玉米profilina基因的克隆及其生物信息分析【字数:10938】
目录
摘 要 3
关键词 3
ABSTRACT 3
KEY WORDS 4
引言 4
1 材料与方法 6
1.1材料与试剂 6
1.1.1 植物材料 6
1.1.2 实验试剂与仪器 6
1.1.3 载体与菌株 7
1.2试验方法 7
1.2.1ZmprofilinA cDNA序列获得 7
1.2.2基因序列和氨基酸序列的生物信息学分析 7
1.2.3玉米幼根、幼叶总RNA提取及检测 7
1.2.4 PCR引物设计 8
1.2.6 PCR产物的回收纯化 9
1.2.7 PCR产物鉴定 10
1.2.8 禾谷镰刀菌接种及玉米茎腐病抗病鉴定 12
2 结果与分析 14
2.1玉米RNA提取及检验 14
2.2 ZmProfilin A基因cDNA序列的克隆 15
2.3 VIGSZmprofilinA 病毒载体的构建和鉴定 16
2.4 ZmprofilinA基因的生物信息学分析 16
2.4.1 ZmprofilinA基因的克隆及理化性质 16
2.4.2 ZmprofilinA启动子区部分顺式作用元件预测 17
2.4.3 ZmprofilinA不同器官中的表达分析 17
2.4.4 ZmprofilinA基因在不同胁迫下的表达分析 18
2.5玉米茎腐病抗病鉴定 19
2.5.1发病率的统计 19
2.5.2 玉米鲜重称量 21
3讨论 22
致谢 22
参考文献: 23
附录 25
玉米profilin A基因的克隆及其生物信息分析
摘 要
玉米真菌性病害,严重危害我国玉米生产。挖掘抗病基因、选育抗病品种是最经济有效绿色环保的防控措施。本研究以我国广泛种植的郑单958和先玉335两个玉米杂交品种为试验材料,鉴定了它们对于玉米茎腐病的抗性 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072*
,并在此基础上克隆了受病原菌诱导表达的ZmprofilinA全长cDNA,并进行了生物信息学分析,结果如下:采用 RACEPCR途径,克隆Zm00001d043523的全长cDNA,预测的ORF(Open reading frame)长度为399bp,编码个132氨基酸,该蛋白质含有一个PROF功能结构域,命名为ZmprofilinA。截取该基因上游2k基因组序列,搜索PlantCare数据库,其启动子区含有2个赤霉素响应元件,2个防御和胁迫响应元件,3个ABA响应元件,2个低温响应元件,1个生长素响应元件及1个茉莉酸响应元件,因此该基因可能参与了玉米生长发育、以及对生物和非生物胁迫的抗性反应。根据qteller数据库分析发现,该基因在花药、幼叶、幼根、茎、种子及未成熟果实等6 种组织器官中均有表达,其相对表达量从低到高依次为:花药=幼叶<幼根<茎<种子<未成熟果实,呈现一定的组织特异性;在不同胁迫下的表达分析中发现,干旱胁迫10天后,玉米叶片细胞中ZmprofilinA 基因的相对表达量降低。此外,我们还构建了基于TRV的VIGS载体,为进一步研究ZmprofilinA基因的功能奠定了基础。
引言
玉米是我国重要的粮食作物。据统计,我国的玉米种植面积已经将近2000万hm2,在粮食作物种植中仅次于水稻和小麦。随着农业技术的发展,我国的玉米种植方式和玉米产量已经得到了很大发展。
近年来,由于制种基地土地资源有限,玉米制种在栽培制度方面有所改变(提早播期、采取密植、偏施氮肥、连作重茬)、抗病品种单一化种植和气候变迁等原因,玉米病害发生严重,常年造成损失10%以上,严重时可达30%~40%[1],严重地块甚至绝收,已成为提高产量和改善品质的限制因素。玉米茎腐病系属真菌性病害,在植株的整个生长期均可以发病,严重危害我国玉米生产。
玉米茎腐病又称玉米青枯病、玉米茎基腐病,是世界性的玉米病害,也是暴发性非常强的一种病害,传染性非常强。自20世纪70年代中期以来,玉米茎腐病在我国的河南、河北、广西、吉林等20多个地区相继发生[2]。目前我国的玉米茎腐病发生面积不断扩大,危害逐年加剧,一般年份产量损失20%左右,严重时损失可达50%以上[3],已成为继大斑病、小斑病和丝黑穗病之后我国玉米生产上又一重要病害。茎腐病是由几种镰刀菌或腐霉菌单独或复合侵染所引起的为害玉米根和茎基部的一种土传真菌病害,该病菌属半知菌。土壤中的越冬菌源,在玉米播种后至抽穗吐丝期陆续由根系入侵,在植株体内蔓延扩展。玉米收获后,病原菌随种子和病株残体越冬,成为第二年的初侵染源[4]。玉米茎腐病在玉米灌浆末期和乳熟期开始发病,乳熟末期至蜡熟期病症达到高峰期。从感病到全株枯死8~10d,最快3~5d,较慢的15d左右,在植株各部表现的症状不一。茎腐病主要危害玉米整个根部与茎基3~4节,病原菌侵染后,根部表现空心变软变褐,须根减少[5]。茎腐病的危害主要体现在玉米产量上,病害造成果穗顶部养分供应不足,顶部籽粒衰退,秃尖多,结实少,甚至不能结穗。而且发病越早,对产量影响越大,一般早期发病的植株比正常植株减产30%~50%[6]。同时,茎腐病使茎秆损坏或倒伏,给收获带来了不便和麻烦。倒伏的玉米无法进行机械收割,增加收获困难,费时费工,徒添成本。
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