青花菜BoBURP2基因的克隆与表达分析

BURP是植物特有蛋白,在生长发育和抗逆反应中起着重要作用。本研究以青花菜为材料,利用PCR克隆到1个BURP基因,命名为BoBURP2。测序结果表明,BoBURP2的基因组DNA全长为1 218bp,具1个内含子,编码区全长为840bp,编码279个氨基酸;序列比对结果表明,该基因与BURP家族成员RD22具有较高的同源性。系统发育分析结果表明,BoBURP2与甘蓝、芜菁和甘蓝型油菜的同源序列相似性最高,在发育树上聚为一组,与醉蝶花的相似性最低,亲缘关系最远。RT-PCR结果表明,BoBURP2的表达受NaCl和干旱胁迫的诱导,表达量分别在24h和48h时达到最大值,暗示该基因与这2种逆境响应相关。青花菜BoBURP2的克隆与表达分析,为后续基因功能的鉴定和抗逆分子育种奠定了基础。     

葡萄风信子黄酮醇合酶基因克隆和表达分析

以葡萄风信子‘亚美尼亚’的根、茎、叶、花为材料,采用RT-PCR技术克隆得到一条FLS基因,命名为MaFLS2。生物信息学分析表明,该基因cDNA全长为1 152 bp,含有完整的开放读码框1 056 bp,编码353个氨基酸,MaFLS2蛋白是一种亲水性蛋白,氨基酸序列含有典型的DIOX_N结构域(2-酮戊二酸-双加氧酶活性的N端区域)和2OG-FeII_Oxy超家族结构域,属于2-酮戊二酸-双加氧酶(2-ODDs)蛋白家族。实时定量PCR结果显示,MaFLS2基因在蓝白葡萄风信子中的表达存在组织特异性,蓝色品种‘亚美尼亚’中在花蕾未着色时表达量最高,而白色品种‘白丽人’在根中表达量最高, 在花发育的不同阶段,MaFLS2基因在‘亚美尼亚’中的表达峰值出现在花蕾未着色时期,基因表达总体呈现出先降低后升高再降低的趋势,而在‘白丽人’中的表达峰值出现在转色中期,总体呈现出先升后降的趋势。研究结果为开展单子叶植物花色育种提供了理论依据。     

羽衣甘蓝β-胡萝卜素羟化酶基因的克隆及表达分析

以羽衣甘蓝(Brassica oleracea L. var. acephala)为试验材料,采用同源克隆和RT-PCR技术,克隆得到羽衣甘蓝β-胡萝卜素羟化酶的cDNA全长,命名为BoBCH(GenBank登录号为MH016242)。序列分析表明,该cDNA序列长906 bp,编码301个氨基酸,分子量33.8 ku,理论等电点为9.67。保守结构域分析表明,BoBCH属于FA_hydroxylase蛋白超家族。系统发育分析结果表明,羽衣甘蓝与结球甘蓝处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和Wolf-Psort进行跨膜区分析及亚细胞定位,结果表明BoBCH蛋白有4个跨膜区域,可能定位于叶绿体中发挥作用。qRT-PCR检测结果表明,BoBCH在紫叶羽衣甘蓝DH系D07的根、茎、叶中均有表达,在叶片中表达量最高,茎次之,根中表达量最低;不同发育时期的检测结果表明,BoBCH在观赏期叶片中表达最高,在幼苗期和莲座期表达水平较低。     

青花菜P450CYP79F1全长克隆、表达及其与不同器官中莱菔硫烷含量的相关性分析

【目的】克隆青花菜细胞色素家族P450CYP79F1,分析其序列特征,阐明其在不同发育时期器官中的表达情况及其与莱菔硫烷含量的关系,为进一步揭示莱菔硫烷合成机理提供科学依据,为青花菜品种改良和新品种选育奠定基础。【方法】通过5′和3ˊ端RACE克隆技术获得青花菜CYP79F1全长序列,利用DNAMAN 6.0进行基因拼接、氨基酸序列分析和蛋白二级结构预测,结合在线分析程序和软件进行基因和编码蛋白生物信息学分析;利用荧光定量PCR技术研究CYP79F1在不同发育器官中的表达情况;结合HPLC方法测定各相应时期器官中莱菔硫烷含量,包括青花菜发育时期的根、茎、叶,成熟花球,抽薹期花蕾（顶端蕾、成熟蕾、开花前1 d的蕾和花）和种子;对CYP79F1表达量与和莱菔硫烷含量进行相关性分析。【结果】获得了CYP79F1全长序列,GenBank登录号为MG012890,该基因全长2 014 bp,包含一个1 620 bp的开放读码框（ORF）,编码540个氨基酸;编码的蛋白与甘蓝、白菜、芥蓝和油菜等同源蛋白的相似性均在95%以上;生物信息学分析表明该基因编码的酶蛋白有2个信号肽和2个跨膜结构域,为亲水性稳定蛋白,Wolf Psort预测其亚细胞定位于细胞质中;CYP79F1在根和茎中的表达量较高,叶中表达量最低,在花器官发育时期,自顶端蕾到花发育过程中呈现逐渐降低的表达趋势,种子中该基因表达量与花处于同一水平。Pearson相关性分析显示,青花菜发育时期的根、茎、叶、成熟花球、抽薹期花蕾和种子中莱菔硫烷含量与CYP79F1表达量无显著相关关系,但抽薹期花蕾自顶端花蕾到花中莱菔硫烷生成量与CYP79F1表达量呈显著正相关关系（R=0.96,P<0.05）,CYP79F1在调控莱菔硫烷的生成方面起重要作用,尤其是在生殖器官花蕾的发育过程中,能够显著上调莱菔硫烷的生成量。【结论】CYP79F1在青花菜不同发育器官中对莱菔硫烷的生成发挥着重要调控作用,可能与青花菜不同器官中莱菔硫烷含量多样性密切相关。     

沙柳SpsNAC042基因克隆及逆境表达分析

采用同源克隆的方法获得沙柳SpsNAC042基因，通过生物信息学分析、组织特异性表达分析、逆境表达分析。结果表明，SpsNAC042基因的开放阅读框序列长度为900 bp，共编码299个氨基酸，测定为亲水性不稳定蛋白。组织特异性表达分析得出花中的基因相对表达量最高，幼叶、茎9~15节间、根、成熟叶的表达量依次降低，茎尖的表达量最低。SpsNAC042基因在干旱处理下与对照组相比整体呈增长趋势，并在8 h处达到最高；在低温处理下，基因表达量迅速积累，在2 h处达到最高，然后维持在较低水平表达；在盐和高温处理下SpsNAC042基因缓慢积累，后期迅速增高，最终在24 h处达到最高。研究表明SpsNAC042基因参与逆境应答反应，为深入开展沙柳NAC基因对生物和非生物胁迫应答研究提供了参考价值。     

蓝莓鲨烯合酶基因的克隆与表达分析

鲨烯合酶基因(SQS)在植物三萜类化合物合成途径中起着重要作用,是上游代谢通路中的关键基因。本研究采用RT-PCR技术从‘喜来’蓝莓根中克隆得到VcSQS基因,序列全长1 489 bp,序列分析结果表明,其含有1 242 bp的开放阅读框,编码413个氨基酸。氨基酸同源序列分析表明,蓝莓与其它物种SQS蛋白氨基酸序列相似性很高,与山茶科的茶相似性最高,达90.58%,与葡萄相似性达87.92%。荧光定量试验结果表明,SQS基因在蓝莓叶中的表达量最高,芽中的最低。     

Na~+/H~+逆向转运蛋白基因在甜瓜不同品种中的表达

Na＋/H＋逆向运输蛋白基因在植物耐盐性方面起着极为重要的作用。根据同源基因保守序列设计引物,通过RACE方法从甜瓜中克隆了Na＋/H＋逆向转运蛋白基因,命名为CmNHX1（FJ843078）。序列分析表明,该基因全长2 534bp,开放读码框为1 659bp,编码553个氨基酸多肽。氨基酸同源性分析表明该蛋白与液泡型Na＋/H＋逆向转运蛋白的亲缘关系较近,与质膜型Na＋/H＋逆向转运蛋白的亲缘关系较远。RT-PCR表达分析结果表明,CmNHX1在甜瓜根茎叶中均有表达,而且随着NaCl浓度和处理时间的增加,在根中表达持续增强,叶片中表达持续下降。耐盐品种‘金辉’根、茎和叶中的CmNHX1表达均高于盐敏感品种‘天仙’根、茎和叶中的表达。有趣的是在根中的表达,CmNHX1相对表达量在‘金辉’中是‘天仙’的2倍。CmNHX1在盐敏感酵母突变体中表达可以提高转化子对NaCl的耐受性,说明CmNHX1具有转运Na＋的功能。研究结果表明CmNHX1是一个液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白,在甜瓜盐胁迫过程中起着重要作用。     

杉木磷转运蛋白ClPht1;2基因克隆与表达特性分析

磷酸转运蛋白PHT1家族是介导植物磷素吸收与转运分配的重要基因家族。从第3代杉木优良无性系洋061中克隆获得1个杉木磷转运蛋白ClPht1;2，并对不同程度磷胁迫下ClPht1;2的时空表达进行分析，为了解杉木磷转运蛋白基因结构和功能表达奠定基础。以转录组测序获得的ClPht1;2核心序列为基础，以杉木洋061无性系根系cDNA克隆为模板，利用cDNA末端快速扩增技术（RACE）克隆目的基因的全长，采用实时荧光定量PCR技术，检测了杉木洋061无性系在不同组织中ClPht1;2的表达，以及磷饥饿诱导3、10、25 d下ClPht1;2在根中的表达量变化。克隆得到1个杉木PHT1家族基因ClPht1;2（GeneBank登录号:MK450598）。ClPht1;2编码氨基酸序列与日本柳杉磷转运蛋白家族基因编码氨基酸序列相似性为93%，与马尾松、油茶、毛果杨等植物磷转运蛋白家族基因的编码氨基酸序列比对，结果相似性均>72%。ClPht1;2基因序列编码区长1 565 bp，编码511个氨基酸，蛋白理论分子量60.024 ku，为疏水蛋白，不具有信号肽，潜在磷酸化位点42个。ClPht1;2所编码蛋白质由12个跨膜结构组成，其中11个为确定跨膜域，多肽链中α螺旋占42.65%，无规则卷曲占42.11%，延伸链占15.25%。ClPht1;2在杉木洋061无性系的根、茎、叶中均有表达，在叶片中的表达量最高，在根中的表达量最低。与正常磷供应相比，根系ClPht1;2的表达水平在低磷胁迫10 d时显著增加，到25 d时下降至正常磷供应时的表达水平；ClPht1;2在无磷胁迫处理3 d时表达量降低，在10 d时表达量显著提高，在25 d时表达量又低于正常供磷水平。ClPht1;2基因具有PHT1基因家族特征结构，在杉木不同组织中均有表达，在杉木根中的表达受低磷胁迫诱导，在叶中的表达量受低磷胁迫诱导不明显，可能为杉木体内低亲和的磷转运蛋白，参与杉木地上部和根中磷的运输和分配。     

不结球白菜晚抽薹BcFLC1基因克隆及表达分析

采用RT-PCR、5'RACE和3'RACE方法,克隆得到了不结球白菜NJ074晚抽薹基因(BcFLC1)的cDNA全长序列。对BcFLC1基因所编码氨基酸序列的理化性质进行分析推测得到:该基因cDNA全长909bp,包含576bp的开放阅读框,编码191个氨基酸。不结球白菜BcFLC1蛋白功能域预测分析结果表明:该基因为MADS盒基因,其编码蛋白的1～60氨基酸属于MADS盒基因蛋白。荧光定量PCR分析表明:BcFLC1基因在不同生长发育阶段叶片中的表达情况不同,抽薹前高于抽薹后叶片中的表达量。BcFLC1基因在不同部位表达也存在差异,表达量从高到低依次为:叶、茎、花蕾、花和根。     

青花菜钙依赖蛋白激酶基因BoCDPK1的克隆与表达

钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)为Ca²⁺传感蛋白,在植物生长发育和逆境响应中起着重要作用。在克隆青花菜BoCDPK1基因的基础上,开展序列分析、系统发育分析和表达分析,为后续的基因功能鉴定和抗逆育种奠定基础。该研究以青花菜为材料,利用PCR法克隆1个CDPK 基因,利用生物信息学对序列进行分析,并采用qRT-PCR研究该基因在霜霉菌和核盘菌侵染下的表达模式。测序结果表明,BoCDPK1的基因组DNA全长为2 414 bp,具6个内含子,编码区全长为1 647 bp,编码548个氨基酸;BoCDPK1有1个S_TKc和4个EF手性结构域。多序列比对结果表明,BoCDPK1与芸薹属植物同源序列的相似性最高,仅个别氨基酸残基存在差异,它们在系统发育树上聚于一组。qRT-PCR结果表明,BoCDPK1的表达受霜霉菌和核盘菌的诱导,表达量均呈现先上升后下降的规律。在霜霉菌的诱导下,BoCDPK1的表达量在72 h达最大值,为对照的3.4倍;而在核盘菌侵染下,BoCDPK1的表达量在36 h达最大值。该研究明确了青花菜BoCDPK1基因的序列特点、系统发育关系和表达特征。     

芥蓝(Brassica alboglabra)苯丙氨酸解氨酶基因BaPAL的克隆、表达与序列分析

根据NCBI数据库中拟南芥、甘蓝型油菜和菘蓝的苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)基因序列设计简并引物,从芥蓝叶片cDNA中克隆到1个PAL基因,定名为BaPAL.BaPAL编码区全长2 145 bp,编码714个氨基酸,在NCBI的登录号为FJ849059.半定量RT-PCR结果表明,BaPAL基因在茎、叶、花蕾、开放花朵和嫩角果中均有表达,而且以开放花朵的表达量最大,根中未能检测到.BaPAL与其他植物PAL序列比对的结果表明:芥蓝与甘蓝型油菜、白菜的关系最为接近,与同科的菘蓝和拟南芥的关系稍远,但它们都处于同一进化分支;跟蕨类植物的同源性最低,亲缘关系最远.     

毛白杨PtYABBY基因家族3个成员的克隆与表达分析

  目的  YABBY是高等植物中特有的转录因子家族,在侧生器官发育和开花过程中发挥重要作用。本研究对毛白杨PtYABBY基因进行克隆和生物信息学分析,并对雌雄花芽8个关键发育时期和根茎叶等组织中PtYABBY基因表达模式进行探究,以期为阐明PtYABBY基因在毛白杨侧生器官发育过程中的功能奠定前期基础。  方法  以毛白杨为试材,采用同源基因克隆法从毛白杨中分离FILAMENTOUS FLOWER (FIL)/YABBY3 (YAB3)同源基因PtYABBY3、PtYABBY4和PtYABBY11的编码区序列,并开展生物信息学分析。通过qRT-PCR研究这3个基因在雌雄花芽8个发育时期及根、茎、幼叶、成熟叶片中的表达规律。  结果  PtYABBY3、PtYABBY4和PtYABBY11编码区长度分别为633、642、639 bp,分别编码210、213、212个氨基酸。所推测的氨基酸序列包含C₂C₂锌指结构域和YABBY结构域。系统进化分析进一步表明这3个基因属于FIL/YAB3亚家族成员。qRT-PCR结果显示这3个基因在根、茎、叶及8个时期雌雄花芽组织中均有表达,但PtYABBY基因间的表达水平存在明显差异。PtYABBY3表达水平在雌雄花芽发育初期下调,发育后期上调;花原基形成到休眠期内PtYABBY3在雌雄花芽中呈现相反的表达变化趋势。PtYABBY4和PtYABBY11基因在雌雄株成花诱导期表达水平最高,成花诱导到伸长期内呈现下降趋势,在雄花芽休眠期和小孢子发生期基因表达水平无明显变化。营养组织表达量测定结果显示这3个基因在幼叶和成熟叶片中表达水平相对较高,根系中表达量最低。  结论  YABBY基因家族成员PtYABBY3、PtYABBY4和PtYABBY11同属FIL/YAB3亚类,在毛白杨雌雄花芽发育的8个时期中表达水平存在较大差异,且在叶片和花芽中表达量较高,表明其可能与叶片和花芽发育相关。本研究为今后深入研究YABBY家族成员在杨树器官生长发育过程中的作用奠定基础。      

薄荷Eβf合成酶基因(Tspa11)的克隆、序列分析与表达特性

采用室温贮藏的方法，研究贮藏时间对大红袍花椒和青花椒品质性状的影响。结果表明，贮藏1、2、3 a时，大红袍花椒果皮麻味素含量和脂肪酸含量降低，分别较对照（当年）降低14.4%、50.8%、69.7.0%和2.0%、10.0%、14.0%，青花椒分别降低11.0%、40.5%、44.2%和6.5%、21.7%、22.8%。种子贮藏1、2、3 a时，大红袍花椒和青花椒脂肪酸含量分别较对照（当年）降低了0.98%、19.6%、20.2%和2.2%、15.3%、22.4%。同时，脂肪酸组分含量受贮藏时间的影响显著。贮藏1 a时，大红袍花椒和青花椒果皮亚麻酸含量分别较对照提高19.2%和26.9%（P＜0.1），贮藏3 a时，分别减少27.6%和35.8%（P＜0.1），亚油酸含量分别减少22.2%和15.7%。贮藏1 a的花椒果皮氨基酸含量显著提高，但随时间延长，其含量降低。同时，贮藏1 a时，大红袍花椒果皮中天冬氨酸、脯氨酸、胱氨酸和精氨酸含量分别较对照提高45.2%、55.4%、66.7%、128.6%（P＜0.1），青花椒果皮中天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸含量分别较对照提高40.8%、30.7%和60.9%（P＜0.1）。室温条件下，花椒保存时间以1 a以内为宜。     

山核桃COP1E3连接酶的全长克隆及表达分析

COP1 E3连接酶是一个光形态建成的抑制子和光调控植物发育的分子开关.对山核桃Carya cathayensis花芽454测序获得CcCOP1 E3连接酶的片段,通过cDNA末端快速扩增技术（RACE）,分别获得该基因的全长,大小为2 331 bp,它由2个特殊的结构域组成即环形锌指结合域和WD-40重复序列,其编码的蛋白质有较强的亲水性,在氨基端主要是亲水性氨基酸,而羧基端主要是疏水性氨基酸.CeCOP1 E3连接酶与毛果杨Populus trichocarpa等的COP1 E3连接酶同源基因相似度较高,总体高达77.80％.实时荧光定量聚合酶链式反应（real-timePCR）结果显示：CcCOP1 E3连接酶的表达贯穿于在山核桃雌雄花的发育过程,CcCOP1 E3连接酶在山核桃的茎、叶、果实、花芽中均有表达,但在花芽中表达量最高,3月中旬表达量最高,在5月中旬雄花表达量相对较高.CcCOP1 E3连接酶与山核桃雌雄花分化有关.     

山核桃COP1 E3连接酶的全长克隆及表达分析

COP1 E3连接酶是一个光形态建成的抑制子和光调控植物发育的分子开关。对山核桃Carya cathayensis花芽454测序获得CcCOP1 E3连接酶的片段, 通过cDNA末端快速扩增技术(RACE), 分别获得该基因的全长, 大小为2 331 bp, 它由2个特殊的结构域组成即环形锌指结合域和WD-40重复序列, 其编码的蛋白质有较强的亲水性, 在氨基端主要是亲水性氨基酸, 而羧基端主要是疏水性氨基酸。CcCOP1 E3连接酶与毛果杨Populus trichocarpa等的COP1 E3连接酶同源基因相似度较高, 总体高达77.80%。实时荧光定量聚合酶链式反应(real-timePCR)结果显示:CcCOP1 E3连接酶的表达贯穿于在山核桃雌雄花的发育过程, CcCOP1 E3连接酶在山核桃的茎、叶、果实、花芽中均有表达, 但在花芽中表达量最高, 3月中旬表达量最高, 在5月中旬雄花表达量相对较高。CcCOP1 E3连接酶与山核桃雌雄花分化有关。     

洋葱花器官B类MADS-box基因AcPI的克隆及表达分析

【目的】克隆洋葱花器官B类PI/GLO家族MADS-box基因,分析其序列特征及时空表达模式,为探讨其在洋葱花发育过程中的分子遗传机制奠定基础。【方法】以洋葱花蕾总RNA为模板,根据同源克隆策略设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术,获得AcPI的全长cDNA序列。用生物信息学方法对其基因序列特征进行分析;利用RT-PCR和Real-time PCR分析AcPI在花蕾整个生长过程中的时空表达模式。【结果】克隆获得洋葱AcPI基因（GenBank登录号：JX679083）的cDNA全长931 bp,包含615 bp的完整开放阅读框,编码205个氨基酸。蛋白分析表明,AcPI蛋白具有植物MADS-box蛋白典型的MADS和K结构域;与水仙的NTPI、风信子的HoMADS2有78%、75%的相似性,与金鱼草的GLO也有52%的相似性。系统进化树分析表明,AcPI属于B类MADS-box蛋白家族的PI亚家族。RT-PCR表达分析表明,AcPI只在生殖器官花蕾中表达,但主要在花的第一、二、三轮花器官中表达,而在营养组织根、茎和叶中不表达。Real-time PCR进一步分析表明,AcPI在花芽整个生长过程中,在心皮中微弱表达,但表达丰度呈递增趋势;而在外轮被片、内轮被片和雄蕊中强烈表达,其表达丰度除了在外轮被片中呈先增后减的趋势外,在内轮被片和雄蕊中都呈递增趋势。【结论】AcPI在洋葱第一轮花器官中的表达支持了van Tunen提出的修正的ABC模型;但AcPI在洋葱第四轮花器官中也有表达,这表明AcPI除了调控外轮被片、内轮被片和雄蕊发育外,还可能在心皮的形成发育过程中起着重要作用。     

马铃薯StDWF1基因克隆及表达分析

DWF1是油菜素内酯(BR)生物合成途径中的关键基因。为探索StDWF1在马铃薯生长发育中的功能,本实验以马铃薯品种费乌瑞它(Favorita)试管苗为材料,克隆StDWF1基因全长序列,开放阅读框(ORF)为1 704 bp,编码567个氨基酸,蛋白质相对分子质量为66.08 ku,理论等电点为7.96。利用农杆菌介导法在烟草中瞬时表达StDWF1,共聚焦显微镜观察显示StDWF1定位于细胞质。荧光定量分析表明,嫩叶中StDWF1表达量最高,其次是老叶、匍匐茎、主根、茎、块茎。对马铃薯生育期叶片StDWF1表达量进行分析,结果表明在出苗期表达量最高。本实验结果为进一步阐释BR对马铃薯生长发育的调控机制奠定理论基础。     

甘蓝型油菜BnTIR1基因的克隆和表达特征分析

植物的转运抑制应答因子1(transport inhibitor response 1,TIR1)作为生长素的受体,在生长素信号的感知与转导过程中发挥重要作用。采用RACE技术从中双9号中克隆了甘蓝型油菜BnTIR1全长c DNA序列和基因组序列。BnTIR1的DNA序列为2 502 bp,包含2个内含子;c DNA序列为2 355 bp,ORF为1 824 bp,其编码蛋白含607个氨基酸。预测发现,BnTIR1蛋白存在AMN1保守结构域。qRT-PCR结果表明,BnTIR1在甘蓝型油菜根、茎、叶、芽、花、角果中均有表达,但表达水平不同,在叶中表达水平最高,花中最低;干旱和ABA均可诱导BnTIR1表达,暗示其可能参与植物逆境胁迫响应过程。