花生水孔蛋白基因(AhAQ1)的克隆及盐胁迫下的表达分析(英文)

水孔蛋白的主要作用是控制植物体内的水分运输,在植物盐胁迫调节中也起作用。本研究采用RT-PCR的技术,从盐胁迫的花生叶片中克隆了水孔蛋白基因AhAQ1。AhAQ1编码一个由287个氨基酸残基组成的蛋白质,推测的蛋白质相对分子质量为30.57kD,等电点为9.04。序列分析表明AhAQ1具有6个跨膜区和2个NPA框。系统发生分析显示AhAQ1与PIP1家族聚为一类。高盐处理花生组织后,用半定量RT-PCR进行分析,结果表明,AhAQ1转录水平的表达受盐胁迫诱导,推测花生AhAQ1在应答盐胁迫反应中可能发挥作用。     

玉米ZmCIPK20基因克隆及表达分析

CIPK蛋白激酶是植物非生物胁迫信号传导途径中的重要元件。为克隆玉米CIPK蛋白激酶基因ZmCIPK20全长c DNA序列,并分析其在盐胁迫下的表达模式,采用RT-PCR技术克隆基因,用生物信息学方法对获得的序列进行分析,采用荧光定量PCR方法研究ZmCIPK20在盐胁迫下的表达。本研究从玉米中克隆了一个编码CIPK蛋白激酶基因ZmCIPK20,该基因c DNA全长1 800 bp,5'-非编码区长203 bp,3'-非编码区长202 bp,编码区长1 395 bp,编码464个氨基酸,预测分子量为50.993 kD,等电点为8.55。推测的氨基酸序列中含有1个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化结构域S_TKc和1个NAF结构域。进化树分析发现,ZmCIPK20和SbCIPK分为一个分支。荧光定量PCR检测表明,ZmCIPK20基因受盐胁迫诱导表达,在根中下调表达,在叶中上调表达,说明玉米ZmCIPK20基因可能参与玉米对盐胁迫的应答,为揭示该基因的生物学功能提供依据。     

非生物逆境胁迫下甘蔗CBL1和CBL6基因表达分析

CBLs蛋白是植物一类特殊的Ca2+信号感受器,在植物遭受逆境胁迫过程中发挥重要的调节作用。文章利用NCBI数据库信息获得2个甘蔗CBL家族基因,分别为SsCBL1和SsCBL6。SsCBL1基因包含一个完整的642 bp的完整开放阅读框,编码213个氨基酸;SsCBL6基因包含一个完整的672 bp完整开放阅读框,编码223个氨基酸。通过生物信息学分析方法对SsCBL1和SsCBL6基因编码蛋白结构进行分析。结果显示两者均无跨膜结构域并且都包含4个EF-hand结构域。进化树分析显示SsCBL1和SsCBL6与其他植物的CBL1和CBL6亲缘关系较近,具有较高的保守性。实时荧光定量PCR检测结果发现,这两个基因在低氮、低磷、低钾、干旱、盐和ABA胁迫过程中其表达均发生变化。SsCBL1基因在干旱和盐胁迫过程中,表达量上调幅度较大,而SsCBL6基因在低钾、干旱和盐处理时表达量上调幅度大。实时定量分析结果表明SsCBL1和SsCBL6基因在多种胁迫下发挥重要的调控作用。     

烟草NtNHX1-1基因特征分析

烟草是中国重要的经济作物之一。盐胁迫对烟草生产造成巨大危害,克隆盐胁迫响应基因,为从分子水平抵御盐胁迫提供基因资源。本研究克隆了Na+/H+反向转运蛋白基因。该基因编码的蛋白为膜蛋白,具有12个跨膜区。进化分析表明,Nt NHX1-1与番茄的Sl-NHX1遗传距离最近,相似性为95%,其次为甜辣椒的Ca-NHX2,相似性为94%。组织特性表达分析表明,NtNHX1-1基因在茎中表达最高、其次为叶、花和根。NaCl处理后NtNHX1-1基因的表达明显上调,表明该基因可能在烟草抵抗盐胁迫中发挥重要功能。通过调控NtNHX1-1基因的表达有望获得耐盐胁迫烟草新品系。     

玉米分子伴侣基因ZmBiP2在逆境下的功能分析

BiP(binding protein)基因编码的蛋白是一类重要的分子伴侣,在动植物的逆境胁迫响应过程中具有重要的作用。从玉米抗旱自交系旱21中分离到分子伴侣基因ZmBiP2,序列分析结果显示,该基因开放阅读框长1989 bp,编码含663个氨基酸的蛋白,包含热激蛋白家族特有的TVIGIDLGTTYSC保守结构域和ATP结合位点。实时荧光定量PCR结果显示,Zm Bi P2基因在玉米的雄穗和子房中表达量最高;在盐、甘露醇胁迫条件下,该基因在植株的地上部分上调表达。过量表达Zm Bi P2基因的拟南芥转基因株系在种子萌发时期对盐和甘露醇胁迫的耐受能力减弱,在苗期对盐胁迫敏感。推测在植物响应非生物胁迫的过程中,过量表达的ZmBiP2蛋白可能发挥负调节蛋白的功能。     

玉米小G蛋白ZmRab7基因克隆及其盐胁迫响应分析

为探讨小G蛋白在玉米盐胁迫响应中的作用,克隆玉米ZmRab7基因并对其生理功能进行初步分析。生物信息学分析表明,ZmRab7基因编码206个氨基酸,包含保守的G1-G5基序和C末端Cys位点;系统进化分析显示,玉米ZmRab7蛋白与同为单子叶植物的高粱SbRab7亲缘关系最近;ZmRab7蛋白在二级结构和三级结构上由4个α-螺旋和多个β-折叠、无规卷曲组成功能域,且与双子叶植物拟南芥AtRab7空间结构高度相似。进一步研究发现,ZmRab7主要在玉米的根及幼胚中表达;该基因启动子区含有4个GT1GMSCAM4和2个DRECRTCOREAT盐胁迫响应元件,高盐能够轻微抑制其表达;酵母生长试验证实,ZmRab7-pYES2转基因酵母表现出盐胁迫不耐受表型。这些结果说明,玉米ZmRab7基因编码1个响应盐胁迫的Rab类小G蛋白,为进一步详细阐明玉米中Rab类蛋白的生理功能奠定了基础。     

马铃薯青薯九号甜菜碱醛脱氢酶基因(StBADH)克隆及进化分析

本研究利用同源克隆,从马铃薯青薯9号中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶基因,分别命名为St BADH-504和St BADH-505。St BADH-504为1 631 bp,CDS为1 515 bp,编码504个氨基酸蛋白,编码蛋白亚细胞定位于线粒体;St BADH-505为1 709 bp,CDS为1 518 bp,编码505个氨基酸蛋白,编码蛋白亚细胞定位于叶绿体或过氧化物酶体,二个蛋白都有醛脱氢酶高度保守的十肽(VSLELGGKSP)结构。进化分析表明,St BADH-504和St BADH-505蛋白与茄科植物中BADH蛋白聚为一类,但二者分属不同分支。盐胁迫表达特征分析表明,马铃薯叶片中St BADH-504表达受盐胁迫的诱导,而St BADH-505为组成型表达,不受盐胁迫诱导。本研究有助于了解马铃薯耐盐机理,为耐盐马铃薯资源创制提供理论参考。     

蒜芥茄SsUBC基因的克隆及表达分析

本研究从蒜芥茄中克隆得到泛素E2结合酶UBC基因编码区序列,命名为SsUBC,登陆Gen Bank,编号:MF872897。SsUBC基因编码区全长859 bp,编码272个氨基酸。进行进化树分析,SsUBC编码的氨基酸序列与番茄和马铃薯等茄科植物有较近的亲缘性。利用荧光定量PCR技术分析SsUBC基因在蒜芥茄各器官表达特征和不同非生物胁迫处理下(镉,高温,干旱,盐和脱落酸)根部和叶片的表达特性。结果表明,SsUBC基因表达在不同器官中具有差异性,且叶片中表达量最高。非生物胁迫处理后叶片中SsUBC基因表达变化比根部中更为显著,除盐胁迫外,其它四种处理条件下该基因在叶片中的表达量均高于根部,其中高温胁迫下表达量升高变化最为显著。除盐胁迫外,叶片中基因的表达均为上调趋势,而干旱胁迫下根中该基因表达为下调趋势。综上,SsUBC基因在蒜芥茄响应镉(1 h)、高温(1 h)、干旱胁迫(1 h)时的应答较为迅速,其次为脱落酸(9 h),且响应部位为叶片;而在盐胁迫(12 h)下应答相对较为迟缓。     

扁桃AcCBF2基因的克隆及其在逆境胁迫下的表达分析

本研究根据扁桃生物信息学数据库,采用PCR的方法从扁桃(Amygdalus communis L.)中克隆了一个CBF转录因子基因,命名AcCBF2,基因开放阅读框(open reading frame,ORF)为717 bp,编码238个氨基酸,预测其分子量26.59 kD,等电点为5.29。氨基酸多重序列比对显示,AcCBF2基因编码的氨基酸与其它植物冷胁迫相关的CBF氨基酸序列具有高度同源性,含有一个AP2功能结构域和2个特征基序;系统发育树分析显示,AcCBF2基因属于DREB家族中的A-1亚族,荧光定量显示,AcCBF2基因只对低温和干旱胁迫有响应,对盐胁迫和ABA(脱落酸)没有明显响应。在低温胁迫下,表达量上调;而在干旱胁迫下,表达量先上调后下调。初步预测AcCBF2基因可能对扁桃非生物胁迫有重要的调控作用。     

玉米液泡ATP酶亚基A基因的克隆及表达分析

V-ATPase在植物应对非生物胁迫中起着十分重要的作用, 对其关键亚基基因的克隆及分析有助于阐释其在逆境下的调节及响应机制。本文利用RACE技术从玉米自交系CN165花期水分胁迫下的总RNA中克隆出液泡ATP酶亚基A基因, 命名为ZmVHA-A。该基因cDNA全长2 414 bp, 含5′-UTR(293 bp)、3′-UTR(257 bp)及编码区(1 863 bp), 编码620个氨基酸。序列比对及结构域预测结果表明, ZmVHA-A基因编码的氨基酸序列与亲缘关系比较接近的禾本科作物如水稻、小麦和大麦的氨基酸序列同源性分别达92.7%、89.8%和89.8%, 且在编码蛋白的氨基酸序列上有两个与核苷酸的磷酸基团相互作用的保守结构域“GAFGCGKT”和“PSVNWLISYS”, 可见该亚基是相对保守的。Northern杂交分析结果表明, ZmVHA-A基因在花丝中被水分胁迫诱导表达且在苗期对盐胁迫、冷处理和ABA处理具有不同的表达响应方式, 因此认为VHA-A基因是一个比较保守的功能亚基,并且通过转录表达调节参与了V-ATPase对逆境胁迫的适应。     

一个低氮诱导表达的水稻Dof转录因子OsDof-13的分离和转化

通过生物信息学同源分析,在水稻cDNA数据库中检索到水稻Dof家族中的OsDof-13(AK119803)基因与玉米MNBla转录因子具有很高的同源性.NCBI数据库注释,该基因编码202个氨基酸.依据Dof转录因子共有的特征,N端51～102 AA可能为该基因的Dof结构域.Northern分析结果表明Os-Oof-13受低氮诱导后有明显的表达变化.亚细胞定位分析结果表明OsDof-13蛋白定位于细胞核.构建了OsDof-13的超表达载体,利用农杆菌介导法将其转化粳稻品种合江19,获得12个独立转基因植株,Southern杂交结果显示OsDof-13基因的插入拷贝数分别为1～4个.     

小黑杨APETALA1基因的克隆与花芽发育中的表达模式

APETALA1(AP1)基因既是花分生组织特征基因又是花器官形成发育基因,在花发育过程中起着关键作用。根据Genbank已知的AP1同源基因序列设计合成一对简并引物,以小黑杨(Popu-lus simonii×P.nigra)cDNA为模板,采用PCR方法分离克隆得到一个AP1同源基因全长,推测是小黑杨AP1基因,命名为XxAP1(GenBank accessionNo.XM₀02316040.1)。XxAP1编码249个氨基酸,开放阅读框长度747bp,蛋白质分子量28.67kD,等电点9.45。同源性分析表明,它们的核苷酸序列与其他木本植物的AP1同源基因的一致性达70%以上,推测它们具有相似功能。试验分析表明,XxAP1第1至第60个氨基酸为MADS盒结构域,说明XxAP1蛋白以序列特异方式与DNA结合,具有转录调节因子功能,第75至174个为K盒结构域,它负责蛋白质与蛋白质间的相互作用,其大多数氨基酸具有亲水性,使XxAP1蛋白具有较好的水溶性,促进蛋白的流动性有利于基因的转录。采用半定量RT-PCR技术检测XxAP1在雄花芽发育过程中的表达模式,结果显...     

水稻一个C3HC4型锌指蛋白编码基因的克隆表达与分析

锌指蛋白是生物体内数量最多的转录调控因子,它在动植物的生长发育中都起着十分重要的作用。通过RT-RCR从水稻cDNA文库中获得一个水稻锌指蛋白基因OsZNP的完整阅读框,序列分析表明该基因编码一条253个氨基酸残基的多肽,含有一个典型的C3HC4型锌指结构。将测序正确的OsZNP基因克隆到表达载体pGEX-KG中,转化宿主菌BL21(DE3),成功地构建了原核表达载体pGEX-KG-OsZNP。经IPTG诱导、SDS-PAGE电泳分析检测表明,水稻OsZNP基因以融合蛋白的形式在大肠杆菌中得到大量表达。     

大蒜几丁质酶基因AsCHI1的鉴定及其对盐胁迫的响应

本研究旨在研究大蒜几丁质酶基因的序列特征及其对盐胁迫的响应,鉴定其抗逆功能.以大蒜品种'苍山四六瓣'为研究材料,通过RT-PCR技术分离得到AsCHI1基因.采用BioXM 2.6、ProtParam、DNAMAN、SignalP 5.0、SOPMA、SWISS-MODEL、NCBI和MEGA5等软件分析核苷酸及其编码...     

绒毛白蜡smh1基因编码区的克隆及序列分析

为探究绒毛白蜡smh1端粒结合蛋白基因在端粒中的作用以及在植物生长发育过程中的调控机制,进行绒毛白蜡smh1端粒结合蛋白基因克隆及分析。以绒毛白蜡幼苗为试材,Illumina Hi Seq 2000高通量测序技术获得的绒毛白蜡转录组Unigene数据为基础,采用RT-PCR方法克隆绒毛白蜡smh1基因编码区序列并进行生物信息学分析。结果表明:从绒毛白蜡叶片中成功克隆出一个smh类端粒结合蛋白基因编码区序列。基因编码区长度为879 bp,可编码292个氨基酸,分子量为31.66 k Da,等电点为6.5,原子总数为4457个,分子式为C_(1371)H_(2242)N_(392)O_(439)S_(13)。Conserved Domains数据库对蛋白质的保守结构域进行分析,结果显示该蛋白序列具有植物端粒结合蛋白Smh(single myb histone)亚家族典型的结构特征,包括位于N-端的Myb样结构域以及中间的组蛋白H1/5样结构域。将Fv Smh1端粒结合蛋白与含有telobox基序的其他端粒结合蛋白进行系统进化树的构建,结果显示SMH端粒结合蛋白与TRF1和TRF2同属一个分支,具有较近的关系。从上述分析结果可以推断所克隆的绒毛白蜡smh1基因可能对植物端粒结构的维持和功能的发挥具有重要作用。     

小麦CpFBA基因的多样性及其对低温处理的响应

叶绿体果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(chloroplast fructose-1,6-biphosphate aldolase,CpFBA)是Calvin循环碳固定过程中的一个关键酶。该酶在光合作用中具有重要的功能,在一些非生物胁迫响应中也起重要的调控作用。本文用RT-PCR、RACE方法从小麦返白系中克隆到三个小麦CpFBA(TaCpFBA)的cDNA序列,预测其中两个编码388AA、另一个编码309AA;在对照矮变1号中克隆到两个TaCpFBA的cDNA序列,预测分别编码388AA和373AA。两个材料中得到的388AA序列完全一致,预测1-37位氨基酸残基是叶绿体定位导肽序列。根据cDNA全长序列设计引物,从返白系和矮变1号中分别扩增得到TaCpFBA的基因组DNA序列,两个序列均包含六个外显子。构建TaCpFBA-eGFP融合表达载体并转化拟南芥原生质体,对基因表达产物进行了亚细胞定位,证明TaCpFBA基因表达产物定位于叶绿体中。用Real TimePCR对小麦CpFBA在低温条件下的表达模式进行了初步研究,结果表明,低温条件下矮变1号中CpFBA的表达先升高后降低,而在低温敏感的小麦返白系中,CpFBA的表达先降低后逐渐升高,揭示了小麦CpFBA在不同的低温响应机制中的表达差异。     

四川白鹅Calm1结构特征及其差异表达的研究

为阐明鹅Calm1基因结构特征及其表达规律。克隆四川白鹅Calm1基因编码区序列并进行生物信息学分析,应用实时荧光定量PCR技术检测鹅不同等级卵泡和不同组织中Calm1基因的相对表达量。鹅Calm1基因编码区序列全长为450 bp,编码149个氨基酸,其氨基酸序列与原鸡相似性为99%。鹅大脑中Calm1表达量显著高于其他组织(P0.05)。Calm1在不同等级卵泡组织中均有表达,F2级卵泡中Calm1表达量是小白卵泡(Small white follicles,SWF)的1.76倍(P0.05),且显著高于F5、F4、F3和F1级卵泡(P0.05);在排卵后卵泡(Postovulatory follicle,POF)组织中,POF1级卵泡组织中Calm1表达量显著高于POF2、POF3和POF4级卵泡(P0.05);卵巢组织中Calm1的表达量,是小白卵泡的1.75倍(P0.05)。Calm1是高度保守、广泛表达的蛋白质,Calm1可能通过影响卵泡细胞增殖和类固醇激素合成来参与调控动物繁殖。     

调控蓝色大麦花青素合成代谢的MYC基因克隆及序列分析

本研究的目的是利用PCR方法克隆了大麦中MYC转录因子HvMYC1。研究结果表明:该基因全长1 668 bp,编码氨基酸555个,分子量为61 333.71,等电点为8.47,有两个属于bHLH超级因家族的保守区,该蛋白具有亲水性,二级结构以α-螺旋(40.90%)和无规则卷曲(41.44%)为主要部分,Hv MYC1蛋白质不通过跨膜区,在膜外进行作用。蛋白系统进化分析表明,HvMYC1基因与小麦、矮牵牛、水稻等物种中调控花青素合成MYC转录因子同源。本研究为解析蓝粒大麦中调控花青素合成代谢基因分子遗传机理提供科学依据,为大麦花青素的继续深入研究提供参考。     

芝麻中一个富含脯氨酸新基因的克隆与特征分析

芝麻青枯病是影响我国南方芝麻产量及品质的重要病害。该病属细菌病害,由青枯雷尔氏菌引起。本研究利用随机引物对芝麻受青枯雷尔氏菌诱导前后进行基因差异表达分析,发现一个诱导明显下调的基因(片段)。将该片段克隆、测序后,在芝麻基因组数据库中比对其序列,得到一个ORF完整的全长基因。序列分析表明该基因无内含子,ORF长度为1458 bp,编码486氨基酸,其N端富含脯氨酸及富含脯氨酸的重复序列,属于富含脯氨酸蛋白(proline-rich protein,PRP),将其命名为Si PRP(Sesamum indicum proline-rich protein)。根据该基因ORF两翼序列设计引物在芝麻c DNA中克隆到该基因,测序结果与预测序列一致。Blast分析表明该基因编码蛋白与其他植物中发现的PRP蛋白同源性很低,且其富含脯氨酸的重复序列在其他植物中也未发现,推测为一个新型富含脯氨酸蛋白。进一步设计基因专化的定量及半定量PCR引物进行其诱导表达分析,再次证明该基因受病菌诱导后下调表达。与其他植物中发现的大多数PRP蛋白定位于细胞壁不同,Si PRP主要定位于细胞膜,少量可以分泌到细胞外。烟草表皮细胞瞬时表达显示该蛋白定位在细胞膜上的特殊结构,推测该蛋白在芝麻和青枯雷尔氏菌的互作中发挥重要作用。     

甘薯S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因克隆与表达

从实验室建立的甘薯冷胁迫抑制消减文库中分离出一cDNA片段,经NCBI比对后发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因具有90%的同源性,根据相关物种S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因cDNA序列设计引物,以甘薯总RNA为模板,经RT-PCR扩增首次获得全长1182bp的甘薯SAMS完全编码区,NCBI比对分析结果表明：该片段与不同种属植物sams基因的编码区序列的核苷酸相似性达85.48%, 所推导的氨基酸序列相似性达93.6%。根据核苷酸序列和氨基酸序列分别构建了SAMS系统进化树,从分子水平阐明了植物种属间的亲缘进化关系,为其种质资源利用提供理论依据。利用该序列与原核表达载体pET32a连接构建融合表达载体pET-SAMS,酶切鉴定后转入大肠杆菌BL21,在不同温度下诱导3h后均表达出一63KDa大小融合蛋白。