月季乙烯受体基因的全长克隆及原核表达分析

 利用已构建的月季花朵转录组数据库,筛选得到了22个与乙烯受体同源性较高的UniGene片段,并利用这些片段从月季花瓣中克隆得到了3个乙烯受体基因全长,分别为RhETR1、RhETR3和RhETR5。其中,RhETR1全长为2 814 bp,编码一个595 aa的肽链;RhETR3全长为2 468 bp,编码一个765 aa的肽链;RhETR5全长2740 bp,编码一个742 aa的肽链。这3个基因推定的编码蛋白分别与枣（Ziziphus jujuba）中的ZjETR1、杨树（Populus trichocarpa）中的PtETR2和砂梨（Pyrus pyrifolia）中的PpERS2同源性最高,依次为85.2%、75.8%和80.3%。蛋白同源性及结构分析表明,RhETR1和RhETR5分别与拟南芥中的ERS1和ETR1结构相似,属于第1亚家族成员,RhETR3与ERS2结构相似,属于第2亚家族成员。在花朵自然瓶插过程中,这3个基因分别表现为下调、上调和组成型表达。利用原核表达载体,选择和月季花朵开放最为相关的RhETR3,获得了和理论分子量一致的重组蛋白,表明克隆得到的RhETR3具有完整的读码框。     

月季扩张素蛋白基因在花朵开放过程中的表达及功能分析

以切花月季‘Samantha’为试材,明确了外层花瓣主要在花朵开放前期扩展。从花瓣中克隆鉴定了3个具有α亚族扩张素保守特征域的基因：RhEXPA5、RhEXPA6和RhEXPA7。在月季花朵1 ~ 6级的开放过程中,3个扩张素蛋白基因都有表达,其中RhEXPA7的表达与花瓣快速扩展密切关联;在2级花朵花瓣中RhEXPA5和RhEXPA6的表达几乎不受乙烯影响,而RhEXPA7的表达被乙烯显著抑制。进一步利用35S启动子在拟南芥中过表达RhEXPA7,采用外源ACC处理可明显增加转基因植株幼苗的根毛密度;转RhEXPA7基因种子萌发对ABA的敏感性明显降低,而对NaCl的胁迫耐性明显增加。RhEXPA7与月季花朵开放中花瓣快速扩展进程密切关联,参与了乙烯信号的响应,并可以提高过表达拟南芥的胁迫耐性。     

月季RhRTE1 的克隆及其对乙烯响应特性分析

 利用数据库中已发表的拟南芥AtRTE1基因序列,从构建的月季花朵乙烯响应EST数据库中筛选得到一个RTE1同源片段,结合RACE技术,从月季切花品种‘Samantha’花瓣中克隆得到全长为1 233 bp的RTE1同源基因。该基因包含一个732 bp的开放阅读框、339 bp的5′非翻译区和162 bp的3′非翻译区,编码一个243 aa的肽链,其理论分子量为27.6 kD,等电点为6.87。该基因推定的氨基酸序列与拟南芥AtRTE1同源性较高,属于RTE家族中的第1组别基因,命名为RhRTE1。该基因在月季花朵自然开放中表达逐步增强,并能够被外源乙烯和切伤处理所显著诱导。将35S::GFP-RhRTE1融合蛋白转入拟南芥,发现RhRTE1蛋白主要定位于细胞膜上,并且转化植株降低了对乙烯的敏感性。以上结果说明RhRTE1可能参与了乙烯介导的月季花朵开放过程,并可能参与了花朵响应伤害的修复过程。     

甘蓝BoSU03 蛋白基因的克隆及其与SRK 相互#br# 作用分析

 扩增了从甘蓝柱头蛋白质谱鉴定中获得的泛素蛋白BoSU03 基因的编码序列。序列分析表明 BoSU03 与甘蓝泛素蛋白Bol003815 的核苷酸序列相似性最高,达98%,含有臂重复结构域,属于植物泛 素蛋白家族。为探究BoSU03 是否为自交不亲和S 位点受体激酶（SRK）下游的互作蛋白,以SRK 与ARC1 相互作用为对照,利用GAL 酵母双杂交系统对SRK 与BoSU03 进行了相互作用验证,结果表明, BoSRK/BoSU03 的转化酵母在四缺平板SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp/x-α-gal/25 mmol 3-AT 上长势较好,显色较 深,进一步检测发现BoSRK/BoSU03 转化酵母的β–半乳糖苷酶活性值大于BoSRK/BoARC1 转化酵母的 活性值,这为进一步分析鉴定BoSU03 是否参与SRK 下游信号传导过程提供了依据。     

月季Rh-ADF1基因在花瓣扩展中响应乙烯的表达特性分析

 为探讨肌动蛋白解聚因子（actin depolymerizing factor,ADF）是否参与乙烯对月季花瓣细胞扩展的调节,以切花月季‘Samantha’为试材,从花瓣中分离到响应乙烯的ADF基因,并将其命名为Rh-ADF1,在GenBank中的登录号为JN048105。推定的氨基酸序列分析表明,Rh-ADF1的开放阅读框长度为423 bp,编码140个氨基酸。半定量RT-PCR分析结果表明,Rh-ADF1在花朵的各个器官中均有表达,在花瓣中略高于其他器官;该基因表达能够被乙烯处理强烈诱导升高,被乙烯作用抑制剂1-MCP（1-Methylcyclopropene）处理明显降低。在洋葱表皮细胞中进行的瞬时表达分析表明,Rh-ADF1蛋白分布在整个细胞中,主要与actin组成的微丝网络结合。据此推测,Rh-ADF1基因在转录水平上参与乙烯对花瓣扩展的调节,乙烯可能通过Rh-ADF1基因调控了花瓣细胞骨架的动态变化,进而影响花瓣细胞扩展和形态变化。     

月季RhNAC31互作蛋白的筛选及分析

为了进一步研究RhNAC31在胁迫响应中的作用机制，以RhNAC31蛋白为诱饵，利用酵母双杂交系统在切花月季‘萨曼莎’失水胁迫cDNA文库中进行了互作蛋白的筛选和分析。根据RhNAC31的转录激活区域（C端，157 ~ 286 aa）的序列特征，将其划分为C1（157 ~ 250 aa，RhNAC31-C1）和C2（251 ~ 286 aa，RhNAC31-C2）两段，分别构建到pGBKT7上检测其自激活活性及对酵母Y2H Gold细胞的毒性。结果显示，pGBKT7-RhNAC31-C1和pGBKT7-RhNAC31-C2对酵母Y2H Gold细胞均没有毒性，能激发金担子素A（Aureobasidin A，AbA）报告基因的表达，具有自激活活性，在含有400 ng ? mL-1 AbA的SD缺陷型培养基上其活性受到抑制，以含该浓度AbA的培养基作为筛选文库培养基。在此筛选条件下，在酵母双杂交文库中筛选到21个阳性克隆，对其测序并用Blast比对获得了16个与RhNAC31互作的候选蛋白。利用Uniprot网站对互作蛋白进行基因本体学分析，结果显示RhNAC31能够与RZFP34、MIEL1、RUB泛素连接酶E3、SGT1蛋白、DnaJ蛋白等多种蛋白相互作用，可能参与糖脂生物合成、蛋白质泛素化、植物防御、叶绿素生物合成、模式识别受体信号通路、蛋白质折叠、乙烯生物合成、胁迫响应等生物学过程。     

红穗和白穗醋栗F3H的克隆及其在果实成熟过程中的表达分析

以红穗醋栗（Ribes rubrum L.）和白穗醋栗（R. albrum L.）果实为试材,采用RACE方法克隆黄烷酮3–羟化酶（F3H）基因cDNA全长序列,分别命名为RrF3H和RaF3H（KU984435和KU984436）。RrF3H全长1 351 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸;RaF3H全长1 291 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸。氨基酸多序列比对表明该基因编码的蛋白具有非血红素双加氧酶结构域（DIOX-N superfamily）和典型的F3H蛋白功能结构域（2OG-FeⅡ_Oxy加氧酶结构域）,属于双加氧酶超家族。系统发育分析表明,RrF3H和RaF3H在进化上具有明显种属特性,属于相对独立的进化分支。定量PCR分析表明,F3H在红穗醋栗中表达量远远高于白穗醋栗,在红穗醋栗中随着果实着色加深表达量逐渐上升,果实着色约75%时表达量最高,之后下降;白穗醋栗中随着果实生长,该基因的表达下降,花色苷含量也呈下降趋势,说明F3H基因在醋栗果实着色过程中发挥作用。     

葡萄VvACO1的表达及在拟南芥和番茄中的遗传转化

采用RT-PCR方法从葡萄（Vitis vinifera）叶片中克隆到1个ACC氧化酶（ACC Oxidase,ACO）基因,命名为VvACO1。序列分析表明,VvACO1的开放阅读框长度为957 bp,编码318个氨基酸,具有亮氨酸拉链、Fe²⁺结合基序和抗坏血酸结合位点等ACO蛋白的典型结构域;与烟草和番茄的ACO蛋白的相似度分别为87%和84%。组织特异性及乙烯诱导表达结果表明,VvACO1在葡萄叶片、卷须、幼茎、果实、花序、须根以及腋芽等组织中差异表达,并受到乙烯利的诱导上调表达。过表达VvACO1的番茄开花期及果实成熟期提前,过表达VvACO1的拟南芥叶片光合效率和叶绿素a的荧光强度明显下降。     

百子莲开花相关基因ApFT的克隆及表达分析

采用cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cDNA ends,RACE）方法得到了百子莲（Agapanthus praecox ssp. orientalis）FT基因cDNA全长序列,命名为ApFT,GenBank登录号为KC951108。序列分析表明,百子莲ApFT基因cDNA全长815 bp,其中开放阅读框534 bp,编码177个氨基酸,5′非编码区（5′UTR）和3′非编码区（3′UTR）分别为89 bp和192 bp。ApFT编码的蛋白有一个单一而非常保守的PEBP（Phosphatidylethanolamine-binding protein,PEBP磷酸乙醇胺结合蛋白）结构域,与玉米（MFT2）、拟南芥（AtFT）和温州蜜柑（CuMFT1）等植物的FT蛋白有较高的相似性,同源性均在50%以上。系统进化树分析表明,百子莲ApFT与玉米（MFT2）聚类关系最近。实时荧光定量qRT-PCR结果显示,整个花芽分化过程中ApFT在叶片中表达量高,茎尖中表达量低。随着花芽分化的进程,在叶片中ApFT表达量逐渐降低,而茎尖中ApFT的表达量在诱导期均高于营养期和花芽分化期,推测该基因可能在调节百子莲花芽分化过程中发挥重要作用。     

芥菜开花相关基因AGL24的表达及与SOC1、SVP和FLC蛋白的互作

为阐明芥菜（Brassica juncea Coss.）开花激活因子AGL24的表达特性及其在开花途径中与调节因子SOC1、SVP和FLC蛋白的互作机制,从‘青叶芥’中克隆了680 bp的AGL24基因,它编码221个氨基酸。序列分析表明：芥菜AGL24含有M、I、K和C域,分别有59、11、102和47个氨基酸,与油菜AGL24亲缘关系较近。荧光定量PCR分析发现：在低温春化途径和长日照光周期途径中,AGL24在叶片和茎尖中均有表达,营养生长期表达量较低,而生殖生长期表达量迅速增加;AGL24在光周期途径中的表达峰值要早于低温春化途径。酵母双杂交试验表明：全长AGL24与开花信号整合子SOC1蛋白能够互作,激活酵母报告基因AUR1-C、HIS3、ADE2和MEL1,在QDO/X-α-Gal/AbA平板培养基上长出蓝斑。另外,分别去掉M域后的截短体AGL24与SOC1也能相互作用。β–半乳糖苷酶活性检测发现：截短体杂交组合AGL24 × SOC1的互作强度显著高于全长杂交组合AGL24 × SOC1。然而全长AGL24或截短体AGL24 均不能与光周期途径核心抑制子SVP互作,也不与低温春化途径核心抑制因子FLC相互作用,说明AGL24并不是SVP或FLC的直接靶蛋白。     

乙烯受体与果实成熟调控

 综述了有关乙烯受体和果实成熟衰老研究的最新进展，主要包括拟南芥乙烯受体和信号转导，番茄等果实乙烯受体家族基因的表达与功能研究，果实乙烯受体基因表达的调节等，对今后乙烯受体的相关研究前景作了展望。乙烯受体转基因等研究结果表明，乙烯的作用可以在受体水平实现高度调节。     

玫瑰和月季的区别

<正>玫瑰和月季是同科同属不同种的姊妹花,均为蔷薇科蔷薇属植物。很多人都搞不清楚二者的区别,通过实物对比,其实很容易分辨。玫瑰和月季的主要区别如下:1花的区别1.1花的颜色玫瑰花色单一,紫红色(所谓的玫瑰红)较多,白色也有;月季花色繁多,有白、红、粉、紫、黄和绿等色,各色有深浅之分,有的还具条纹及斑点或复色,可谓五彩缤纷。1.2花的寿命单朵的玫瑰花寿命一般为1天,最多是2天,通常是早晨开放,傍晚就凋谢了;而月季花的寿命短的3⁵天,长的达75天,长的达7¹0天。月季常开,玫瑰通常仅开一季。     

柑橘半胱氨酸蛋白酶基因CsCysP的分离、亚细胞定位及表达分析

以‘奥林达’夏橙[Citrus sinensis（L.）‘Olinda’]为材料,采用RT-PCR结合RACE技术从果萼离层中分离到1个半胱氨酸蛋白酶类基因,命名为CsCysP（GenBank登录号：KJ093387）。该基因的cDNA全长为1 485 bp,开放阅读框（ORF）为1 083 bp,推测可编码360个氨基酸残基的多肽。其基因组序列与cDNA比对后显示有3个内含子。分析发现,CsCysP属于papain-like（木瓜蛋白酶,C1A）家族的半胱氨酸蛋白酶,与拟南芥、大豆、烟草、杨树等的同源蛋白有73% ~ 83%的相似性。亚细胞定位结果显示CsCysP蛋白定位在细胞壁上。qRT-PCR结果表明CsCysP在老叶、成熟果实果萼离层和花中的表达量明显高于幼苗的根、茎、叶。CsCysP的表达被脱落酸、高盐和PEG6000诱导,低温、乙烯、芸薹素内酯、水杨酸和甲基茉莉酸可抑制其表达。利用基因工程手段获得了柑橘过表达CsCysP的5个转基因株系。     

芥菜开花抑制因子SVP表达分析及其与FLC互作的调节位点鉴定

为阐明芥菜开花抑制因子SVP基因的表达特性及其与FLC蛋白互作的调节机制,从‘青叶芥’中克隆了SVP基因。定量PCR分析表明：低温春化途径和长日照光周期途径中SVP在叶片和茎尖均有表达。营养生长初期表达量较低（茎尖和叶片中平均相对表达量分别为0.56和0.35）,生殖生长早期则显著增加（春化途径的茎尖和叶片分别为0.60和1.27,光周期途径的茎尖和叶片分别为0.49和1.42）。茎尖中SVP对低温春化的反应比光周期敏感;而叶片中SVP对光周期的反应比低温敏感。酵母双杂交和 β–半乳糖苷酶活性测定显示：SVP蛋白I域突变体SVP^E90L以及K域突变体SVP^K104C和SVP^H106I均会削弱SVP/FLC₂蛋白的互作,但不会导致相互作用消失。SVP蛋白K域突变体SVP^R137L能完全破坏SVP/FLC₂的互作,但SVP^R137L仍然能与芥菜FLC₁、FLC₃、FLC₄和FLC₅相互作用,说明SVP/FLC₂的蛋白互作受到SVP第137位氨基酸的特异性调控。序列比对发现：芥菜FLC₄和FLC₅氨基酸序列完全相同,它们与FLC₃仅有1个变异位点;FLC₂与FLC₁、FLC₃、FLC_4-5之间分别有28、19、18个变异位点;FLC₂与FLC₁、FLC₃、FLC₄或FLC₅均不相同的位点有11个。推测FLC₂与FLC家族其他成员之间的变异位点很可能对SVP^R137L/FLC₂特异性调控有贡献。     

‘云香’水仙ACC氧化酶基因克隆及遗传转化

以‘云香’水仙花瓣为试验材料,采用RT-PCR技术克隆出乙烯生物合成途径中的关键酶ACC氧化酶(ACO)基因的全长序列1 162 bp,命名为NtACO1(GenBank登录号为KX082935)。其开放阅读框(ORF)长度为939 bp,编码312个氨基酸。NtACO1蛋白包括ACO家族保守的DIOX_N和20G-FeⅡ_Oxy结构域。分子进化树分析表明,NtACO1蛋白与‘金盏银台’水仙亲缘关系最近。通过qRT-PCR检测NtACO1在‘云香’水仙花朵开放过程中的表达模式,结果表明,NtACO1在花瓣和副冠中的表达量随着花朵发育衰老而逐渐上升,并且各个时期花瓣中的表达量都高于副冠,推测NtACO1可能参与了‘云香’花的发育和衰老。构建了NtACO1的正、反义植物表达载体,并以烟草叶片为外植体,通过根癌农杆菌介导的遗传转化体系,获得NtACO1过表达转基因植株。转基因烟草与野生型相比缩短了营养生长期,开花较早,叶片较少。该研究为进一步探究水仙花ACO基因功能,以及延长水仙花花期的分子育种奠定了试验基础。     

一氧化氮对瓶插月季呼吸作用及相关酶活性的影响

 以硝普钠( SNP) 为一氧化氮供体, 研究了NO及其清除剂PTIO (2-phenyl-4, 4, 5, 5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide) 处理对切花月季瓶插过程中生理变化及呼吸作用相关酶活性变化的影响。结果表明: 0.1 mmol·L^-1 SNP释放的NO可以降低月季切花的萎蔫率, 延长瓶插寿命, 增加花枝鲜样质量, 抑制COX (细胞色素氧化酶) 、AO (抗坏血酸氧化酶) 、PPO (多酚氧化酶) 活性, 抑制月季呼吸强度和乙烯释放, 延缓二者跃变高峰的出现, 延缓MDA含量和膜相对透性的升高, PTIO的处理提高了上述SNP处理下COX、AO、PPO的活性, 提高了呼吸速率, 促进MDA含量和膜相对透性的上升, 但抑制了乙烯的释放, 初步说明NO可能参与衰老过程中呼吸作用的末端氧化酶的活性调节。     

芥菜开花整合子SOC1与AGL24蛋白K结构域的互作位点鉴定

芥菜开花整合子SOC1与AGL24相互作用能够调节开花时间。为了深入研究SOC1与AGL24蛋白互作的分子机理,利用ISIS系统在线预测了SOC1/AGL24互作位点,并分别在MIKC型蛋白SOC1和AGL24的K域构建了5个SOC1突变体和3个AGL24突变体。酵母双杂交和β–半乳糖苷酶活性检测表明：突变体AGL24R137L和AGL24E169L能够与SOC1蛋白互作,但作用强度与SOC1/AGL24差异不显著;然而AGL24蛋白第107位的谷氨酰胺突变为亮氨酸后（AGL24Q107L）,则与SOC1的作用消失。说明SOC1/AGL24的作用强度能够被AGL24蛋白K域第107位调节,但可能不受第137和169位调控。进一步研究发现：SOC1V77K、SOC1P81K、SOC1K108V、SOC1R109L和SOC1C137K突变体均能与AGL24相互作用;但SOC1V77K、SOC1P81K、SOC1K108V和SOC1R109L突变体与AGL24的作用强度均显著低于SOC1/AGL24,而SOC1C137K突变体与AGL24的作用显著高于SOC1/AGL24。说明SOC1/AGL24的作用强度能够被SOC1蛋白K域第77、81、108、109位负调控或者第137位正调控。这为利用氨基酸位点调节SOC1/AGL24的深入研究及其开花时间分子调控奠定了基础。     

芋淀粉分支酶SBE基因的克隆与表达分析

以多子芋品种‘香堂芋’幼嫩叶片为试材,利用RACE结合RT-PCR技术克隆得到全长为3 051 bp的淀粉分支酶SBE基因cDNA序列（登录号：KX013544）,其中开放阅读框长2 538 bp,编码845个氨基酸;该序列与玉米SBEII、马铃薯SBEIIa同源性均达85%以上;芋SBE编码蛋白具有N–末端、C–末端和α–淀粉酶催化域。利用RT-PCR技术克隆得到芋SBE的基因组DNA序列,全长为12 362 bp,包括20个外显子和19个内含子。芋球茎形成过程中,子芋植株叶片中SBE表达量显著高于母芋植株叶片、叶柄和根系及母芋等组织,子芋膨大过程中SBE表达量逐渐升高,而孙芋膨大过程中SBE表达量逐渐下降。子芋、孙芋SBE表达对支链淀粉合成积累可能起重要作用。     

苹果花粉中与花柱S-RNase互作的γ-硫堇筛选及鉴定

以‘国光’苹果（S1S2）花粉为材料,成功构建了酵母pGADT7-cDNA文库,转化效率约为1.2×106.μg-1,插入片段大小在300~2000bp之间。通过酵母双杂交方法,用苹果S2-RNase的C2HVC3区筛选文库获得一个长505bp的cDNA片段,经分析发现该cDNA序列上有一个261bp的开放阅读框（ORF）,该ORF编码一个具N端信号肽的多肽,该成熟多肽由64个氨基酸组成,富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸,其C端有8个半胱氨酸和一个γ-硫堇功能域,结构预测显示其具有一个α螺旋,3个β折叠,4个二硫键,由此,推断其为苹果γ-硫堇,命名为MdD1。RT-PCR分析发现：MdD1基因在‘国光’苹果叶片、萼片、花瓣、子房、花药和花柱等组织中都有表达,但花药中表达量最高。酵母双杂交结果表明MdD1除了与苹果S2-RNase的C2HVC3区互作外,还与S1-RNase的C2HVC3区,S1、S2-RNase的成熟多肽区存在互作。初步认为：苹果γ-硫堇可能通过与S-RNase非特异性互作,作为花粉非S因子参与自交不亲和反应。     

野生毛葡萄水通道蛋白基因VhPIPs的克隆与组织特异性表达研究

从野生毛葡萄组织中克隆了9个质膜水通道蛋白基因（VhPIP）的cDNA全长序列,并研究了其生物信息学特征及组织特异性表达。氨基酸序列分析表明,9个VhPIP分为PIP1和PIP2两类;均含有MIP蛋白家族保守的信号序列SGGHINPAVT和两个NPA（Asn-Pro-Ala）单元,均为稳定性蛋白、疏水性蛋白,且每个VhPIP均含有6个跨膜区。实时荧光定量RT-PCR分析表明,这9个VhPIP在抗旱的毛葡萄‘花溪–9’根、茎、叶中均有表达,其中VhPIP1;1、VhPIP1;2、VhPIP1;4、VhPIP2;1、VhPIP2;2和VhPIP2;4在其根中的表达量最多,可能与根部水分运输的调节密切相关;VhPIP1;5和VhPIP2;3在其叶中的表达量最多,可能主要参与叶片的水分运输,与叶片的蒸腾作用密切相关;VhPIP1;3在根、茎和叶中的表达量无显著性差异;相对于其他基因的表达,VhPIP1;1和VhPIP2;4在根中表达量最高,这两个基因可能在水分运输过程中起较大作用。