番茄木虱取食对含Mi-1.2番茄抗氧化酶活性及防御反应相关基因表达的影响

Mi-1.2基因编码CC-NBS-LRR家族抗病蛋白,对线虫及刺吸式昆虫具有广谱抗性。以番茄木虱和携带Mi-1.2基因的番茄品系‘Motelle’作为研究体系,研究番茄木虱取食对番茄叶片抗氧化酶活性及防御反应相关基因表达的影响。结果表明：番茄木虱的取食显著提高了番茄叶片抗氧化酶POD、CAT、APX等的活性,同时诱导Mi-1.2基因表达;番茄木虱的取食上调SA合成有关基因PAL、SA信号途径标志基因PR-1（P4）及与Mi-1.2功能相关基因WRKY70、WRKY72a、WRKY72b的表达。JA/systemin信号途径和伤害有关的PinII、TPI-1、PR-6、PR-7、PR-5等及Prosystemin编码基因Psy的表达未发生变化;JA合成途径相关酶编码基因AOS2、LoxD下调表达,AOC的表达没有变化。SA信号途径可能参与Mi-1.2介导的番茄对于刺吸式昆虫番茄木虱的防御反应。另外,Mi-1.2的RNAi沉默不会改变上述基因的mRNA水平,说明Mi-1.2基因产物对这些基因的表达无调控作用。     

南瓜肌醇单磷酸酶基因CmIMP1和CmIMP2的克隆与表达分析

以中国南瓜（Cucurbita moschata）为试验材料,利用同源克隆和南瓜转录组unigene序列获得2个IMP基因的全长cDNA序列,将两个基因命名为CmIMP1和CmIMP2,GenBank登录号为KP735607和KP735608。CmIMP1基因cDNA全长1 053 bp,包含1个810 bp的ORF,共编码269个氨基酸;CmIMP2基因cDNA全长945 bp,包含1个807 bp的ORF,共编码268个氨基酸。序列分析发现两个基因均含有磷酸酶家族锂敏感的3个特殊结构域,系统进化树分析表明这2个南瓜CmIMP与其他植物IMP有较高同源性（63.8% ~ 94.0%）,并与葫芦科作物最接近。采用荧光定量PCR研究CmIMP在各组织及逆境条件下的表达模式显示,其表达具有组织特异性,在叶中表达最高,须和幼果次之;盐胁迫和干旱胁迫可强烈诱导CmIMP表达,ABA对CmIMP的诱导较微弱,推测CmIMP在南瓜响应非生物胁迫的分子调控机制方面发挥重要作用。     

红穗和白穗醋栗F3H的克隆及其在果实成熟过程中的表达分析

以红穗醋栗（Ribes rubrum L.）和白穗醋栗（R. albrum L.）果实为试材,采用RACE方法克隆黄烷酮3–羟化酶（F3H）基因cDNA全长序列,分别命名为RrF3H和RaF3H（KU984435和KU984436）。RrF3H全长1 351 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸;RaF3H全长1 291 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸。氨基酸多序列比对表明该基因编码的蛋白具有非血红素双加氧酶结构域（DIOX-N superfamily）和典型的F3H蛋白功能结构域（2OG-FeⅡ_Oxy加氧酶结构域）,属于双加氧酶超家族。系统发育分析表明,RrF3H和RaF3H在进化上具有明显种属特性,属于相对独立的进化分支。定量PCR分析表明,F3H在红穗醋栗中表达量远远高于白穗醋栗,在红穗醋栗中随着果实着色加深表达量逐渐上升,果实着色约75%时表达量最高,之后下降;白穗醋栗中随着果实生长,该基因的表达下降,花色苷含量也呈下降趋势,说明F3H基因在醋栗果实着色过程中发挥作用。     

百合APX基因的克隆及转LlAPX提高拟南芥耐盐性

从铁炮百合‘白天堂’（Lilium longiforum‘White Heaven’）组培苗叶片中克隆得到一个抗坏血酸过氧化物酶基因（APX）的cDNA序列,全长1 074 bp,推断其编码251个氨基酸。系统进化树分析表明APX在进化过程中保守性很高。通过构建过表达载体,转化拟南芥,其APX酶活性提高了4.7 ~ 7.8倍,AsA含量提高了1.5 ~ 2.3倍,其种子耐盐性提高。     

铁皮石斛DoCDPK基因的克隆与表达分析

利用RACE技术和RT-PCR相结合,从铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）中克隆得到长度分别为1 863和1 729 bp的钙依赖蛋白激酶（calcium-dependent protein kinase）基因DoCDPK1与DoCDPK2的cDNA全长序列,开放阅读框分别为1 539和1 536 bp,编码512和511个氨基酸,编码蛋白表现为亲水性,结构稳定,二级结构主要由α–螺旋和无规卷曲构成。qRT-PCR分析结果表明DoCDPK1和DoCDPK2主要在铁皮石斛叶片中表达;4 ℃低温和400 mmol · L^-1 NaCl处理后,DoCDPK1和DoCDPK2在各个时间点上（2、4、8、12和24 h）的表达量有不同程度提高,而100 mmol · L^-1 ABA处理后DoCDPK1和DoCDPK2的表达量呈现不同变化趋势,推测DoCDPK1和DoCDPK2参与低温等非生物胁迫的响应。     

芋淀粉分支酶SBE基因的克隆与表达分析

以多子芋品种‘香堂芋’幼嫩叶片为试材,利用RACE结合RT-PCR技术克隆得到全长为3 051 bp的淀粉分支酶SBE基因cDNA序列（登录号：KX013544）,其中开放阅读框长2 538 bp,编码845个氨基酸;该序列与玉米SBEII、马铃薯SBEIIa同源性均达85%以上;芋SBE编码蛋白具有N–末端、C–末端和α–淀粉酶催化域。利用RT-PCR技术克隆得到芋SBE的基因组DNA序列,全长为12 362 bp,包括20个外显子和19个内含子。芋球茎形成过程中,子芋植株叶片中SBE表达量显著高于母芋植株叶片、叶柄和根系及母芋等组织,子芋膨大过程中SBE表达量逐渐升高,而孙芋膨大过程中SBE表达量逐渐下降。子芋、孙芋SBE表达对支链淀粉合成积累可能起重要作用。     

蜡梅胚胎晚期丰富蛋白基因CpLEA的克隆及表达分析

从蜡梅 （Chimonanthus praecox）花cDNA文库中获得了1个胚胎晚期丰富蛋白（LEA）基因的cDNA全长序列,命名为CpLEA（GenBank登录号：JF412788）,该基因cDNA含有一个273 bp编码91个氨基酸的开放阅读框,从蜡梅基因组DNA中扩增该基因发现,该基因含有两个大小分别为35 bp和707 bp的内含子。生物信息学分析显示,CpLEA的编码蛋白含有4个胚胎晚期丰富蛋白第3族LEA蛋白特有的11个氨基酸的基元重复序列,进化树分析表明该编码蛋白与榛子的LEA蛋白亲缘关系最近。通过原核表达获得了与预期大小一致的融合蛋白。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在蜡梅成熟种子中表达量最高,在根中几乎不表达;在盛开期花的各个部位中又以雌蕊中的表达量最高;在花发育早期表达量较高,随后下降并保持相对稳定,在衰败期突增并达到最高;检测该基因在脱落酸（ABA 50 μmol · L^-1）、低温（4 ℃）、高温（42 ℃）、干旱（30% PEG6000）和高盐（NaCl 1 mol · L^-1）5种外源非生物胁迫因子作用下的表达特性。结果表明,该基因能够被ABA、低温、高温、PEG 和NaCl诱导表达,并在随后的时间内呈现出不同的表达模式。表明CpLEA可能在蜡梅花发育和多种非生物胁迫响应中发挥作用。     

番木瓜开花相关基因CpFT1及启动子的克隆与表达分析

以番木瓜（Carica papaya L.）花为材料,利用番木瓜基因组序列设计番木瓜CpFT1和启动子扩增引物,通过PCR获得了该基因长度为525 bp的基因组DNA序列和1 500 bp的上游调控序列。通过生物信息学分析,发现CpFT1编码174个氨基酸。经序列对比及进化分析发现,番木瓜FT基因与山毛榉FT基因同源性最高。亚细胞定位显示CpFT1蛋白定位于细胞核。进一步分析CpFT1的启动子序列,脱落酸、赤霉素、水杨酸等激素调控相关的元件位于CpFT1上游1 500 bp的序列上。利用实时荧光定量PCR检测了CpFT1在不同性别花器官、花不同发育阶段以及不同激素处理下花中的表达差异,结果表明CpFT1的表达可能受到脱落酸、水杨酸等激素的调控。     

百子莲开花相关基因ApFT的克隆及表达分析

采用cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cDNA ends,RACE）方法得到了百子莲（Agapanthus praecox ssp. orientalis）FT基因cDNA全长序列,命名为ApFT,GenBank登录号为KC951108。序列分析表明,百子莲ApFT基因cDNA全长815 bp,其中开放阅读框534 bp,编码177个氨基酸,5′非编码区（5′UTR）和3′非编码区（3′UTR）分别为89 bp和192 bp。ApFT编码的蛋白有一个单一而非常保守的PEBP（Phosphatidylethanolamine-binding protein,PEBP磷酸乙醇胺结合蛋白）结构域,与玉米（MFT2）、拟南芥（AtFT）和温州蜜柑（CuMFT1）等植物的FT蛋白有较高的相似性,同源性均在50%以上。系统进化树分析表明,百子莲ApFT与玉米（MFT2）聚类关系最近。实时荧光定量qRT-PCR结果显示,整个花芽分化过程中ApFT在叶片中表达量高,茎尖中表达量低。随着花芽分化的进程,在叶片中ApFT表达量逐渐降低,而茎尖中ApFT的表达量在诱导期均高于营养期和花芽分化期,推测该基因可能在调节百子莲花芽分化过程中发挥重要作用。     

葡萄VvACO1的表达及在拟南芥和番茄中的遗传转化

采用RT-PCR方法从葡萄（Vitis vinifera）叶片中克隆到1个ACC氧化酶（ACC Oxidase,ACO）基因,命名为VvACO1。序列分析表明,VvACO1的开放阅读框长度为957 bp,编码318个氨基酸,具有亮氨酸拉链、Fe²⁺结合基序和抗坏血酸结合位点等ACO蛋白的典型结构域;与烟草和番茄的ACO蛋白的相似度分别为87%和84%。组织特异性及乙烯诱导表达结果表明,VvACO1在葡萄叶片、卷须、幼茎、果实、花序、须根以及腋芽等组织中差异表达,并受到乙烯利的诱导上调表达。过表达VvACO1的番茄开花期及果实成熟期提前,过表达VvACO1的拟南芥叶片光合效率和叶绿素a的荧光强度明显下降。     

蝴蝶兰多酚氧化酶基因克隆及序列分析

 利用RT-PCR和RACE技术从蝴蝶兰中克隆的多酚氧化酶同源基因, 命名为PhPPO, 其cDNA 全长1 851 bp, 完整的编码框长1 647 bp, 编码549个氨基酸, 生物信息学分析表明其具有酪氨酸酶家族的特征, 具有保守的CuA 和CuB 结合区, 以及向叶绿体运输的导肽结构。将其亚克隆到表达载体pPRoEXHTa上, 在BL21 (DE3) 进行表达, 经ITPG诱导, 获得蝴蝶兰PPO原核表达蛋白。     

蝴蝶兰外植体酚类物质和活性氧代谢与组培褐变的关系

（1Institute of Vegetables and Flowers,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China;2College of Horticulture and Landscape Architecture,Southwest University,Chongqing 400716,China）     

龙眼水通道蛋白基因(DLPIP1)的克隆与表达分析

应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时,发现PIP1蛋白在龙眼低温胁迫中上调表达。应用RACE技术克隆龙眼水通道蛋白基因全长cDNA,命名为DLPIP1,基因登陆号为JN572691,长度为1 132 bp,包括1个900 bp的开放阅读框,编码299个氨基酸序列,同源性分析表明,DLPIP1在21个不同植物中的一致性为90%~93%。应用生物信息学软件对DLPIP1氨基酸序列分析表明,含有7个跨膜区,有2个NPA单元,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致。氨基酸序列比对发现,该序列与其他物种PIP质膜水通道蛋白氨基酸序列有很高的同源性。利用实时荧光定量技术对DLPIP1在低温胁迫下不同组织表达谱分析表明,DLPIP1在龙眼根、茎、叶中都有表达,在根中的表达量最高,其次是茎和叶。DLPIP1在低温胁迫时,随着低温胁迫时间的延长而发生变化。这说明DLPIP1蛋白在龙眼低温逆境过程中起作用。     

茶树CsMAPK3的全长克隆及其逆境表达分析

以‘福鼎大白’茶树为材料,克隆了CsMAPK3的全长cDNA序列(GenBank登录号:MF034662)、基因组序列及其启动子序列。CsMAPK3的cDNA序列全长1700 bp,含有1119 bp的ORF序列,编码373个氨基酸;CsMAPK3蛋白预测为亲水性蛋白,含有多个磷酸化位点;多序列比对和进化树分析表明CsMAPK3 C–末端含有保守的CD结构域,属于TEY类型的A亚家族MAPK;亚细胞定位预测CsMAPK3主要定位于细胞质和细胞核中。CsMAPK3基因组全长4930 bp,包含5个内含子和6个外显子,第1个内含子和第2个内含子较大,分别为1608和1318 bp,外显子长度在130~350 bp之间。克隆获得起始密码子上游1125 bp的启动子区序列,该启动子上含有干旱、低温、高温以及ABA等相关的顺式作用元件。荧光定量表达分析显示,ABA、低温和盐胁迫均能显著上调茶树叶片中CsMAPK3的表达。蛋白互作预测表明CsMAPK3可能与MYBR1互作来响应ABA依赖途径的非生物胁迫过程。综上表明,CsMAPK3可能与茶树抗逆响应密切相关。     

三七RNase-like 基因的克隆及表达分析

 采用同源序列克隆法,结合RACE 技术,从三七[Panax notoginseng（Burk.）F.H]根茎总RNA 中克隆次生代谢相关差异表达RNase-like 贮藏蛋白的编码序列,并进一步以DNA 为模板扩增全长基因, 获得一条开放阅读框为717 bp 的cDNA 序列,命名为PMP（GenBank,KC751542),相应基因全长1 074 bp。序列及其进化分析表明,该基因包含3 个外显子和2 个内含子,编码238 个氨基酸,相应蛋白质的 分子量为27.47 kD,含有核苷酸结合的保守区域,属于RNase-T2 超家族成员。三七PMP 蛋白与人参 RNase-like 贮藏蛋白高度同源,序列相似性达95%。实时荧光定量PCR 研究表明,三七PMP 基因在其根、 茎、叶、花等器官中均有表达,且3 年生根中表达量最高,暗示该基因可能参与三七皂苷次生代谢调控 及其品质形成。     

低温胁迫下龙眼碳酸酐酶基因（CA）的克隆与表达分析

 应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时发现碳酸酐酶（CA）蛋白下调表达。利用RT-PCR方法克隆CA基因的全长cDNA,GenBank登录号JN033201,长度为1 119 bp,包括1个966 bp的开放阅读框,编码321 bp的氨基酸序列,同源性分析表明,12个不同植物同源性为81% ~ 88%。龙眼CA基因具有典型的CA结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,CA在龙眼根、茎、叶中都有表达,为组成型表达,在叶中的表达量最高,茎和根中的表达量最少。CA基因在低温胁迫下随着低温胁迫时间的延长而发生变化。将CA在大肠杆菌中表达,获得1个约40.5 kD的外源蛋白。推测CA表达与低温胁迫有关。     

草莓八氢番茄红素脱氢酶基因pds的克隆及特征分析

 采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆到草莓类胡萝卜素合成途径中关键基因pds,该cDNA全长2 043 bp,具有一个1 704 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码568个氨基酸。序列分析表明,pds编码的氨基酸序列与其它植物的PDS蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,草莓PDS与杏的PDS蛋白亲缘关系比较近。原核表达结果表明pds基因在大肠杆菌中获得高效表达。利用半定量RT-PCR技术进行组织表达模式分析发现,pds基因在草莓的花、叶片和果实中均有表达,表达量为红果＞粉红果＞白果＞花＞青果＞叶。     

杨梅果糖激酶基因MrFRK2的克隆及在成熟期果实中的表达分析

以‘荸荠’和‘东魁’杨梅果实为研究材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆得到果糖激酶基因MrF RK2的全长c DNA序列。MrF RK2全长1 279 bp,ORF阅读框全长996 bp,3′端非编码区227bp,5′端非编码区56 bp,编码332个氨基酸残基。通过氨基酸序列分析发现Mr FRK2含有pfk B碳水化合物磷酸果糖激酶家族高度保守的1个ATP结合域和2个底物结合域;Mr FRK2与杨树Pt FRK2相似性最高,达到85%。利用实时荧光定量PCR技术分析基因表达的结果表明,Mr FRK2在‘东魁’杨梅果实的发育早期大量表达,在成熟后期表达量下降,果实成熟初期Mr FPK2表达量‘东魁’显著高于‘荸荠’。果实成熟期间果糖含量‘东魁’显著高于‘荸荠’,与果实成熟期间Mr FPK2的表达量相反。这表明,MrF PK2在杨梅果实成熟期间果糖降解过程中可能起一定作用。     

甜瓜CmGnT基因的克隆及非生物胁迫下的表达分析

为了探究非生物胁迫下甜瓜N–乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)的作用机制,根据甜瓜cDNA序列设计引物,利用RT-PCR技术克隆得到CmGnT。生物信息学分析表明,CmGnT的cDNA全长为2 193 bp,开放阅读框(ORF)为1 179 bp,编码392个氨基酸。CmGnT蛋白分子量约为46 kD,理论等电点(pI)为7.93。蛋白结构分析表明,CmGnT含有β–1,4–N–乙酰氨基葡萄糖转移酶结构域,属于糖基转移酶17家族。该基因编码的蛋白有1个强的跨膜螺旋结构。进化树分析表明,CmGnT氨基酸序列与黄瓜CsGnT(登录号:XP_004135275.1)亲缘关系最近,同源性为99.74%,与西瓜Cs Gn T的同源性为97.70%。实时荧光定量PCR分析结果表明,在NaCl、PEG、H_2O_2和ABA等非生物胁迫下的甜瓜叶片中CmGnT都显著上调表达,表明CmGnT受非生物胁迫诱导,推测其在甜瓜响09应非生物胁迫过程中起到重要作用。