一个玉米（Zea．Mays L．）杂交种增强表达的GA20氧化酶新基因（ZMGA20）的克隆和鉴定

杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关．为了深入探讨赤霉素合成关键酶基因以及赤霉素与杂种优势形成的关系,利用电子克隆结合RT—PCR的方法获得了玉米赤霉素生物合成关键酶GA20-氧化酶基因的全长cDNA序列（ZMGA20）,根据同源性比较和序列分析显示,该基因与小麦（CAA74330）、黑麦草（AAG43043）的氨基酸序列一致性最高,达到72％．它具有2-酮戊二酸双加氧酶典型的保守功能域,包括Fe2＋结合域（His-229,Asp-231,His-287）和2-酮戊二酸结合域（NYYPPCEKP）;前者是Fe2＋的结合位点,后者结合共同的前体2-酮戊二酸．采用半定量RT-PCR检测ZMGA20在玉米杂种与亲本之间的差异表达,结果显示,在玉米的根、茎、未展开叶、20d的胚以及雌穗中,ZMGA20基因在杂交种和亲本间都表现为杂种增强的表达模式．在此基础上,对ZMGA20基因差异表达与杂种优势的关系进行了讨论．     

15个普通小麦WRKY基因的克隆与表达分析

WRKY转录因子广泛参与了植物对生物与非生物胁迫应答反应、激素响应以及生长发育等一系列生理活动．但是,对小麦WRKY家族基因目前还缺少系统的克隆、表达和功能研究．文中采用EST的电子拼接方法,克隆了15个具有完整开放阅读框的小麦WRKY基因,分属于WRKY家族的3个大类．表达分析发现,除nWRKYIO基因在分蘖节中表达最强外,其他基因的表达水平都是在叶中最高;4个基因随着叶片的成熟和衰老表达量显著增强;8个基因对低温、高温、NaCl或PEG等逆境因子具有响应;另外,WRKY基因在小麦杂交种与亲本之间存在明显的表达差异,并且有些基因对PEG逆境因子的响应在杂种比在亲本中快．表明,小麦WRKY基因参与了叶片衰老和逆境胁迫的响应过程,所检测到WRKY基因在杂种和亲本中的表达差异可能会通过增强杂交种的抗逆性而促进小麦杂种优势的产生．     

人工合成六倍体小麦（AABBDD）与亲本种之间基因组与基因区域的序列变异分析

为探讨六倍体小麦进化过程中基因组发生的变异,我们以两套不同世代（早代和高代）的人工合成六倍体及其母本（四倍体小麦,AABB）和父本（粗山羊草,DD）为材料,采用DNA—AFLP和SSCP方法分别对基因组与基因区域的序列变化进行了研究．结果发现,人工合成六倍体小麦基因组中来源于父本的条带发生丢失的数目更多,表明倍性较低的亲本（DD）基因组序列在多倍化过程中发生了更明显的变异,这与前人的研究结果一致．与DNA—AFLP结果相比较,采用SSCP方法检测到的变异比例明显较低,说明六倍体小麦进化过程中基因区域发生变异的频率较低,而DNA—AFLP检测到的丢失条带可能主要为非编码序列,特别是重复序列．分析还发现,有4个基因在杂交F1代就发生了变异,这说明这些基因变异是由于杂交引起的．生物信息学分析结果显示,在上述4个基因中,有3个位于2D染色体长臂上,并且位于相近的同一区域．本研究结果显示,在人工合成六倍体小麦进化过程中,基因区域的序列变异具有选择性,而不是随机的．     

玉米杂交种与亲本苗期根系蛋白差异表达谱分析

尽管杂种优势已经在生产上得到了广泛应用,但是对其形成机理的认识仍然非常有限．为了进一步探讨玉米杂种优势形成的分子机理,以玉米杂交种豫玉22及其亲本综3和87—1苗期根系为材料,采用蛋白质双向电泳和质谱鉴定技术进行了杂交种与亲本之间苗期根系差异蛋白表达谱研究．结果表明,发芽后8d的杂交种在根长、根尖数目、表面积和生物量等根系性状上均具有明显的杂种优势．双向电泳分析结果显示,在所检测到的1118个蛋白点中,有172个（15．38％）在杂交种与亲本的根系中发生了明显的表达变化,包括单亲沉默、杂种特异、杂种偏低亲、杂种偏高亲和中亲表达等5种差异表达类型,其中以单亲沉默所占比例最高．另外,鉴定出了56个差异表达蛋白点,发现其功能涉及转录和翻译、代谢、能量、信号转导、细胞结构、胁迫响应和转座元件等．因此,玉米杂交种与亲本在蛋白丰度上存在明显的差异,并且差异表达蛋白涉及到各个生长发育过程,可能与玉米根系杂种优势表现有关．