辣椒紫色酸性磷酸酶基因家族的鉴定与表达特征

紫色酸性磷酸酶(purple acid phosphatases,PAPs)属于金属磷酸酯酶家族,参与了植物大量的生理反应,特别是磷素的吸收与利用。本研究利用已经发表的辣椒基因组数据,采用同源比对方法对辣椒PAP基因家族进行鉴定与表达分析。通过鉴定发现辣椒基因组中至少含有25个PAP基因成员,氨基酸序列长度在264~639 aa,具有1~12个内含子,不均匀地分布在12条染色体上,仅发现1对基因以串联重复的形式存在。系统发育关系表明,辣椒、拟南芥和水稻PAP基因家族成员可以分为3个家族,8个亚家族,每个家族成员的数目是变异的,而且存在6对直系同源基因和20对旁系同源基因,这表明PAP基因家族的存在早于辣椒、拟南芥和水稻的分化。基于RNA-seq数据库和q RT-PCR方法,对辣椒PAP基因的组织表达及果实发育的不同时期进行分析,结果表明PAP家族基因具有组织表达特异性和发育时期表达特异性。     

玉米抗病相关基因NPR1的同源克隆及表达分析

NPR1是植物系统获得性(systemic acquired resistance,SAR)抗病反应中的关键基因,对植物的广谱抗性起重要调控作用。以玉米自交系"齐319"为材料,通过PCR方法克隆到一个玉米NPR1基因(命名为Zm NPR1)。序列分析结果显示Zm NPR1包含两个保守结构域POZ/BTB位点和Ankyrin repeat锚蛋白重复位点。蛋白质聚类分析表明Zm NPR1与水稻Os NPR2的同源性最高。亚细胞定位结果显示Zm NPR1定位于洋葱表皮细胞的细胞核中。半定量PCR结果显示,Zm NPR1和玉米防卫基因PAL(编码苯丙氨酸解氨酶)响应水杨酸、玉米矮花叶病毒和玉米小斑病原菌的诱导并显著上调表达;而Zm NPR1和PAL的表达水平受到茉莉酸甲酯的明显抑制。这表明Zm NPR1在玉米中参与到水杨酸介导的抗病反应通路。     

海岛棉GbNPR1基因全长cDNA的克隆及其在烟草中的表达

【目的】为棉花抗黄萎病基因工程育种提供新的基因源。【方法】以海岛棉为材料，利用同源序列法和RACE技术克隆海岛棉中SAR途径的主要抗病信号元件NPR1(none expresser of PR gene)的全长cDNA序列。【结果】推导的氨基酸序列与已知NPR1的同源性较低（39%～57%），但在功能区的同源性较高（79.2%），GbNPR1蛋白中含有BTB和锚蛋白重复序列结构域，且在起始密码子上游存在2个W框。在拟南芥中，A.tNPR1起始密码子上游有3个W框，对诱导NPR1的表达和激活NPR1介导的植物防卫反应至关重要，锚蛋白重复序列则是NPR1实现其功能必不可少的。构建了组成型植物表达载体，通过农杆菌介导法导入烟草，转基因植株经PCR和Southern杂交检测，表明目的基因已整合到烟草基因组中。离体叶片接种法对转基因烟草进行抗病性鉴定，表明对烟草赤星病菌（Alternaria alternata）的抗性有明显提高。转基因烟草经T1代遗传分析发现，基因以单拷贝插入。【结论】本研究得到的基因为海岛棉中NPR1的同源基因。     

甘蓝GS-Elong位点基因的预测与分析

以拟南芥中控制硫苷生物合成相关基因家族GS-Elong的全长CDS及蛋白序列为参考序列,在甘蓝(Brassica oleracea L.)基因组数据库中进行BLASTN和BLASTP检索,得到具备Score≥100、E-value≤10-10和Coverage≥70%条件的甘蓝注释基因作为拟南芥GS-Elong位点基因的候选同源基因,并进一步对其进行同源性和基因结构比较及聚类分析。结果显示,在甘蓝GS-Elong位点发现4个旁系同源基因(Bol020647、Bol017070、Bol037823和Bol017071)。甘蓝和拟南芥GS-Elong位点同源基因在核酸水平上的一致性为66.1%~84.3%;甘蓝4个旁系同源基因间的一致性在62.0%~83.7%之间。甘蓝和拟南芥GSElong位点基因在外显子数目、大小方面高度一致,但Bol017071和Bol037823分别较拟南芥GS-Elong位点基因少3个和1个外显子。系统进化及共线性分析初步确定,甘蓝中存在2个BoMAM1(Bol017070和Bol020647)和2个Bo MAM3(Bol017071和Bol037823)。     

水稻OsSAMT1基因的克隆及其遗传转化

采用RT-PCR法从水稻中成功克隆了1个水杨酸甲酯转移酶基因(OsSAMT1),构建了该基因的超表达载体,通过农杆菌介导法转化粳稻品种日本晴,获得10个转基因阳性植株.生物信息学分析结果表明,水稻基因组中共有12个OsSAMT1的同源基因,它们分别属于第6和第11号染色体上的2个基因族,而位于第2号染色体上的OsSAMT1基因与第6号染色体上的同源基因具有更高的相似性.     

甘蓝硫苷生物合成相关基因FMO_(GS-OXS)的预测与分析

以拟南芥中控制硫苷生物合成相关基因家族FMO_(GS-OX)位点基因全长编码区及蛋白为参考序列,在甘蓝(Brassica oleraceae L.)基因组数据库中进行Blastn和Blastp检索,得到具备Score≥100、E值≤10-10、coverage≥70%条件的甘蓝注释基因作为候选拟南芥FMO_(GS-OX)的同源基因,并进一步进行同源性比较、基因结构比较及序列聚类分析。结果显示,在甘蓝中发现3个旁系同源基因Bol010993、Bol029100、Bol031350。甘蓝和拟南芥FMO_(GS-OX)同源基因之间在核酸水平上的相似性为69.4%~83.0%;甘蓝3个FMO_(GS-OX)旁系同源基因间的相似性保持在70.0%~84.0%。甘蓝Bol010993与拟南芥FMO_(GS-OX)1~FMO_(GS-OX)4的结构较为相似,而Bol029100、Bol031350与拟南芥FMO_(GS-OX)5的结构较相似。系统进化分析及共线性分析初步确定,甘蓝中分别存在1个FMO_(GS-OX)2(Bol010993)和2个FMO_(GS-OX)5(Bol029100、Bol031350)基因。     

中间偃麦草NPR1同源基因TiNH1的分离和特性分析

【目的】NPR1是调控植物抗病反应的一个关键基因。对中间偃麦草NPR1同源基因TiNH1进行分离和特性分析。【方法】利用RT-PCR和RACE（rapid amplification of cDNA ends）技术获得TiNH1全长cDNA序列，利用Northern和Southern分别研究TiNH1表达特性及其在中间偃麦草基因组中存在形式。【结果】获得了该基因cDNA序列，命名为TiNH1。其编码蛋白TiNH1的氨基酸序列分别与水稻、烟草和拟南芥的NPR1同源性为80%、54%和46%。Northern杂交分析结果表明：TiNH1基因在正常情况下有微量表达，在小麦白粉病菌和纹枯病菌诱导下，该基因表达水平得到提高。Southern杂交分析结果表明；该基因以单拷贝形式存在于中间偃麦草基因组中。【结论】中间偃麦草NPR1同源基因TiNH1编码由580个氨基酸组成的蛋白质TiNH，具有已知NPR1蛋白保守的结构域和功能氨基酸，可能参与寄主对小麦白粉病菌和纹枯病菌的防御反应。     

NPR1结构与功能的研究进展

病程相关基因非表达子(non-expressor of pathogenesis-related genes 1,简称NPR1)作为植物激素水杨酸(SA)信号的主要调节因子,参与系统获得性抗性(systemic acquired resistance,简称SAR)的建立,在植物抵抗病原菌的侵染中起着重要作用.核内单体化的NPR1作为辅因子通过与转录因子的相互作用正向调控病程相关(pathogenesis-related,简称PR)基因的表达;NPR1的翻译后修饰与降解也增加了其调节机制研究的复杂性.此外,该蛋白的作用已扩展到对植物生长发育、昼夜节律稳态、内质网分泌相关蛋白以及抗冻等的调控.以NPR1调控建立SAR过程中的机制为重点,综述其结构特征以及各方面的重要功能,为NPR1蛋白在植物生命活动中潜在作用机制的研究提供参考.     

绿萼凤仙花MYB4的克隆及表达分析

MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)是调控植物木质素合成的转录因子之一。为探讨绿萼凤仙花木质素合成调控的分子机制，本试验克隆了绿萼凤仙花MYB4基因，对其进行生物信息学分析，并利用qRT-PCR技术分析其表达模式。结果表明：(1)成功克隆到绿萼凤仙花MYB4基因的3个片段，其cDNA全长分别为666、888、771 bp,编码221、295、256 aa,命名为IcMYB4-1、IcMYB4-2和IcMYB4-3。(2)3个IcMYB4基因都含有MYB家族的DNA结合结构域(R2和R3)以及抑制型的保守基序EAR,其氨基酸序列与其他物种具有较高的相似性，同源性达62%左右。IcMYB4-1和IcMYB4-2氨基酸处于一个分支，推测其为直系同源关系；IcMYB4-3与前两者分属两个分支，推测其为旁系同源关系。(3)qRT-PCR结果表明，3个IcMYB4基因在绿萼凤仙花的不同部位均有表达，其中IcMYB4-1在绿萼凤仙花不同部位的表达均为最低，以根部表达量最高；IcMYB4-2和IcMYB4-3基因在绿萼凤仙花的根、...     

杨树肉桂醇脱氢酶基因序列和表达模式分析及CAD4酶活性检测

应用生物信息学方法从杨树基因组数据库中筛选出19个杨树肉桂醇脱氢酶基因,它们聚为3类.序列分析表明,杨树CAD基因家族主要通过全基因组加倍和串联复制的方式进行扩张.杨树和拟南芥CAD家族共6对旁系同源基因,在较强的净化选择压力下进化.19个基因在杨树不同组织中均有表达,表达量较高的是PoptrCAD17、PoptrCA...