菊花抗白色锈病相关基因CmDREBa-2的克隆及表达分析

以菊花（Chrysanthemum morifolium）免疫白色锈病品种‘C029’为试验材料,基于白色锈病病原菌诱导的菊花转录组数据库,采用RACE（rapid-amplification of cDNA ends）方法克隆得到菊花DREB（Dehydration responsive element binding protein）基因,命名为CmDREBa-2。对其进行生物信息学分析和表达分析,结果表明：CmDREBa-2开放阅读框（ORF）全长291 bp,编码96个氨基酸;预测CmDREBa-2蛋白相对分子质量为11 159.04,pI为11.34,是一个定位于细胞核、亲水的不稳定蛋白;氨基酸序列和结构分析显示该蛋白含有1个由49个氨基酸残基组成的AP2保守结构域,所以该蛋白属于AP2/EREBP家族;进化树分析表明CmDREBa-2属于DREB家族的A-1组,CmDREBa-2蛋白与菊花的其他两个DREB类蛋白CmDREBa和CmDREBb的同源性较高;菊花‘C029’接种白色锈病病原菌6 h后,CmDREBa-2表达量达到最高,约为未接菌对照的34倍;用水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和乙烯利（ETH）处理‘C029’菊花叶片,结果表明CmDREBa-2受3种激素的诱导表达。     

罗汉果葡萄糖基转移酶基因的克隆及原核表达

 从罗汉果（Siraitia grosvenorii）转录组中获得一条与罗汉果甜苷Ⅴ生物合成相关的葡萄糖基转移酶（UDPG）的unigene片段,以罗汉果授粉后70 d的果实RNA为模板,利用RACE和RT-PCR技术克隆UDPG全长基因,将克隆得到的SgUDPG1基因连接到原核表达载体pEASY-E1上,构建融合表达载体,转化到大肠杆菌BL21（DE3）,通过IPTG诱导表达,重组蛋白纯化,SDS-PAGE检测表达产物以及Western-blotting和质谱鉴定蛋白产物。结果表明,获得了1条SgUDPG1,全长为1 959 bp,开放阅读框ORF为1 365 bp,编码1条454 aa的肽链,理论分子量为51.2 kD,等电点为5.39,具有植物中次生代谢产物糖基转移酶特有的保守结构域PSPG-box motif。SgUDPG1在授粉后50 d和70 d的果实中表达逐渐升高,是对照授粉后3 d的5.16倍和13.12倍,与果实中甜苷Ⅴ含量呈相同趋势。此基因的ORF可以在大肠杆菌中表达,并且可以纯化出比理论分子量大5.3 kD的融合蛋白,通过Western-blotting和质谱鉴定,确定该蛋白属于罗汉果葡萄糖基转移酶。     

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。     

平欧杂种榛钙调蛋白基因ChaCaM的克隆与表达分析

以平欧杂种榛（Corylus heterophylla × C. avellana）品种‘达维’为材料,基于转录组测序数据,利用RACE技术克隆钙调蛋白基因,通过生物信息学进行序列预测分析,并利用实时荧光定量PCR技术分析其在不同组织和自交不亲和授粉后不同时间雌蕊中的表达模式。克隆获得一个钙调蛋白基因序列,命名为ChaCaM（GenBank登录号：KY211037）,其开放阅读框为450 bp,编码149个氨基酸,分子量16.8476 kD。生物信息学分析表明,ChaCaM为酸性稳定蛋白,属于疏水性蛋白,无跨膜域和信号肽存在,主要定位于细胞质基质中,存在糖基化和磷酸化位点。序列分析表明,ChaCaM包含两个EFh结构域,与其他物种的CaM高度相似。系统进化树表明,ChaCaM与烟草、可可和萝卜等的CaM亲缘关系极近,聚类在同一分支下。基因表达分析表明,ChaCaM在平欧杂种榛不同组织中的表达具有差异,且在自交不亲和授粉后的雌蕊中具有明显的表达量变化。ChaCaM具有典型的钙调蛋白基因特征,主要定位于细胞质基质中;表现为组成型表达,推测其参与了榛属植物的自交不亲和反应。     

金针菇转运蛋白基因fv-mfs1的序列与表达分析

通过分析金针菇(Flammulina velutipes)子实体原基期、伸长期、成熟期的转录组数据,得到一个差异表达基因fv-msf1。对其结构、序列特征及表达情况进行分析,结果显示该基因全长2709 bp,包含13个外显子,12个内含子,开放阅读框长1770 bp,编码589个氨基酸。结构域分析表明该基因编码的蛋白含主要协助转运蛋白超家族(major facilitator superfamily,MFS)保守结构域。通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative fluorescence PCR,q-PCR)对子实体不同发育阶段以及菌盖不同发育时期的表达量进行分析,结果显示该基因在金针菇伸长期的菌盖(尤其是0.3~0.9cm)中高表达,由此推断该基因在金针菇菌盖发育中发挥一定作用。     

茶树蛋白激酶基因CsCIPK的克隆与表达特性分析

以茶树品种‘龙井43’作为材料,利用RT-PCR方法,从茶树的cDNA中克隆得到1个编码蛋白激酶的基因,命名为CsCIPK。序列分析表明,CsCIPK开放阅读框长度为1 341 bp,编码446个氨基酸,蛋白质分子量为414234。蛋白功能域预测和多重对比显示,CsCIPK蛋白含有1个保守的N端激酶结构域和1个相对不保守的C端调节结构域,即丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域。理化性质、亲/疏水性、无序化分析显示,CsCIPK属于疏水性蛋白,理论等电点为7.04,有4段无序化区域,其二级结构分析显示主要由α螺旋、不规则卷曲组成。通过实时荧光定量PCR对‘龙井43’和‘安吉白茶’中的CsCIPK表达特性进行分析。结果显示‘龙井43’中CsCIPK的相对表达量在高温、干旱及盐处理4 h、低温处理24 h时达到最高。‘安吉白茶’中CsCIPK的相对表达量在高温及盐处理4 h、低温及干旱处理1h时达到最高。CsCIPK在‘龙井43’的根中,‘安吉白茶’茎中表达量最高。不同浓度的GA和IBA处理‘龙井43’茶苗,结果显示0.2 mmol·L-1 GA处理后,CsCIPK表达量先升高后下降,6 d时处理组为对照组的62倍;0.6 mmol·L-1 IBA处理后,CsCIPK的表达量在3 d时显著高于对照组;不同浓度GA和IBA处理后,9 d时CsCIPK表达量均显著低于对照。     

芜菁NAC转录因子BcNAC2基因的分离及其表达

 根据拟南芥NAC2的全长序列设计引物,从芜菁中成功分离了NAC转录因子BcNAC2基因,该基因最大开放阅读框为1 683 bp,编码560个氨基酸,共包含6个外显子和5个内含子。将BcNAC2与其他30个NACs蛋白进行序列比对以及重构系统进化树分析发现,BcNAC2与十字花科的拟南芥的同源性最高,芜菁BcNAC2与拟南芥NAC2蛋白功能结构域内的特征序列有显著的差异。半定量RT-PCR的结果表明,BcNAC2呈部分组成型表达特征,在授粉8 d的嫩角果中表达丰度最高,而且组织原位杂交结果显示,BcNAC2在胚囊中有较高的表达,由此推测,BcNAC2与芜菁的种子或胚的发育相关。     

茄子花青素合成中SmTTG1、SmGL3和SmTT8的表达及其蛋白质间的相互作用

采用同源克隆方法从茄子（Solanum melongena L.）中分离得到3个基因,分别命名为SmTTG1、SmGL3和SmTT8。序列分析表明,SmTTG1的cDNA全长1 220 bp,开放阅读框为1 029 bp,编码342个氨基酸,与马铃薯（S. tuberosum L.）TTG1基因序列同源性达到94%,成熟蛋白等电点为4.90,具有典型的WD结构域;SmGL3的cDNA全长2 329 bp,开放阅读框为1 887 bp,编码628个氨基酸,与马铃薯GL3基因序列相似性达到94%,蛋白等电点为5.61,有典型的HLH结构域;SmTT8的cDNA全长2 242 bp,开放阅读框为1 896 bp,编码631个氨基酸,与马铃薯TT8基因序列同源性为85%,蛋白等电点为5.18,有典型的HLH结构域。荧光定量检测结果表明,SmTTG1、SmGL3和SmTT8在茄子根、茎、叶、花、果皮和果肉中均有表达,但表达水平具有组织特异性。酵母双杂交结果表明,SmTTG1与SmTT8、SmGL3之间有相互作用,并且SmTTG1、SmGL3和SmTT8都与SmMYB之间发生作用。推测SmTTG1为WD40转录因子,SmGL3和SmTT8为bHLH转录因子,它们都参与调控茄子花青素的合成。     

牡丹泛素延伸蛋白基因ubiquitin克隆及其作为内参基因的研究

以牡丹品种‘洛阳红’（Paeonia suffruticosa‘Luoyanghong’）为试验材料,采用RT-PCR方法获得一个牡丹泛素延伸蛋白基因Psubiquitin（PsUBI）,其cDNA开放阅读框（ORF）长度为447 bp,编码148个氨基酸,GenBank登录号为KP742952。序列比对发现,该基因与其他23种植物泛素延伸蛋白核苷酸序列的相似性均在81%以上,氨基酸序列的相似性达96%。进化分析表明,牡丹泛素延伸蛋白与棉花泛素延伸蛋白的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,在牡丹不同组织器官中,相对于其他5个常用看家基因（GAPDH、GAPDH1、tubulin、tubulin2、18S rRNA）,ubiquitin的PCR扩增曲线的CT值最为恒定,尤其是在不同花器官中的CT值完全一致。进一步分析发现该基因在牡丹的根、茎、叶片、花、雄蕊和心皮组织中均恒定表达,特别是花器官中的表达量几乎完全一致。以ubiquitin作为内参基因探讨控制花器官发育的基因PsAG的表达情况,结果显示PsAG的表达模式与其作用位点相吻合,ubiquitin更适宜作为牡丹花器官研究的内参基因。     

水仙温度诱导脂质运载蛋白基因NtTIL的克隆与表达分析

采用PCR法,从水仙（Narcissus tazetta var. chinensis）鳞茎主芽中分离克隆到1个温度诱导脂质运载蛋白基因NtTIL。该基因含有567 bp开放阅读框,编码188个氨基酸。该基因属于lipocalin-2 superfamily基因家族;推导的氨基酸序列含有SCR1、SCR2和SCR3 3个植物lipocalin的典型结构域,与小麦、拟南芥等植物的同源性大于75%;编码的蛋白为稳定酸性亲水蛋白,不含有信号肽,进行N末端朝外由外到内的跨膜运动。qRT-PCR结果分析表明,水仙生长发育过程中鳞茎膨大期NtTIL表达量较低;休眠期表达量先升高后降低。推测NtTIL对水仙鳞茎主芽休眠具有一定调控作用。     

荔枝类甜蛋白基因的克隆与表达分析

以‘妃子笑’荔枝（Litchi chinenesis）为试材,通过PCR方法克隆了荔枝类甜蛋白基因LcTLP（登录号JF682821）的cDNA全长和完整开放阅读框（ORF）对应的gDNA序列。序列分析表明：该基因无内含子,cDNA序列含有一个672 bp的ORF,编码223个氨基酸残基序列。荧光定量PCR结果表明：LcTLP在花中表达量最高,其次是果皮,在果肉中表达量最低;在果实发育过程中,果皮中LcTLP表达量先上升后下降,采后果皮中的表达量高于采前,炭疽菌侵染诱导LcTLP的表达,失水和低温能抑制LcTLP的表达。     

卷丹侧生器官边界域基因LlLBD18的克隆和功能分析

以卷丹(Lilium lancifolium)为试材,克隆了1个LBD转录因子基因,命名为LlLBD18(GenBank序列号ON455210)。其开放阅读框为684 bp,编码227个氨基酸,含有1个典型的LOB结构域。进化树分析发现LlLBD18与姜(Zingiber officinale)ZoLBD18的亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示LlLBD18定位于细胞质和细胞核。荧光定量PCR分析表明,LlLBD18在卷丹初生珠芽中表达量最高,其次是根中,在叶片中最低。在珠芽形成过程中,LlLBD18的整体表达情况为先上升后下降再上升,且在珠芽原基启动前期(离体诱导4 d)最高。功能研究发现,在卷丹中过表达LlLBD18可以促进珠芽形成,而沉默LlLBD18后的珠芽形成受到显著抑制,表明LlLBD18在卷丹珠芽形成中起正向调节作用。     

抗苹果斑点落叶病基因Mal d 1的克隆及功能鉴定

以苹果叶片总RNA为模板,通过克隆获得抗苹果斑点落叶病基因Mal d 1。Mal d 1开放阅读框长度为480 bp,编码159个氨基酸残基,包含2个外显子和1个内含子。蛋白结构分析显示,Mal d 1蛋白包含bet v 1-like结构域。荧光定量PCR分析结果表明,Mal d 1在苹果叶、花、果皮、果肉中均有表达,但各器官中表达水平存在差异;在不同发育时期的果皮中都有表达,表达水平随时间呈现先上升后下降的趋势;在抗性品种叶片中表达水平较高;在叶片人工接种病菌条件下表达量随时间的延长明显高于对照组。利用PRI101-AN载体和农杆菌介导的遗传转化方法转化苹果愈伤组织,转基因愈伤组织的抗病鉴定结果显示,Mal d 1过量表达增强愈伤组织对苹果斑点落叶病的抗性。     

茶树硫酸盐转运蛋白基因CsSUL3.5 的克隆与表#br# 达分析

 采用电子克隆与RT-PCR 相结合的方法获得茶树硫酸盐转运蛋白（CsSUL3.5）的cDNA 序 列,并进行了相关生物信息学分析。克隆到茶树CsSUL3.5 cDNA 序列2 017 bp（GenBank 登录号 KP984500）,包含完整的开放阅读框（ORF）1 914 bp,编码637 个氨基酸。生物信息学分析显示,CsSUL3.5 编码的蛋白分子量为70.38 kD,无信号肽,是疏水性的非分泌蛋白,有11 个跨膜区;与其他物种相似性 均在60%以上,与烟草的相似性最高（74%）,具有硫酸盐转运蛋白家族典型的保守结构域和空间结构, 属于硫酸盐转运蛋白家族。系统进化分析表明茶树的CsSUL3.5 属于第3 亚家族,与芝麻的关系比较近。 荧光定量PCR 表明该基因在茶树幼苗根与成熟叶中均有表达;Na2SO4 与Na2SeO4 处理均能显著诱导 CsSUL3.5 的表达。     

番茄脱水素基因SlDHN2b 的克隆与表达分析

 利用RT-PCR从番茄叶片中获得脱水素基因（dehydrins）的cDNA序列,命名为SlDHN2b。该基因开放阅读框1 140 bp,编码380个氨基酸。蛋白序列分析表明该蛋白高度亲水。Real-time PCR分析表明该基因受盐、脱水、ABA诱导表达。通过染色体步移技术获得SlDHN2b基因的启动子,PLACE数据库分析预测SlDHN2b启动子序列中含有多种逆境相关的作用元件。Northern杂交表明该基因在叶片中表达量最高,果实、花、茎中次之,根中最少。     

甜瓜CmCRL1的克隆与表达分析

以甜瓜(Cucumis melo L.)品系‘L8’为试材,采用PCR方法克隆到CmCRL1(Crown Rootless1)基因,登录号为MELO3C012908,并通过Real-timePCR方法检测了CmCRL1的组织表达特异性和对低温、山梨醇、PEG6000、盐胁迫和淹水胁迫的响应模式。结果显示:CmCRL1含2个外显子和1个内含子,cDNA序列长度为996 bp,开放阅读框(ORF)长度为732 bp,编码243个氨基酸;CmCRL1蛋白中存在1个保守的LOB结构域,属于LBD/AS2(Lateral Organ Boundaries Domain/Asymmetric Leaves2)家族成员;多重比对分析发现CmCRL1与黄瓜Csa3G396920、西瓜Cla005992、拟南芥AtLBD16和AtLBD29、水稻OsCRL1、玉米ZmRTCS和ZmRTCL的LOB结构域高度保守,序列相似性分别为100%、99.02%、74.51%、86.27%、88.24%、89.22%和80.39%;组织表达特异性分析显示CmCRL1在根中优势表达,表达量分别是子叶、下胚轴、上胚轴、叶片和茎尖的178.39倍、7.54倍、26.95倍、65.19倍和75.86倍;Cm CRL1能响应低温、山梨醇、PEG6000和盐等胁迫;此外,在淹水胁迫下甜瓜不定根发生过程中CmCRL1表达上调。     

苹果MdNAC143的克隆及其在苹果愈伤组织的抗盐功能鉴定

从‘嘎拉’苹果中克隆了一个NAC转录因子基因MdNAC143(序列号:MDP0000334047),其开放阅读框为924 bp,编码308个氨基酸,预测蛋白质的分子量为35.59 k D,等电点为6.32。结构域分析表明,MdNAC143蛋白N端含有保守的NAC结构域。酵母双杂交结果表明MdNAC143的全长及C端具有转录激活活性。荧光定量PCR分析表明,MdNAC143在苹果的各个组织均有表达,其中在叶片和花中表达相对较高;MdNAC143的表达明显受盐胁迫的诱导。将MdNAC143遗传转化‘王林’苹果愈伤组织,进行抗盐表型鉴定后发现,MdNAC143在愈伤组织中过量表达后能明显提高对盐胁迫的抗性。     

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。     

薄壳山核桃MADS-box基因CiMADS9的克隆与功能分析

以薄壳山核桃（Carya illinoinensis）‘马罕’雄花为材料,利用获得的MADS-box基因保守片段设计特异引物,通过RACE技术克隆MADS-box家族基因的cDNA序列,命名为CiMADS9。该基因长为1 077 bp,开放阅读框（ORF）768 bp,编码255个氨基酸残基。生物信息学分析表明该基因具有典型的MADS-box结构域和半保守的K区,是MIKC型MADS-box基因。聚类分析分析表明该基因属于AGL15亚家族。实时荧光定量PCR结果表明,CiMADS9在生殖器官（雄花、雌花、幼果）中的表达量高于营养器官（叶、枝条）中的,并且在雄花中的表达量最大。将目的基因通过农杆菌介导法转化拟南芥,获得了转基因植株。与对照相比,转基因拟南芥中过量表达该基因使植株开花延期,基生叶增加。     

‘巨峰’葡萄细胞分裂素氧化酶基因CKX3的克隆与表达分析

结合同源克隆和RACE技术在‘巨峰’葡萄（Vitis labruscana Bailey × V. vinifera L.‘Kyoho’）中克隆了细胞分裂素氧化酶基因CKX3,分析了该基因的表达特性及其对细胞分裂素的响应。序列分析表明,该基因cDNA全长为2 049 bp（GenBank登录号：KP689597）,ORF（开放阅读框）为1 569 bp,编码522个氨基酸,具有FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）结合结构域和细胞分裂素结合结构域。该基因定位在葡萄的7号染色体上,具有4个内含子,5个外显子。氨基酸序列多重比对和系统进化树分析显示‘巨峰’葡萄CKX3与荷花NuCKX3亲缘关系最近,与毛果杨同源性较高。基因表达分析结果显示‘巨峰’葡萄CKX3主要在根部和花序中大量表达,其次是在卷须和果实中有较高的表达,在茎和叶中的表达量较低;在花序发育过程中,在盛花期前表达量较低,盛花期以及盛花后表达量增加。在6-BA处理葡萄叶片后,CKX3的表达与细胞分裂素氧化酶的活性都高于对照。