莲NnFUL基因克隆、亚细胞定位及表达分析

为了研究MADS—box A类基因在莲花器官发育中的作用,以莲品种‘大洒锦'(Nelumbo nucifera‘Da sajin')的花蕾为试验材料,利用RT-PCR方法克隆了莲FUL-like基因cDNA序列,命名为NnFUL。NnFUL的cDNA长度为763 bp,其开放阅读框(Open reading frame,ORF)共编码250个氨基酸。该蛋白属于亲水性蛋白,二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲和延伸链组成。系统进化分析表明:NnFUL编码的蛋白与AP1/SQUA亚家族中的FUL-like蛋白聚为一类,与二球悬铃木(Platanus×acerifolia)的FUL-like蛋白具有较高的亲缘关系。亚细胞定位显示该基因位于细胞核中。荧光定量Real-time PCR结果表明:NnFUL在花器官中表达量最高,主要集中在花萼和花瓣中,同时在营养器官中也有表达;因此,NnFUL在花器官发育尤其花萼和花瓣形成中有一定的调控作用。     

草莓AP1同源基因的克隆、表达及启动子分析

【目的】从草莓（Fragaria×ananassa）中克隆APETALA1(AP1)同源基因,并分析其在不同组织、器官及不同花发育阶段的表达水平,探讨其在草莓植株成花进程中的作用。【方法】根据其它物种AP1同源基因的保守序列设计简并引物,以草莓幼叶和花芽为试材,克隆得到AP1的基因片段,在此基础上利用RACE的方法分离获得其cDNA全长。利用实时定量RT-PCR分析草莓不同组织、器官及不同花发育阶段中AP1同源基因的表达水平。利用染色体步移的方法分离启动子序列。【结果】从草莓品种‘花姬’中克隆出AP1同源基因的cDNA全长序列,命名为FaAP1;其CDS长度为735 bp,编码245个氨基酸,与玫瑰AP1-1的氨基酸序列同源性最高,达到92%,与拟南芥AtAP1的氨基酸序列同源性为64.00%。FaAP1编码的氨基酸全长序列符合MADS-box基因家族特征,包含MADS-box、I-间插域、K-box域和C-末端几个结构域,是MIKC类型的MADS-box基因家族的成员。实时定量RT-PCR结果表明,在不同组织、不同花器官及不同花发育阶段中FaAP1的表达量存在差异。其启动子除了具有TATA/CAAT-box外还包含一些特异作用元件。【结论】从草莓中分离出的FaAP1基因,在花分生组织形成和花器官发育中有一定的调控作用。     

桂花OfAP1基因的克隆及表达分析

AP1(APETALA1)基因在植物花分生组织及花器官形成过程中发挥着重要作用。以桂花品种‘堰虹桂’ Osmanthus fragrans ‘Yanhonggui’为材料,根据前期获得的转录组数据中AP1的序列设计引物,利用PCR技术,克隆得到约750 bp桂花AP1 cDNA序列,即Of AP1基因,其中开放阅读框长为720 bp(注册号为MH593222)。氨基酸序列比对发现,与其他物种的AP1基因的同源性高达69%～88%。荧光定量PCR结果表明:在不同组织中,桂花的Of AP1基因在花芽中的表达量显著高于其他组织,根中几乎不表达;在花芽分化过程中, Of AP1在成花转变及花芽分化初期(花瓣、花萼分化期)表达量较高,随后呈下降趋势。这说明Of AP1具有组织表达特异性,同时在桂花成花转变、花芽分化和发育中有重要作用。     

甜荞FaeseuFUL基因的克隆和序列结构分析

利用基因同源克隆技术结合3' RACE和5' RACE基因克隆技术,从甜荞(Fagopyrum esculentum)花芽中克隆到1个与花序分生组织发育和果实发育等过程中起到重要作用的euFUL基因的同源基因FaeseuFUL(GenBank登录号为KM386626).序列分析表明,其cDNA全长1060bp,包括38bp的5'-UTR、1个编码231个氨基酸的696bp的完整开放阅读框以及326bp的3’-UTR.蛋白质分子序列比对和分子系统进化分析表明,FaeseuFUL基因是MIKC-type MADS-box基因,属于AP1/ SQUA亚家族的euFUL进化系,与拟南芥的AGL8/FUL的同源基因相似性达到81.4％,其编码区的C末端含有euFUL进化系的FUL基序和paleoAP1基序.     

蕙兰CfMADS1基因的克隆及其时空表达特性

【目的】对蕙兰CfMADS1基因cDNA全长进行克隆和时空表达特性研究,为研究成花相关基因的功能提供参考。【方法】以蕙兰萼片cDNA为模板,利用反转录RT-PCR和RACE的方法,克隆获得CfMADS1全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。以蕙兰各时期的器官组织为材料,利用荧光定量PCR进行该基因的时空表达分析。【结果】成功克隆了CfMADS1基因(GenBank登录号为KC148540),其cDNA序列全长1 061bp,开放阅读框长744bp,编码247个氨基酸,分子式为C1 244H2 040N370O377S9。其编码的氨基酸序列与AP1/FUL亚家族中金钗石斛MADS1具有较高的同源性(85.43%),与AP1/FUL转录因子亚家族中的蛋白聚为一类。该基因编码蛋白没有明显的信号肽和跨膜域,极可能位于细胞核内,具有MADS保守域(1-61aa)和相对保守的K区(87-178aa),而且在C末端具有AP1/FUL特征基序(LPPWML),二级结构中α-螺旋所占比例较高(55.63%),三级结构与月季、水稻和水仙MADS1蛋白结构非常相似。该基因在盛花期叶中表达最强烈,花蕾期叶、葶、蕾及营养期叶、盛花期葶中表达较为强烈,子房和营养期根中表达较弱,其余器官组织中表达痕量。【结论】从蕙兰萼片中克隆得到了CfMADS1cDNA全长序列,CfMADS1与蕙兰的成花诱导、花发育以及果实形成有关。     

家兔Dmrt1全长cDNA的克隆和组织表达

利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)和RACE的方法克隆了家兔Dmrt1全长cDNA基因.氨基酸序列分析表明,家兔Dmrt1与其他哺乳类Dmrt1基因的氨基酸序列同源性较高,而与鱼类、两栖类、鸟类等氨基酸序列的同源性较低.RT-PCR分析表明,Dmrt1基因只在家兔的精巢和卵巢中表达,而在脑、垂体、肺、心脏、肝脏、肠、脾脏、肾、肌肉等组织中均不表达,且精巢中的表达量高于卵巢.这一结果表明,Dmrt1可能参与了家兔的性别决定过程.     

中国野生毛葡萄白粉菌诱导响应VqAP基因的克隆及表达分析

【目的】克隆中国野生毛葡萄"商-24"天冬氨酸蛋白酶(AP)基因的cDNA序列,明确其在葡萄抗病防御机制中的作用。【方法】在前期获得的中国野生毛葡萄株系"商-24"AP基因(VqAP)EST序列的基础上,采用RT-PCR克隆AP基因的cDNA序列,对其序列及编码产物进行生物信息学分析,并通过实时定量PCR和半定量PCR,分析VqAP基因在白粉菌诱导不同时间(0,6,12,24,48,72,96和120h),不同激素(100μmol/L水杨酸,50μmol/L乙烯和0.5g/L茉莉酸甲酯)刺激及不同组织(嫩叶、嫩茎、花、果皮、卷须)中的表达情况。【结果】序列分析表明,VqAP基因序列长度为1 377bp,具有开放阅读框,编码458个氨基酸残基,相对分子质量为50.48ku,等电点为8.73。保守结构域分析表明,VqAP编码产物含有2个保守的具有催化活性的天冬氨酸残基,位于Asp-Thr/Ser-Gly(DT/SG)结构域,该基因编码的氨基酸序列属于植物天冬氨酸蛋白酶A1家族,为非典型的天冬氨酸蛋白酶。荧光定量PCR结果表明,接种白粉菌后6h,VqAP基因表达量为0h的6倍多,之后迅速下调;不同激素处理后,该基因也均诱导表达,这可能是由于VqAP基因参与了植物早期的抗病反应,以及由不同激素诱导的发病相关基因的调节作用。半定量PCR结果表明,在葡萄嫩叶、嫩茎、花、果皮、卷须等不同组织中VqAP基因的表达量不同,这可能与它参与了植物不同组织中功能蛋白的合成与降解有关。【结论】VqAP的表达响应病原菌侵染并受生物胁迫相关激素的调控,可能在葡萄防御病原菌侵染的机制中发挥重要作用。     

紫薇花器官发育调控基因LiFUL1的分离与表达分析

紫薇湘韵具有只开花不结实的特性,表现为花药不开裂、花粉败育、胚珠发育异常。紫薇红叶为普通紫薇,可正常开花结实。以紫薇湘韵为试验材料,采用RT-PCR方法,从花芽中分离得到1个FRUITFULL(FUL)同源基因,命名为LiFUL1(GenBank登录号为MN894547)。序列分析结果表明,其cDNA开放阅读框长度为753 bp,编码251个氨基酸,分子质量为28.453 13 ku。序列比对和保守结构域分析结果表明,LiFUL1基因编码蛋白具有典型的MADS-MEF2和K-box 结构域,C末端含有一个保守性高的基序euFUL MOTIF,因此,LiFUL1属于MADS家族的FUL/AP1亚家族。进化分析表明,紫薇的LiFUL1基因编码的蛋白氨基酸序列与木本植物蓝桉的FUL/AP1氨基酸序列亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果表明,LiFUL1基因在紫薇湘韵花器官分化阶段的花萼分化时期、花瓣与雄蕊分化时期、雄蕊与雌蕊分化时期的表达量显著高于紫薇红叶。另外,利用原核表达系统在大肠埃希菌中成功表达了LiFUL1蛋白,为进一步研究LiFUL1基因的功能奠定了基础。     

黄颡鱼DMRT1基因cDNA全长克隆及其表达分析

利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆了黄颡鱼DMRT1基因cDNA全长序列,并利用实时荧光定量RT-PCR技术对该基因在黄颡鱼成体不同组织及不同发育阶段的表达情况进行研究。结果表明,黄颡鱼DMRT1基因cDNA序列全长1 381bp,其中5′端非翻译区30bp,3′端非翻译区454bp[不包括poly(A)],开放阅读框885bp,编码295个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,黄颡鱼DMRT1基因与革胡子鲶同源性最高(为81%),与黑鲷、虹鳟、斑马鱼、青鳉的同源性分别为60%、59%、64%和52%,与小鼠、人的同源性较低,分别为42%和44%。实时荧光定量RT-PCR分析表明:DMRT1基因在黄颡鱼胚胎发育阶段及胚后发育的1～51d仔鱼均有表达,且在胚后发育的第31天表达量最高;在成体,只在雄性精巢中特异性表达,其他组织均无表达,且性腺发育阶段的Ⅳ期精巢表达量最高,表明该基因可能在黄颡鱼雄性性腺的形成或功能维持上具有重要作用。     

玉米AGPase胞质型小亚基ZmSSUI基因的克隆及在籽粒发育过程中的表达

利用RT-PCR方法从普通玉米浚单20中克隆出淀粉合成关键酶-腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-Glucose Pyrophosphorylase,AGPase)胞质型小亚基(cytosolic small subunit,SSUI)基因的cDNA序列,命名为ZmSSUI(GenBank登录号:GU550073)。序列分析表明,该cDNA序列长度1554 bp,包含一个完整的开放阅读框(2~1 429 bp),长度为1 428 bp,编码476个氨基酸,克隆基因编码的氨基酸序列与其他植物SSUI氨基酸序列有较高同源性。半定量RT-PCR分析表明,在籽粒发育过程中,ZmSSUI基因的表达呈单峰状变化,与已报道的AGPase酶活性及淀粉积累速率趋势基本一致,推测其在玉米淀粉合成中发挥着重要作用。     

野桑蚕酚氧化酶原基因PPO1的克隆及其特征(英文)

利用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)克隆野桑蚕(Bombyx mandarina)酚氧化酶原基因PPO1,获得其cDNA序列;该序列长2 086bp,含有一个2 058bp的完整开放阅读框,编码一个由685个氨基酸残基组成的蛋白质;该基因推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫PPO1基因相应的氨基酸序列有较高的同源性,该序列具有它们的PPO基因所共有的典型特征。RT-PCR检测分析表明该基因仅在野桑蚕的头部和血液中表达,而Northern杂交检测表明该基因仅在血液中有表达。这些结果为进一步研究该基因的功能提供了分子基础。     

毛叶枣APETALA1同源基因的克隆

分析在植物花分子生组织及花器密形成过程中起重要作用的APETALA1（AP1）基因的保守区序列，设计1对长度为23pb的PCR引物，以毛叶枣基因组DNA为模板，采用PCR方法扩增出长为648bp的DNA片段，克隆人pUCm-T载体，测序和序列分析结果 表明获得了毛叶枣AP1同源基因中部的1个片段，该片段有2个内含子，长度分别为152bp和386pb，编码区共编码36个氨基酸，其序列已在GenBank中登记（登记号为AF356541）,在GenBank中进行同源性检索，结果表明其氨基酸序列与其他植物AP1同源基因的氨基酸序列同源性高达66％－88％，推测它们在功能上也是相似的。     

海岛棉DREB基因的克隆及植物表达载体的构建

根据GenBank上公布的棉花GhDREB1基因序列设计特异性引物,从海岛棉中克隆了一个与DREB类基因同源的cDNA序列,命名为XHDREB。序列分析表明,该cDNA序列长度为651 bp,推测含有216个氨基酸,分子量为24.6 kDa,等电点为9.46。同源性分析表明,它与GhDREB1的氨基酸序列同源性为85.19%。所编码蛋白具备DREB1转录因子的特征:含有58个氨基酸组成的AP2 DNA结合域以及两个DREB1/CBF特征氨基酸序列PKKRAGRKKFRETR和DSAWR。然后将XHDREB基因连接到pCAMBIA2300-35SOCS质粒上,构建了植物表达载体。     

观赏海棠McWRI1基因克隆与分析

【目的】WRI1是一个参与调控植物种子油脂合成的转录因子,其与下游靶基因启动子区域特异的DNA序列结合,调控植物种子油脂合成相关基因的表达,但其在植物表面蜡质合成中的功能很少报道。【方法】运用PCR技术克隆McWRI1基因全长的cDNA,实时荧光定量PCR测定McWRI1在苹果属花红、楸子、槟子以及新疆野苹果中的表达,选择楸子作为代表,测定McWRI1与蜡质合成相关基因,如McWAX,McKCS,McKPHMT,McPKM2,McLACS表达的关系,GC-MS测定果皮蜡质成分。【结果】结果表明,McWRI1基因全长1 221bp,共编码406个氨基酸;氨基酸序列比对、系统进化树分析表明McWRI1具有典型的AP2家族结构域;观赏海棠McWRI1与苹果MdWRI1的氨基酸序列一致性较高。在供试的4个苹果种果实中,花红的McWRI1表达量最高,新疆野苹果最低,槟子与楸子居中。以楸子为试材,设置低温处理组,可见低温处理抑制McWRI1的表达,同时下调McWAX,McKCS,McKPHMT和McLACS,并且导致二十三烷、二十九烷、亚油酸、油酸以及十六烷酸-十八烷酯的含量有明显的上升。分析认为,McWRI1可能直接和间接调控超长链脂肪酸的合成、蜡质的脂肪酸的合成以及CoA供给参与观赏海棠果实表面蜡质的合成。     

猪CRYZL1基因的克隆与序列分析

利用SMART-RACE方法,克隆了猪的一个新基因,获得1 506 bp的全长cDNA序列,NCBI登录号为EF576939。序列分析表明,该基因编码349个氨基酸,具有ADH-zinc-N和Qor结构域,与人、牛、小鼠的CRYZL1蛋白分别具有93%、95%、89%的同源性,被命名为猪zeta-crystallin(Quinone Reductase)-like 1(CRYZL1)基因。该基因克隆为进一步研究其功能打下基础。     

蜻蜓凤梨AfWIN1基因的克隆及表达特性

为利用基因工程手段调控凤梨科植物生长发育奠定基础,基于转录组数据,利用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术从蜻蜓凤梨中克隆APETALA2/Ethylene Response Element Binding Protein(AP2/EREBP)家族的1个转录因子编码序列AfWIN1,并通过在线软件预测其亚细胞定位,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析其转录本表达量,且利用染色体步移方法分离其启动子序列。结果表明:AfWIN1cDNA全长995bp,含有1个501bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码166个氨基酸残基;AfWIN1定位于细胞核的碱性亲水蛋白;AfWIN1的转录本表达量随着植株年龄的增长逐渐上调,但在花器官中表达量很低甚至检测不到;AfWIN1基因5′端上游的调控序列中包含较多响应激素的顺式元件;AfWIN1在幼株和成株心叶中对乙烯响应的方式不尽相同,可能参与蜻蜓凤梨营养生长过程,但不调控花器官发育。     

荔枝‘妃子笑’AP2同源基因的克隆及表达

根据笔者课题组荔枝基因组数据库，从‘妃子笑’荔枝中克隆了1个AP2同源基因LcANT，其cDNA全长2 087 bp，编码695个氨基酸，含有2个保守的AP2/EREBP结构域。生物信息学分析结果表明，LcANT含有7个内含子，亚细胞定位预测于细胞核，LcANT蛋白为疏水性蛋白，二级结构多为无规则卷曲。通过BLAST比对发现，LcANT与许多植物的ANT转录因子具有高度同源性，与开心果相似度最高，高达82%。利用q?PCR，对LcANT在‘妃子笑’荔枝中的表达模式进行了表征，发现其在春梢、秋梢和花序中表达量较高，暗示其可能参与调控花器官及其他植物营养器官的发育。LcANT基因的获得为后续研究其对荔枝营养器官生长发育的调控作用奠定了基础。     

不结球白菜BrCBF基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

运用RT-PCR和RACE技术从不结球白菜中克隆到1个抗寒相关基因,命名为BrCBF,基因登陆号为DQ402470.其cDNA全长1 003 bp,含有648 bp的完整开放阅读框,编码216个氨基酸,该基因编码的蛋白序列与拟南芥、荠菜、甘蓝型油菜编码的氨基酸序列有极高的同源性,且具有CBF典型的保守结构域AP2.