冬凌草异戊烯基焦磷酸异构酶基因(IDI)克隆与分析

以冬凌草无菌苗为试验材料,在冬凌草转录组信息数据的基础之上,采用逆转录PCR技术克隆到冬凌草二萜类合成的关键酶基因:异戊烯基焦磷酸异构酶基因(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI),并对该基因进行了相关的生物信息学分析。结果表明:IDI cDNA基因全长1 050bp,基因开放阅读框为906bp,编码301个氨基酸,其蛋白质序列理论分子量为27.4kDa,等电点为5.06,是一种亲水性蛋白。采用实时荧光定量PCR法分析其组织表达模式,发现IDI在叶中表达量相对较高,在愈伤组织中表达量最低。     

菊花萜类物质代谢关键酶FAS基因的克隆及功能分析

以菊花模式品种(Chrysanthemum morifolium‘1581’)为材料,通过固相微萃取(SPME)结合GC-MS气相质谱联用技术分析其叶片及子房中次生代谢挥发物成分及相对含量,发现萜类代谢物在挥发物中占主要地位。基于转录组测序结果,从萜类合成酶基因FDS基因家族中克隆得到1个菊花法尼醇合成酶(Farnesol synthase,CmFAS)基因。其ORF全长1197 bp,编码氨基酸398个,5′端具有质体定位信号肽。进化树分析表明CmFAS属于菊科植物FDS家族,与除虫菊及艾蒿中的单萜合成酶CDS亲缘关系最近。多重比对及氨基酸序列分析证实,CmFAS具备该基因家族典型的类异戊二烯代谢催化活性保守结构域。基因时空表达分析显示CmFAS在菊花幼嫩组织中表达量最高,其次是子房与成熟叶片,但均低于菊花中另外2个FDS基因。通过大肠杆菌原核表达与酶学反应证实,CmFAS可以利用类异戊二烯代谢路径上游底物二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)和异戊烯基焦磷酸(IPP)以及菊基焦磷酸(CPP)分别产生法尼醇和菊基醇,同时具备了异戊烯基转移酶以及萜类合成酶的双重活性。法尼醇合成酶CmFAS是菊花中鉴定的第1个质体定位的倍半萜合成酶。     

茶树DHAR酶基因的克隆与非生物胁迫响应分析

利用RT-PCR技术从茶树‘龙井43’cDNA中克隆得到1个编码茶树脱氢抗坏血酸还原酶基因CsDHAR，该基因全长639 bp，编码212个氨基酸，属于谷胱甘肽转移酶（GST）超级家族成员，具较高保守性。系统进化分析结果表明CsDHAR蛋白与拟南芥DHAR1、DHAR2进化关系近，在不同物种间，与毛果杨、胡杨等植物亲缘关系较近；理化性质分析表明CsDHAR属于亲水性蛋白；结构分析表明CsDHAR蛋白具典型功能结构域，三级结构主要由α–螺旋和不规则卷曲构成。荧光定量PCR分析显示，CsDHAR在茶树叶片不同发育阶段表达量差异不显著；对‘龙井43’与‘安吉白茶’中CsDHAR进行荧光定量PCR分析，‘龙井43’在低温、高温处理4 h表达量最高、干旱和高盐处理24 h表达量最高；‘安吉白茶’在高温、高盐处理4 h表达量最高，干旱处理2 h表达量最高。不同逆境胁迫下CsDHAR均被诱导表达，表明该基因参与茶树响应逆境胁迫调节过程。     

甜椒甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因的克隆与表达分析

 用RT-PCR技术从甜椒(Capsicum annuum ) 中克隆了甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因的cDNA序列, 其全长为1 791 bp, 开放阅读框架为1 392 bp, 编码463个氨基酸, 命名为CaGPAT。序列分析表明该基因与番茄中的甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因同源性最高; 在进化上与番茄最先聚类, 其次是菠菜。Northern杂交结果显示, CaGPAT在甜椒各器官中表达量差异较大, 叶片中的表达量明显高于根、茎、花及果实。低温诱导该基因快速表达, 8℃下处理3 h该基因表达量最高, 12 h以后基因表达量下降; 而高温对基因表达没有明显影响。当温度低于15℃时基因表达被诱导。结果表明甜椒叶绿体CaGPAT的表达量与低温关系密切。     

低温对金针菇菌丝体赖氨酸合成途径相关基因表达的影响

通过对编码金针菇(Flammulina filiformis)赖氨酸合成途径中最后一个酶——酵母氨酸脱氢酶(saccharopine dehydrogenase,SDH)的基因启动子序列进行分析,发现SDH含有低温应答元件。研究了不同温度(10、15、20、25℃)对金针菇菌丝体赖氨酸合成途径相关基因表达和赖氨酸合成的影响,以及在15℃条件下处理不同时间(0、2、4、6、8、10、12 h)对SDH表达及赖氨酸合成的影响。结果显示:不同温度处理后,HCS、HIDH在15、20℃时的表达量增加;AAT1和AAT2在10、15、20℃时的表达量增加,且在20℃时的表达量较高;AAR、SDR在20℃时的表达量增加;SDH在15℃时的表达量最高;赖氨酸含量在15℃时较高。菌丝体经过15℃处理不同时间后,6、12 h处理的SDH表达量均较高,6 h处理的赖氨酸含量较高。本研究的结果表明低温会影响金针菇菌丝体赖氨酸合成途径相关基因的表达和赖氨酸合成,可为研究金针菇赖氨酸的合成机制提供参考。     

金针菇转运蛋白基因fv-mfs1的序列与表达分析

通过分析金针菇(Flammulina velutipes)子实体原基期、伸长期、成熟期的转录组数据,得到一个差异表达基因fv-msf1。对其结构、序列特征及表达情况进行分析,结果显示该基因全长2709 bp,包含13个外显子,12个内含子,开放阅读框长1770 bp,编码589个氨基酸。结构域分析表明该基因编码的蛋白含主要协助转运蛋白超家族(major facilitator superfamily,MFS)保守结构域。通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative fluorescence PCR,q-PCR)对子实体不同发育阶段以及菌盖不同发育时期的表达量进行分析,结果显示该基因在金针菇伸长期的菌盖(尤其是0.3~0.9cm)中高表达,由此推断该基因在金针菇菌盖发育中发挥一定作用。     

U+3B8FNPR1同源基因全长cDNA的分离与表达分析

 NPR1是水杨酸诱导抗病基因表达的重要调控因子之一，主要作用于水杨酸信号转导途径的上、下游。采用稀释池PCR法，筛选U+3B8F（Prunus salicina var. cordata）叶片全长均一化cDNA文库，分离U+3B8F叶片NPR1同源基因的全长cDNA；用不同浓度的水杨酸喷施一年生U+3B8F嫁接苗嫩叶，采用荧光定量PCR技术检测所获得的NPR1同源基因的表达量差异。试验结果表明，共获得了4个NPR1同源基因的全长cDNA，分别命名为PsNPR1、PsNPR3.1、PsNPR3.2和PsNPR3.3，其长度分别为2 442、1 827、2 244和2 615 bp，其ORF长度分别为1 788、1 770、1 767 和1 782 bp，分别编码596、590、589和594个氨基酸的蛋白质；氨基酸序列比对结果表明，U+3B8F这4个NPR1同源基因的编码区均含有BTB/POZ和ANK两个保守域及核定位信号（NLS）；PsNPR1与拟南芥的AtNPR1和AtNPR2聚为一簇，PsNPR3.1、PsNPR3.2和PsNPR3.3与拟南芥的AtNPR3和AtNPR4聚为另一簇。PsNPR1在喷施1.0 mmol ? L-1水杨酸的叶片中表达量最高；PsNPR1、PsNPR3.1、PsNPR3.2在响应1.0 mmol .  L-1水杨酸诱导过程中表达量持续上升， 30 h表达量最高，之后呈下降趋势，因此，水杨酸诱导抗病基因高表达的最佳处理浓度为1.0 mmol ? L-1，最佳响应时间为30 h。     

■NPR1同源基因全长cDNA的分离与表达分析

NPR1是水杨酸诱导抗病基因表达的重要调控因子之一,主要作用于水杨酸信号转导途径的上、下游。采用稀释池PCR法,筛选■(Prunus salicina var. cordata)叶片全长均一化cDNA文库,分离■叶片NPR1同源基因的全长cDNA;用不同浓度的水杨酸喷施一年生■嫁接苗嫩叶,采用荧光定量PCR技术检测所获得的NPR1同源基因的表达量差异。试验结果表明,共获得了4个NPR1同源基因的全长cDNA,分别命名为PsNPR1、PsNPR3.1、PsNPR3.2和PsNPR3.3,其长度分别为2 442、1 827、2 244和2 615 bp,其ORF长度分别为1 788、1 770、1 767和1 782 bp,分别编码596、590、589和594个氨基酸的蛋白质;氨基酸序列比对结果表明,■这4个NPR1同源基因的编码区均含有BTB/POZ和ANK两个保守域及核定位信号(NLS);PsNPR1与拟南芥的AtNPR1和At NPR2聚为一簇,PsNPR3.1、PsNPR3.2和PsNPR3.3与拟南芥的AtNPR3和At NPR4聚为另一簇。PsNPR1在喷施1.0 mmol·L~(-1)水杨酸的叶片中表达量最高;PsNPR1、PsNPR3.1、PsNPR3.2在响应1.0 mmol·L~(-1)水杨酸诱导过程中表达量持续上升,30h表达量最高,之后呈下降趋势,因此,水杨酸诱导抗病基因高表达的最佳处理浓度为1.0 mmol·L~(-1),最佳响应时间为30 h。     

油梨PaWRI1和PaWRI2基因的克隆、序列分析及表达研究

以‘哈斯’油梨(PerseaamericanaMill.)为试材,通过RACE及RT-PCR技术分别克隆得到2个AP2/EREBP类转录因子WRI1和WRI2基因的c DNA全长,分别命名为PaWRI1(GenBank登录号:MH367865)和PaWRI2(GenBank登录号:MH367866)。其中,PaWRI1基因全长为1 396 bp,含1 155 bp开放阅读框,编码384个氨基酸;PaWRI2基因全长为1 782 bp,含1 287 bp开放阅读框,编码428个氨基酸。PaWRI1和PaWRI2基因属于AP2/EREBP类转录因子家族,其编码氨基酸序列中分别均存在2个和1个典型的AP2/ERF DNA结合位点。实时荧光定量PCR检测结果表明:在油梨果实发育过程中,果肉中PaWRI1基因的相对表达量始终快速上升,PaWRI2基因的相对表达量先少量下降,而后缓慢上升;PaWRI1基因相对表达量变化与油脂积累的变化较一致,PaWRI2基因相对表达量变化与油脂积累的变化不一致。因此,推测在油梨果实发育过程中,果肉中PaWRI1基因可能参与调控油脂积累过程。     

马铃薯C-8,7甾醇异构酶基因(StSI1) cDNA克隆及表达

 以拟南芥C-8, 7甾醇异构酶的氨基酸序列为信息探针搜索GenBank数据库, 对高度同源的马铃薯EST序列进行拼接、引物设计和RT2PCR扩增, 扩增产物测序结果证实获得一个马铃薯C-8, 7甾醇异构酶基因(StSI1) 的全长cDNA序列。序列分析结果显示, StSI1全长886 bp, 包含59 bp的5′非编码序列、161 bp的3′非编码序列和一个长度为666 bp编码221个氨基酸的开放阅读框, 分子量约为25 kD。氨基酸结构分析显示该蛋白的N端含有一个长度由35个氨基酸残基组成的信号肽, C端成熟肽区域含有典型的类EBP结合域。氨基酸比对分析表明, StSI1与已知C-8,7甾醇异构酶同源性介于32.9% ～61.3%之间, 与拟南芥AtSI1相似性最(61.3% ) 。RT-PCR 表达谱分析显示, StSI1在马铃薯的块茎芽眼和表皮组织中均能表达, 并且该基因的表达水平受贮藏温度升高和光照增强的正向调节。     

淀粉酶家族基因在金针菇子实体不同发育时期的表达与分析

为分析淀粉酶对金针菇(Flammulina velutipes)子实体发育的作用,针对已经鉴定的金针菇淀粉酶家族基因(6个α-淀粉酶和1个γ-淀粉酶),采用定量PCR方法对其在不同发育时期(从原基形成第1天到第12天成熟开伞期)、不同组织部位(菌盖和菌柄)的表达量进行测定,进而分析其表达模式。结果显示:7个淀粉酶基因在菌柄中表达量均高于菌盖;其中,α-Amy-5和γ-Amy-1在菌柄中的表达量变化为先下调再上调,两个基因预测编码蛋白均有信号肽,亚细胞定位在细胞外,推测其可能参与菌柄细胞壁的形态建成;α-Amy-3亚细胞定位在线粒体中,与其它各发育时期相比,其在菌柄快速伸长期表达量达到最高。α-Amy-1和α-Amy-6基因则在金针菇成熟期表达量最高,推测其可能与金针菇菌盖的发育有关。     

金针菇假定蛋白E3泛素连接酶基因的鉴定与表达分析

以金针菇基因组与转录组数据为基础,通过本地BLAST方法鉴定金针菇假定蛋白E3泛素连接酶基因,命名为GENE5116,并对其结构、编码蛋白的基本性质与表达模式进行了分析,以期了解其在金针菇子实体生长发育过程中的作用。结果表明:该基因有9个外显子,8个内含子,基因总长为1998 bp,共编码438个氨基酸残基,相对分子质量为48987.36,等电点8.83;系统进化分析结果表明该基因与真菌E3泛素连接酶具有高度同源性,与陶兰柱担菌(Cylindrobasidium torrendii)亲缘关系最近;实时荧光定量PCR结果表明该基因在菌柄的表达量最高且菌柄上部基因表达量显著高于下部,在菌丝的表达量最低,所以推测该基因可能与子实体菌柄伸长有关。     

金针菇新品种菌株选育及应用

以江山白菇(F21)为育种亲本材料,经系统选育,育成高产、优质、抗逆性强的白色金针菇新品种—江山白菇(F21-2),菌丝生长温度3℃～33℃,原基分化温度4℃～24℃,子实体正常生长温度5℃～22℃,比同类品种高2℃。新菌株平均单产0.51 kg.袋-1,生物学效率136%,种性稳定,现已成为浙江省金针菇常规栽培的当家品种。     

早熟白色金针菇优良品种川金5号选育

以黄色金针菇与白色金针菇为亲本,利用双单杂交方法构建杂交种,从F2代中筛选出白色金针菇优良品种川金5号,该品种保持了黄色金针菇早熟、菌柄基部无绒毛、不粘连、子实体弯曲度低、高产等特性;平均产量为1．012kg·袋^-1,较江山白菇和F21分别增产56．41％、104．32％,与黄色金针菇相比菌株产量差异不大;子实体菌柄基部无绒毛、不粘连,可食率达到84．1％,较江山白菇和F21分别高8．94％和11．24％,与黄色金针菇菌株“金丝”在可食率上差异不显著。     

草菇gpi基因结构及其异核体表达协同增效作用

以草菇(Volvariella volvacea)单孢菌株PYd21(基因组测序菌株)和PYd15(基因组重测序菌株)为材料,配对获得可正常出菇的异核菌株H15-21.克隆测序了PYd21和PYd15的葡萄糖-6-磷酸异构酶基因(gpi),并对基因的结构和表达谱的表达量进行分析.结果表明,PYd21和PYd15的gpi基因序列相同;转录组reads定位、paired-end分析结果显示,gpi基因全长2404 bp,ORF全长1659 bp,编码552个氨基酸,含有8个外显子、7个内含子,5'UTR长度为101 bp、3'UTR为183 bp,RNA加工过程中有2种可变剪切类型、3个可变剪接位点;表达谱测序结果,PYd21、H15-21和PYdI5 gpi基因的表达量分别为84.53、1079.31和270.95TPM,草菇gpi基因表达表现出异核体表达协同增效作用,暗示着异核菌株中的2种不同来源的细胞核可能存在相互作用,这一结果在实时荧光定量PCR检测后得到证实.     

切花月季ACC合成酶基因的克隆和原核表达

克隆了与伤害诱导相关的Rh-ACS1和与花朵开放进程及乙烯诱导相关的Rh-ACS3基因全长。结果表明,Rh-ACS1基因全长为2 132 bp,开放阅读框（ORF）长度为1 476 bp,推定编码491个氨基酸。Rh-ACS3基因的全长1 734 bp,ORF长度为1 545 bp,推定编码514个氨基酸。对这两个基因编码的蛋白进行原核表达分析,结果显示,在37 ℃条件下,0.6 mmol · L-1 IPTG诱导3 h后,携带Rh-ACS1 ORF和Rh-ACS3 ORF的原核表达载体分别在大肠杆菌中诱导生成了大量分子量约为70和60 kD的蛋白质,其大小与根据基因序列预测的理论值相一致。     

高产金针菇新品种‘农金7号’

金针菇‘农金7 号’是以白色品种‘F.0315’与白色品种‘农金6 号’为亲本,采用双单杂交选育而来,菇形好,菌柄较粗,生物转化率达99.3%,易管理,适应性广。     

茶树低温胁迫转录因子CsICE的亚细胞定位及表达分析

 以茶树[Camellia sinensis（L.）O. Kuntze]品种‘迎霜’为试验材料,采用PCR技术扩增出与茶树低温胁迫相关转录因子CsICE的开放阅读框,长度783 bp。采用荧光定量PCR分析CsICE的表达量,结果表明CsICE在根、茎、叶、花和果中都有表达,在叶中表达量最高,是根、茎、果中表达量的4倍;在500 μmol ? L^-1 ABA处理下,幼叶中CsICE表达峰值是对照的40倍,在4 ℃低温处理下,最高值是对照的20倍,在10%聚乙二醇6000处理的干旱条件下表达量最高值只有对照的5倍。亚细胞定位结果显示CsICE定位在细胞核上。     

白菜亚硝酸还原酶基因BcNiR的克隆及表达分析

 以白菜品种‘苏州青’自交系叶片cDNA为模板, 采用RT-PCR、3′RACE和5′RACE技术, 获得了编码亚硝酸还原酶基因(NiR) 的cDNA全序列1 852 bp, 包含有1 749 bp的开放阅读框, 编码583个氨基酸, 命名为BcNiR。所推导的氨基酸序列与拟南芥NiR1、烟草nii2编码的氨基酸序列具有较高同源性, 分别为83%和76%。生物信息学分析表明, BcNiR具有完整的NiR蛋白结构, 含血红素蛋白β - 化合物区域, 一个明显的西罗血红素siroheme结合位点和4Fe-4S区域, 可以在SWiSS-MODEL数据库中搜索到与之相近的三维结构。RT-PCR结果显示, 该基因在叶片中的表达量远远高于根系, 在以0、10、20、30、40 mmol·L ^{- 1}硝态氮各分别处理0、2、4、6、8、12 h的试验中, 30 mmol·L ^-1处理4 h可使BcNiR的表达量达到最大; 5和10 mmol·L ^{- 1}铵态氮处理试验表明, 高浓度的铵抑制该基因的表达。