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。     

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-1ABA 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。     

狗蔷薇细胞分裂素氧化酶基因RcCKX5的克隆及表达分析

利用RACE 技术从狗蔷薇（Rosa canina）类根体中克隆得到1 个细胞分裂素氧化酶基因cDNA全长,命名为RcCKX5。序列分析表明,RcCKX5 cDNA 全长1 815 bp,5′ UTR 104 bp,ORF 1 626 bp,3′ UTR85 bp,编码541 个氨基酸,具有CKX 家族典型的FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）结合域和CK（细胞分裂素）结合域。氨基酸序列多重比对和系统进化树分析显示RcCKX5 与可可TcCKX5 亲缘关系最近,与拟南芥AtCKX5、乌拉尔图小麦TuCKX5 同源性较高。荧光定量PCR 分析表明,狗蔷薇RcCKX5 在其根、茎、叶、花、果实中均有表达,根中相对表达量最高,花和果实中相对表达量较高。在狗蔷薇类根体形成发育过程中RcCKX5 的相对表达量不断升高,21 d 时达到最高,随后稍有下降,表明其可能参与了类根体的形成。6-BA 处理结果表明RcCKX5 能够快速响应6-BA 的诱导,表达量显著上调,2.5 mg · L-1 6-BA处理120 h 时,RcCKX5 的相对表达量达到最高峰。     

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。     

黄瓜3–磷酸甘油醛脱氢酶基因CsGAPDH的克隆及其涝胁迫响应分析

 以黄瓜耐涝品系‘早二N’根组织总RNA为模板,运用RT-PCR结合RACE技术,获得了黄瓜3–磷酸甘油醛脱氢酶基因（CsGAPDH）的cDNA全长序列,基因编码区共1 011 bp,编码336个氨基酸（GenBank登录号HQ156465）。系统进化分析表明：CsGAPDH基因与胡萝卜、葡萄、大豆等双子叶植物同源基因的核苷酸序列相似性均在88%以上,与单子叶植物水稻和玉米同源基因的相似性达86.8%和86%。qRT-PCR表达分析结果表明：CsGAPDH基因快速响应涝胁迫,在涝胁迫2 h,该基因在根中表达量达到对照水平的12倍,在涝胁迫12 h达到表达高峰,随后表达量呈现逐渐下降趋势;CsGAPDH基因在‘早二N’的根、茎、叶中均有表达,根和叶中原始表达量高于茎,在涝胁迫4 h后均诱导表达,根中诱导表达量上调幅度最大,为初始表达量的4倍。CsGAPDH属于黄瓜涝胁迫响应基因,在缓解涝胁迫伤害过程中可能具有重要的调控作用。     

黄瓜3-磷酸甘油醛脱氢酶基因CsGAPDH的克隆及其涝胁迫响应分析

以黄瓜耐涝品系‘早二N’根组织总RNA为模板,运用RT-PCR结合RACE技术,获得了黄瓜3-磷酸甘油醛脱氢酶基因（CsGAPDH）的cDNA全长序列,基因编码区共1011bp,编码336个氨基酸（GenBank登录号HQ156465）。系统进化分析表明：CsGAPDH基因与胡萝卜、葡萄、大豆等双子叶植物同源基因的核苷酸序列相似性均在88%以上,与单子叶植物水稻和玉米同源基因的相似性达86.8%和86%。qRT-PCR表达分析结果表明：CsGAPDH基因快速响应涝胁迫,在涝胁迫2h,该基因在根中表达量达到对照水平的12倍,在涝胁迫12h达到表达高峰,随后表达量呈现逐渐下降趋势;CsGAPDH基因在‘早二N’的根、茎、叶中均有表达,根和叶中原始表达量高于茎,在涝胁迫4h后均诱导表达,根中诱导表达量上调幅度最大,为初始表达量的4倍。CsGAPDH属于黄瓜涝胁迫响应基因,在缓解涝胁迫伤害过程中可能具有重要的调控作用。     

茄子SmNAC1 基因的克隆与表达分析

 以茄子幼苗为试材,利用cDNA 末端快速扩增（RACE）技术获得SmNAC1 基因全长,并利 用RT-qPCR 技术检测该基因在GA、4 ℃低温、NaCl 处理下的时空表达。结果显示：SmNAC1 全长序列 1 279 bp,开放阅读框为909 bp,编码302 个氨基酸,推测其蛋白质分子量约35.04 kD;SmNAC1 含有 NAC 家族的N 端保守域,与番茄、马铃薯同源性高达90%。SmNAC1 受GA、低温和高盐诱导,表达上 调,但在根、茎、叶中的表达量有差异,在根中表达水平整体高于茎和叶中,显示SmNAC1 在根中优势 表达,且短时间（0.5 ~ 1 h）相对表达量较高,而在茎和叶中应答相对迟缓,且叶中表达水平趋于稳定。 可见SmNAC1 可能参与了茄子对外源GA 诱导的响应及对低温、高盐胁迫的耐受调节过程。     

茎瘤芥AP2/EREBP 转录因子基因BjABR1 的克隆和表达分析

 以茎瘤芥（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）‘永安’为材料,通过RACE 和RT-PCR 技术得到1 个AP2/EREBP 转录因子基因的cDNA 全长序列和基因组DNA（gDNA）序列,该基因与拟南 芥AtABR1 基因的氨基酸序列相似性高达72%,因此命名为BjABR1（GenBank 登录号：JQ713825.1）。BjABR1 基因gDNA 序列含1 个内含子;cDNA 序列全长1 514 bp,含有1 个1 146 bp 的开放阅读框（ORF）,编 码381 个氨基酸;其推定编码的蛋白分子量为41.674 kD,等电点为9.11,具有14 个磷酸化位点,含1 个典型的AP2 DNA 结合域和1 个CMX-1 基序。洋葱表皮细胞的瞬时表达显示,BjABR1 蛋白定位于细 胞核。荧光定量PCR 分析结果表明,该基因在茎瘤芥不同发育时期的根、茎、叶中均有表达,但在根中 表达量极高;在对茎瘤芥组培幼苗进行高盐、渗透压和低温3 种非生物胁迫处理后发现,3 种胁迫均能诱 导该基因表达,但其对高盐的响应更为迅速。     

南瓜热激蛋白相关基因CmHSP70-5 的克隆和高温胁迫下的表达分析

基于南瓜基因组序列，采用PCR 的方法从南瓜cDNA 中克隆1 个热激蛋白相关基因，命名为CmHSP70-5，采 用生物信息学方法分析该基因编码的蛋白与其同源蛋白的系统发育关系，利用荧光定量PCR 研究南瓜幼苗在高温胁迫下 CmHSP70-5 基因的表达量。结果表明：CmHSP70-5 基因全长1 953 bp，其编码的CmHSP70-5 蛋白与拟南芥AtHSP70-5 的亲缘关系最近。未经高温处理时CmHSP70-5 基因在根中的表达量要显著高于茎和叶。在高温胁迫下，根、茎、叶中 CmHSP70-5 基因均呈现上调表达，均在处理后3 h 表达量达到最大，说明CmHSP70-5 基因的表达与南瓜高温胁迫有关。     

茶树脂肪酸去饱和酶家族基因的克隆与表达分析

以茶树品种‘铁观音’为试材,利用RT-PCR技术克隆得到5个脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase,FAD）家族基因的cDNA序列,分别命名为CsFAD2-2、CsFAD3、Δ7-CsFAD、Δ8-CsFAD和CsFAB2,其编码序列长度1 137 ~ 1 320 bp。系统发育与基序分析结果表明,茶树FAD成员来自4个亚家族,即ω3/ω6-FAD亚家族、Δ7/Δ9-FAD亚家族、Front end FAD亚家族和FAB亚家族。同一亚家族成员的保守基序一致,而不同亚家族的保守基序存在较大不同。荧光定量PCR结果表明,5个CsFAD家族基因都显著响应低温诱导,Δ8-CsFAD对低温胁迫响应最强烈,表达水平上调千倍;外源ABA处理后,除CsFAD3外,其他4个CsFAD基因的表达均上调2倍以上;干旱胁迫下,5个CsFAD中CsFAD2-2、Δ7-CsFAD和Δ8-CsFAD表达水平都上调1.5倍以上,其中Δ8-CsFAD的表达上调最大,达5.5倍,而CsFAD3和CsFAB2的表达受到干旱处理抑制显著下调。克隆并分析Δ8-CsFAD启动子,发现存在多种与逆境胁迫响应相关的顺式元件。烟草亚细胞定位观察表明Δ8-CsFAD定位于细胞膜。根据上述结果推测5个CsFAD可能参与茶树抗逆响应,尤其是Δ8-CsFAD,可能通过调控茶树细胞膜不饱和脂肪酸的合成进而影响茶树的抗逆性。     

茶树CsAIL的克隆及在不同休眠阶段的表达分析

从茶树不同休眠状态腋芽转录组中筛选出一条差异表达基因,经全长克隆和同源性分析证实该基因为与多年生植物休眠的形成和解除密切相关的AINTEGUMEN-LIKE(AIL)的同源基因,命名为CsAIL。生物信息分析表明,该基因包含1个1 872 bp的开放阅读框,编码623个氨基酸。编码的蛋白质分子质量为69.2kD,理论等电点为6.6,是一种非分泌性蛋白;该蛋白有两个保守的AP2结构域,是植物中特有的广泛参与生长发育调节的AP2亚家族成员。亚细胞定位预测CsAIL蛋白不存在于叶绿体或者线粒体中,可能定位于其他细胞器;经同源性分析,在‘云抗十号’和‘舒茶早’全基因水平上分别鉴定了11个和12个AIL同源基因。系统进化树及序列保守性分析显示,Cs AIL与‘云抗十号’CSA001743.1和‘舒茶早’TEA027750.1的进化关系最近,与已知的拟南芥AIL蛋白处于不同分支,但具有典型的保守结构域和已知的重要氨基酸位点。启动子序列分析显示该基因可能受生理节律、光及多种激素等信号共同调控。CsAIL在茶树顶芽、腋芽和茎中的表达量较高,叶片中较低,花中几乎不表达。在茶树冬季类休眠和生理休眠阶段,该基因的表达量在叶和越冬芽中均逐渐下调并维持在较低水平;在生态休眠及萌动阶段显著上调。分析其可能的下游调控基因CsCYCD3.2和CsCYCD6.1的表达,二者与Cs AIL的表达模式高度一致,与越冬芽的休眠状态存在高度关联。本研究表明,CsAIL可能是参与茶树休眠调控的关键基因,与CsCYCDs共同在茶树年休眠—生长循环中发挥作用。     

苹果BR信号转录因子基因MdBZR1的克隆及表达分析

从矮化苹果砧木Malling 9（M9）中分离1个BR信号转录因子BRASSINAZOLE-RESISTANT 1（BZR1）基因,命名为MdBZR1,其开放阅读框为888 bp,编码295个氨基酸,有5个保守结构域：核定位信号结构域NLS（MARRKPSWRERENNRRTERRR）、氮（N）端结构域（NLPKHCDNNEVLKALCLQ AGWTVEDDGT）、BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 2（BIN2）磷酸化结构域（STKISPYSSLNPSPIPS YOVSPSSSSYPSPTR）、PEST结构域（PTAATIPECDESDASTVDSGQ）和碳（C）端保守结构域（VKPWIGEK IHEVGLDDLELTLGNGKA）。系统进化树分析显示,MdBZR1与美国National Center for Biotechnology Information（NCBI）数据库中注释的苹果BZR1基因亲缘关系最近。MdBZR1在M9不同组织均有表达,在顶梢中的表达水平最高;外源BR和生长素处理促进苹果幼苗（M9和平邑甜茶）株高增长,MdBZR1表达量增加;GA处理虽也促进株高增长,但对MdBZR1的表达影响不显著。此外,半矮化砧穗组合长富2号/MM106和乔化砧穗组合长富2号/长富2号接穗中MdBZR1的表达量明显高于矮化砧穗组合长富2号/M9。因此,MdBZR1很可能对苹果树株高具有重要调控作用。     

菊花脂肪酸脱饱和酶基因CmFAD7的克隆与表达分析

以秋菊（Chrysanthemum morifolium Ramat.）抗寒品种‘星光灿烂’为材料,利用RT-PCR和RACE方法从叶片中克隆了ω-3脂肪酸去饱和酶基因,命名为CmFAD7,GenBank登录号为KC567246。该基因cDNA 全长1 284 bp,编码428个氨基酸,相对分子量为48.98 kD,等电点为9.07,编码的氨基酸序列与高山还阳参同源性最高（84%）。该蛋白含有?12-FADs保守结构域和3个跨膜螺旋,N端含有一段叶绿体转运肽,属于膜脂肪酸去饱和酶超级家族。采用实时荧光定量PCR和气相色谱法研究低温胁迫下叶片和根系中CmFAD7的表达量及脂肪酸含量变化,CmFAD7在根系和叶片中均有表达,叶片中的表达量高于根系。根系中5 ℃时表达量最高,叶片中–4 ℃时最高,在–8 ℃时叶片和根系表达量均较低;随着处理温度的降低,叶片中C18:3含量呈逐渐上升趋势,根系中变化不明显。结果表明,菊花CmFAD7与抗寒性有关,低温条件下不同器官的表达量有较大差异。     

野生毛葡萄水通道蛋白基因VhPIP1的克隆及其在干旱胁迫下的表达分析

采用RT-PCR和RACE技术从中国野生毛葡萄（Vitis heyneana）‘花溪–9’根中克隆得到1个质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic proteins,PIPs）类的水通道蛋白基因,命名为VhPIP1（登录号为KM026528）。该基因cDNA全长为1 087 bp,包含1个858 bp的完整开放阅读框,编码286个氨基酸。氨基酸序列分析表明,VhPIP1含有水通道蛋白家族高度保守的两个NPA（Asn-Pro-Ala）单元和6个跨膜区,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致。实时荧光定量RT-PCR分析表明,VhPIP1在野生毛葡萄根、茎、叶中均有表达,在根中的表达量最高,叶片中最少。干旱胁迫下,抗旱性强的毛葡萄‘花溪–9’VhPIP1的表达量随着胁迫时间的延长先增加后降低,而不抗旱的欧亚种‘红地球’VvPIP1的表达量呈下降的趋势。与不抗旱的‘红地球’相比,干旱胁迫下极抗旱的‘花溪–9’较高的VhPIP1转录水平对应较高的叶片相对含水量,同时对应较低的根系细胞膜相对透性。VhPIP1的表达丰度与毛葡萄抗旱性密切相关。     

柑橘CjGH3.4和CjGH3.7基因的生物信息学分析及表达分析

以资阳香橙（Citrus junos Sieb. ex Tanaka）为材料,基于柑橘全基因组对两个生长素酰胺合成酶基因GH3（Gretchen Hagen 3）,即CjGH3.4和CjGH3.7进行生物信息学分析及表达分析。结果表明：CjGH3.4的开放阅读框（ORF）长度为1 830 bp,编码609个氨基酸;CjGH3.7的ORF为1 800 bp,编码599个氨基酸。基因结构分析显示CjGH3.4含有两个内含子,CjGH3.7含有3个内含子。通过比对发现,这两个基因编码的蛋白序列与拟南芥、水稻、大豆、杨树等具有的较高的同源性,相似度可达66% ~ 81%。CjGH3.7主要在叶组织中表达,CjGH3.4在根和叶组织中表达均较高,且叶高于根。在根和叶组织中,CjGH3.4和CjGH3.7均受低温、高盐以及PEG胁迫诱导,表明其参与了柑橘逆境响应过程。CjGH3.4和CjGH3.7在叶中受到ABA、ACC、MeJA和SA等诱导,在根中却受到抑制,呈现相反的表达模式。     

蜡梅小GTP结合蛋白基因CpRAC1的克隆及表达分析

以‘小樱桃’文心兰为材料克隆了铁氧还蛋白氧化还原酶（FNR）两种类型基因RFNR（Root-type Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase）和LFNR（Leaf-type Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase）。生物信息学分析表明,RFNR与LFNR都属于FNR-like超家族,具有黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide,FAD）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide,NAD）功能结合域,在进化过程中比较保守;两种类型的FNR在氨基酸组成、蛋白结构和构型方面存在明显差异,RFNR比LFNR有更强的保守性。FNR蛋白亚细胞定位结果表明文心兰FNR蛋白都定位于叶绿体。实时荧光定量PCR分析表明,LFNR和RFNR具有器官表达特异性：LFNR更多地在叶中表达,RFNR更多地在根中表达;在软腐病胁迫下LFNR下调响应,RFNR上调响应;两种类型的FNR在盐胁迫以及高温胁迫处理时上调响应,但RFNR响应较快且强度更大;LFNR和RFNR在水杨酸（salicylic acid,SA）处理时轻微波动,茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）处理时呈现单峰反应。文心兰两种类型的FNR基因在不同类型的胁迫中显示相似的和有区别的表达特性,表明其具有不同的胁迫响应分子机理。     

湖北海棠MhWRKY40b 在几种胁迫下的表达分析

 为了分析WRKY40抗病抗逆作用,以湖北海棠[Malus hupehensis（Pamp）Rehd.]为试材,利用特异引物进行RT-PCR基因克隆,利用实时荧光定量PCR方法分析组织中基因的表达及低温、高盐、干旱、PEG6000胁迫和外源IAA、ABA处理对基因表达的影响。结果表明,克隆到的片段长度为1 240 bp,包含一个完整的开放阅读框,长999 bp,编码333个氨基酸。该基因与拟南芥AtWRKY40同源,故命名为MhWRKY40b,GenBank登录号为JX112913。基因表达分析表明,MhWRKY40b在根、茎、叶等组织均有表达,其中在花萼、花辨、果实中表达量较高。该基因明显受低温、高盐、干旱胁迫诱导表达,最高相对表达量可达20倍以上;而受PEG、苹果白粉病菌及外源ABA和IAA轻微诱导,最高相对表达量在10倍以下。MhWRKY40b除了在抗白粉病方面与AtWRKY40具有相似功能外,可能还在湖北海棠的抗寒、抗盐、抗旱过程中起到比较重要的作用。