油用牡丹PsFAD6基因的克隆与表达分析

本研究以油用牡丹(Paeonia suffruticosa)叶片为试验材料,采用RACE和RT-PCR的方法克隆得到油用牡丹ω-6脂肪酸脱氢酶(ω-6 FAD)基因cDNA全长,命名为PsFAD6(GenBank登录号:KY233120)。序列分析表明,该基因cDNA序列全长1 819 bp,其中开放阅读框1 326 bp,编码441个氨基酸,3'端非编码区长271 bp,5'末端非编码区长192 bp;多序列比对表明,油用牡丹PsFAD6氨基酸序列含有3个保守结构域,系统发育分析显示油用牡丹与葡萄处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和TargetP亚细胞定位分析得知,PsFAD6蛋白无信号肽,具有3个跨膜域,可能定位于叶绿体中发挥功能。组织特异性分析表明,PsFAD6在油用牡丹的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达,其中,在叶片中表达量最高,雄蕊次之,在雌蕊中表达量最低;不同发育时期种子中,80 d表达量最高,60 d次之,在20 d中表达量最低     

罗汉果生长素响应因子SgA RF8基因的克隆及表达分析

基于转录组Unigene序列信息,结合RACE技术,克隆罗汉果生长素响应因子基因Sg ARF8的全长。采用同源克隆法获取罗汉果Sg ACTIN基因,以该基因为内参,通过实时荧光定量PCR检测Sg ARF8在罗汉果不同器官组织中的时空表达。结果表明:获得Sg ARF8基因c DNA全长序列3 266 bp,Gen Bank登录号KU949383,最长ORF为2 547 bp,编码848 aa的蛋白质,预期分子量94.42 k D,等电点5.67,该编码蛋白具有DBD、CTD和MR等转录因子ARF特征性结构域,其5'端和3'端区域比较保守;克隆得到罗汉果内参基因Actin基因部分序列,命名为Sg ACTIN,Gen Bank登录号为KU949382;实时荧光定量分析表明,罗汉果Sg ARF8在茎、叶、芽、雌蕊、雄蕊、幼果中普遍表达,并且在雌蕊和15 d幼果中表达量较高。可见Sg ARF8广泛参与罗汉果生长发育调节过程,尤其与雌蕊和幼果的器官形态建成密切相关,也暗示该基因在罗汉果性别调控和单性结实遗传改良中具有重要应用价值。     

金花茶黄烷酮3-羟化酶基因CnF3H的克隆及表达分析

本研究利用反转录PCR和RACE方法,从中国珍稀濒危植物金花茶(Camellia nitidissima)花瓣中获得了黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)基因的c DNA全长,命名为Cn F3H,Gen Bank登录号为HQ290517。碱基序列分析表明,该Cn F3H基因c DNA序列全长为1 360 bp,5'非翻译区(untranslated regions,UTR)长54 bp,3'UTR长202 bp,开放阅读框长为1 104 bp编码367个氨基酸。氨基酸序列比对分析表明,Cn F3H与茶(C.sinensis)F3H同源性高达99%。二级结构预测表明,无规则卷曲在Cn F3H蛋白结构中所占比例最大,其次为α-螺旋和延伸链。相对荧光定量PCR分析表明,Cn F3H基因的表达量在幼蕾期、初蕾期和膨大期的表达量较高,之后逐渐降低;Cn F3H基因在花器官不同部位中均有表达,其表达量高低顺序为雄蕊、花瓣、萼片、雌蕊和苞片。本研究为全面深入地研究金花茶花色形成的分子调控机理提供了充实的理论依据。     

海岛棉GbMYB5基因的克隆及表达分析

为了挖掘鉴定棉纤维发育相关基因,本研究根据海岛棉RIL群体定位的纤维强度QTL位点,结合转录组数据及海岛棉全基因组数据库注释信息,筛选出1个R2R3类MYB转录因子基因Gbar_A11G032760.1,根据该基因的注释信息,克隆并命名该基因为GbMYB5,qRT-PCR分析发现,在纤维发育15、20、25 DPA (Days post anthesis),该基因在高FS (Fiber strength)材料中的表达量显著高于低FS材料,且在高FS材料中明显上调表达;氨基酸序列分析表明,GbMYB5基因的编码区长747 bp,编码248个氨基酸残基,氨基酸序列包含1个高度保守的HTH-myb DNA-binding domain;序列同源比较及系统发育进化表明,该基因与不同物种的MYB5相关蛋白氨基酸序列都存在1个高度保守的HTH结构域;GbMYB5和雷蒙德氏棉的MYB5聚集在同一分支上,该基因与雷蒙德氏棉的同类基因亲缘关系较近。利用qRT-PCR分析不同组织表达情况,发现GbMYB5基因在花瓣和花萼中极显著表达量,雌蕊和雄蕊中显著表达一般,茎组织中表达不显著。研究初步分析了该基因的氨基酸序列及表达模式,为今后棉花MYB转录因子在纤维发育阶段的功能及分子机制的研究提供依据。     

小麦糖基转移酶基因TaUGT73D1的克隆及表达分析

为探讨TaUGT73D1基因在小麦花发育过程中雄蕊和雌蕊形成的作用,本研究利用小麦三雌蕊突变体TP和雄蕊同源转化型不育突变体HTS-1两个品种,从中克隆得到了TaUGT73D1(UDP-glycosyltransferase73D1)的3个同源基因TaUGT73D1-2A、TaUGT73D1-2B、TaUGT73D1-2D,通过基因碱基序列分析表明TaUGT73D1-2A、TaUGT73D1-2B、TaUGT73D1-2D基因序列全长分别为1 907 bp、1 912 bp、1 905 bp,开放阅读框分别为1 365 bp、1 467 bp、1 461 bp,分别编码454、488、486个氨基酸残基,通过与小麦基因组比对,发现这3个同源基因分别位于染色体2AL、2BL、2DL上。TaUGT73D1-2A、TaUGT73D1-2B、TaUGT73D1-2D与乌拉尔图小麦Tu UGT73D1的编码区相似度分别为97.68%、96.52%、99.05%,蛋白序列相似度分别为73.57%、95.08%、95.70%。系统进化分析表明,该类基因与单子叶植物的UGT基因聚在一起,表明其亲缘关系较近,而与双子叶植物相隔较远,表明其亲缘关系较远。利用Real-time PCR分析TTaUGT73D1-2A、TaUGT73D1-2B、TaUGT73D1-2D基因在不同花器官雌蕊(P)、雄蕊(S)及雌蕊化雄蕊(PS)中表达模式。结果表明,该类基因在雄蕊中表达量最高,在雌蕊及雌蕊化中几乎不表达。因此推测TaUGT73D1基因可能与小麦雄蕊同源转化为雌蕊性状有关。本研究为进一步探讨小麦TaUGT73D1基因的功能提供了理论依据。     

紫云英AGL18(AGAMOUS-LIKE18)基因克隆及功能鉴定

紫云英(Astragalus sinicus)是重要的绿肥作物,选育花期适当的品种是重要的育种目标。AGL18是关键的开花抑制基因,为了探究紫云英AGL18基因的功能,本研究通过RACE技术成功克隆了紫云英AGL18基因,基因cDNA全长为957 bp,含有1个738 bp的开放阅读框,编码的蛋白质含有245个氨基酸。编码的氨基酸序列与大豆、蒺藜苜蓿、菜豆的同源蛋白相似性均在77%以上,具有较高的保守性。基因表达分析显示,紫云英AGL18基因在各器官中均有表达,表达量由高到低依次为花芽、花、叶、根、叶芽、茎、荚果。通过超表达AGL18基因拟南芥验证了该基因的功能,结果证明,超表达AGL18基因拟南芥株系的抽薹天数比野生型平均迟10.78 d,开花天数比野生型平均迟11.28 d。本研究为调控紫云英花期提供了科学依据。     

牡丹花发育相关基因PsPI的克隆与表达分析

PI基因能够调控植物花器官形成。本研究以牡丹品种‘洛阳红’为研究材料,通过克隆从牡丹花瓣中得到PI同源基因,并利用q RT-PCR对其表达特性进行分析。结果表明,牡丹PI基因cDNA全长636 bp,包含MADS MEF domain,K-box domain,氨基酸序列C末端具有典型PI-motif I,命名为Ps PI,GenBank登录号为MH169595。序列比对与系统进化分析表明,牡丹Ps PI与芍药亲缘关系最近,相似性达90%以上。Ps PI在牡丹营养器官中痕量表达,生殖器官组织中的表达量较高,花瓣中表达量最高,为萼片32倍;牡丹花发育6个时期中,雄蕊、雌蕊原基分化期Ps PI表达量与其他4个时期存在显著差异,雌蕊原基分化期最高;4种不同花型牡丹的花器官中,Ps PI在花瓣中表达量高于萼片、雌蕊与雄蕊,单瓣型、荷花型牡丹表达量显著高于皇冠型与蔷薇型。Ps PI基因参与雌蕊、雄蕊原基分化,不同花型牡丹中该基因均在花瓣表现出较高的表达量,在雌蕊、雄蕊瓣化过程中可能具有关键作用,进而调控牡丹花器官的形态建成,该结果为牡丹花型分子育种提供了理论依据。     

中国水仙八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS)的克隆及表达分析

八氢番茄红素脱氢酶（PDS）是影响类胡萝卜素合成的一个重要限速酶,在植物花色发育过程中起着重要作用。采用RT-PCR技术从中国水仙（Narcissustazetta var.chinensis）幼嫩花蕾中分离到一个新的水仙花色发育相关的PDS基因,命名为NTPDS1（GenBank登记号：EU138883）。该基因长1719bp,具有一个1713bp的完整开放读码框（ORF）,编码570个氨基酸。序列分析表明,NTPDS1编码的氨基酸序列与其它植物的PDS蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,NTPDS1与喇叭水仙亲缘关系最近。利用半定量PCR技术进行组织表达模式分析发现,该基因在中国水仙的花、叶片和根中均有表达,但以花器官中表达量最高;在花瓣和副冠中的表达量高于雄蕊和雌蕊。     

柱型苹果开花抑制基因FLOW ERING LOCUS C基因的克隆与表达分析

开花抑制基因FLC(FLOWERING LOCUS C)是春化作用中的关键基因,是控制开花时间的枢纽。本研究采用RT-PCR方法,以柱型苹果杂交后代群体中早花株系为试验材料,克隆得到柱型苹果花发育相关基因Md FLC。结果显示,Md FLC开放阅读框长度为603 bp,编码201个氨基酸,推测蛋白质分子量为47.68 k D,等电点为5.18;Md FLC蛋白二级结构包含9个α-螺旋,2个β-折叠区和12个β-转角,具有MADS典型的结构域。系统进化树分析表明,Md FLC与沙梨FLC进化关系最近,与豌豆的亲缘关系最远。半定量PCR及荧光定量PCR分析结果表明,Md FLC基因在普通型苹果‘富士’及柱型苹果株系(95-31,95-41,95-45,95-107,95-152)的花芽和花不同部位(花瓣,花蕊,花萼,花托)均有表达,在柱型苹果花芽、花瓣、花蕊、花萼及花托中的表达量均低于在富士苹果中对应部位的表达量,在花芽中的表达差异尤为显著,暗示了Md FLC基因参与了柱型苹果花芽分化以及开花进程。     

棉花亲环素基因(GhCYP1)克隆及在干旱胁迫下的表达分析

本研究从已构建的棉花(Gossypium hirsutum)干旱胁迫抑制性差减杂交(suppressive subtractive hybridization,SSH)cDNA文库分离得到一个含有植物亲环素保守结构域的EST片段,测序并结合cDNA末端快速扩增(5'-RACE)技术获得了1个779bp的cDNA序列。序列分析表明,该cDNA5'非翻译区为70bp,3'非翻译区为187bp,并含有一个编码174个氨基酸蛋白的开放阅读框。Blast分析表明,该基因的编码产物为一个亲环素蛋白,将该基因命名为为GhCYP1,序列提交到GenBank,登录号为GQ292530。半定量RT-PCR分析表明,干旱胁迫处理后,该基因在叶片中的表达量迅速提高,并在胁迫2h达到最高,这一研究暗示该基因的表达与棉花抗旱胁迫相关。     

萼脊兰MADS-box基因的克隆及表达载体构建

为了研究"ABC"模型的B类PI基因,探究决定花瓣和雄蕊形成的基因特征。采用CTAB法提取萼脊兰花瓣总RNA,并通过RT-PCR法克隆萼脊兰PI基因的编码序列,该序列长度为633 bp,编码210个氨基酸,与小兰屿蝴蝶兰的氨基酸相似性最高。对PI所表达蛋白质的结构、亲水性和二级结构进行了分析,结果显示,该基因包含MADS-box和K-box保守结构域,属于MADS-box基因家族;该蛋白分子属于亲水性蛋白,包含56.19%α螺旋、13.81%的延伸链以及30%的不规则折叠,实时荧光定量PCR结果显示,PI基因主要在花器官中表达,且表达量高,说明PI基因的表达具有组织特异性。构建植物表达载体的结果显示,目的基因和带启动子的片段已插入到表达载体p CAMBIA1301中,表明成功构建植物表达载体1301-PI,为最终获得新奇花型的萼脊兰奠定基础。     

甘蔗Na~+/H~+逆转运蛋白基因的克隆与表达分析

Na~+/H~+逆向转运蛋白基因SOS1(salt overly sensitive 1)是植物耐盐性的必需基因之一,在植物抵御盐胁迫过程中发挥十分重要的作用。本研究以小麦EST序列KJ563230为探针,利用电子克隆技术结合RT-PCR,获得一条甘蔗SOS1基因的cDNA序列,命名为ScSOS1(GenBank登录号为KT003285)。序列分析结果表明,该基因全长1403 bp,包含一个1272 bp的开放阅读框,编码423个氨基酸的蛋白质。ScSOS1蛋白的相对分子质量为47.6 kD,理论等电点(pI)为9.12。氨基酸序列分析表明,ScSOS1蛋白具有一个CAP-ED superfamily结构域。生物信息学预测显示,ScSOS1的编码蛋白为亲水性蛋白,不存在信号肽,二级结构元件多为无规则卷曲,主要参与中间代谢。实时荧光定量PCR分析表明,ScSOS1基因的表达具有组织特异性,在甘蔗叶鞘、蔗皮、蔗髓、侧芽和根中均有表达,其中在叶鞘中的表达量最高,根中的表达量最低。此外在NaCl、PEG、ABA、SA和MeJA的胁迫过程中,该基因表达均受到调控,其中受NaCl和PEG诱导后上调表达,均在24 h表达量达最高,分别约为对照组的1.5倍和4.0倍。推测该基因的表达与甘蔗耐盐性和抗渗透胁迫有关。     

芒果类胡萝卜素裂解双加氧酶1(CCD1)基因的克隆与序列分析

类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenases,CCD)是植物类胡萝卜素新陈代谢中的降解酶,类胡萝卜素在双加氧酶的作用下氧化产生具有生物活性的不同衍生物,例如维生素A,植物激素脱落酸以及芳香物质,这些物质在植物的颜色、苦味、香气方面具有重要意义。通过转录组数据设计CCD1基因的全长引物,采用RT-PCR技术从芒果(Mangifera indica)果皮中克隆到类胡萝卜素裂解双加氧酶CCD1的全长序列。结果表明:c DNA序列长度为1 900 bp,开放阅读框为1 614 bp,共编码537个氨基酸。CCD1蛋白属于稳定蛋白,在CCD1编码的蛋白质的氨基酸各组分中,亮氨酸(Leu)含量为最高,缬氨酸(Val)的含量次之。蛋白序列分析表明芒果中的CCD1基因编码的蛋白存在一个结构域RPE65,并且属于RPE65 superfamily家族。通过构建系统发生树,结果发现芒果CCD1基因所编码的蛋白序列与蜜柑、甜橙、栗子、大豆等的蛋白序列亲缘关系较近,可聚为一类,而与咖啡豆、菠菜、马铃薯、烟草的亲缘关系较远。芒果的CCD1与柑橘的CCD1的一致性为90%,有比较近的进化关系。亚细胞定位分析结果显示,芒果CCD1定位在细胞质中。对芒果的CCD1蛋白进行疏水性/亲水性预测,结果发现氨基酸疏水/亲水性主要介于+2.267~-0.633之间,CCD1蛋白属于亲水性蛋白。分析二级结构和三级结构得出CCD1基因编码的蛋白质主要由α-螺旋和无规则卷曲构成了其二级结构,α-螺旋占22.16%,无规则卷曲占37.43%。     

白菜型春油菜花芽分化研究

通过石蜡切片结合光学解剖镜观察分析,发现青海省小油菜(Brassica campestris L.)花芽花器分化为向心分化顺序。即按花芽原基、花萼、花瓣原基、雄蕊及心皮的先后顺序依次进行分化。根据这个顺序及花芽分化的其它特性,将花芽分化过程划分为八个时期:1.花芽分化准备期;2.花芽原基形成期;3.花萼形成期;4.花瓣原基形成期;5.雄蕊     

家蚕糖转运蛋白BmST1基因的克隆与序列分析

糖转运蛋白运输葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖等透过细胞膜为机体提供能量。根据GenBank已登陆的其它物种的糖转运蛋白序列与家蚕基因组框架图和EST序列获得家蚕同源糖转运蛋白基因BmST1。基因编码区长1 392 bp (GenBank登录号：FJ373021),编码463个氨基酸,预测蛋白分子质量为51.635 kDa。序列分析显示基因有2个外显子,含有11个跨膜结构域。RT-PCR表明该基因仅在本文所检测的家蚕丝腺中表达。     

春兰AGL6基因的克隆及实时定量表达分析

本研究采用RT-PCR结合RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到一个AGL6基因。序列分析表明,该基因含有一个729bp长的开放阅读框(ORF),共编码242个氨基酸。系统进化树分析显示,该基因属于MADS-box基因家族AP1/AGL9组的AGL6同源基因,其编码的蛋白与其它植物AGL6类蛋白具有较高的同源性,命名为CgAGL6(基因登录号为HM208533)。实时荧光定量表达分析表明,CgAGL6基因春兰不同组织中均有表达,其中在唇瓣、花芽和子房中的表达量较高,在花瓣和萼片中的表达量次之,在根、叶和蕊柱中的表达量最低,显示了CgAGL6基因可能在春兰成花转变和花器官的形成过程中起着重要作用。     

金花茶CnBCH基因cDNA全长克隆及生物信息学分析

利用CODEHOP和RACE方法,从珍稀观赏植物金花茶(Camellia nitidissima)花瓣中克隆得到了β-胡萝卜素环羟化酶(β-carotene hydroxylase,BCH)基因的cDNA全长,命名为CnBCH。碱基序列分析结果表明,该CnBCH基因全长1 089 bp,包含58 bp的5'非翻译区(untranslated regions,UTR)、105 bp的3'UTR和927 bp编码308个氨基酸的开放阅读框。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白质为不稳定亲水性蛋白,分子量为34.42 k D,无信号肽,含有4个跨膜结构域,一个脂肪酸羟化酶超家族(FA_hydroxylase super family)功能结构域以及BCH功能结构域(PLN02601);CnBCH二级结构以α-螺旋为主,其次为无规则卷曲,β-折叠所占比例最少。氨基酸序列比对分析结果显示,CnBCH与茄科、蔷薇科等植物BCH蛋白同源性都在70%以上,与柿树(Diospyros kaki T.)BCH同源性最高。本研究为进一步了解CnBCH基因的功能及其在金花茶花瓣类胡萝卜素合成中的作用提供了帮助。     

甘蓝、大白菜和甘蓝型油菜EXO70A1基因的克隆与表达特性

从甘蓝、大白菜与甘蓝型油菜中分离出EXO70A1基因,对该基因的序列进行生物信息学分析, 然后转化酵母Y187, 应用半定量RT-PCR检测BoEXO70A1基因的表达特性。结果表明, 3种芸薹属植物EXO70A1序列长度均为1 917 bp,相似性97.1%, 它们的gDNA序列均为单一序列,长度分别为3 797、3 752和3 770 bp,一致度达91.0%,均由12个外显子及11个内含子组成,除了第4、第5、第6、第8个内含子外,其余内含子的保守性低于外显子; 推导的3种蛋白质序列(BnEXO70A1、BrEXO70A1和BoEXO70A1)的相似度与一致性分别达99.8%与98.1%,其二级结构、三维结构及理化特性高度相似。EXO70A1基因的11个内含子的剪切位点均符合“GU-AG”法则,剪切受体(AG)的前20~50个碱基存在一段保守的序列“CU(A/G)A(C/U)”; 3种芸薹属植物与拟南芥EXO70A1基因的12个外显子的对应序列长度完全相同,所构成的编码区的序列一致性达90.1%,相应的蛋白质序列的相似度与一致性分别达99.8%与93.7%; 分子进化分析表明, EXO70A1在整个EXO70蛋白家族中及不同的植物间表现出较高的保守性; BoEXO70A1在酵母细胞Y187呈现弱表达; EXO70A1在甘蓝的雄蕊、幼茎、幼嫩花瓣、雌蕊、幼根及叶片中均能表达,可能属于组成型表达基因,但是其表达量在不同发育时期的不同器官中存在差异,授粉前雌蕊中最高,雄蕊中最低。由此可知,EXO70A1在芸薹属植物中整体高度保守, 但在酵母转化株和甘蓝各器官中的组成型表达有所差异,推测EXO70A1在植物细胞中具有多种重要的功能。     

家蚕糖转运蛋曰BmST1基因的克隆与序列分析

糖转运蛋白运输葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖等透过细胞膜为机体提供能量.根据GenBank已登陆的其他物种的糖转运蛋白序列与家蚕基因组框架图和EST序列获得家蚕同源糖转运蛋白基因BmST1.基因编码区长1 392 bp(GenBank登录号:FJ373021),编码463个氨基酸,预测蛋白分子质量为51.635 kDa.序列分析显示基因有2个外显子,含有11个跨膜结构域.RT-PCR表明该基因仅在此文所检测的家蚕丝腺中表达.     

陆地棉果胶甲酯酶GhPME6的克隆及功能分析

结合陆地棉SSH-cDNA文库的测序结果,与棉花EST数据库进行序列比对和分析,获得1条在棉纤维次生壁加厚期特异表达的EST序列,该序列编码果胶甲酯酶(PME)。利用RACE技术获得其全长cDNA序列,命名为GhPME6。基因结构分析表明,GhPME6包含1个长度为1560 bp的开放阅读框、2个外显子和1个内含子,编码含有519个氨基酸的蛋白。其氨基酸序列具有PMEI和Pectinesterase两个保守结构域。通过对不同棉属基因组中的PME6基因进行比对分析,发现PME6在进化过程中具有高度保守性。qRT-PCR分析显示,GhPME6在纤维发育次生壁加厚期大量表达,推测该基因可能对棉纤维比强度有重要影响。构建GhPME6基因的大肠杆菌表达体系,获得与预期大小一致的目的蛋白,为深入研究GhPME6对棉纤维比强度的影响奠定了基础。