冷诱导转录因子基因CBF3转化黄瓜的研究

从拟南芥Columbia生态型基因组DNA中扩增并克隆了冷诱导转录因子CBF3基因,将其与CaMV35S启动子和Nos终止子融合后构建成植物表达载体pBINP-35S-CBF3。通过农杆菌介导转化黄瓜子叶,获得了具有卡那霉素抗性的黄瓜再生植株。经PCR检测鉴定,表明CBF3基因已整合到黄瓜基因组中。     

联合双基因表达载体的构建及其拟南芥转化

[目的]为了研究CBF3冷诱导转录因子和细胞渗透调节物质AtGloS3在抗寒中的相互作用,寻找理想的抗寒转基因方式。[方法]根据GenBank中拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组序列设计引物,通过PCR反应克隆包括CBF3(C-repeat Binding Factor 3)基因以及基因上游启动子的DNA序列:CP-CBF3,共2 075 bp。CP是CBF3基因的启动子,受低温诱导。用EcoRI和BamHI双酶切CP-CBF3并置于植物表达载体pCAMBIA1300中,构建CBF3基因冷诱导表达载体pCA-CP-CBF3。然后将带有组成型启动子的肌醇半乳糖苷酶基因AtG-loS3合并于pCA-CP-CBF3中,构建双基因植物表达载体pCA-CP-CBF3-35S-AtGloS3。用真空抽滤虑法将这两个表达载体转化到拟南芥中,并用潮霉素筛选出转基因植物苗。[结果]CBF3和AtGloS3基因均来自拟南芥,而CBF3不存在内含子,AtGloS3基因存在内含子,故以CB-1、CB-2为引物的非转基因植物中也能得到带,而以AT-1、AT-2为引物的非转基因植物不能得到带。[结论]该研究中pCA-CP-CBF3是1个对照,实验的后续工作需进一步进行。     

CBF3基因的克隆、生物信息学分析及植物表达载体的构建

从拟南芥基因组DNA中分别克隆了CBF3基因和逆境诱导型启动子Rd29A,测序结果显示:克降的CBF3基因长776bp.编码216个氨基酸,与GeneBank公布的的序列相比对,核苷酸同源性达到99.2%,并利用生物信息学手段对其氨基酸序列、进化树、理化性质、疏水性/亲水性等进行分析;启动子Rd29A全长为956 bp,与已报道的该启动子序列比较,其核苷酸同源性为99.5%.以双元载体pCAMBIAl301为基础,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1301一Rd29A-CBF3,为利用CBF2基因提高植物的耐寒性创造了条件.     

辣椒CaCBF1A基因的克隆及非生物胁迫下表达分析

为揭示Ca CBF1A基因在辣椒抗逆机制中发挥的功能,对辣椒Ca CBF1A基因进行克隆与分析。以豫椒101为材料,根据参考基因组序列设计引物,通过PCR技术从辣椒基因组c DNA中获得CBF基因Ca CBF1A。经生物信息学分析,该基因具有一个完整的ORF(471 bp),编码156个氨基酸。Ca CBF1A编码的蛋白质包含保守的AP2 DNA结合域。对其亚细胞定位、跨膜结构进行分析,预测其定位在叶绿体中,存在跨膜结构。荧光定量PCR检测结果表明,低温、高温和盐胁迫均可诱导Ca CBF1A基因的表达,其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明Ca CBF1A是一个逆境胁迫快速响应基因,推测其在辣椒抗逆机制中起着重要的作用。     

黄瓜农杆菌介导法与花粉管通道法转基因技术

采用农杆菌介导法和花粉管通道法进行抗虫基因EQKAM转入黄瓜的研究.优化了以子叶节为外植体的农杆菌介导转化技术;比较了切割柱头、子房注射和子房涂抹3种花粉管通道法处理授粉后黄瓜子房的转化效果,切割柱头和子房注射均可成功获得黄瓜抗虫转基因植株.PCR及斑点杂交证明EQKAM基因已整合到黄瓜基因组中.     

椰子CBF基因的克隆研究

为了从分子水平上解析椰子抗寒的机理,以油棕的CBF基因序列设计引物,对椰子的基因组DNA进行PCR扩增,并对PCR产物进行回收、连接、转化以及测序,最后获得了1条DNA序列。这条序列与油棕的CBF基因的同源性高达99%,被证实为CBF基因。将克隆的椰子的CBF基因与禾本科作物的CBF基因进行聚类分析,结果显示:所克隆的CBF基因与HvCBF1、OsDREB1E、HvCBF11和TaCBF11具有较高的同源性。     

黄瓜丝氨酸羧肽酶类蛋白家族鉴定及表达分析

[目的]丝氨酸羧肽酶类(serine carboxypeptidase like,SCPL)蛋白属于SC羧肽酶中的S10家族,在植物生长发育以及逆境反应中发挥重要功能.基于全基因组水平系统鉴定黄瓜SCPL基因家族,并通过分析它们的组织、非生物及生物逆境胁迫表达模式,为深入阐明黄瓜SCPL基因的功能提供理论依据.[方法]运用生物信息学的方法,首次在黄瓜中对丝氨酸羧肽酶类蛋白家族进行了鉴定和全基因组分析.利用HMMER软件和BLAST搜索黄瓜蛋白数据库,并将鉴定出来的成员导入PFAM和SMART等数据库验证是否含有SCPL特征结构域(PF00450).利用ProtParam、MEGA、MEME、GSDS和TBtools等软件对黄瓜SCPL基因序列和蛋白序列进行生物信息学分析.[结果]黄瓜基因组含有27个SCPL基因(CsaSCPL1～CsaSCPL27),它们在7条染色体上的分布并不均匀.理化性质分析结果表明大多数CsaSCPL蛋白是酸性的亲水蛋白,这可能和它们发挥水解酶的功能密切相关.系统进化树分析显示拟南芥和黄瓜SCPL家族成员在系统发育上可以分为3个亚类,分别为SCPL-I、SCPL-II、SCPL-III.基因结构分析结果表明大多数CsaSCPL基因具有3～13个内含子,而且亲缘关系接近的CsaSCPL成员的保守基序分布和基因结构也非常相似.利用转录组测序数据分析了CsaSCPL基因的组织和胁迫表达谱.结果表明CsaSCPL基因的表达具有明显的组织特异性,一些基因的表达量在盐和白粉病胁迫下发生了明显的变化.[结论]研究一共鉴定了27个黄瓜CsaSCPL基因家族成员,其中一些成员可能在不同的非生物及生物逆境胁迫过程中发挥功能,这将为进一步揭示黄瓜SCPL家族基因的功能及后续培育抗逆黄瓜品种提供坚实的基础.     

黄瓜丝氨酸羧肽酶类蛋白家族鉴定及表达分析

[目的]丝氨酸羧肽酶类(serine carboxypeptidase like,SCPL)蛋白属于SC羧肽酶中的S10家族,在植物生长发育以及逆境反应中发挥重要功能.基于全基因组水平系统鉴定黄瓜SCPL基因家族,并通过分析它们的组织、非生物及生物逆境胁迫表达模式,为深入阐明黄瓜SCPL基因的功能提供理论依据.[方法]运用生物信息学的方法,首次在黄瓜中对丝氨酸羧肽酶类蛋白家族进行了鉴定和全基因组分析.利用HMMER软件和BLAST搜索黄瓜蛋白数据库,并将鉴定出来的成员导入PFAM和SMART等数据库验证是否含有SCPL特征结构域(PF00450).利用ProtParam、MEGA、MEME、GSDS和TBtools等软件对黄瓜SCPL基因序列和蛋白序列进行生物信息学分析.[结果]黄瓜基因组含有27个SCPL基因(CsaSCPL1～CsaSCPL27),它们在7条染色体上的分布并不均匀.理化性质分析结果表明大多数CsaSCPL蛋白是酸性的亲水蛋白,这可能和它们发挥水解酶的功能密切相关.系统进化树分析显示拟南芥和黄瓜SCPL家族成员在系统发育上可以分为3个亚类,分别为SCPL-I、SCPL-II、SCPL-III.基因结构分析结果表明大多数CsaSCPL基因具有3～13个内含子,而且亲缘关系接近的CsaSCPL成员的保守基序分布和基因结构也非常相似.利用转录组测序数据分析了CsaSCPL基因的组织和胁迫表达谱.结果表明CsaSCPL基因的表达具有明显的组织特异性,一些基因的表达量在盐和白粉病胁迫下发生了明显的变化.[结论]研究一共鉴定了27个黄瓜CsaSCPL基因家族成员,其中一些成员可能在不同的非生物及生物逆境胁迫过程中发挥功能,这将为进一步揭示黄瓜SCPL家族基因的功能及后续培育抗逆黄瓜品种提供坚实的基础.     

黄瓜基因组中抗霜霉病候选基因的生物信息学及其表达特异性

【目的】寻找黄瓜抗霜霉病基因,研究黄瓜抗霜霉病机制。【方法】利用拟南芥和甜瓜抗霜霉病蛋白质序列,搜索黄瓜基因组数据库;通过生物信息学分析候选基因特征,以黄瓜抗霜霉病自交系M801-3-1为试材,分析候选基因在叶片组织中的表达状态。【结果】共获得187个黄瓜抗霜霉病候选基因;确定了候选基因染色体位置和排列特点、序列相似性特征以及系统进化关系;大部分黄瓜R基因在未接种霜霉病菌的抗病自交系和感病叶片组织中都有一定的表达量,在接种霜霉病菌后在抗病自交系M801-3-1中Csa001907和Csa002921表达量下调,感病自交系M302-3 中Csa001907和Csa002921变化不明显。【结论】在黄瓜基因组中存在185个与拟南芥抗霜霉病基因同源的R基因,2个与甜瓜的抗霜霉病基因At1和At2同源的eR基因,通过聚类分析这些基因可以分为6类,初步认定Csa001907和Csa002921为黄瓜抗霜霉病的R基因,这2个基因在叶片组织中有一定表达量,其表达量减少可诱发抗病黄瓜品种的抗病反应。     

西伯利亚杏全基因组CBF基因家族鉴定及低温胁迫下的表达模式

【目的】利用西伯利亚杏全基因组数据库鉴定CBF家族成员，并分析CBF转录因子保守域特点与功能及其在低温胁迫下的表达情况。【方法】根据西伯利亚杏全基因组数据库，利用BLASTP和HMM Search搜索西伯利亚杏CBF基因，通过CDD和MEME验证其保守结构域。使用Prot-Param、WOLF PSORT、MAGA X、Phyre2、PlantCARE等生物信息学工具分别分析蛋白理化性质、亚细胞定位、系统发育、蛋白三级结构、染色体定位及顺式调控元件。利用实时荧光定量PCR分析西伯利亚杏CBF基因在低温胁迫后的表达模式。【结果】本研究共鉴定出4个西伯利亚杏CBF基因，它们均具有AP2基因家族保守结构域PKKPAGR和DSAWR序列。西伯利亚杏CBF蛋白包含206～246个氨基酸，蛋白理论分子量平均值为25.80 KDa,平均等电点为5.92。PsCBF3和PsCBF4在基因结构上较为相似，亲缘关系更近。4个PsCBFs亚细胞定位均位于细胞核内。启动子顺式作用元件分析结果显示CBF家族成员可参与植物激素和非生物胁迫响应。西伯利亚杏CBF成员均属于酸性和亲水性蛋白。低温胁迫后，CBF基因主要...