龙眼胚性愈伤组织LEC1基因cDNA克隆以及在体胚发生过程中的表达分析

分离克隆了龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织Leafy Cotyledon 1(LEC1)基因,并分析该基因在龙眼体细胞胚胎(简称体胚)发生过程中的表达情况.采用RT-PCR结合RACE法及TAIL-PCR法,获得龙眼胚性愈伤组织LEC1基因的cDNA全长序列,运用生物信息学方法对该序列...     

龙眼胚性愈伤组织AGO6基因克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

依据龙眼胚性愈伤组织转录组数据库Unigene序列,利用RT-PCR结合RACE技术,以龙眼胚性愈伤组织c DNA为模板,获得Dl AGO6基因的c DNA全长序列,共3 168 bp(登录号为KF819529),完整开放阅读框2 700 bp,编码900个氨基酸。生物信息学分析表明:Dl AGO6的c DNA所编码的氨基酸序列含有2个高度保守的PAZ和PIWI结构域,具有典型的AGO类蛋白的结构特征;与拟南芥AGO6蛋白序列有较高的同源性。龙眼体胚发生过程中Dl AGO6表达量的q PCR分析表明:Dl AGO6在龙眼松散型胚性愈伤组织时期的表达量最高,在鱼雷形胚时期表达量最低,推测DLAGO6在龙眼松散型胚性愈伤组织阶段的高表达量,可能与细胞的旺盛分裂有关。     

龙眼体胚相关未知蛋白基因DlUP-5的克隆及其在龙眼体胚发生过程中的表达

以龙眼体胚发生早期的胚性培养物为材料,通过简并引物结合PCR进行cDNA末端快速克隆(RACE)的技术,克隆到了龙眼体胚相关未知蛋白基因DlUP-5全长序列,其cDNA全长为887 bp,由681个核苷酸组成的开放阅读框,编码226个氨基酸(GenBank登陆号为GQ443759).该基因推导的蛋白分子质量为24511.9 u,理论等电点pI为9.65;该蛋白是Frigi-da-like蛋白质家族成员,是一个具有Frigida组件,无典型信号肽结构,无跨膜螺旋的亲水性蛋白;不规则卷曲是其最大量的结构元件,并且主要集中在C端区域.实时荧光定量PCR分析结果显示,该基因在龙眼体胚发生过程中均有表达,呈"N"形趋势,其中以不完全胚性紧实结构阶段最高,而鱼雷形胚阶段表达量最低;方差分析表明,鱼雷形胚阶段DlUP-5基因表达量与其他7个阶段存在极显著差异.该研究结果对DlUP-5基因在龙眼体胚发生过程中的作用有了一个初步的认识,其在龙眼胚性愈伤组织胚胎发生能力、早期体胚正常发育和体胚成熟过程等方面可能起重要作用.     

龙眼胚性愈伤组织的高频率体细胞胚胎发生

比较了龙眼不同类型胚性愈合伤组织，品种，蔗糖质量浓度，有机附加物，生长调节剂，光照度等因素对龙眼胚性愈组织体胚诱导的影响，结果表明，在优经的体胚发生条件下，选择适宜的胚性愈伤组织类型，可获得龙眼胚性愈伤组织的高频率体细胞胚胎发生，在低质量浓度蔗糖（≤３０ｇ．Ｌ＾－１）和黑暗条件下，松散型胚性愈伤组织的体胚分化频率为１００％，并且发生数量可达每克１万个左右。     

限制生长保存龙眼胚性愈伤组织体胚发生过程的RAPD分析

以红核子龙眼不同保存时间(5个月、3 a、13 a)的不同发育阶段体胚为材料,对限制生长保存后的胚性愈伤组织(EC)的体胚发生过程进行随机扩增多态性DNA(RAPD)分析;筛选10条随机引物,对EC不同发育阶段体胚的基因组DNA进行扩增.结果表明:龙眼EC不同发育阶段体胚的RAPD谱带存在一定的差异,但不同保存时间的EC在体胚发生过程中的相对变异率都保持在比较小的变异范围内,小于5.1%.     

龙眼胚性愈伤组织微管蛋白基因β-tubulin克隆及序列分析

以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料,利用RT．PCR法首次克隆2条含有完整开放阅读框的β-tubulin基因的cDNA序列,命名为dl-β-tubu／in3和dl-β-tubulin6,长度分别为1350和1351bp,均编码含有446个氨基酸残基的蛋白质．生物信息学分析表明,该蛋白属于亲水性蛋白,无跨膜结构域;与毛果杨、大豆、水稻、玉米和拟南芥具有较高的同源性;含有微管蛋白所特有的2个保守结构域NNWAKGH和RKAFLHWYTGEGMDEMEnE,以及1个GTP结合位点GGGTGSG．推测β-tubulin通过不同的磷酸化方式改变酶活性及蛋白构象,参与龙眼体胚发生过程的调控．     

金花茶多酚氧化酶基因的克隆及其体胚发生过程中的表达分析

以金花茶胚性培养物为材料,对体胚PPO基因克隆以及在体胚发生过程中的转录水平进行q PCR分析和酶活性变化检测.结果表明:克隆获得的金花茶PPO基因c DNA序列1788 bp,含有完整的开放阅读框(ORF),编码595个氨基酸;与登录Gen Bank的山茶属其他植物PPO基因序列进行核苷酸和氨基酸比对发现,同源性分别为74%和72%左右.同时,以18S rRNA作为内参基因进行的q PCR分析表明:金花茶体胚发生过程中PPO基因表达量呈下降趋势,球形胚PPO基因表达量最大,子叶胚和心形胚次之,成熟胚最小;而正常子叶胚和花状多子叶胚的表达量存在明显差异.此外,对金花茶体胚发生过程中PPO活性变化检测结果表明:在此过程中PPO活性明显比较低,变化趋势与PPO基因定量表达结果相似,推测PPO基因可能在金花茶体胚发生早期发挥重要作用.     

龙眼胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因克隆及其在龙眼体胚发生过程中的表达分析

【目的】克隆龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因(mitochondrial F1-ATPase beta subunit gene),并分析该基因在龙眼体胚发生过程中的表达情况。【方法】采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得龙眼胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因全长序列;随后通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法研究该基因在龙眼体胚发生过程中的表达规律。【结果】成功克隆龙眼胚性愈伤组织线粒体ATP合酶β亚基基因完整cDNA序列(GenBank登录号:FJ222749),该序列全长2099bp,由1677bp核苷酸组成的ORF,编码558个氨基酸。该基因与其它植物的线粒体ATP合酶β亚基基因在核苷酸序列和推导的氨基酸序列方面相似性较高。对来源于动、植物的28条线粒体ATP合酶β亚基基因编码区序列所构建的进化树分析表明,由线粒体ATP合酶β亚基基因编码区序列所建立的系统关系树与真实的动、植物进化基本一致,龙眼处在双子叶植物中,由于该基因在龙眼同科属的植物中为首次克隆,所以有自己单独的分支。qRT-PCR结果分析表明,随着龙眼体胚的发育,线粒体ATP合酶β亚基基因转录水平逐渐升高,到球形胚阶段达到最高,而后又急剧下降,到鱼雷形胚阶段降到最低,子叶形胚阶段略有升高。【结论】龙眼线粒体ATP合酶β亚基基因与其它植物相应序列具有较高同源性,在龙眼体胚发育过程中,以球形胚阶段的表达最高。     

玻璃化法超低温保存龙眼胚性愈伤组织的初步探讨

采用玻璃化法对不同基因型的龙眼胚性愈伤组织超低温保存进行了初步探讨.将保存一定时间的胚性愈伤组织于常温下用60%玻璃化溶液(2PVS2)装载30 m in,再于0℃下用PVS2溶液平衡60 m in;换新鲜的PVS2溶液,迅速投入液氮中保存;48 h后化冻.结果表明,具有原胚分化的胚性愈伤组织保存后的存活率明显高于普通胚性愈伤组织;40℃温水浴、25℃左右室温和自来水冲洗等3种不同的化冻方式对龙眼胚性愈伤组织玻璃化超低温保存后的存活率具有同样的效果.     

51份龙眼种质的胚性愈伤组织诱导及其离体保存

对福建龙眼的主要栽培品种、地方品种及特异株系共51份种质的幼胚进行培养,诱导胚性愈伤组织作为种质资源离体保存的材料,并进行限制生长保存试验.结果表明:MS+2 mg.L-12,4-D培养基适用于绝大部分品种的不同直径的龙眼幼胚胚性愈伤组织的诱导,平均诱导率为48.3%;直径2-4 mm的幼胚最适宜于胚性愈伤组织诱导.在添加1 mg.L-1活性炭的培养基上进行为期7-10 d的过渡培养,能减少直径<2 mm和直径>6 mm的幼胚因褐变导致的死亡,从而提高愈伤组织诱导率.龙眼胚性愈伤组织在常规继代培养中的周期为20 d左右,且品种间的差异较大.在MS+1 mg.L-12,4-D培养基中附加20 g.L-1甘露醇,于16℃低温下进行限制生长保存,可以使龙眼继代培养周期由原来的20 d延长至60 d.     

龙眼体细胞胚发生早期的蛋白质组学

【目的】通过龙眼（Dimocarpus longan Lour.）体细胞胚发生早期5个阶段的蛋白质组学研究,为植物胚胎发育相关蛋白基因分离和植物体细胞胚发生相关机制等的深入研究奠定基础。【方法】利用已建立的龙眼体细胞胚发生再生系统,经同步化培养获得龙眼体细胞胚发生早期5个阶段胚性培养物,并采用双向电泳和质谱技术对龙眼体细胞胚发生早期的蛋白质组变化进行分析。【结果】龙眼体细胞胚发生早期5个阶段的蛋白质2D表达谱可检测到1 203-1 798个蛋白点,其在龙眼体细胞胚发生早期各阶段大部分具有阶段差异表达特性,有小部分是阶段特异表达,根据其蛋白数目、表达丰度、分子量和等电点等变化,确定了龙眼体细胞胚发生早期的ECII到CpECGE阶段是体细胞胚发生早期的关键性阶段。成功鉴定45个差异蛋白,成功率为37%,其中以能量、碳水化合物代谢相关蛋白和氧化胁迫反应相关蛋白占多数,分别为22%和27%;通过其功能分析可以推断出,龙眼体细胞胚发生早期,能量和糖代谢是体细胞胚发生的基础,而氧化胁迫反应是体细胞胚发生的先决条件,并通过参与细胞骨架的稳定、氮代谢、信号转导、基因调控、蛋白质的翻译加工修饰和定位等功能的蛋白,构成一个庞大的龙眼体细胞胚发生蛋白质调控网络系统,保证体细胞胚的正常发育。【结论】对龙眼体细胞胚发生早期过程的蛋白质表达变化有了较全面的了解,蛋白质表达数量呈先减低后升高再减低的趋势,龙眼体细胞胚发生早期能量和糖代谢旺盛,氧化胁迫反应相关蛋白对体细胞胚早期的发生和发育有重要的调控作用。     

龙眼体胚Myb转录因子基因的克隆及序列分析

以龙眼同步化调控的鱼雷形胚为材料,设计特异上下游引物,采用RT-PCR法,获得了797 bp的基因序列.通过NCBI的BLAST软件进行核苷酸序列和氨基酸序列的同源性搜索及相似度分析,结果表明,所获得的核苷酸序列和翻译的氨基酸序列与其他物种的Myb转录因子有较高的同源性,推断该基因序列属于龙眼Myb转录因子基因.已在G...     

磁处理对大蒜胚性愈伤组织生长和体胚发生的影响

以大蒜为试材，研究了磁处理对其胚性愈伤组织生长和发生的效应。结果表明：在0．23T磁感应强度下，0－20min之间的磁处理对大蒜胚性愈伤组织的生长和增殖影响不明显，磁处理时间超过20min后，明显对愈伤组织的生长和增殖产生抑制或破坏作用。5min磁处理能显著地促进大蒜体胚的发生和发育，在10－80min内，随磁处理时间延长，平均每克鲜物质体胚数呈缓慢递增趋势，5－10min磁处理的体胚发育状态更趋成熟。     

龙眼咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶（DLCCoAOMT）基因的克隆和表达分析

【目的】克隆龙眼咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(DLCCoAOMT)基因,分析其序列特征和在低温胁迫下不同组织中的表达情况并进行原核表达研究。【方法】采用RT-PCR 和RACE 技术从龙眼叶片中克隆DLCCoAOMT基因,用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,利用荧光定量PCR 研究DLCCoAOMT 基因在不同组织中的表达。【结果】克隆得到DLCCoAOMT 基因,GenBank 登录号为JN093023。该cDNA 全长993 bp,具有1 个744 bp 的完整开放阅读框（ORF）,编码247 个氨基酸。序列分析表明,DLCCoAOMT 编码的氨基酸序列与其它植物的 CCoAOMT 蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,龙眼 DLCCoAOMT 与桦木属的CCoAOMT 蛋白亲缘关系较近。利用荧光定量技术进行组织表达模式分析发现,DLCCoAOMT 基因在根、茎、叶中均有表达。总体上表达量在根和茎中较多,叶中较少,随着低温胁迫时间延长,DLCCoAOMT 基因在各组织的表达量也发生变化。原核表达结果表明,DLCCoAOMT 基因在大肠杆菌中获得表达。【结论】从龙眼中克隆到咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶基因,该基因可能参与调控低温胁迫。     

越南紫薯胚性愈伤组织诱导及体细胞胚胎形成

【目的】越南紫薯〔Ipomoea batatas（L.）Lam〕品质优良,薯块均匀,商品性好,但产量偏低,产量性状亟待遗传改良,体细胞胚胎发生是快速繁殖和保持种性稳定的基础,对紫薯的遗传改良有重要意义。采用激素处理越南小紫薯外植体,研究越南紫薯的体细胞胚胎再生途径,为通过体细胞无性系变异筛选紫薯高产优质新材料提供新方法。【方法】以市场销售的越南紫薯为材料,以叶片和茎段作外植体,探讨植物生长调节物质种类（6-BA、NAA、2,4-D、ABA）及配比对越南紫薯培养的影响,建立越南紫薯体细胞胚胎发生及再生植株体系。【结果】叶片和茎段诱导愈伤组织培养基相同,难易程度一致,诱导配方为 MS+6-BA 1.0 mg/L + NAA 0.2 mg/L;在普通愈伤组织诱导形成胚性愈伤组织过程中,2,4-D 起重要作用,其他激素起辅助作用,较好的诱导配方为 MS+6-BA 0.1 mg/L + 2,4-D 2.0 mg/L;在胚性愈伤组织诱导产生体细胞胚过程中,ABA 起着重要作用,并进一步发育和分化的适宜的培养基为 MS+6-BA 0.1 mg/L + NAA 0.2 mg/L + ABA 0.5 mg/L。【结论】叶片和茎段愈伤组织诱导最佳培养基为 MS+6-BA 1.0 mg/L+0.2 mg/L NAA,愈伤组织转化为胚性愈伤最佳培养基为 MS+6-BA 0.1 mg/L +2,4-D 2.0 mg/L;胚性愈伤形成体细胞胚胎最佳培养基为 MS+6-BA 0.1 mg/L + NAA 0.2 mg/L + ABA 0.5 mg/L。     

小菜蛾三个普通气味受体基因的克隆及表达谱

【目的】克隆小菜蛾（Plutella xylostella）触角中3个气味受体基因,明确这3个气味受体在不同组织中的表达分布,进而推测这3个基因的功能,为进一步深入研究奠定基础。【方法】通过新一代高通量测序技术对小菜蛾成虫触角进行转录组测序,获得小菜蛾的转录组数据信息,通过对高质量序列的拼接组装、基因鉴定和功能注释,并通过Blastx基于数据库进行相似性比对分析,预测小菜蛾的气味受体候选基因;设计引物通过克隆得到3条普通气味受体基因的全长序列,并利用半定量RT-PCR研究其在雌、雄成虫9个不同组织中的表达。【结果】根据预测的基因序列,设计特异引物,克隆得到3条普通气味受体基因的全长序列,分别命名为PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18（GenBank登录号分别为KF717601-KF717603）。PxylOR16开放阅读框全长为1 218 bp,编码406个氨基酸;PxylOR17开放阅读框全长为1 200 bp,编码400个氨基酸;PxylOR18开放阅读框全长为 1 191 bp,编码397个氨基酸。选择已报道的鳞翅目昆虫家蚕（Bombyx mori）、烟芽夜蛾（Heliothis virescens）和棉铃虫（Helicoverpa armigera）的气味受体,以及已报道的小菜蛾的6条性信息素受体与1条非典型气味受体与本实验克隆得到的3个气味受体进行序列比对和进化树分析,结果显示这3个气味受体基因与非典型气味受体和性信息素受体同源性低,而与其他的普通气味受体聚类在一起,且PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18彼此同源性较低。半定量的结果显示,3个普通气味受体基因均在触角中表达量最大,在其他嗅觉感器,如喙、下唇须和头部中也有一定量的表达,雌、雄间无显著差异。另外,PxylOR17在雌蛾生殖器中,PxylOR18在雌蛾腹中也有一定表达。但3种气味受体基因在雌、雄蛾的胸、足和翅等组织中均不表达。【结论】鉴定和克隆了3个小菜蛾气味受体基因,明确这些气味受体基因在小菜蛾不同组织中的表达水平,通过进化树分析、序列比对和组织表达谱分析确定PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18为3条普通气味受体,且在功能上高度分化。根据半定量RT-PCR的结果,推测这3个基因可能参与了普通气味分子的识别过程,此外PxylOR17和PxylOR18还可能参与了信息素的产生和释放过程。     

酸橙ACC氧化酶基因片段克隆及序列分析

1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)氧化酶是植物乙烯合成的1个关键酶,乙烯作为一种内源激素,对植物生长、老熟过程有多方面的调节作用。根据已报道的各种植物ACC氧化酶氨基酸序列上前后两个保守区设计1对简并引物,以酸橙叶片总RNA为模板,通过RT-PCR扩增到1个834 bp的基因片段。克隆了酸橙1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)氧化酶基因cDNA片段,将片段序列在NCB I网站上进行同源性搜索,显示的皆为不同植物的ACC氧化酶基因,因而认为所克隆的片段就是酸橙ACC氧化酶基因;并运用DNAStar5.0软件进行序列分析,推导的氨基酸序列为278个残基;具有所有植物ACC氧化酶基因共有的保守区域;与多种植物的ACC氧化酶基因的核苷酸和氨基酸序列的同源性都在72%和70%以上。