球形芽胞杆菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆和表达

根据S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因核苷酸序列的保守性,利用苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)基因组中SAMS序列信息设计引物。通过PCR扩增出球形芽胞杆菌(Bacillus sphaericus)SAMS基因,插入大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pGEX-6P-1,获得重组质粒pGEX-SAM。序列分析表明,来自球形芽胞杆菌的SAMS与大肠杆菌(K02129)、枯草芽胞杆菌(U52812)、酿酒酵母(U17246)、小鼠(J05571)和人(BC018359)的SAMS基因,分别有63.9%、75.4%、58.8%、59.1%和55.7%的同源性。由于一级结构存在明显的差异,将该重组的质粒转入大肠杆菌DH5α并成功地表达了SAMS。通过亲和层析纯化出球形芽胞杆菌的SAMS,SDS-PAGE分析显示蛋白分子量为43kD。HPLC对SAMS的活性分析表明,该酶可催化ATP和蛋氨酸形成S-腺苷甲硫氨酸(SAM)。     

小金海棠S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因（MxSAMS）的克隆和表达分析

从本实验室建立的小金海棠缺铁差减文库中分离出一个cDNA片段,在GenBank中发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因具有90%的同源性。利用RACE技术成功地获得小金海棠（Malus xiaojinensis）SAMS基因(MxSAMS)的cDNA全长序列（GenBank登录号：EU639408）,该基因cDNA全长1 479 bp,最大开放阅读框1 176 bp,编码392个氨基酸,酶蛋白理论分子量为42.99 kD;与其它植物的蛋白质氨基酸序列同源性在88.1%~92.6%之间。推测的MxSAMS蛋白质三级结构包含3个保守结构域和一个保守的ATP结合位点GAGDQG。Southern 杂交显示,MxSAMS基因在小金海棠基因组中是单拷贝的。半定量RT-PCR结果表明,该基因在小金海棠的根和叶中均受缺铁胁迫诱导增强表达。     

过表达野生大豆S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因GsSAMS提高水稻耐盐碱性

S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)是生化反应中合成甲基供体的关键酶,在植物逆境响应中具有重要的作用。为了鉴定野生大豆S-腺苷甲硫氨酸合成酶GsSAMS基因对水稻盐碱胁迫耐性的影响,本研究采用USER克隆技术构建植物过表达载体,以农杆菌介导法侵染水稻愈伤组织,经过PCR、半定量PCR(RT-PCR)等分子检测获得GsSAMS转基因水稻株系;通过对比野生型和转基因水稻盐碱胁迫处理后的表型、存活率及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性等指标,发现GsSAMS转基因株系耐盐碱性显著优于野生型。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析发现盐碱胁迫处理后,OsM6PR1、OsNAC5、OsPOX1基因在转基因株系中的表达显著高于野生型,说明GsSAMS可通过提高抗氧化物酶POD和CAT活性及相关基因的表达,增强转基因水稻盐碱胁迫耐受性。本研究获得的耐盐碱水稻新株系对盐碱地的开发利用具有重要意义。     

玉米S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因家族成员在盐胁迫条件下的差异表达

S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)是植物代谢过程中的一个关键酶,催化甲基供体和化合物前体S-腺苷甲硫氨酸的合成.为研究S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因在盐胁迫条件下的响应和功能,以玉米甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)基因为内参基因,通过半定量RT-PCR法分析玉米SAMS基因在盐胁迫条件下的表达模式.结果表明,玉米SAM...     

茶树黄酮醇合成酶基因的克隆与原核表达

本研究采用EST测序技术和RT—PCR技术,获得了一个茶树茶多酚代谢中的重要基因——黄酮醇合成酶（FLS）基因,在GenBank登录（GenBank accession No．EF205150）,其序列全长1317bp,其中开放阅读框长996bp,编码331个氨基酸,3]端有一个明显的多聚腺苷酸加尾信号,推测的蛋白分子量约为37．5kD,理论等电点为5．80。序列分析表明它与葡萄FLS基因序列的亲缘关系比较近。将该基因重组到表达载体pET-32a（＋）中进行原核表达,经IPTG诱导、SDS-PAGE检测,结果表明茶树黄酮醇合成酶基因能在大肠杆菌BL21中表达,电泳检测到一条大约61kD的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符。用Ni-NTA亲和层析柱对融合蛋白进行纯化,得到了纯度在90%以上的纯化蛋白,为进一步研究PET-FLS融合蛋白的活性及功能奠定了基础。     

红花花青素还原酶基因ANR的克隆及表达分析

花青素还原酶(ANR)是类黄酮代谢途径下游合成原花青素的关键酶,对花青素含量有一定的负调控作用。为探索ANR基因在红花(Carthamus tinctorius L.)中的序列特征及其与红花花色的关系,采用反转录PCR方法从红花中克隆ANR基因,对其进行生物信息学和系统进化分析,并检测了其在不同花色红花品种的不同组织部位及不同花期的表达量。结果表明,CtANR最长开放阅读框(ORF)为1 020 bp, 编码339个氨基酸,分子量为37 958.28,理论等电点为5.87,为不稳定的亲水性蛋白,属于NADB-Rossmann超家族,二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲组成。CtANR和刺菜蓟ANR的同源性最高,为83.98%,与刺菜蓟ANR的亲缘关系最近,与梅花、欧洲甜樱桃ANR的亲缘关系较远,模体基序相差较大。定量分析表明,红色和白色红花品种中,CtANR基因都是在果球形成初期表达量最低,其次是根和茎中表达量较低,而在花中的表达量相对较高。在花发育的不同时期,红色红花品种中CtANR基因的表达呈现降低-升高-降低的趋势,而白色红花品种中CtANR基因的表达呈现降低-升高的趋势。在不同花色的红花品种中,CtANR基因的表达量在花发育的S1、S3和S5时期差异极显著(P<0.01),S4、苞片、根、叶中差异显著(P<0.05),其他时期与其他组织中差异不显著。本研究为解析红花类黄酮生物合成的分子机制及红花花色相关基因的研究提供了理论基础。     

球形芽孢杆菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆、表达与活性鉴定

根据S-腺苷甲硫氨酸合成酶的保守性，利用苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）基因组中S-腺苷甲硫氨酸合成酶序列信息设计引物。以球形芽孢杆菌（Bacillus sphaericus, B.sph）基因组DNA为模版，扩增获得S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因，酶解后插入大肠杆菌表达载体pGEX-6P-1，获得重组质粒pGEX-SAM。序列分析表明，来自球形芽孢杆菌的SAM合成酶在基因水平上与大肠杆菌（K02129），枯草芽孢杆菌（Z99129），酿酒酵母（U17246），小鼠（J05571），人（BC018359）的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因，分别有63.9%，75.4%，58.8%，59.1%，55.7%的同源性。由于一级结构存在明显的差异，我们将该重组的质粒转入大肠杆菌DH5α。通过亲和层析纯化出球形芽孢杆菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶。用HPLC对S-腺苷甲硫氨酸合成酶的活性进行了分析。     

甘蓝型油菜SAMDC3基因及其启动子的克隆与分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（SAMDC）是植物体内亚精胺和精胺前体物质形成的关键酶。本研究克隆了甘蓝型油菜（Brassica napus）BnSA MDC3基因家族2个成员的全长cDNA和启动子序列,并对其诱导表达特性进行了鉴定。BnSAMDC3—1（GenBank accession No．HM013966）和BnSAMDC3—2（GenBankac．cession No．HM013967）的全长cDNA分别为1746bp和1754bp,开放阅读框（ORF）长度分别为1101bp和1104bp,在大ORF上游132bp处均包含一个171bp的小ORF。BnSAMDC3基因在叶片中表达量较高,受高温和干旱抑制。6-BA、GA,和SA抑制BnSAMDC3—1的表达,而GA,和甘露醇诱导BnSAMDC3—2表达上调。BnSAMDC3基因启动子具有多个与胁迫和激素诱导相关的顺势调控元件,表明BnSAMDC3可能通过ABA、6-BA和SA信号途径介导植物对非生物胁迫的响应。本研究将有助于进一步探讨甘蓝型油菜抗逆的分子机理,为甘蓝型油菜的栽培和品质改良奠定基础。     

禾本科植物富甲硫氨酸蛋白基因的克隆及其进化分析

甲硫氨酸(Met)是豆科植物的第一限制性氨基酸。为了获取富Met贮藏蛋白基因,通过比对禾本科富Met贮藏蛋白基因序列来设计引物,以千金子、芦苇、稗、光头稗、东乡野生稻、茶陵野生稻和湖南野生稻等几种常见禾本科植物种子RNA为模板,经RT-PCR扩增获得c DNA片段,并进行序列比对、Motif预测和进化分析。测序结果显示,禾本科植物富Met贮藏蛋白基因序列存在保守程度不同的区域,在同一个属内的植物间,富Met贮藏蛋白基因的序列高度保守。Motif预测显示,富Met贮藏蛋白可能与植物抗病性等功能有关。进化分析表明,不同科的植物种子富Met贮藏蛋白基因存在较大差异,禾本科植物则较为保守,尤其是稻属中富Met贮藏蛋白基因高度保守,玉米中则存在不同类型的富Met贮藏蛋白。本研究丰富了富Met贮藏蛋白基因库,为豆科植物富Met基因工程提供了更多选择,为进一步理解富Met贮藏蛋白在植物发育代谢中的作用机理提供了参考。     

新疆红花生育气候条件分析与适生种植气候区划

利用实测资料分析得出新疆主要红花产区≥5℃积温基本符合红花生长的需求,故选用≥5℃积温值作为红花适生种植区划的主导指标;其次实验观测发现红花在苗期温度低则分枝多,花期温度高则花盘大、产量高,灌浆期温度低则籽粒饱满,故将这三个关键生长期的平均气温作为辅助指标。据此进行了红花适生种植气候区划,并提出了充分利用气候资源在南疆种植复播红花的新思路     

Seed Treatment to Overcome Salt and Drought Stresses During Germination in Safflower (Carthamus tinctorius L.)

Although safflower is drought and salt tolerant, it is susceptible to drought and salinity at the germination and seedling stages. Priming techniques have been used to overcome salinity and drought tolerance at germination stage. Osmopriming potassium nitrate (KNO₃) and hydropriming were used to determine drought [by polyethylene glycol (PEG)-6000 at water potentials of 0, ?0.3 and ?0.6 MPa] and salt electrical conductivity (EC) (values of the sodium chloride (NaCl) solutions were 0, 6 and 12 ds.m^?1) tolerance of primed seeds of safflower. Germination index, shoot/root ration, germination uniformity, days to 50% germination (D50) and abnormal germination percentage were measured. Treatment 0f seeds with hydropriming increased germination index, shoot/root ration and germination uniformity, while decrease days to 50% germination under salt and water stress. Seed treated with KNO₃ reduced abnormal germination percentage in salt stress. KNO₃ improved germination uniformity and germination index of the low water potentials. As salinity increased, germination index and shoot/root ration were decreased, while germination uniformity, days to 50% germination and abnormal germination percentage were increased. Hydropriming enhanced germination under both salt and drought stresses and non-stress conditions. Therefore, hydropriming could be used to improved seed performance of safflower under saline and drought stress. This treatment dose not needs expensive chemicals or sophisticated equipment.     

Phosphorus use Efficiency of Safflower (Carthamus tinctorius L.) and Sunflower (Helianthus annuus L.)

This study comparatively evaluates phosphorus (P) use efficiency of safflower and sunflower in view of identifying low input oil crops. Sunflower accumulated more P than safflower at all equivalent P supplies. Sunflower was more efficient at their best P supplies to utilize absorbed P than safflower in terms of efficiency ratio and utilization index. Yield response curves interpreting the functional relationship between nutrient supply and yield using Michaelis-Menten equation indicate that sunflower is less sensitive to inadequate P supply and thus more P-efficient than safflower with respect to yield, as the term ‘Km’ is lower for sunflower. The minimal P amount per pot required to trigger yield formation (term ‘Cmin’) was lower in sunflower than safflower. Harvest Index in sunflower out-yielded that of safflower at all P supplies. Critical deficiency contents of sunflower were lower than that for safflower. It can be concluded that safflower cannot be considered as low-input crop.     

黑果枸杞和宁夏枸杞中黄酮醇合酶基因的克隆及表达分析

黑果枸杞和宁夏枸杞为枸杞属中两种重要的药用植物,具有极大的药用价值。本研究利用转录组数据克隆了黑果枸杞和宁夏枸杞黄酮醇合酶基因（Flavonol synthase,FLS）,分别命名为LrFLS及LbFLS,并通过实时定量PCR（real-time quantitative PCR）分析其在两种枸杞果实四个发育时期中的表达模式。研究结果表明：LrFLS与LbFLS各编码一条由350个氨基酸残基组成的蛋白序列。蛋白序列分析表明：LrFLS、LbFLS相似度高达99%,各含有两个保守的功能域。进化分析表明,LrFLS和LbFLS同属茄科的烟草、马铃薯的FLS蛋白序列相似度最高。实时定量PCR结果表明,LrFLS在S2时期的表达量最高,在果实发育过程中呈现先升高后降低的趋势;而LbFLS在S2时期表达量最低,呈现先降低后升高的趋势。本研究为揭示黄酮醇在黑果枸杞和宁夏枸杞果实中的累积具有一定的启示作用。     

云锦杜鹃RhLIS基因的克隆与表达分析

芳樟醇合酶(LIS)是植物香气化合物中芳樟醇合成途径的关键酶。为探究杜鹃花(Rhododendron spp.) LIS基因的功能及表达特性,解析芳樟醇的合成机理,本试验以云锦杜鹃(Rh. fortunei)为试材,利用反转录PCR(RT-PCR)技术和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆LIS基因全长cDNA序列,并应用顶空固相微萃取(SPME)与气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术,分析云锦杜鹃不同花期的花瓣及其他组织中LIS基因的表达水平和芳樟醇含量的变化关系。结果表明,从云锦杜鹃花苞cDNA中克隆得到RhLIS基因,含有完整的cDNA开放阅读框(ORF)序列长1 887 bp,编码628个氨基酸,与其他物种的LIS蛋白质氨基酸序列具有40%~50%的同源性;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果表明,在不同花期的花瓣中,云锦杜鹃RhLIS表达水平先升高后降低,在盛开期的表达量最高,雄蕊中的表达量远高于雌蕊,幼叶高于老叶,花瓣高于花蕊和叶片。检测分析花香成分中芳樟醇的释放量,结果显示在云锦杜鹃不同花期的花瓣中,芳樟醇含量变化趋势与LIS基因的表达水平相一致,在半开期达到最大值,花蕊中芳樟醇含量均远低于花瓣;云锦杜鹃LIS基因的表达量与芳樟醇含量呈高度正相关。本研究结果为杜鹃花芳香品种的培育和改良提供了理论依据。     

北疆栽培红花(Carthamus tinctorius L.)土壤微生物数量及其影响因子分析

研究了北疆4个红花主产区及石河子大学实验站共5个区红花种植土壤微生物数量及组成,并用去趋势典范对应分析(DCCA)微生物数量与土壤养分、土壤水分和pH等环境因子的相互关系。结果表明:各区3大类土壤微生物数量均为细菌>放线菌>真菌;土壤微生物数量在不同区域表现为塔城>托里>161团>红旗农场>实验站。微生物数量与土壤理化因子间的DCCA分析表明:土壤环境因子中含水率、有机质、有效氮是决定五地微生物群落群分布的主导因子,微生物数量与土壤含水率呈极显著正相关,与土壤有机质、有效氮及有效磷含量呈显著负相关。     

红梦香文心兰萜类合成酶基因OnTPS的克隆与表达分析

单萜化合物是香味文心兰花香的主要成分.为研究文心兰单萜化合物合成的分子机理,本试验以文心兰香味品种红梦香为材料,基于文心兰转录组数据克隆获得萜类合成酶基因OnTPS,利用生物信息学方法鉴定其分子特性,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其表达模式.结果表明,OnTPS的开放阅读框为1 797 bp,编码59...     

砀山酥梨果实COMT基因的克隆和表达分析

梨果实石细胞的发育和木质素的合成、转运及沉积密切相关。咖啡酸氧甲基转移酶(COMT)是木质素合成途径中的1种关键酶,主要参与紫丁香基木质素(syringyl lignin,S-木质素)的生物合成。本研究以砀山酥梨果实为材料,利用RT-PCR技术并结合RACE方法,得到砀山酥梨COMT基因的全长c DNA,命名为Pb COMT(Gen Bank登录号为KC905086)。该基因全长1 371 bp,开放阅读框为1 098 bp,编码365个氨基酸。进化树分析发现砀山酥梨COMT蛋白具有很高同源性,与苹果的相似性达到94%。将该基因重组到表达载体p ET-32a(+)中进行原核表达,电泳检测到1条大约60.0 k D的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符。荧光定量表达分析得知,梨果实Pb COMT基因表达量变化与木质素的含量变化趋势基本一致,并且和石细胞发育规律有很大的相关性。本研究为阐明梨石细胞发育分子机理奠定基础,为分子调控石细胞含量、改善梨果实口感提供了科学依据。