光皮桦BBX类基因BlCOL13的克隆与表达分析

利用RACE、RT-PCR以及基因组步移技术克隆得到光皮桦BlCOL13全长cDNA（GenBank登录号：KP663425）、全长DNA及其启动子序列。该基因DNA全长2 808 bp,具有4个外显子,3个内含子;cDNA全长1 370 bp,包含1 140 bp的开放阅读框,编码含379个氨基酸的蛋白。BlCOL13蛋白N、C端分别有两个B-box和一个CCT结构域,属于典型的BBX蛋白。以拟南芥中BBX蛋白的分类为参照,通过聚类分析表明BlCOL13属于Ⅱ型BBX蛋白;克隆得到的BlCOL13启动子序列长685 bp,含有多个与成花、光响应、激素信号转导以及逆境胁迫相关的顺式作用元件。亚细胞定位试验结果表明该基因主要在细胞核中表达。不同组织中该基因都有一定程度的表达,但在雄花中表达量最高。低温、干旱、ABA和盐胁迫等非生物逆境都在一定程度上诱导BlCOL13的表达,盐胁迫的影响最为明显,表明该基因在光皮桦逆境响应中可能发挥比较重要的作用。     

菜薹抽薹相关基因BrcuDFR-like/BrcuAXS 的克隆与表达特性分析

 为了预测抽薹相关基因BrcuDFR-like/BrcuAXS 的功能,通过PCR 和RACE 的方法克隆了菜薹BrcuDFR-like/BrcuAXS 基因的cDNA 和gDNA 全长序列。结果表明：该基因编码区全长1 332 bp,编码312 个氨基酸残基。对应的gDNA 全长为2 460 bp,含有8 个外显子和7 个内含子,内含子总长为1 042bp,其中第3 个内含子最长,为401 bp。内含子中含有多个基本转录元件和顺式作用元件,如光应答元件、赤霉素响应元件、参与抗性和胁迫应答元件、热响应元件、WRKY 转录因子的结合位点及干旱胁迫元件MYB 转录因子结合位点等。利用半定量RT-PCR 分析表达模式,发现BrcuDFR-like/BrcuAXS 随菜薹花芽形态逐步建成直至抽薹开花,其表达量逐渐增强,与其它物种DFR-like 基因的表达模式更吻合,由此预测该基因在菜薹生长发育阶段编码DFR-like 酶的可能性大于编码AXS 的可能性,其功能可能与菜薹营养分生组织向花分生组织转变有关。     

葡萄转录因子VpSBP12的克隆及功能分析

以华东葡萄‘白河-35-1’为试材,依据葡萄全基因组数据库(http://www.genoscope.cns.fr),利用同源序列比对结果设计引物,克隆获得VpSBP12基因的DNA和cDNA序列,并分析其序列特征和表达特性,以期阐明其在葡萄抗盐胁迫中的作用,为葡萄抗逆育种提供参考依据。结果表明:VpSBP12基因DNA全长2 907bp,其中含有3个外显子和2个内含子;该基因的完整开放阅读框序列全长1 137bp,编码379个氨基酸,其中包括一个含有双向核定位信号的高度保守SBP结构域。经过亚细胞定位和转录活性分析表明,该基因可以定位到核里,且具有转录激活活性。构建过量表达载体将VpSBP12转化拟南芥后发现,转基因株系在盐胁迫培养基上的萌发率及根长显著高于野生对照。表明VpSBP12基因在拟南芥中的过量表达提高了植株的抗盐胁迫的能力。     

翠冠梨PG基因家族两成员的克隆及其表达与货架期果实软化的关系

以早熟砂梨翠冠果实为材料,克隆了多聚半乳糖醛酸酶（PG）基因家族中的两成员功PGj和PpPG2。PpPGI cDNA序列全长1793bp,开放阅读框为287-1666bp,DNA序列长2757bp,包括8个外显子和7个内含子,编码一个含有459个氨基酸残基的蛋白,预测的等电点（pI）为8．47,估计的相对分子质量为49...     

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。     

草莓FaWRKY31的克隆、亚细胞定位及表达特性分析

为明确草莓FaWRKY31的序列特征、表达特性和亚细胞定位情况,通过同源克隆的方法从八倍体草莓‘红颜’中得到3条长度为1 644 bp、1条长度为1 669 bp的cDNA序列和两条长度约为2 000bp的启动子序列。生物信息学分析表明:长度为1669bp的FaWRKY31-like因插入了一段25bp的短序列导致开放阅读框提前终止,缺失了WRKY结构域和C2H2锌指结构。启动子的序列分析结果表明:FaWRKY31与森林草莓FvWRKY31的启动子序列存在较大差异,相似性仅为70%,FaWRKY31的启动子序列发生了多个片段的缺失和插入,可能导致其与森林草莓FvWRKY31有不同的诱导特性。qRT-PCR结果表明:FaWRKY31在草莓的根、茎、叶、花及果实中均有表达,根中的表达量最高,全红期果实中的最低。FaWRKY31能同时响应红光和蓝光的调控,抑制其在草莓果实中的表达。此外,FaWRKY31能在不同程度上响应低钾、低磷、低温、ABA、盐害、干旱这6种非生物胁迫,且低温、ABA及干旱都显著抑制FaWRKY31的表达。亚细胞定位结果显示FaWRKY31蛋白定位于细胞核内。     

杜梨类钙调磷酸酶B亚基蛋白基因PbCBL2的克隆和功能初探

 类钙调磷酸酶B亚基蛋白（Calcineurin B-like protein,CBLs）是植物中一类重要的钙离子传感器,参与调控植物生长发育及逆境胁迫响应过程。为了探明杜梨CBLs家族成员PbCBL2的序列特征和表达模式,以杜梨（Pyrus betulaefolia Bunge）幼苗为试材,运用EST搜索结合RACE技术、染色体步移法对PbCBL2的cDNA、DNA和启动子进行克隆,采用半定量RT-PCR和原核表达研究该基因在非生物胁迫下的表达模式。结果表明,PbCBL2基因cDNA序列长681 bp,编码一个含有226个氨基酸残基的蛋白。基因组DNA序列长1 927 bp,包括8个外显子和7个内含子,启动子序列包含光反应元件、厌氧诱导必需顺式作用元件、赤霉素反应元件和水杨酸响应顺式作用元件。PbCBL2编码的多肽具有植物类钙调磷酸酶B亚基蛋白结合Ca²⁺所必需的4个EF手型结构和1个典型的植物钙调磷酸酶A亚基结合位点。未经处理的杜梨幼苗（对照）根和叶中未检测到PbCBL2的表达,PbCBL2的表达受NaCl、PEG6000、甘露醇和ABA诱导上调。PbCBL2转入大肠杆菌BL21（DE3）后,能够明显减轻NaCl、甘露醇和PEG6000对该菌株的生长抑制。PbCBL2基因具备植物CBLs基因家族的固有特征,对盐碱、干旱、渗透胁迫和ABA处理均存在转录响应,大肠杆菌转入该基因后能够提高对盐胁迫和渗透胁迫的耐受能力。     

西瓜bHLH转录因子家族基因的鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

利用生物信息学方法,在西瓜测序基因组97103中共鉴定出96个bHLH家族成员,其中有94个可以被定位到西瓜的11条染色体上。通过基因结构和结构域序列保守性的预测,发现这些基因的序列长度和内含子数量变化很大,但bHLH结构域序列比较保守。用拟南芥中39条已知的bHLH蛋白序列和西瓜的96条bHLH蛋白序列构建系统发育树,结果显示西瓜的bHLH家族可以进一步被分为11个亚族。运用荧光定量实时PCR技术,分析了该家族中21个基因在西瓜响应非生物胁迫时的表达水平,结果表明,8个基因受低温胁迫诱导表达,13个基因受ABA胁迫诱导表达,14个基因受盐胁迫诱导表达。ClabHLH41在3种胁迫下表达量均显著增加,说明其在低温、ABA和盐胁迫应答中可能发挥着重要作用。     

菜薹蛋白精氨酸甲基转移酶基因BrcuPRMT5的克隆及表达分析

以‘油青49’和‘油青甜菜薹80’菜薹茎尖为材料,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得组蛋白甲基转移酶基因Brcu PRMT5的全长cDNA和gDNA序列。BrcuPRMT5 cDNA序列全长为2 117 bp,其中完整开放阅读框为1 929 bp,编码642个氨基酸,相对分子量为71.55 kD,理论等电点(p I)为5.87;多序列比对结果表明,Brcu PRMT5编码的氨基酸序列含有高等植物PRMT5基因1个高度保守的结构域;系统发育分析结果显示与大白菜、油菜及甘蓝的亲缘关系最近;亚细胞定位软件分析得知,Brcu PRMT5蛋白无跨膜区域,可能定位于线粒体中;对应的gDNA全长为4 151 bp,含有23个外显子和22个内含子,最长的外显子长度为140 bp,内含子的长度范围为50~150 bp。利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术分析基因的表达,BrcuPRMT5在菜薹不同组织中均有表达,其中在花中表达量最高,叶次之,根中最低;BrcuPRMT5从苗期至完全抽薹开花期的表达量呈现上升趋势。BrcuPRMT5在菜薹花发育过程中可能起一定的调控作用。     

甘蓝自交不亲和信号传导中SRK 结合蛋白基因THL1 的克隆与序列分析

 采用PCR 和RT-PCR 技术, 从甘蓝基因组和柱头总RNA 中扩增获得了719 bp 的硫氧还蛋白(THL1) 的全长基因序列和430 bp 的cDNA 序列。序列分析首次表明, 克隆的THL1 基因全序列有两个内含子, cDNA 序列编码117 个氨基酸。     

茶树CsSPMS基因全长cDNA克隆和时空表达分析

为探究精胺合成酶（spermine synthase,SPMS）与茶树（Camellia sinensis）耐寒性的关系,以茶树品种‘迎霜’为试验材料,利用简并引物PCR扩增技术结合5′/3′RACE方法,获得与低温胁迫相关的CsSPMS片段cDNA全长序列（GenBank登录号为KJ580429）。该序列全长1 374 bp,包含1 113 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码371个氨基酸,预测分子量41.28 kD;构建亚细胞定位载体pJIT166-GFP/SPMS,亚细胞定位结果显示CsSPMS定位在细胞核上。荧光定量PCR分析表明CsSPMS在根、茎、叶、芽、花和果中都有表达,在根、茎中表达量较高;低温胁迫处理下不同组织CsSPMS的表达量,在叶片中2 h达到峰值,而在根中12 h达到高峰;在低温条件下4个茶树品种的耐寒性与CsSPMS表达量密切相关。     

苹果MdMYB2基因对非生物胁迫的响应

为阐明苹果(Malus×domestica)R2R3-MYB转录因子基因MdMYB2在非生物胁迫条件下的生物学功能,对MdMYB2的启动子序列进行分析,发现其含有非生物胁迫相关顺式作用元件,且MdMYB2的表达量受外源ABA、聚乙二醇(PEG)和4℃低温的诱导。在不同处理对MdMYB2过表达拟南芥植株和MdMYB2过表达苹果愈伤组织的试验中发现,外源ABA处理抑制了MdMYB2转基因拟南芥种子的萌发,且转基因幼苗提高了对ABA的敏感性、耐旱性和抗冷性。同时,过表达MdMYB2的苹果愈伤组织也表现出对ABA敏感、耐旱和抗冷的表型。以上结果说明MdMYB2在植物的逆境胁迫响应中发挥重要作用。     

柑橘CsTBL1启动子的克隆及其在转基因拟南芥中的活性分析

以奥林达夏橙[Citrus sinensis(L.)‘Olinda’]为材料,克隆了CsTBL1基因编码起始位点上游长度为2 361 bp的启动子序列。生物信息学预测表明,该启动子中含有多个与逆境应答相关的顺式作用元件。为进一步分析CsTBL1启动子的功能,构建了该基因启动子与GUS基因融合的植物表达载体,并用浸花法转化拟南芥,对T3代转基因拟南芥进行GUS活性染色。结果显示,CsTBL1启动子在1～3 d龄幼苗所有组织中的活性都非常强,在7～20 d龄幼苗的子叶和根中的活性仍然较强,但在下胚轴中基本检测不到活性。在50 d龄幼苗中,只在叶、茎的毛状体以及还在生长的根中检测到GUS活性。转基因植株的GUS表达受到1–氨基环丙烷–1–羧酸(乙烯合成前体,ACC)、脱落酸(ABA)、甲基茉莉酸(MeJA)和水杨酸(SA)诱导。上述结果表明CsTBL1可能在植物发育和抗外界逆境胁迫中起到非常重要的作用。     

柑橘转录因子基因CitMYB22的分离、表达及亚细胞定位分析

以‘资阳’香橙(Citrus junos‘Ziyang’)为材料,利用RT-PCR技术,分离到1个MYB基因,CitMYB22。比对分析发现,CitMYB22含有两个内含子,开放阅读框(ORF)为696 bp,可编码231个氨基酸残基的多肽。氨基酸聚类和结构分析表明,CitMYB22属于MYB类转录因子家族中的R2R3-MYB亚家族。进化树分析表明,CitMYB22与拟南芥参与逆境响应的R2R3-MYB亚家族成员At MYB15的同源性最高。克隆CitMYB22的ATG上游2 500 bp内启动子顺式元件,预测其含有多个与植物逆境和激素应答相关的顺式作用元件,如HSE、SARE和MBS等。亚细胞定位结果显示CitMYB22蛋白定位在细胞核中。实时定量结果表明,CitMYB22在叶、花中的表达量明显高于根和幼果,且在外源脱落酸、水杨酸、甲基茉莉酸、1–氨基环丙烷基羧酸以及高盐、脱水和4℃低温等非生物逆境胁迫下,均被诱导上调表达,推测CitMYB22可能与‘资阳’香橙的抗逆性相关。     

糙皮侧耳凝集素基因Plectin的克隆和表达分析

基于cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了两个糙皮侧耳凝集素基因Plectin1和Plectin2。结构分析显示Plectin1和Plectin2基因全长分别为1 371和1 359 bp,二者均含有5个外显子和4个内含子;Plectin1开放阅读框长1 134 bp,编码377个氨基酸,Plectin2开放阅读框长1 122 bp,编码373个氨基酸。Southern杂交试验证实Plectin1和Plectin2在糙皮侧耳基因组中均只有1个拷贝。利用qRT-PCR分析了Plectin1和Plectin2在糙皮侧耳不同生长阶段的表达量,结果显示Plectin1和Plectin2分别在成熟子实体阶段和幼嫩子实体阶段表达量最高,这表明Plectin1和Plectin2基因可能在糙皮侧耳子实体生长发育中起到一定的调控作用。     

茉莉花香气相关基因JsDXS及其启动子的克隆与表达分析

以双瓣茉莉花瓣为材料,采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,获得茉莉花香气形成限速酶即5–磷酸脱氧木酮糖合成酶（Deoxyoxylulose-5-phosphate synthase,DXS）基因（命名为JsDXS）;采用染色体步移技术获得该基因的启动子序列;采用实时荧光定量PCR技术检测该基因在花瓣发育过程中的表达动态。结果表明,JsDXS全长cDNA 为2 505 bp,其中ORF（Open Reading Frame）为2 145 bp,编码714个氨基酸,含有TPP-DXS、TPP-PYR-DXS-TK-like和Transketolase C等保守功能结构域;分离得到JsDXS基因上游调控序列745 bp,其含启动子核心元件TATA-box及T/GBOXATPIN2（茉莉酮酸酯相关元件）、CIACADIANLELHC（生物钟相关元件）、MYCCONSENSUSAT（低温相关元件）等与花香形成相关的重要顺式作用元件;荧光定量PCR分析表明,该基因在18：00时表达量较低,随着时间的推移逐渐上调,到夜间22：00时表达量达到最高,逐渐又出现下调的趋势,直至凌晨2：00时表达量降到最低,说明该基因的表达受生物钟的控制。     

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。