核桃油脂合成转录因子JrWRI1基因的克隆及生物信息学分析

为研究核桃果实油脂合成与积累的分子调控机理,以核桃果实种仁cDNA为模板克隆得到油脂合成关键转录因子JrWRI1基因,其cDNA序列全长为1 230 bp,编码409个氨基酸。通过对其结构特征、生物学特性进行分析,发现该基因编码蛋白属于AP2/ERF转录因子超级家族,具有特异的DNA结合序列,调节生物合成和代谢过程,定位于细胞核中,符合转录因子行使功能的特点。并构建了JrWRI1超表达重组载体,为进一步研究JrWRI1在核桃果实油脂合成与积累过程中的功能奠定基础,也为利用分子手段加快高油核桃新品种的选育提供参考。     

谷子SiMYB76基因抑制种子油脂积累的功能分析

拟南芥AtMYB76转录因子参与调控脂肪族芥子油苷和油脂的积累过程。为深入了解谷子中的同源基因 SiMYB76在种子油脂积累过程中的调控作用,从谷子品种‘豫谷1号’中克隆获得 SiMYB76基因的全长编码域序列,对其进行烟草叶片的亚细胞定位研究,并初步分析其在种子油脂积累过程中的调控作用。结果表明,SiMYB76定位于烟草叶片细胞的细胞核中。在拟南芥 myb76-2突变体背景下,异源表达 SiMYB76基因不仅能够完全恢复突变体高含油量的表型,而且可显著调控油脂合成途径上多个关键基因的表达。由此可知,谷子SiMYB76通过调控油脂合成途径上关键基因的表达而显著抑制种子油脂积累,并在种子油脂积累过程中与拟南芥AtMYB76具有相似的生物学功能。     

转录因子DREB1A基因的克隆及植物表达载体的构建

研究转录因子DREB1A在植物抗渗透胁迫反应中的作用。根据GenBank中登录的DREB1A基因的序列设计引物,用PCR方法从拟南芥中克隆DREB1A基因,利用基因重组技术成功构建了植物表达载体pCAMB1A1300-DREB1A。该结果为进一步利用DREB1A基因做遗传转化研究奠定了基础。     

白芨MYB类转录因子PAP1基因的克隆与表达分析

花青素对植物的生长发育具有重要的作用。MYB家族转录因子参与花青素合成代谢的调控。利用同源基因克隆的方法,根据其他物种中基因的同源序列设计特异性引物,利用PCR技术从白芨基因组中克隆到MYB转录因子PAP1,cDNA全长844bp,经DNAStar软件分析,PAP1无内含子,包含一个完整的阅读框,编码184个氨基酸。不同组织的表达特征分析发现,BsPAP1在花中的表达较强,在块根状假鳞茎和嫩蒴果中的表达次之。蛋白质特征预测及蛋白序列结构分析发现PAP1具有MYB转录因子典型的DNA结合区域。序列同源比对表明该基因与芜菁、花椰菜等的PAP1基因有很高的相似性,推测BsPAP1是MYB家族的成员之一。     

FaDREB1基因RNAi的植物表达载体的构建

以pMD18-T-FaDREB1为基础,构建了由35s启动子调控的FaDREB1基因RNAi的植物表达载体pART27-FaDREB1(1)-FaDREB1(2),并通过冻融法将重组质粒导入根癌农杆菌LB4404中。对于研究RNAi的机理和应用以及研究DREB类转录因子基因的功能和应用具有重要的理论价值。     

苜蓿HD-Zip转录因子基因Mfhb-1的生物信息学分析

采用生物信息学方法对苜蓿Mfhb-1基因的功能、一般理化性质、疏水性、二级结构和亚细胞定位进行分析,并进行同源建模.结果表明,该基因包含一个861 bp的ORF,编码长度为286个氨基酸残基的HD-Zip转录因子.该转录因子为一个亲水性的蛋白,具有α-螺旋、无规则卷曲等二级结构元件,定位于细胞核中.     

沙棘WRI1转录因子基因的生物信息学分析

以构建的沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)不同组织转录组数据库为基础,分离得到1个沙棘WRI1转录因子编码基因,命名为Hr WRI1,利用生物信息学方法对其基因结构、理化性质、保守域、信号肽、亚细胞定位、磷酸化位点和高级结构等进行了预测和较为全面的分析。结果表明,该成员含有1 206 bp的完整开放阅读框,编码401个氨基酸组成的不稳定亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,存在多个磷酸化位点,定位于细胞核中,高级结构以无规则卷曲为主。与不同植物中已报道的同源WRI1转录因子进行多重序列比对后,发现它们在核酸与氨基酸水平均高度同源,并且具有相同的结构域。     

大蒜热激转录因子基因AsHSFB1的克隆、亚细胞定位及其表达分析

热激转录因子(HSF)基因是植物热胁迫响应的重要转录调节基因,在植物胁迫应答和其他抗逆反应过程中起着关键作用。为研究大蒜热激反应的分子机制,本研究基于大蒜转录组数据,以徐蒜6号为试验材料,采用同源克隆方法获得编码HSF的AsHSFB1基因。序列分析结果显示,AsHSFB1含有882 bp的开放阅读框,编码293个氨基酸,其蛋白质含有热激转录因子的特征结构域。在进化关系上,AsHSFB1与拟南芥AT4G11660(AtHSFB2B)同源性最高。亚细胞定位结果表明,AsHSFB1蛋白主要定位在细胞核和细胞质上。本研究采用同源重组技术成功构建pCAMBIA1305-AsHSFB1过表达载体,为进一步研究该转录因子基因的功能,培育耐热大蒜品种奠定基础。RT-PCR分析结果表明,不同大蒜品种中,AsHSFB1基因在叶片中相对表达水平均最高,具有组织表达特异性;38℃高温胁迫处理下,徐蒜6号中的AsHSFB1基因相对表达水平在24 h时明显上调;4℃低温胁迫下,徐蒜815和徐蒜6号中AsHSFB1基因相对表达水平的变化趋势相似,均先上升后下降,在处理4 h时相对表达水平达到峰值。     

大豆GmWRI1a基因克隆及生物信息学分析

利用Phytozome数据库、NCBI网站等软件对大豆(Glycine max)基因组中WRI1同源基因进行生物信息学分析,发现大豆WRI1转录因子有2个拷贝,分布在第8和15号染色体上。以大豆未成熟种子cDNA为模板,克隆15号染色体WRI1转录因子的cDNA全长序列,命名为GmWRI1a。应用生物学软件发现,GmWRI1a蛋白含有2个AP2/EREBP结构域(60-225)。进化树分析表明,GmWRI1a包含在第一个分支里,与AtWRI1距离较近,推断其与AtWRI1属于同源基因,具有相似的功能。对与GmWRI1a蛋白存在相互作用的蛋白进行预测分析,发现与其相互作用的蛋白多数参与糖降解或质体脂肪酸合成,结果表明,GmWRI1a转录因子可能在控制种子发育中时从糖到油的碳流动中起重要作用。