吉;程玲;余君;蔡长春【作者单位】湖北省烟草科研所,湖北武汉430030;湖北省烟草科研所,湖北武汉430030;湖北省烟草科研所,湖北武汉430030;湖北省烟草科研所,湖北武汉430030【正文语种】中文【中图分类】S33基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种核酸序列分析技术,因其快速、高效、简易等优点得到迅速发展,并已广泛应用到基因突变及多态性分析、新基因发现、基因组文库作图、基因表达谱分析、基因调控网络分析等多个研究领域中,使之成为基因功能组学研究的主要技术平台之一。
目前,国际上利用基因芯片技术进行植物基因表达的研究工作主要集中在拟南芥、水稻、玉米、小麦等重要作物中,且这些作物都已有成熟的基因芯片供研究人员使用。
在烟草研究领域,基因芯片技术的应用处于探索研制的阶段,成熟的基因芯片还未开发出来,大大限制了烟草研究的深度和广度。
随着“烟草基因组计划”(我国《烟草行业中长期科技发展规划纲要(2006—2020年)》中确定的9个科技重大专项之一)的深入进行,烟草全基因组测序即将完成,烟草基因芯片的成功研制及基因表达谱的获得将为后续的烟草功能基因组学研究奠定基础。
1 基因芯片的概念、原理及发展历史基因芯片(又称DNA芯片、生物芯片)参考借鉴了计算机芯片的集成化特点,将大量的探针核苷酸分子(通常每cm2点阵密度高于400)同时固定于载体上(指甲盖般大小),与标记的样品核苷酸分子进行杂交,然后通过检测杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息[1]。
基于SSR分子标记的部分烤烟种质资源遗传多样性研究1. 引言1.1 研究背景烟草是世界上重要的经济作物之一,而烟草的品质和产量受到遗传因素的影响。
烟草品质的提高和烟草新品种的培育需要对烟草种质资源的遗传多样性进行深入研究。
传统的遗传多样性分析方法存在着效率低、成本高以及信息有限的缺点。
利用SSR(Simple Sequence Repeat)分子标记技术对烤烟种质资源的遗传多样性进行研究具有重要意义。
SSR是一种微卫星DNA序列,具有高度可变性,是遗传研究中常用的分子标记。
通过SSR分子标记技术,可以快速准确地对烤烟种质资源进行遗传多样性分析,揭示不同品种之间的遗传关系和遗传变异。
利用SSR分子标记技术对烤烟种质资源的遗传多样性进行研究,有助于为烟草品质改良和新品种选育提供科学依据,促进烤烟产业的可持续发展。
本研究旨在利用SSR分子标记技术对部分烤烟种质资源的遗传多样性进行系统研究,为烟草遗传资源的保护与利用提供科学依据。
1.2 研究目的研究目的:通过基于SSR分子标记的方法,对烤烟种质资源的遗传多样性进行系统研究和分析,旨在揭示烤烟种质资源的遗传背景和遗传变异情况,为烤烟品种改良和新品种选育提供科学依据。
具体目的包括:1.探究烤烟种质资源的遗传多样性水平,分析其遗传结构和遗传距离,为种质资源的保护和利用提供理论基础;2.研究烤烟种质资源的遗传多样性分布规律,揭示其潜在遗传变异特点,为烤烟遗传改良及种质改进提供参考;3.探讨烤烟种质资源的遗传多样性对抗逆境胁迫的响应机制,为烤烟的抗逆性育种提供科学依据;4.总结烤烟种质资源的遗传多样性特点和利用潜力,为烤烟种质资源的有效保护、合理利用和可持续发展提供科学指导。
通过以上研究目的的实现,可以深入了解烤烟种质资源的遗传多样性特征,为保护和利用烤烟遗传资源提供科学参考和理论支撑。
1.3 研究意义烤烟是重要的经济作物之一,其遗传多样性的研究对于研究其遗传演化、育种和种质资源保护具有重要意义。
111利用基因芯片筛选烤烟早花基因初探杨静1,2 , 陈杰3 ,陈建军2 ,邓世媛2 ,邱妙文4 ,赵伟才4 ,王维21 黔东南州烟草公司镇远县分公司,贵州镇远 557700;2 华南农业大学农学院,广东广州 510642;3 黔东南州烟草公司,贵州凯里 556000;4 广东省烟草南雄科学研究所,广东南雄 5124002摘 要:为研究与烟草早花有关的基因,本试验利用安捷伦烟草全基因组基因芯片对烤烟品种K326及其抗早花变异系华烟06、K326LF 花芽分化过程茎尖端基因表达谱进行分析,筛选出其中与花芽分化可能有主要关系的基因:AGL20、CCR2、ELF4、ERD7、CBF1、COR413-PM1、EMF2、VIP4、COL1、AGL17、COL9、FPA 、SWN 等,其中COL2、ELF4的表达差异达到了5倍;AGL62、CBF1、SWN 、NAP 与FPA 的差异大于或等于10倍。
该试验可为进一步研究烟草抗早花机理及培育抗早花新品种提供参考。
关键词:烤烟;早花;抗早花;基因芯片;基因引用本文:杨静, 陈杰,陈建军,等. 利用基因芯片筛选烤烟早花基因初探[J]. 中国烟草学报,2015,21(3)中国烟草学报 Acta Tabacaria Sinica doi :10.16472/j.chinatobacco.2014.312基金项目:国家烟草专卖局重点科技项目“耐低温抗早花烤烟新品种选育及遗传生理机理研究”(110200902043);广东省烟草专卖局(公司)科技项目“耐低温抗早花烤烟新品种选育”(200816)作者简介: 杨静(1988—),硕士研究生,研究方向为烟草遗传育种, Email:yangjinggzchina@通讯作者: 王维(1972—),博士,副教授,硕士生导师,主要从事烟草生理生化研究,Email: wangwei@ 收稿日期:2014-08-29烟草是以收获叶片为目的的经济作物,发生早花的烟株由于过早地从营养生长转入生殖生长,烟株生长势弱、叶数少,叶片窄小、叶片的产量和质量降低[1,2]。
烤烟开花类群的划分及抗早花烤烟种质资源筛选陈杰;杨静;陈建军;赵伟才;贺广生;蔡一霞;邓世媛;王维【期刊名称】《西北农林科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(041)011【摘要】[目的]通过对烤烟种质资源开花类群的划分和抗早花遗传资源的筛选,为烤烟抗早花育种材料的挖掘、利用提供依据.[方法]设置2个播期(提前20 d和正常),对2个播期下41个烤烟品种现蕾期的现蕾时间、着生叶片数、植株高度、最大叶长、最大叶宽5个农艺性状指标进行测量,通过相关性及聚类分析,对41份烤烟种质资源的开花特性进行综合评价,并以此作为烤烟品种不同开花特性类群的聚类依据,对烤烟品种进行分类.[结果]在2个不同播期下,除第2播期烤烟着生叶片数与最大叶宽间相关性不显著外,其他各个指标间均极显著或显著相关,且现蕾时间、着生叶片数、植株高度、最大叶长4项农艺性状指标对烤烟开花类群的划分具有显著影响.其中现蕾时间和植株高度这2个性状相关性最大,且对烤烟开花特性的影响最大,可以作为鉴定烤烟开花特性的主要指标;着生叶片数和最大叶长这2个指标的相关性结合度也较好,相关性较高,可以作为田间筛选、鉴定烤烟品种开花特性的辅助指标,以进一步印证品种特性.[结论]5个农艺性状指标的聚类结果较好,可以将供试41份烤烟种质资源清晰地划分为抗早花型、早花型、极早花型3大类.【总页数】8页(P37-44)【作者】陈杰;杨静;陈建军;赵伟才;贺广生;蔡一霞;邓世媛;王维【作者单位】贵州省黔东南州烟草公司,贵州凯里556000;华南农业大学烟草研究室/华南农业大学农学院,广东广州510642;贵州省黔东南州烟草公司,贵州凯里556000;华南农业大学烟草研究室/华南农业大学农学院,广东广州510642;华南农业大学烟草研究室/华南农业大学农学院,广东广州510642;广东省烟草南雄科学研究所,广东南雄512400;广东省烟草专卖局(公司),广东广州510610;华南农业大学烟草研究室/华南农业大学农学院,广东广州510642;华南农业大学烟草研究室/华南农业大学农学院,广东广州510642;华南农业大学烟草研究室/华南农业大学农学院,广东广州510642【正文语种】中文【中图分类】S572.023【相关文献】1.烤烟抗赤星病种质资源的筛选 [J], 孔德钧;王志红;陈丽莉;吴春;杨春元;韦克苏;潘文杰;林英超2.烤烟品种K326及其耐低温抗早花变异系基因表达谱分析 [J], 杨静;陈杰;陈建军;邓世媛;邱妙文;赵伟才;王维3.抗TMV烤烟种质资源材料筛选与利用研究初报 [J], 姜洪甲;邢世东;马维广4.抗TMV烤烟种质资源材料筛选与利用研究初报 [J], 姜洪甲;邢世东;马维广5.抗早花烤烟新品系‘华烟06’研究初报 [J], 郭鸿雁;陈建军;吕永华;李茂军;贺广生;钟俊周;王晓剑;邓世媛;王维因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
专利名称:烟草NtFT1基因的cDNA序列及其瞬时表达诱导烟草早花
专利类型:发明专利
发明人:高玉龙,谢贺,肖炳光,李永平
申请号:CN201210462131.2
申请日:20121116
公开号:CN103045609A
公开日:
20130417
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种烟草NtFT1基因的cDNA序列及其瞬时表达诱导烟草早花,具体涉及烟草FT(Flowering locus T)基因NtFT1及其在诱导烟草早花中的应用,属于分子生物学中的基因领域。
本发明公开了源自烟草的控制植物开花时间的NtFT1基因全长编码序列及其编码的蛋白序列。
NtFT1基因是通过同源序列搜索,从中国烟草基因组测序计划数据中经Blastn比对及剪切位点分析得到的。
以此序列涉及出一对NtFT1基因特异引物用半定量PCR(RT-PCR)方法,克隆了该基因。
本发明还构建了NtFT1基因的PVX病毒表达载体,构建的病毒表达载体经农杆菌渗滤侵染烤烟品种红花大金元、云烟87和K326,能诱导这些品种早花,证明该基因具有诱导烤烟早花的功能。
将NtFT1基因的PVX 病毒瞬时表达系统用于烟草育种,可缩短烟草生育期、加快育成烟草新品种的年限。
申请人:云南省烟草农业科学研究院
地址:653100 云南省玉溪市红塔区南祥路14号
国籍:CN
代理机构:昆明今威专利商标代理有限公司
代理人:赛晓刚
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拟南芥花期基因转化烟草及其早花反应特性研究常爱霞;郭利杰;刘旦;罗成刚;冯全福;魏凯;王兰【期刊名称】《中国烟草科学》【年(卷),期】2016(0)1【摘要】To explore the effect of Flowering Locus T (FT) gene on the flowering of tobacco and stimulate its utility in tobacco breeding. FT gene was cloned by RT-PCR from Arabidopsis. After confirmation by sequencing and digestion, the fragment with proper digested sites was inserted into plant expression vector P22, and the expression vector FT-P22 was constructed. Then FT gene was introduced into Coker371 gold tobacco genome by Agrobacterium-mediated transformation, and 26 positive clones obtained. The result shows that the FT gene exhibited more influence on morphology and flowering of flue-cured tobacco variety Coker371 gold than wild type. The average leaf number of transgenic plant was less 15-16 pieces than control, their average height shorted 80 cm, and their budding time was ahead of about 75 days. By using the self-fertilization segregation population of positive plant and the hybridization separation group between positive plants and the control plants, we had got two positive plants with single copy of the FT gene. The transgenic FT tobacco could induce the early blossoming and short the half time of breeding cycle, the single copy segregation plant exhibited the very important utility value in speeding up the breeding process of tobacco.%为探讨花期基因对烟草开花早晚的影响及其在加快育种进程中的利用价值,采用RT-PCR方法从拟南芥克隆获得花期基因(FT),经过测序分析、酶切鉴定后连接到植物表达载体P22上,构建植物重组载体P22-FT.通过农杆菌介导,将FT基因转入烤烟品种Coker 371 gold后获得了26株阳性植株.研究结果表明,FT基因对烤烟品种Coker 371 gold的外观形态和花期具有较大的影响;与未转基因对照比较,FT阳性植株平均叶片数少15~16片,平均株高矮80 cm,现蕾时间提前了75 d左右.通过阳性植株自交分离群体及阳性植株与对照植株的杂交分离群体的鉴定选择,获得了单拷贝FT基因的2个阳性植株.早花基因转化烟草可以有效诱导烟草早花,缩短烟草生育期一半时间,单拷贝可分离早花植株在加快烟草育种进程中具有重要利用价值.【总页数】7页(P1-7)【作者】常爱霞;郭利杰;刘旦;罗成刚;冯全福;魏凯;王兰【作者单位】中国农业科学院烟草研究所,青岛 266101;中国农业科学院烟草研究所,青岛 266101;河南师范大学,河南新乡 453000;中国农业科学院烟草研究所,青岛266101;中国农业科学院烟草研究所,青岛 266101;中国农业科学院烟草研究所,青岛 266101;青岛农业大学,青岛 266109;河南师范大学,河南新乡 453000【正文语种】中文【中图分类】S572.03【相关文献】1.拟南芥AVP2基因转化烟草中吸钾相关基因的转录分析 [J], 郭兆奎;杨谦;颜培强;万秀清2.拟南芥AP3基因植物表达载体的构建及在烟草中的遗传转化 [J], 刘彩霞;代丽娟;刘轶;葛晓兰;曲冠证3.拟南芥多效性基因CPR5转化水稻中花11的研究 [J], 王亚琴;陈兴瑶;阳成伟4.小拟南芥ApCBF基因的克隆及转化烟草的初步研究 [J], 任艳利;崔百明;张秀春;周鹏5.过量表达中国水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)NTAG1基因促进拟南芥早花和衰老 [J], 邓新杰;熊莉君;王洋;孙越;李小方因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
111利用基因芯片筛选烤烟早花基因初探杨静1,2 , 陈杰3 ,陈建军2 ,邓世媛2 ,邱妙文4 ,赵伟才4 ,王维21 黔东南州烟草公司镇远县分公司,贵州镇远 557700;2 华南农业大学农学院,广东广州 510642;3 黔东南州烟草公司,贵州凯里 556000;4 广东省烟草南雄科学研究所,广东南雄 5124002摘 要:为研究与烟草早花有关的基因,本试验利用安捷伦烟草全基因组基因芯片对烤烟品种K326及其抗早花变异系华烟06、K326LF 花芽分化过程茎尖端基因表达谱进行分析,筛选出其中与花芽分化可能有主要关系的基因:AGL20、CCR2、ELF4、ERD7、CBF1、COR413-PM1、EMF2、VIP4、COL1、AGL17、COL9、FPA 、SWN 等,其中COL2、ELF4的表达差异达到了5倍;AGL62、CBF1、SWN 、NAP 与FPA 的差异大于或等于10倍。
该试验可为进一步研究烟草抗早花机理及培育抗早花新品种提供参考。
关键词:烤烟;早花;抗早花;基因芯片;基因引用本文:杨静, 陈杰,陈建军,等. 利用基因芯片筛选烤烟早花基因初探[J]. 中国烟草学报,2015,21(3)中国烟草学报 Acta Tabacaria Sinica doi :10.16472/j.chinatobacco.2014.312基金项目:国家烟草专卖局重点科技项目“耐低温抗早花烤烟新品种选育及遗传生理机理研究”(110200902043);广东省烟草专卖局(公司)科技项目“耐低温抗早花烤烟新品种选育”(200816)作者简介: 杨静(1988—),硕士研究生,研究方向为烟草遗传育种, Email:yangjinggzchina@通讯作者: 王维(1972—),博士,副教授,硕士生导师,主要从事烟草生理生化研究,Email: wangwei@ 收稿日期:2014-08-29烟草是以收获叶片为目的的经济作物,发生早花的烟株由于过早地从营养生长转入生殖生长,烟株生长势弱、叶数少,叶片窄小、叶片的产量和质量降低[1,2]。
拟南芥开花基因的研究开启了植物开花基因研究的大门,通过对拟南芥开花基因同源基因的搜寻,水稻、谷物、果树中与开花相关的基因的研究也已取得了很大的进展,与开花相关的基因相继被克隆[3-5]。
Smykal 等人[6]从烟草中克隆了与开花时间相关的基因Nicotiana SOC1(NtSOC1)和Nicotiana FUL(NtFUL),并经过试验表明它们与光周期特性有关,过表达能引起烟草提早开花。
李元元根据不同植物MADS-box 家族基因的保守区序列,设计简并引物,从烤烟品种NC82中克隆出了MADS-box 家族的同源基因[7]。
王小彦等[8]通过低温等处理烟草后,分析了低温诱导烟草早花中的SOC1以及一些与代谢相关的酶、部分植物生长物质的基因表达变化。
李爽等人[9]在烟草中转入小黑杨PsnAP1基因,转基因烟株提早开花。
有研究发现,烟草中PtGT1 基因过表达会导致植株早花[10]。
孙颖等人利用RNA-seq 技术对油桐2个不同发育时期的花芽的转录组进行比较分析,搜寻出103个开花相关基因[11]。
随着绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱的完成和全球第一套烟草全基因组基因芯片制作的完成[12,13],烟草基因组研究已迈开步伐[14]。
本研究选用Agilent 烟草全基因组表达谱芯片检测烟草早花及抗早花品系花芽形成过程中成千上万个基因的表达情况。
通过比较基因表达的差异,分析早花品种与抗早花品系在花芽形成机理上的不同,筛选出与抗早花可能有主要关系的基因,以期为进一步研究烟草抗早花机理及培育抗早花新品种提供有价值的参考。
1 材料与方法1.1 试验材料种植及采样本试验选用烤烟品种K326及其抗早花变异系华烟06、K326LF 作为材料。
为了使易早花品种K326与其抗早花品种(品系)华烟06和K326LF 的开花时间差异更明显,试验播种时间比生产上正常播种期提前20天,使烟苗前期充分感受低温胁迫。
漂浮育苗,成苗后移栽至大田,并于移栽后第20天开始对各品种茎尖端进行花芽分化观察、适时取样,每个采样点112中国烟草学报 Acta Tabacaria Sinica 2015 V ol.21 No.3取三个茎尖端混合提取RNA 作为重复,并且标记好各样品代号。
按照上海生物芯片有限公司提供的采样指南,所采样品用液氮固定后冷冻保存(-80℃)备用。
采样时间及试验材料代号如下:.+< . /)1.3.8J1.3.13J3 53 183 243 294 6 4 9ӄ图1 基因芯片材料采样设计Fig. 1 Sampling design forgene chip material1.2 RNA 的抽提和纯化采用TRIZOL Reagent (Cat#15596-018, Lifetechnologies, Carlsbad, CA, US),抽提所得total RNA 质检合格后使用RNeasy mini kit (Cat#74106, QIAGEN, GmBH, Germany)和 RNase-Free DNase Set (Cat#79254, QIAGEN, GmBH, Germany)纯化。
试验样品RNA 采用试剂盒Low Input Quick Amp Labeling Kit, One-Color (Cat#5190-2305, Agilent technologies,Santa Clara, CA, US)和标准操作流程对样品total RNA 中的mRNA 进行放大和标记,并用RNeasy mini kit (Cat#74106, QIAGEN, GmBH, Germany) 纯化标记后的cRNA 。
1.3 芯片杂交扫描按照Agilent 表达谱芯片配套提供的杂交标准流程和配套试剂盒,Gene Expression Hybridization Kit (Cat#5188-5242, Agilent technologies, Santa Clara, CA, US)杂交,并在洗缸staining dishes (Cat#121, Thermo Shandon, Waltham, MA, US)中洗片。
完成杂交的芯片采用Agilent Microarray Scanner (Cat#G2565CA ,Agilent technologies, Santa Clara, CA, US)进行扫描。
1.4 基因芯片数据分析扫描数据采用Gene Spring Software 11.0 (Agilent technologies, Santa Clara, CA, US) 进行归一化处理,所用的算法为Quantile 。
归一化的数据根据试验设计两两比较(表1),计算倍数差异Fold Change (FC )=SignalA/ SignalB ,算法为2(归一化A-归一化B )。
登陆上海伯豪生物服务在线网站(/),利用在线SAS 系统进行数据分析。
通过GO (Gene Ontology )分析对两倍以上的差异表达基因进行功能注释,结合NCBI 中的基因信息选出可能与开花存在主要关系的基因,分析差异倍数并做聚类分析。
表1 基因芯片检测结果比较Tab. 1 Comparison of gene chip detection results比较项 comparative item 比较内容comparative content 1.1.2J vs1.1.8J K326花芽未分化与分化的比较1.1.8J vs1.1.10J K326 花芽分化与分化后五天的比较1.2.6J vs 1.2.8J 华烟06花芽未分化第一采样与未分化第二次采样的比较1.2. 8J vs 1.2. 12 J 华烟06花芽未分化第二次样与分化的比较1.3.8J vs 1.3.13J K326LF 花芽未分化与分化的比较1.1.8J vs1.2.8J K326花芽分化当天,K326与华烟06基因表达情况的比较1.1.8J vs1.3.8J K326花芽分化当天,K326与K326LF 基因表达情况的比较1.2.8J vs1.3.8J K326花芽分化当天华烟06与K326LF 的比较1.1.8J vs 1.2.12J K326花芽分化与华烟06花芽分化的比较1.1.8J vs 1.3.13J K326花芽分化与K326LF 花芽分化的比较1.2.12J vs1.3.13J华烟06花芽分化与K326LF 花芽分化的比较113杨静等 利用基因芯片筛选烤烟早花基因初探表2 各品种(品系)花芽分化过程中开花相关基因的表达Tab. 2 Expression of flowering related genes of various varieties (strains) in flower bud differentiation process表达变化expression changeK326 HY06K326LF 1.1.2J vs1.1.8J 1.1.8J vs1.1.10J 1.2.6J vs 1.2.8J 1.2.8J vs 1.2.12 J 1.3.8J vs 1.3.13J上调10倍AGL62COR413-PM1 FPACOR413-PM2 NAPERD7COL9-上调8倍---NAP-上调7倍-COL9--VIP4 AGL12上调6倍-ELF4-CBF1-上调5倍COR413IM1COL2--COR413-PM1上调3倍ERD10LUG-ELF4 COR413-PM1COR413-PM2-上调2倍VRN2 ERD15AGL24 AGL17RGA1 AGL17 AP2-FVE CCR2 AGL12SWNCCR2 LUH ELF4COL2 VRN2 AP2GRP2下调2倍AT3G21620AGL19 COR47SEU SAR3CCT SAR3CCR2 BOP2 COR47SEU VIP5 NAPEMF2 COL1AGL20 LUGEMF2下调3倍EMF2 VIP4ERD10 CIB5COR413-PM1COR413-PM2 EMF2VIP4AGL20 SAR3CBF1下调4倍COR413-PM1CCR2 COR413-PM2 LUGAT1G10588-AGL12COL1-下调5倍ELF4-ELF4SKB1-下调6倍AGL20 NAP COL1--COL1下调7倍COL9----下调8倍-CBF1---下调10倍FPA SWNCBF1 RAB18AT1G32090ERD7AGL20 COL9-ERD71.5 荧光定量PCR验证利用烟草Actin基因(AB158612)为内参,从基因芯片分析结果中随机挑选出5个与开花相关的基因,进行实时荧光定量PCR,三次重复,反应条件为95℃,10min;接着进行40个循环:95℃,15秒;60℃,30 秒。