烟草成花素FT基因及其调控机制研究进展

烟草（Nicotiana tabacum L.）是叶用经济作物,早花严重影响烟叶的产量和品质。开花时间对烟叶产量、品质和生育周期具有重要影响。植物成花起始的调节是由光周期途径、春化途径、赤霉素途径和自主途径等相互依赖的多条途径共同决定的。成花素FT基因是成花各个途径的关键整合子,烟草中鉴定到4个FT同源基因,仅有NtFT4是开花诱导子,而其他3个均是开花抑制子。烟草CET、CO、FPF1、LFY、NFL及MADS box类基因等也在烟草开花过程中起着非常重要的作用。本文对近年来烟草成花素FT基因的特征、功能及其调控机制的研究进展进行了综述,并展望了其在控制烟草早花和缩短育种进程中的应用潜力。     

烟草T-DNA插入位点侧翼序列扩增方法的筛选与优化

烟草T-DNA激活标签插入突变体库的创制过程中,需要进行大量的T-DNA插入位点的侧翼序列扩增,因此选择一种适用于烟草T-DNA侧翼序列扩增的高效方法尤为必要。本研究比较了TAIL-PCR、PCR-walking、FPNI-PCR三种方法对T-DNA插入位点侧翼序列的扩增效率、插入位点确定的比例和同源蛋白比对结果,并对3种方法的PCR程序、体系和引物设计等方面进行了优化,确定TAIL-PCR更适合烟草的侧翼序列扩增,通过产率、条带长度、插入位点和同源蛋白比对结果的比较,得出TAIL-PCR更适合烟草的侧翼序列扩增。这一结果为应用烟草突变体开展烟草基因功能的研究奠定了基础。     

烟草NtbZIP038的克隆、鉴定及表达模式分析

碱性亮氨酸拉链（bZIP）转录因子是植物中数量最多、最具有多样性的基因家族之一,对植物生长发育及胁迫响应具有重要作用。为探究烟草中bZIP转录因子的生物学功能,本研究在烟草K326中克隆得到一个bZIP转录因子基因NtbZIP038,并对其保守结构域进行分析,利用qRT-PCR技术检测了该基因的表达模式,进一步结合亚细胞定位及转录激活试验对其功能进行了初步鉴定。结果表明,NtbZIP038含有典型的bZIP结构域,亚细胞定位于细胞核中并具有转录激活活性。表达模式分析表明,NtbZIP038在根中表达量最高（p<0.001）,并在盐、干旱、冷、热、脱落酸（ABA）等非生物胁迫下都有明显的表达量变化,在ABA处理下尤其明显（p<0.001）。因此,作为bZIP家族中的一员,NtbZIP038转录因子可能在烟草根系发育、ABA响应与非生物胁迫中扮演着重要的角色。     

基于EST序列的烟草cSNP发掘

SNP标记是一类应用广泛的第三代分子标记。从GenBank下载普通烟草EST序列共计317 175条,用CAP3软件对序列进行拼接。设定SNP位点的冗余度大于2,采用AutoSNP软件检测cSNP。结合位点所在序列的文库和品种信息以及多个SNP位点的共分离分值来评价其可信度。结果表明,317 175条普通烟草EST拼接成重叠群中15 429个重叠群至少包含4个读长,鉴定出53 477个冗余度大于2的候选SNP,烟草中出现SNP的频率为0.34%。其中SNP的转换率大于颠换,插入/删除表现出A/T偏好。这些高质量SNP标记的发掘为开展烟草基因功能研究和分子育种奠定了良好的基础。     

烟草基因组知识篇:4.结构基因组学

基因组学的研究可分为两方面：以基因组测序为目标的结构基因组学和以功能鉴定为目标的功能基因组。结构基因组学是在基因组学研究的早期阶段,着重进行基因作图、序列分析以研究基因组成、定位的科学。染色体不能直接用来测序,必须将基因组分解成容易操作的较小的结构,     

烟草甾醇合成代谢分子调控研究进展

烟叶中的甾醇在卷烟燃烧过程中生成致癌物-多环芳烃(PAHs)。笔者主要阐述了植物甾醇在卷烟减害研究、调控植物生长发育和响应植物胁迫中的作用,重点介绍了植物甾醇合成代谢途径以及该途径中的关键酶基因。     

烟草TILLING技术体系的建立及NtPhyB基因的筛选

定向诱导基因组局部突变技术（Targeting Induced Local Lesions In Genomes,TILLING）是一种新近发展起来的高通量检测点突变的反向遗传学方法。本研究首次将TILLING技术用于EMS处理的烟草突变体筛选中,通过对正反向荧光引物使用量的摸索,确定了10 μL PCR体系中IRDye-700标记的正向引物（1 μM）适用量为0.32～0.64 μL,IRDye-800标记的反向引物（1 μM）适用量1.12～1.6 μL;对异源双链CEL Ⅰ酶切体系实验表明,10 μL PCR产物中加入0.6 μL CEL I酶,1.5 μL 10× Buffer酶切效果最好。从而建立并优化了适用于普通烟草基因组研究的TILLING技术体系。在此基础上,以NtPhyB为目标基因,在1000份0.6% EMS诱变的M2突变体中进行筛选,共得到13个突变体,该基因突变频率约为1/94 kb。本试验建立的TILLING筛选体系能够快速、高效地筛选任意已知序列基因的突变体,对烟草功能基因组研究具有重要意义。     

烟草CYP71D亚家族的生物信息学分析

细胞色素P450（CYP450）是一类超基因家族编码的多功能氧化酶,在生物合成、代谢解毒及植物防御方面具有重要作用。其中CYP71D属于CYP450的一个亚家族,主要在次生代谢物合成和病虫害防御方面起作用。为了更好地了解烟草CYP71D亚家族基因特征和功能,本研究利用生物信息学分析手段及烟草转录组数据,对CYP71D亚家族基因的结构和表达等进行了分析。结果发现,在烟草中共有42个CYP71D亚家族成员,各成员在染色体上并非均匀分布,其氨基酸长度和等电点差异较大,但基因结构、保守结构域数目和分布高度一致;二级结构分析表明,烟草CYP71D亚家族成员具备P450蛋白特征结构域;基因表达模式分析显示,多数CYP71D基因在根、叶、花中特异表达,大部分基因参与了IAA激素、黑胫病、温度等逆境胁迫反应。这为烟草CYP71D亚家族基因功能的深入研究及烟草抗逆品种的培育奠定了基础。     

烟草基因组学研究方法篇:6.生物信息学在烟草基因组研究中的应用

生物信息学是随着基因组测序数据迅猛增加而产生的一门新兴学科。人类基因组计划的顺利完成和新一代测序技术的发展推动了更多动植物基因组测序计划的开展。所产生的海量生物学数据需要通过数据分析和处理得到有用的信息,揭示其所隐藏的生物学内涵。生物信息学正是为迎接这一严峻挑战而发展起来