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为汉中黑稻起源及其花青苷合成机制提供分子遗传依据,通过分析汉中地区8个黑稻品种和其他植物查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因序列,利用PCR扩增8个黑稻品种查尔酮合成酶基因并测序,使用DNAMAN和MEGA5.0软件分别对水稻的CHS基因外显子序列进行比对和不同物种间的聚类.结果表明:水稻种内存在4个多态位点,8种黑稻中存在3个多态位点,比对CHS氨基酸序列,仅黑宝品种存在1个氨基酸突变.经聚类分析,8种黑稻亲缘关系最近,与籼稻聚为一类,然后与粳稻聚在一起,禾本科植物CHS同源性很高.结论:CHS是一个古老的基因,可作为种属鉴定的参考基因,CHS虽是花青苷合成的限速酶基因,但其序列的变异可能与黑稻花青苷的合成无相关性.     

汉中地区不同黑稻品种查尔酮合成酶基因的遗传变异分析

为汉中黑稻起源及其花青苷合成机制提供分子遗传依据,通过分析汉中地区8个黑稻品种和其他植物查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因序列,利用PCR扩增8个黑稻品种查尔酮合成酶基因并测序,使用DNAMAN和MEGA5.0软件分别对水稻的CHS基因外显子序列进行比对和不同物种间的聚类。结果表明:水稻种内存在4个多态位点,8种黑稻中存在3个多态位点,比对CHS氨基酸序列,仅黑宝品种存在1个氨基酸突变。经聚类分析,8种黑稻亲缘关系最近,与籼稻聚为一类,然后与粳稻聚在一起,禾本科植物CHS同源性很高。结论:CHS是一个古老的基因,可作为种属鉴定的参考基因,CHS虽是花青苷合成的限速酶基因,但其序列的变异可能与黑稻花青苷的合成无相关性。     

笃斯越橘花青苷途径中CHS基因的克隆与序列分析

以笃斯越橘花朵为试材,根据兔眼蓝莓查尔酮合成酶(VaCHS)mRNA全长序列设计1对特异性引物,RT-PCR扩增出长度大约为1 400bp目的片段,经测序,结果表明,笃斯越橘CHS基因(VuCHS)cDNA序列全长1 391bp,包含1 170bp开放阅读框(ORF),编码389个氨基酸,将笃斯越橘CHS基因(VuCHS)编码的蛋白质与其他来源的查尔酮合成酶蛋白的氨基酸序列进行比对,发现与兔眼蓝莓、杜鹃花和猕猴桃的一致性分别为99%、93%和93%,该基因蛋白质的氨基酸序列与其他植物CHS基因蛋白质的氨基酸序列进化分析表明,与兔眼蓝莓和猕猴桃属于同一分支,与兔眼蓝莓亲缘关系最近。     

菊芋查尔酮合成酶基因的克隆与表达分析

为揭示菊芋(Helianthus tuberosus L.)查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因的功能,以菊芋‘廊芋8号’叶片为材料,采用同源克隆和RT-PCR技术,克隆得到菊芋CHS基因命名为HtCHS,其编码区全长为1 197 bp(GenBank登录号MN124515),编码398个氨基酸。HtCHS的基因组DNA(gDNA)全长为1 567 bp,含2个外显子和1个内含子。序列比对和系统进化树分析显示,不同植物中的CHS氨基酸序列具有极高的同源性,菊芋与同属的向日葵CHS氨基酸序列一致性达到99.25%,共聚于一个分支。HtCHS蛋白相对分子质量为43.61 ku,等电点为6.33。HtCHS蛋白具有查尔酮合成酶结构域,属于查尔酮合成酶超家族成员,HtCHS不含信号肽和跨膜区,属于非分泌蛋白。实时荧光定量PCR结果显示,HtCHS在根中表达量最高。与对照相比,150 mmol·L~(-1) NaCl和20%PEG 6000处理6 h时HtCHS表达显著上调,处理12 h时显著下调。原核诱导表达分析结果显示,成功诱导出与预测蛋白大小一致的目的蛋白。     

辣木查尔酮合成酶(CHS)基因的克隆及其序列分析

【目的】查尔酮合成酶是黄酮类生物合成途径中的第1个限速酶基因。从辣木中克隆查尔酮合成酶基因MoCHS1,并对其进行生物信息学分析,为进一步研究其生物学功能提供基础数据。【方法】根据NCBI数据库中的辣木基因组信息设计引物,以辣木叶片cDNA和基因组DNA为模板,PCR扩增获得MoCHS1基因序列。利用生物信息学方法分析其序列特征,使用DNAMAN9.0和MEGA10.0软件进行多重比对和构建系统进化树。【结果】MoCHS1ORF序列长度为1 185 bp,编码394个氨基酸,基因组序列长1 387 bp,含有2个外显子和1个内含子。生物信息学分析表明,MoCHS1为稳定的亲水蛋白,以α-螺旋(45.43%)和不规则卷曲(31.98%)为主。MoCHS1含有查尔酮合成酶家族的保守序列和酶活性位点的关键氨基酸残基,包括7个环化袋氨基酸残基、3个辅酶A活性结合位点、半胱氨酸(Cys)-组氨酸(His)-天冬氨酸(Asn)三联体催化位点和查尔酮合成酶基因家族的2个高度保守的特征序列(RLMMYQQGCFAGGTVLR和GVLFGFGPGL),与其他物种的CHS序列一致性较高。系统进化分析显示,MoCHS1与番木瓜聚在一类,说明其亲缘关系最近。【结论】成功分离了一个辣木查尔酮合成酶基因MoCHS1基因序列,该基因推测编码的氨基酸序列具有CHS家族蛋白的典型保守结构特征。研究结果有助于进一步研究辣木查尔酮合成酶基因的调控及基因家族进化机制和类黄酮合成调控机理。     

何首乌查尔酮合成酶基因的克隆及序列分析

[目的]克隆何首乌查尔酮合成酶基因并作序列分析。[方法]以cDNA序列的保守区域设计引物,以何首乌 （ Polygonum multiflorum Thunb.）为材料,根据其他植物查尔酮合成酶（Chaleone synthase,CHS）基因eDNA序列的保守区域设计引物,利用RT-PCR和3＇-RACE进行克隆。[结果]从何首乌叶cDNA中克隆出了长度为1258bp的基因片段。序列分析表明,该片段具有典型的CHS基因家族的结构域,为何首乌的CHS基因片段,命名为PmCHS。将得到的序列提交GenBank,序列号为FJ601685。对获得的PmCHS的氨基酸序列进行比较分析,发现PmCHS含有Phe215,推测其能够催化聚酮的合成反应。何首乌CHS与其他植物CHS的氨基酸序列的进化分析表明,其与同为蓼科的虎杖和掌叶大黄的同源性较近。[结论]何首乌查尔酮合成酶基因的成功克隆为蓼科植物中蒽醌的基因工程等研究打下了良好的基础。     

藤茶查尔酮合成酶基因AgCHS1的克隆及功能鉴定

【目的】查尔酮合成酶（chalcone synthase,CHS）是植物类黄酮生物合成的第一个关键酶,从藤茶中克隆AgCHS1,分析其序列特征及其在藤茶中的组织表达特异性,通过体外酶活性检测和烟草遗传转化对其功能进行鉴定,为进一步研究藤茶类黄酮累积的调控机理提供理论基础。【方法】根据藤茶转录组测序结果设计引物,以藤茶叶片cDNA和基因组DNA为模板,PCR扩增得到AgCHS1。利用生物信息学方法分析该基因的序列特征,使用MEGA6和DNAMAN软件进行多重序列比对,并构建系统进化树。通过原核表达系统获得AgCHS1的重组蛋白,分析该重组蛋白对底物的催化活性,并通过高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）对酶促反应产物进行鉴定。利用qRT-PCR技术对AgCHS1在藤茶不同器官的表达水平进行分析,并采用硝酸铝比色法测定相应的总黄酮含量变化。构建植物过量表达载体,通过叶盘法转化烟草,筛选阳性转基因后代,对T₂代株系花瓣中的花青素和黄酮醇含量进行检测。【结果】AgCHS1的ORF长1 182 bp,编码393个氨基酸,基因组序列长1 315 bp,含2个外显子和1个内含子。生物信息学分析表明,AgCHS1为稳定的亲水蛋白。通过与其他物种的CHS蛋白多序列比对发现,AgCHS1含有查尔酮合成酶家族的特征序列和活性位点残基,包括丙二酰CoA结合位点和三联活性中心位点,与其他物种的CHS序列一致性较高。系统进化分析显示,AgCHS1与葡萄、山葡萄的CHS处于同一进化分支,亲缘关系最近。荧光定量PCR结果表明,AgCHS1在成熟叶和花中的表达量最高,在老叶中的表达量最低。藤茶不同器官的总黄酮含量与AgCHS1表达水平呈显著正相关。体外酶活性分析显示,重组的AgCHS1蛋白可以催化底物对-香豆酰辅酶A和丙二酰辅酶A生成柚皮素,说明该蛋白具有查尔酮合成酶活性。获得5株烟草转基因阳性株系,其中2株的花瓣颜色明显加深;与对照相比,转基因株系OE3、OE4花瓣中的花青素含量分别提高56.6%和25.3%,OE3的黄酮醇含量没有显著差异,OE4的黄酮醇含量提高39.1%。【结论】AgCHS1是藤茶中催化合成查尔酮的关键酶,过量表达AgCHS1可以提高转基因植物中花青素和黄酮醇的含量。     

元宝枫CHS基因片段的克隆及序列分析

[目的]对元宝枫叶片查尔酮合成酶(CHS)基因片段进行克隆及序列分析.[方法]以元宝枫的红叶新品系1～6号为试材,采用CTAB法提取其夏季与秋季叶片总RNA,搜索GenBank数据库中已报道的CHS基因序列,BLAST比对,然后用DNAMAN、Primerpremier5软件设计兼并引物来扩增其目的片段,采用RT-PCR方法扩增CHS基因片段并连接到pMD18-T载体上,阳性克隆经PCR检测后进行测序.[结果]得到一段1 365 bp的序列,序列分析表明,该片段编码365个氨基酸,与鸡爪槭、毛果槭的查尔酮合成酶(CHS)基因核苷酸序列同源性在90％以上.[结论]该研究首次从元宝枫中克隆出了CHS基因,为有效利用该基因奠定了基础.     

高等植物花器官发育的分子基础

阐述了近年来有关植物花器官包括花瓣、雄蕊和雌蕊发育的特异性基因研究的现状与展望。其中着重介绍了花器官早期发育过程中的同源异型基因、与花瓣色素有关的查尔酮合成酶基因、雄蕊小孢子的Ｐ２基因、绒毡层的ＴＡ２９基因,以及雌蕊中的自交不亲和基因,它们的表达、调控与生理功能。     

山葡萄查尔酮合成酶基因的克隆与分析

为揭示查尔酮合成酶在山葡萄中的次生代谢途径,采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,从山葡萄果皮中克隆到查尔酮合成酶(CHS)基因的cDNA全长序列。结果表明:该基因全长1 461bp,包含1 182bp的完整开放阅读框,编码393个氨基酸,分子量为42.91KDa,等电点(PI)值为6.10。该基因属于无色花色素双加氧酶基因家族,二级结构预测表明,α-螺旋是VamCHS蛋白最大量的结构元件,氨基酸序列与欧亚种葡萄(BAB84112)、杂交种葡萄(ACS36661)和圆叶葡萄(ACN30003)等的CHS类基因同源性较高,分别为100%、96%和96%。     

蝴蝶兰PhaSEP3基因的克隆及其在突变体中的表达

E类MADS-box是花器官发育分子模型中必不可少的基因,通过突变体研究其表达模式将为深入理解兰科植物花器官的分子机理与完善花发育调控理论提供依据。采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术从蝴蝶兰花瓣中克隆了一个E类MADS-box基因PhaSEP3(GenBank登录号为MZ436812),并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析了该基因在蝴蝶兰不同组织和5种突变体中的表达水平。结果表明,该基因cDNA全长为1 236 bp,具有753 bp的开放阅读框(ORF),可编码250个氨基酸,其C端具有SEPⅠ和SEPⅡ基序。系统进化分析显示,该基因编码蛋白质与蝴蝶兰属的PeSEP3和AGL9亲缘关系最近。组织特异表达分析表明,PhaSEP3基因主要在生殖器官和授粉后子房中表达;在不同突变体中,PhaSEP3基因在侧萼唇瓣化突变体的萼片和唇瓣中表达水平显著升高;在退化雄蕊瓣化突变体的侧瓣、唇瓣和子房中表达水平显著降低,在蕊柱中的表达水平显著升高;在侧瓣唇瓣化突变体的侧瓣和唇瓣中表达水平显著升高;在侧瓣退化突变体的侧瓣中表达水平显著降低,而在蕊柱和子房中表达水平显著升高;在侧瓣雄化突变体中,该基因的表达水平在萼片和侧瓣中均显著升高。分析认为,PhaSEP3基因主要调控蝴蝶兰花器官各轮组织与授粉后子房的发育,在突变体花器官中,PhaSEP3类基因可能与其他花发育基因互作参与花器官形态的发育调控。该研究结果为进一步理解兰科植物花器官多样性的调控机理提供了资料。     

Regulation of Development and Endogenous Polyamine Level in Chinese Cabbage (B. Campestris ssp. Pekinensis)

The endogenous polyamine levels were tested at every developmental stage in different ecotypes of the Chinese cabbage. The results showed that polyamincs (PAs) were decreased in the process of flower bud initiation and fornfation, but the floral stem formation and elongation were accompied by PAs increase. The level of Spm was related to the bolting date of Chinese cabbage. During the inducing of flower bud initiation and elongation of floral stem, and the changes of Spm were reversed between early bolting date and late bolting cultivars, but they have the same requirment for Spd for the starting of flower bud initiation and the starting of bolting. The level of Spd changed little during entire developmental stage for early bolting cultivars, but a lot for late bolting cultivars. The time that the highest level of Put appeared is related to the bolting date of Chinese cabbage.     

菊花花色嵌合花瓣的离体培养及植株再生

以菊花粉妆'粉色和其发生嵌合花色的花瓣为试材,研究了6-BA 和NAA 不同浓度配比对花瓣离体再生的 影响,建立了花瓣外植体的再生体系,观察分析了花色嵌合花瓣再生植株的花色变异情况。结果表明:菊花品种 粉妆'花瓣再生的最适配方为MS +6-BA2.0 mg/ L + NAA1.0 mg/ L,再生芽分化率达93.3%,单个外植体平均再生 不定芽数为10.0 个,采用1/2MS 培养基,生根率和移栽成活率达100.0%。花瓣再生植株的花色发生广泛变异,粉 色花瓣再生植株的花色呈现从白色到黄色多色变异,且粉色占的比例最高,但没有花色嵌合体出现;而嵌合花色的 花瓣再生植株发生变异的花色更为丰富,从白色到橙红色均有分布,且与亲本相同或相似的花色占的比例最高,部 分植株还可以保持花色嵌合性状,但嵌合的花色仅为白色与粉色的嵌合,嵌合花色形成率为4%;因此,菊花品种 粉妆'经过组织培养可以部分保持嵌合花色。      

‘无子瓯柑’CHS基因家族的克隆和表达分析

为研究查尔酮合成酶基因（CHS）家族在‘无子瓯柑’Citrus suavissima‘Seedless’雄性不育发生过程中的作用,以克里曼丁橘Citrus clementina基因组数据库为参照,在‘无子瓯柑’和瓯柑Citrus suavissima的转录组和蛋白质组测序结果中筛选出4个CHS同源差异表达基因,并对其克隆和表达量分析,对克里曼丁橘CHS基因家族成员进行生物信息学分析。结果表明:‘无子瓯柑’和瓯柑CHS基因编码区核苷酸序列相似度达98%以上。小孢子母细胞发育各时期CHS基因表达量在瓯柑和‘无子瓯柑’间差异显著。与瓯柑相比,‘无子瓯柑’小孢子母细胞时期Ciclev10005133m,Ciclev10030093m和Ciclev10015535m的表达量显著下调;减数分裂时期Ciclev10005133m,Ciclev10001405m和Ciclev10015535m的表达量显著下调;四分体时期Ciclev10001405m和Ciclev10030093m的表达量显著减少。在花粉粒成熟时期的花蕾中,Ciclev10001405m与Ciclev10005133m在花药中特异性表达。CHS同源基因在花药不同时期中的差异表达可能是‘无子瓯柑’花药发育异常的重要原因,并最终导致‘无子瓯柑’雄性不育。     

Study on Supercooling Point and Freezing Point in Floral Organs of Apricot

Under the environment of an artificial climate chamber, supercooling point （SCP） and freezing point （FP） in flower and young fruit at different development stages and freezing injuries of floral organs were studied. The apricot cultivars tested were Kety, Golden Sun and Honghebao. With the development of flower buds, SCP and FP increased, which indicated that their cold resistance decreased. SCP and FP varied with different floral organs. For different apricot cultivars, it was found that, the lower SCP or FP in floral organs was, the more resistant capacity the cultivar had, and the larger the temperature interval from SCP to FP was. SCP was not a constant value, but a range. Frequency distribution of SCP in petals was more dispersing than that in stamens and pistils. Floral organs could maintain a supercooling state to avoid ice formation, but they were sensitive to freezing. Once floral organs froze, thev turned brown after thawing.     

不结球白菜新型雄性不育系HGMS应用潜势分析

花器官发育B组基因缺失导致花瓣萼片化、雄蕊心皮化的同源异型突变,由此引起的雄性不育性稳定、彻底,是一种极为理想的雄性不育类型。不结球白菜新型雄性不育系HGMS(Homeotic Genic Male Ster-ile line)就是利用雄蕊心皮化突变性状选育的新型细胞核雄性不育系。本文以HGMS系内可育株和不育株分别与4个优良自交系配制组合,研究了雄蕊心皮化性状对F1代杂种产量以及农艺性状的负效应;以包括HGMS在内的5个不育系与4个优良自交系配制5×4不完全双列杂交组合,用GGE双标图分析法对各不育系产量和农艺性状进行综合评价。结果表明,HGMS雄蕊心皮化性状并未引起F1代杂种产量和农艺性状的显著负效应;HGMS不育系在产量性状上具有较高的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA),是一个优良的雄性不育系,可用于强优势组合的选配。另外,HGMS较好的亲本区分能力和代表性,表明它还是很好的测试亲本。     

龙葵UNUSUAL FLORAL ORGANS类SnUFO2基因C端序列的保守性对花发育的影响

  目的  UNUSUAL FLORAL ORGANS (UFO)基因属于F-box基因家族,是重要的花器官特征基因。UFO基因N端能与Skp1类基因结合形成Skp1-Cullin1-F-box (SCF)复合体,参与泛素化过程并降解C端结合的靶蛋白。为了探究C端序列对龙葵Solanum nigrum花发育的影响,本研究克隆了一个C末端缺失的SnUFO2*基因并构建其表达载体转入龙葵植株中,观察转基因龙葵植株花器官变化,从而深入探讨UFO基因完整的C末端序列在龙葵花发育中的重要作用。  方法  利用生物信息学分析软件对SnUFO2*和全长的SnUFO2比较分析,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对SnUFO2*基因在野生型龙葵植株根、茎、叶、花苞中进行表达分析;通过超表达载体的构建、转基因植株表型的观察及石蜡切片技术验证SnUFO2基因的功能。  结果  SnUFO2*基因ORF长度为1302 bp,编码433个氨基酸,与龙葵中完整的SnUFO2基因相比,其C末端缺失了23个氨基酸。RT-qPCR结果显示:SnUFO2*基因在野生型植株的花苞中特异性表达。对转基因植株的表型观察发现:35S:: SnUFO2*转基因龙葵植株的花瓣向萼片转化。石蜡切片分析发现:转基因龙葵植株雄蕊缺失,雌蕊处有不确定的分生组织产生。  结论  35S:: SnUFO2*转基因龙葵植株花瓣、雄蕊和心皮发育异常。C端结构缺失可能降低了SnUFO2蛋白特异性识别靶蛋白的能力,说明该基因完整的C末端对龙葵花器官发育至关重要。图5表1参23     

BcA9启动子调控的反义BcMF12对白菜基因沉默的效果

 【目的】探讨花药绒毡层特异启动子BcA9调控的反义BcMF12基因对白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis, syn. B. rapa L. ssp. chinensis）基因沉默的效果,明确其对花粉发育的影响。【方法】在从白菜花蕾cDNA中克隆BcMF12基因的保守区段的基础上,将白菜花药特异表达启动子BcA9与反义BcMF12基因融合,构建反义表达载体,并经农杆菌介导导入到白菜基因组中,利用抗生素筛选和分子检测筛选出转基因植株。【结果】PCR和Southern检测结果表明,BcA9启动子驱动的反义BcMF12-GUS报告基因已整合到白菜基因组中;Northern杂交显示转基因植株花蕾和花中的BcMF12在mRNA水平的表达明显受到抑制,而且花粉萌发率显著下降。【结论】BcA9调控的反义BcMF12基因明显抑制了BcMF12的表达,从而影响白菜花粉的发育。     

洋葱花器官B类MADS-box基因AcPI的克隆及表达分析

【目的】克隆洋葱花器官B类PI/GLO家族MADS-box基因,分析其序列特征及时空表达模式,为探讨其在洋葱花发育过程中的分子遗传机制奠定基础。【方法】以洋葱花蕾总RNA为模板,根据同源克隆策略设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术,获得AcPI的全长cDNA序列。用生物信息学方法对其基因序列特征进行分析;利用RT-PCR和Real-time PCR分析AcPI在花蕾整个生长过程中的时空表达模式。【结果】克隆获得洋葱AcPI基因（GenBank登录号：JX679083）的cDNA全长931 bp,包含615 bp的完整开放阅读框,编码205个氨基酸。蛋白分析表明,AcPI蛋白具有植物MADS-box蛋白典型的MADS和K结构域;与水仙的NTPI、风信子的HoMADS2有78%、75%的相似性,与金鱼草的GLO也有52%的相似性。系统进化树分析表明,AcPI属于B类MADS-box蛋白家族的PI亚家族。RT-PCR表达分析表明,AcPI只在生殖器官花蕾中表达,但主要在花的第一、二、三轮花器官中表达,而在营养组织根、茎和叶中不表达。Real-time PCR进一步分析表明,AcPI在花芽整个生长过程中,在心皮中微弱表达,但表达丰度呈递增趋势;而在外轮被片、内轮被片和雄蕊中强烈表达,其表达丰度除了在外轮被片中呈先增后减的趋势外,在内轮被片和雄蕊中都呈递增趋势。【结论】AcPI在洋葱第一轮花器官中的表达支持了van Tunen提出的修正的ABC模型;但AcPI在洋葱第四轮花器官中也有表达,这表明AcPI除了调控外轮被片、内轮被片和雄蕊发育外,还可能在心皮的形成发育过程中起着重要作用。