桃果实PpOAT 和PpP5CS 的克隆及其对外源#br# GABA 处理的响应表达

 利用RT-PCR 结合RACE 技术从‘玉露’桃果实中克隆得到Δ1–吡咯啉–5–羧酸合成酶 （P5CS）和鸟氨酸转氨酶（OAT）基因的全长cDNA 序列,分别命名为PpP5CS 和PpOAT（GenBank 登 录号分别为KP973954 和KP973956）。PpP5CS 全长2 511 bp,开放阅读框为2 151 bp,编码717 个氨基酸 组成的蛋白质多肽,5′-UTR 长度为123 bp,3′-UTR 序列长度为235 bp;PpOAT 全长1 686 bp,开放阅读 框1 416 bp,编码472 个氨基酸,5′-UTR 长度为151 bp,3′-UTR 序列长度为119 bp。进化树分析发现, PpOAT 和PpP5CS 与湖北海棠的同源性最高,与MhOAT 和MhP5CS 的相似性分别达到88%和91%。采 用荧光定量PCR 分析了外源5 mmol · L-1 GABA 处理对桃果实0 ℃贮藏期间果实冷害发生和内源脯氨酸 合成关键基因PpOAT 和PpP5CS 表达的影响。结果表明,GABA 处理能显著抑制‘玉露’桃果实0 ℃贮 藏期间果肉出汁率的下降,减轻冷害。通过上调果实中PpOAT 和PpP5CS 的表达,提高内源脯氨酸的合 成和积累,进而增强了果实抵抗低温胁迫的能力,可能是外源GABA 处理减轻桃果实冷害的重要原因。     

甜瓜CmGnT基因的克隆及非生物胁迫下的表达分析

为了探究非生物胁迫下甜瓜N–乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)的作用机制,根据甜瓜cDNA序列设计引物,利用RT-PCR技术克隆得到CmGnT。生物信息学分析表明,CmGnT的cDNA全长为2 193 bp,开放阅读框(ORF)为1 179 bp,编码392个氨基酸。CmGnT蛋白分子量约为46 kD,理论等电点(pI)为7.93。蛋白结构分析表明,CmGnT含有β–1,4–N–乙酰氨基葡萄糖转移酶结构域,属于糖基转移酶17家族。该基因编码的蛋白有1个强的跨膜螺旋结构。进化树分析表明,CmGnT氨基酸序列与黄瓜CsGnT(登录号:XP_004135275.1)亲缘关系最近,同源性为99.74%,与西瓜Cs Gn T的同源性为97.70%。实时荧光定量PCR分析结果表明,在NaCl、PEG、H_2O_2和ABA等非生物胁迫下的甜瓜叶片中CmGnT都显著上调表达,表明CmGnT受非生物胁迫诱导,推测其在甜瓜响09应非生物胁迫过程中起到重要作用。     

甜瓜中甜菜碱醛脱氢酶基因CmBADH的克隆及非生物胁迫下的表达分析

 以甜瓜（Cucumis melo L.）‘TS-2’为材料,根据GenBank 登录的植物甜菜碱醛脱氢酶氨基 酸保守序列设计兼并引物,利用RT-PCR 和3′、5′RACE 技术从甜瓜叶片中克隆到1 个甜菜碱醛脱氢酶基 因,命名为CmBADH,在GenBank 中的注册号为：JN091961.1。生物信息学分析表明,该基因全长1 856 bp, 编码503 个氨基酸,BADH 蛋白大小约54 kD,理论pI 为5.182。甜瓜BADH 蛋白与麻疯树同源性最高, 为82.96%。该基因编码蛋白有4 个强的跨膜螺旋结构。PlantCare 分析结果显示该基因序列具有茉莉酸甲 酯、防御与胁迫、玉米醇蛋白代谢途径、低温、光响应、分生组织表达、生理周期调控等顺式作用元件 和干旱诱导的MYB 结合位点。实时荧光定量PCR 表明,CmBADH 受盐、干旱、低温、高温诱导,其表 达均呈现先上升后下降的趋势;CmBADH 还随外源ABA 诱导时间的延长呈现上升表达的趋势。     

甜瓜自毒胁迫响应基因CmFe-SOD的克隆及表达分析

【目的】克隆根系分泌物介导的甜瓜自毒胁迫响应基因Fe-SOD,分析基因序列特征和表达情况,探讨其功能。【方法】以甜瓜幼苗为材料,通过RT-PCR技术克隆Fe-SOD基因,命名为CmFe-SOD,进行生物信息学分析和亚细胞定位;通过qRT-PCR技术分析CmFe-SOD在自毒胁迫后甜瓜幼苗叶片和根系中的表达模式。【结果】CmFe-SOD基因组DNA全长1 255 bp,开放阅读框918 bp,编码305个氨基酸。生物信息学分析显示CmFe-SOD为酸性亲水蛋白,无信号肽和跨膜区域,二级结构中无规则卷曲比例最高,与三级结构预测结果一致,基因序列包含典型的Fe-SOD蛋白结构域。同源性分析表明,不同来源Fe-SOD在氨基酸序列上具有较高同源性,CmFe-SOD蛋白与黄瓜的关系较近。通过洋葱内表皮GFP荧光定位观察发现,CmFe-SOD定位于细胞质;qRT-PCR结果显示,根系分泌物处理后甜瓜幼苗叶片中CmFe-SOD基因表达水平整体呈增加趋势,在24 h时表达量最高;在根系中呈现先增加后下降趋势,6 h时表达量最高。【结论】CmFe-SOD基因在进化上较保守,参与了甜瓜根系分泌物介导的自毒胁迫响应,自毒胁迫后在叶片中表达量呈持续上升的趋势,在根部呈现先上升后下降的趋势。     

丛枝菌根真菌对盆栽柑桔幼苗渗透调节及抗氧化能力的影响

以1年生椪柑/枳橙为材料,以摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae为菌剂,研究长期干旱胁迫下接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对柑桔幼苗生长、渗透调节及抗氧化酶活性等生理变化的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低菌根侵染率,抑制幼苗生长。与未接种相比,接种AMF可有效缓解干旱胁迫对幼苗生长的抑制,显著提高根冠比及根系活力。接种AMF进一步促进干旱胁迫下植株根系和叶片可溶性糖及蛋白的积累,但在胁迫后期菌根效益削弱。接种AMF提高干旱胁迫下植株体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶的活性,显著降低根系和叶片游离脯氨酸及丙二醛含量,并且随胁迫时间的延长丙二醛降低率越高。干旱胁迫下,AMF通过促进植株生长、改善渗透调节、提高抗氧化酶活性增强耐旱性。     

桃果实PpOAT和PpP5CS的克隆及其对外源GABA处理的响应表达

利用RT PCR结合RACE技术从‘玉露'桃果实中克隆得到△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)基因的全长cDNA序列,分别命名为PpP5CS和PpOAT(GenBank登录号分别为KP973954和KP973956)。PpP5CS全长2511bp,开放阅读框为2 151 bp,编码717个氨基酸组成的蛋白质多肽,5'-UTR长度为123 bp,3'-UTR序列长度为235 bp;PpOAT全长1686 bp,开放阅读框1416 bp,编码472个氨基酸,5'-UTR长度为151 bp,3'-UTR序列长度为119 bp。进化树分析发现,PpOAT和PpP5CS与湖北海棠的同源性最高,与MhOAT和MhP5CS的相似性分别达到88%和91%。采用荧光定量PCR分析了外源5 mmol·L~(-1)GABA处理对桃果实0℃贮藏期间果实冷害发生和内源脯氨酸合成关键基因PpOAT和PpP5CS表达的影响。结果表明,GABA处理能显著抑制‘玉露'桃果实0℃贮藏期间果肉出汁率的下降,减轻冷害。通过上调果实中PpOAT和PpP5CS的表达,提高内源脯氨酸的合成和积累,进而增强了果实抵抗低温胁迫的能力,可能是外源GABA处理减轻桃果实冷害的重要原因。     

苹果MdLsi1基因的克隆及生物信息学分析

以"秦冠"苹果叶片为试材,采用RT-PCR技术,克隆了苹果硅转运蛋白基因MdLsi1,并应用生物信息学分析其特征,以期为进一步深入研究硅促进苹果植株生长的分子机制提供参考依据。结果表明:MdLsi1基因全长873 bp,编码290个氨基酸,相对分子量为30.456 kDa。MdLsi1蛋白包含已知硅转运蛋白所具有的特征结构,6个跨膜结构域,2个天冬氨酸-脯氨酸-丙氨酸序列(Asn-Pro-Ala,NPA模体),1个由甘氨酸-丝氨酸-甘氨酸-精氨酸(GRGS)组成的ar/R选择性过滤器,并且2个NPA模体之间间隔108个氨基酸。MdLsi1基因起始编码位点前1 500 bp序列中除了包含有基本的基因启动子元件外,还含有与多种逆境胁迫相关的顺式调控元件。以上结果提示MdLsi1在苹果植株硅的积累及植株抵御逆境胁迫中发挥重要功能。     

丛枝菌根真菌对番茄渗透调节物质含量的影响

采用盆栽试验研究了不同浓度NaCl (0.5%和1% ) 胁迫下, 接种丛枝菌根真菌(AMF) 对番茄生长和渗透调节物质含量的影响。结果表明: 盐胁迫下, 与未接菌番茄相比, 接种AMF番茄能显著增加植株的生长, 促进叶片和根系可溶性糖的积累, 增加叶片可溶性蛋白含量及根系脯氨酸含量, 使植株耐盐能力增强。接菌株可溶性糖及可溶性蛋白的增加以及根系脯氨酸的大量积累在AMF提高番茄耐盐的渗透调节机制中具有重要的作用。     

多年生黑麦草P5CS基因的cDNA克隆、表达及亚细胞定位

以多年生黑麦草(Lolium perenne)‘Derby'为试材,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆获得1个Δ1–吡咯啉–5–羧酸合成酶基因(P5CS)的cDNA序列,全长2528bp,推断其编码716个氨基酸,命名为LpP5CS。序列分析表明:LpP5CS基因与小麦TaP5CS和水稻OsP5CS基因核苷酸序列的相似性分别为92.05%和85.82%,氨基酸序列的相似性分别为93.99%和87.99%。半定量PCR结果表明,LpP5CS基因在多年生黑麦草根、茎,叶均有表达。盐处理下,表达量高于对照,其中叶片中表达量最高,根中最低。200mmol·L-1NaCl处理下,LpP5CS基因表达量随处理时间延长,有先升高后降低的趋势。洋葱鳞茎表皮细胞的瞬时表达显示,LpP5CS蛋白定位于细胞膜和细胞核。     

黄瓜液泡膜H+-PPass基因CuPPase的cDNA克隆、序列分析与表达

 利用GenBank 登录的植物液泡膜焦磷酸酶氨基酸保守区序列设计简并引物,利用RT-PCR 和RACE-PCR 技术从黄瓜叶片中获得了一个液泡膜H⁺-PPase 基因,命名为CuPPase,GenBank 注册号为GQ223786。CuPPase 蛋白与南瓜、绿豆同源性最高,分别为94%,92%。生物信息学分析表明,该基因全长2 650 bp,开放阅读框（ORF）2 307 bp,编码768 个氨基酸;CuPPase 蛋白大小约80 kD,理论pI值为5.32。该基因有14 个强的跨膜螺旋结构,PlantCare 分析结果显示该基因序列具有脱落酸诱导、生长素诱导、赤霉素诱导、水杨酸诱导、低温诱导、干旱诱导的顺式作用元件。RT-PCR 表明,CuPPase 在叶和根中表达较高,茎中表达较低。CuPPase表达受盐胁迫以及高温、低温胁迫诱导,但与处理时间有密切关系,其表达均表现先升高后降低的趋势。     

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。     

甜瓜肌醇半乳糖苷合成酶基因CmGAS1的表达与功能分析

甜瓜（Cucumis melo L.）是棉子糖系列寡糖（Raffinose Family Oligosaccharides,RFOs）转运型植物。肌醇半乳糖苷合成酶（GAS）是催化RFOs合成的关键酶。甜瓜CmGAS1基因（GenBank登录号为AY077642.1）的cDNA全长为1 903 bp,开放阅读框（ORF）为996 bp,编码331个氨基酸。CmGAS1蛋白分子量约为38 kD,理论等电点（pI）为4.81。氨基酸序列比对和系统进化树分析表明,CmGAS1氨基酸序列与黄瓜（AAO84915.1）亲缘关系最近,同源性为98.79%,与西瓜（Cla009222）同源性为97.58%。荧光定量结果表明,甜瓜叶片从幼叶（库）至成熟叶（源）CmGAS1的表达显著升高,第5节位叶片达到最大值。去掉50%叶片植株与对照相比,完全展开功能叶片的CmGAS1表达量明显升高。应用CmGAS1特异性启动子构建CmGAS1的过表达载体,并采用农杆菌介导进行甜瓜遗传转化,获得了PCR阳性转化植株,转化植株完全展开功能叶片的净光合速率以及叶片中的蔗糖、棉子糖、水苏糖含量与野生型相比均有所提高。推测CmGAS1在甜瓜叶片棉子糖系列寡糖合成过程中起重要作用。     

砧木南瓜硅转运蛋白基因CmLsi3的克隆与表达分析

以用于黄瓜嫁接的砧木南瓜‘云南黑籽南瓜’（Cucurbita ficifolia,去蜡粉能力弱）和‘黄诚根2号’（C. moschata,去蜡粉能力强）为试材,采用同源克隆与RACE相结合的方法克隆到硅转运蛋白基因cDNA全长,命名为CmLsi3（GenBank登录号分别为KM203110和KM359142）。两种砧木南瓜CmLsi3基因cDNA全长为1 206 bp,开放阅读框为795 bp,编码264个氨基酸,两者仅有4个位点的氨基酸不同,但与黄瓜、玉米、大麦等作物硅转运蛋白氨基酸序列同源性均在50%以上。CmLsi3蛋白含有2个NPA模体、6个跨膜结构域以及1个由Gly（G）、Ser（S）、Gly（G）和Arg（R）组成的ar/R选择性过滤器,属于水通道蛋白NIPⅢ亚家族。实时荧光定量分析表明,CmLsi3基因在砧木南瓜根、茎、叶中均有表达,且‘云南黑籽南瓜’各器官CmLsi3基因的表达水平高于‘黄诚根2号’。     

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。     

香蕉茉莉酸合成关键酶基因MaOPR 的克隆和表达分析

 从‘巴西’香蕉（Musa acuminata L. AAA group‘Brazilian’）根的cDNA 文库中获得了一段 12–氧–植物二烯酸还原酶OPR（12-oxo-phytodienoic acid reductase）基因的片段,RACE 扩增获得全长, 命名为MaOPR。该基因全长1 512 bp,存在一个完整的开放阅读框1 287 bp,编码429 个氨基酸。生物 信息学分析表明,该蛋白属稳定蛋白,等电点为8.11,具有一个活性位点,一个基质结合位点,一个黄素 单核苷酸结合位点。序列预测分析该蛋白亚细胞定位为细胞质,其不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。通 过和已知植物的12–氧–植物二烯酸还原酶基因相比,同源性达到66%以上。其中与苜蓿、谷子、粳稻、 紫云英的OPR 编码的氨基酸序列的同源性均为71%。器官特异性分析表明,MaOPR 在香蕉的根、茎、 叶片、花和果实中均有所表达,其中在茎和果实中表达量较高。通过对其在ABA 抑制剂、乙烯、枯萎病 胁迫下的表达结果分析显示,该基因响应以上3 种胁迫。     

野生毛葡萄水通道蛋白基因VhPIP1的克隆及其在干旱胁迫下的表达分析

采用RT-PCR和RACE技术从中国野生毛葡萄（Vitis heyneana）‘花溪–9’根中克隆得到1个质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic proteins,PIPs）类的水通道蛋白基因,命名为VhPIP1（登录号为KM026528）。该基因cDNA全长为1 087 bp,包含1个858 bp的完整开放阅读框,编码286个氨基酸。氨基酸序列分析表明,VhPIP1含有水通道蛋白家族高度保守的两个NPA（Asn-Pro-Ala）单元和6个跨膜区,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致。实时荧光定量RT-PCR分析表明,VhPIP1在野生毛葡萄根、茎、叶中均有表达,在根中的表达量最高,叶片中最少。干旱胁迫下,抗旱性强的毛葡萄‘花溪–9’VhPIP1的表达量随着胁迫时间的延长先增加后降低,而不抗旱的欧亚种‘红地球’VvPIP1的表达量呈下降的趋势。与不抗旱的‘红地球’相比,干旱胁迫下极抗旱的‘花溪–9’较高的VhPIP1转录水平对应较高的叶片相对含水量,同时对应较低的根系细胞膜相对透性。VhPIP1的表达丰度与毛葡萄抗旱性密切相关。     

杧果Rab蛋白基因MiRab11的克隆及表达分析

根据前期对杧果（Mangifera indica L.）胁迫差异分析中获得的Rab11 片段,采用RT-PCR结合RACE 技术,从‘四季杧’混合组织材料（叶、茎、花和果实）中克隆了一个Rab11 完整编码区序列,命名为MiRab11。其cDNA 全长902 bp,包含完整开放阅读框657 bp,编码218 个氨基酸。同源性分析表明MiRab11 与葡萄和柑橘的同源性最高（相似度均为97%）。实时荧光定量检测结果表明：MiRab11在杧果叶、茎、花和果实中均有表达,在嫩茎和花后70 d 的成熟果实中的表达较高;在果实形成及发育初期表达量略有下调,但在果实成熟过程中表达量明显上调;逆境胁迫（低温、盐、干旱）处理可引起在叶或茎中上调表达;不同信号物质（脱落酸、水杨酸、双氧水）刺激均可引起叶中的表达上调。结果表明,MiRab11 可能在杧果果实成熟和胁迫反应中发挥重要作用。     

水茄泛素结合酶E2基因StUBCc的克隆及黄萎病菌诱导表达分析

以茄子近缘野生种水茄（Solanum torvum Swartz）幼苗根部为试材,并以黄萎病菌（大丽轮枝菌,Verticillium dahliae Kleb）处理的水茄的抑制差减文库中差异表达的EST片段F290为基础,利用RACE技术,获得一个756 bp的cDNA全长序列。经生物信息学分析发现该序列为泛素结合酶E2-2（UBC2）载体蛋白同源基因,命名为StUBCc,GenBank登录号为KP330492。StUBCc基因编码区共459 bp,编码152个氨基酸,该蛋白分子量为63.0925 kD,等电点为5.13。采用MEGA 5软件对StUBCc和其他同源蛋白的氨基酸序列比对,结果表明其与葡萄的同源蛋白一致性最高,达99%,有很高的功能区段保守性。采用荧光定量PCR对黄萎病菌侵染不同时间的水茄幼苗根部StUBCc基因的表达量进行测定,发现在侵染6 h后,表达量最高,为对照（无菌水处理）的6.79倍。