大蒜MADS-box基因AsPI的克隆及表达分析

B类MADS-box基因在调控显花植物的花瓣和雄蕊发育过程中发挥关键作用。为初步了解大蒜花发育的分子机制,以‘阿城紫皮’大蒜(Allium sativum)的花蕾为试材克隆了AsPI(Gen Bank登录号为KY272748)。AsPI的cDNA长939 bp,开放阅读框为615 bp,编码204个氨基酸。推导的氨基酸序列显示,AsPI编码的蛋白质包含高度保守的MADS结构域(1~57氨基酸)和保守的K结构(76~140氨基酸),AsPI蛋白具有PI亚家族特有的序列特征:MADS区特征丝氨酸残基、K区高度保守序列KHExL以及C–末端的PI基序。序列比对、功能域分析及系统发育分析结果表明,AsPI属于单子叶植物B功能基因PI亚家族。半定量和实时RT-PCR检测AsPI在大蒜不同组织器官中的表达模式,结果表明,在花蕾中高丰度表达,在花茎中表达量中等,在根、假茎、嫩叶、保护叶等营养器官中表达量极低甚至不表达。     

油梨PaWRI1和PaWRI2基因的克隆、序列分析及表达研究

以‘哈斯’油梨(PerseaamericanaMill.)为试材,通过RACE及RT-PCR技术分别克隆得到2个AP2/EREBP类转录因子WRI1和WRI2基因的c DNA全长,分别命名为PaWRI1(GenBank登录号:MH367865)和PaWRI2(GenBank登录号:MH367866)。其中,PaWRI1基因全长为1 396 bp,含1 155 bp开放阅读框,编码384个氨基酸;PaWRI2基因全长为1 782 bp,含1 287 bp开放阅读框,编码428个氨基酸。PaWRI1和PaWRI2基因属于AP2/EREBP类转录因子家族,其编码氨基酸序列中分别均存在2个和1个典型的AP2/ERF DNA结合位点。实时荧光定量PCR检测结果表明:在油梨果实发育过程中,果肉中PaWRI1基因的相对表达量始终快速上升,PaWRI2基因的相对表达量先少量下降,而后缓慢上升;PaWRI1基因相对表达量变化与油脂积累的变化较一致,PaWRI2基因相对表达量变化与油脂积累的变化不一致。因此,推测在油梨果实发育过程中,果肉中PaWRI1基因可能参与调控油脂积累过程。     

桃果实PpOAT 和PpP5CS 的克隆及其对外源#br# GABA 处理的响应表达

 利用RT-PCR 结合RACE 技术从‘玉露’桃果实中克隆得到Δ1–吡咯啉–5–羧酸合成酶 （P5CS）和鸟氨酸转氨酶（OAT）基因的全长cDNA 序列,分别命名为PpP5CS 和PpOAT（GenBank 登 录号分别为KP973954 和KP973956）。PpP5CS 全长2 511 bp,开放阅读框为2 151 bp,编码717 个氨基酸 组成的蛋白质多肽,5′-UTR 长度为123 bp,3′-UTR 序列长度为235 bp;PpOAT 全长1 686 bp,开放阅读 框1 416 bp,编码472 个氨基酸,5′-UTR 长度为151 bp,3′-UTR 序列长度为119 bp。进化树分析发现, PpOAT 和PpP5CS 与湖北海棠的同源性最高,与MhOAT 和MhP5CS 的相似性分别达到88%和91%。采 用荧光定量PCR 分析了外源5 mmol · L-1 GABA 处理对桃果实0 ℃贮藏期间果实冷害发生和内源脯氨酸 合成关键基因PpOAT 和PpP5CS 表达的影响。结果表明,GABA 处理能显著抑制‘玉露’桃果实0 ℃贮 藏期间果肉出汁率的下降,减轻冷害。通过上调果实中PpOAT 和PpP5CS 的表达,提高内源脯氨酸的合 成和积累,进而增强了果实抵抗低温胁迫的能力,可能是外源GABA 处理减轻桃果实冷害的重要原因。     

梨两个休眠相关MADS-box 基因特征及在其休眠过程中的表达分析

 PpMADS1 和PpMADS2 是从‘酥梨’（Pyrus pyrifolia white pear group‘Suli’）休眠芽转录组 文库筛选的两个与休眠相关的MADS-box 基因序列。为了解序列的特征,对其进行了相关生物信息学分 析,并以‘翠冠’和‘圆黄’梨为试材,用实时定量PCR 技术分析其花芽休眠不同阶段的表达变化。结 果表明：两个基因都具有MADS-box 家族的特征序列MIKC-基序,PpMADS1 和PpMADS2 分别与日本梨 （P. pyrifolia‘Kosui’）休眠相关的两个MADS-box 基因PpMADS13-1 和PpMADS13-2 聚在一起,且单独 聚为一支,与李属植物休眠相关的MADS-box 基因关系最近。在两个品种的休眠过程中,PpMADS1 和 PpMADS2 的表达呈现相似的变化趋势,都有一个表达高峰,但‘翠冠’梨PpMADS1 和PpMADS2 的表 达高峰均出现在11 月15 日,而‘圆黄’梨PpMADS1 的表达高峰延后到12 月30 日,PpMADS2 的表达 高峰出现在12 月15 日。两个品种PpMADS1 和PpMADS2 的表达高峰都出现在内休眠解除之前,随内休 眠解除其表达量下调,在生态休眠阶段表达量维持在较低的水平。据此推测PpMADS1 和PpMADS2 的表 达对梨芽内休眠的解除具有调控作用     

杨梅果糖激酶基因MrFRK2的克隆及在成熟期果实中的表达分析

以‘荸荠’和‘东魁’杨梅果实为研究材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆得到果糖激酶基因MrF RK2的全长c DNA序列。MrF RK2全长1 279 bp,ORF阅读框全长996 bp,3′端非编码区227bp,5′端非编码区56 bp,编码332个氨基酸残基。通过氨基酸序列分析发现Mr FRK2含有pfk B碳水化合物磷酸果糖激酶家族高度保守的1个ATP结合域和2个底物结合域;Mr FRK2与杨树Pt FRK2相似性最高,达到85%。利用实时荧光定量PCR技术分析基因表达的结果表明,Mr FRK2在‘东魁’杨梅果实的发育早期大量表达,在成熟后期表达量下降,果实成熟初期Mr FPK2表达量‘东魁’显著高于‘荸荠’。果实成熟期间果糖含量‘东魁’显著高于‘荸荠’,与果实成熟期间Mr FPK2的表达量相反。这表明,MrF PK2在杨梅果实成熟期间果糖降解过程中可能起一定作用。     

桃果实PpOAT和PpP5CS的克隆及其对外源GABA处理的响应表达

利用RT PCR结合RACE技术从‘玉露'桃果实中克隆得到△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)基因的全长cDNA序列,分别命名为PpP5CS和PpOAT(GenBank登录号分别为KP973954和KP973956)。PpP5CS全长2511bp,开放阅读框为2 151 bp,编码717个氨基酸组成的蛋白质多肽,5'-UTR长度为123 bp,3'-UTR序列长度为235 bp;PpOAT全长1686 bp,开放阅读框1416 bp,编码472个氨基酸,5'-UTR长度为151 bp,3'-UTR序列长度为119 bp。进化树分析发现,PpOAT和PpP5CS与湖北海棠的同源性最高,与MhOAT和MhP5CS的相似性分别达到88%和91%。采用荧光定量PCR分析了外源5 mmol·L~(-1)GABA处理对桃果实0℃贮藏期间果实冷害发生和内源脯氨酸合成关键基因PpOAT和PpP5CS表达的影响。结果表明,GABA处理能显著抑制‘玉露'桃果实0℃贮藏期间果肉出汁率的下降,减轻冷害。通过上调果实中PpOAT和PpP5CS的表达,提高内源脯氨酸的合成和积累,进而增强了果实抵抗低温胁迫的能力,可能是外源GABA处理减轻桃果实冷害的重要原因。     

桃类胡萝卜素合成关键基因PpCCD4的表达与启动子活性分析

【目的】分析桃果实成熟过程中类胡萝卜素总量与关键基因PpCCD4表达的相关性,探究不同品种PpCCD4启动子的活性差异,进而解释PpCCD4在黄白肉果实中的表达差异。【方法】测定果实发育时期类胡萝卜素总含量,并与该时期PpCCD4的表达进行相关性分析,分别检测果实PpCCD4转录本差异,进行基因全长与启动子序列分析。构建PpCCD4启动子驱动GUS表达载体并转化农杆菌侵染桃果肉,根据果肉GUS染色分析2种启动子活性的差异,以期解释PpCCD4在果实发育时期表达量的差异。【结果】‘燕红’成熟过程中果实类胡萝卜素总含量降低,其PpCCD4在发育过程中的表达显著上调‘;金童6号’果实类胡萝卜素总含量升高,其PpCCD4的表达始终处于较低水平‘。金童6号’中PpCCD4相较‘燕红’在CDS区发生了2个碱基的插入,且两PpCCD4转录本不同,启动子克隆发现‘燕红’对应的启动子有较多的转录增强和启动元件,而黄肉品种则具有更多的抗逆应答元件;同时GUS染色结果表示,桃果肉中2种启动子驱动的GUS染色有明显的显色差异,启动子活性差异显著。【结论】黄肉品种中移码突变的产生造成了PpCCD4的功能丧失;2个品种果肉PpCCD4转录模式不同,其启动子活性的差异是造成PpCCD4在黄肉和白肉果实中表达差异显著的主要原因。     

茄子花青素合成中SmTTG1、SmGL3和SmTT8的表达及其蛋白质间的相互作用

采用同源克隆方法从茄子（Solanum melongena L.）中分离得到3个基因,分别命名为SmTTG1、SmGL3和SmTT8。序列分析表明,SmTTG1的cDNA全长1 220 bp,开放阅读框为1 029 bp,编码342个氨基酸,与马铃薯（S. tuberosum L.）TTG1基因序列同源性达到94%,成熟蛋白等电点为4.90,具有典型的WD结构域;SmGL3的cDNA全长2 329 bp,开放阅读框为1 887 bp,编码628个氨基酸,与马铃薯GL3基因序列相似性达到94%,蛋白等电点为5.61,有典型的HLH结构域;SmTT8的cDNA全长2 242 bp,开放阅读框为1 896 bp,编码631个氨基酸,与马铃薯TT8基因序列同源性为85%,蛋白等电点为5.18,有典型的HLH结构域。荧光定量检测结果表明,SmTTG1、SmGL3和SmTT8在茄子根、茎、叶、花、果皮和果肉中均有表达,但表达水平具有组织特异性。酵母双杂交结果表明,SmTTG1与SmTT8、SmGL3之间有相互作用,并且SmTTG1、SmGL3和SmTT8都与SmMYB之间发生作用。推测SmTTG1为WD40转录因子,SmGL3和SmTT8为bHLH转录因子,它们都参与调控茄子花青素的合成。     

冬枣两个ACC氧化酶基因的cDNA克隆及其表达模式

 根据植物ACC氧化酶（ACO）家族的氨基酸和核苷酸保守区序列设计简并引物,采用3′RACE技术从半红期冬枣果实中分离了两个ACO同源基因片段,随后通过PCR技术进一步获得了两个包含完整开放阅读框（ORF）及3′端非编码区（UTR）序列的ACO基因的cDNA,即ZjACO1和ZjACO2。两个基因序列在GenBank中的登录号为EU216549和EU216550,其大小分别为1 115 bp和1 105 bp,编码蛋白大小分别为319个和321个氨基酸。ZjACO1和ZjACO2在核苷酸和氨基酸水平上的同源性分别为79.4%和84.0%。Northern杂交结果表明,这两个基因在冬枣叶片中不表达,而在不同发育阶段果实中的表达具有明显差异。     

薄壳山核桃MADS-box基因CiMADS9的克隆与功能分析

以薄壳山核桃（Carya illinoinensis）‘马罕’雄花为材料,利用获得的MADS-box基因保守片段设计特异引物,通过RACE技术克隆MADS-box家族基因的cDNA序列,命名为CiMADS9。该基因长为1 077 bp,开放阅读框（ORF）768 bp,编码255个氨基酸残基。生物信息学分析表明该基因具有典型的MADS-box结构域和半保守的K区,是MIKC型MADS-box基因。聚类分析分析表明该基因属于AGL15亚家族。实时荧光定量PCR结果表明,CiMADS9在生殖器官（雄花、雌花、幼果）中的表达量高于营养器官（叶、枝条）中的,并且在雄花中的表达量最大。将目的基因通过农杆菌介导法转化拟南芥,获得了转基因植株。与对照相比,转基因拟南芥中过量表达该基因使植株开花延期,基生叶增加。     

冬枣两个乙烯受体编码基因的克隆及序列分析

 根据植物乙烯受体ETR1家族氨基酸和核苷酸的保守区序列设计简并引物, 通过RT2PCR从半红期冬枣果实中分离了两个1 058 bp的乙烯受体cDNA片段。在分析已知序列基础上, 分别通过3′RACE及对两个基因上游5′端编码区的扩增, 得到了两个包含完整开放阅读框(ORF) 以及3′端非编码区( 3′UTR) 的乙烯受体编码基因, 即ZjETR1和ZjERS1。它们分别编码738个和632个氨基酸。这两个编码基因的氨基酸与其它植物乙烯受体氨基酸高度同源, 分别属于ETR1亚类和ERS1亚类乙烯受体。     

草莓八氢番茄红素脱氢酶基因pds的克隆及特征分析

 采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆到草莓类胡萝卜素合成途径中关键基因pds,该cDNA全长2 043 bp,具有一个1 704 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码568个氨基酸。序列分析表明,pds编码的氨基酸序列与其它植物的PDS蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,草莓PDS与杏的PDS蛋白亲缘关系比较近。原核表达结果表明pds基因在大肠杆菌中获得高效表达。利用半定量RT-PCR技术进行组织表达模式分析发现,pds基因在草莓的花、叶片和果实中均有表达,表达量为红果＞粉红果＞白果＞花＞青果＞叶。     

黄肉桃中PpSGRs对蓝光的响应及其对贮藏中类胡萝卜素积累的影响

为揭示蓝光处理促进黄肉桃果实类胡萝卜素积累的机制,以黄肉桃‘金丽’果实为研究对象,从桃基因组中筛选出PpSGR1和PpSGRL基因进行生物信息学分析,并通过q-PCR分析PpSGR1和PpSGRL在不同组织和不同发育阶段果实及其在40 μmol · m^-2 · s^-1蓝光处理果实中的表达。结果表明,PpSGR1具有多半胱氨酸保守域,属于SGR亚族;PpSGRL基因C端突变失去多半胱氨酸保守域,属于SGR-Like亚族;PpSGR1和PpSGRL都含有叶绿体信号肽,与梅亲缘关系最近。PpSGRs在‘金丽’桃不同组织和不同成熟阶段果实中均有表达,其中PpSGR1与果实采后类胡萝卜素的合成密切相关。蓝光处理可快速抑制桃果实PpPIF3进而抑制PpSGR1的转录,促进贮藏前期果实中PpPSY的表达,提高类胡萝卜素的合成和积累。同时,蓝光处理可能通过促进桃果实内源乙烯合成,上调PpSGR1表达进而抑制PpPSY转录水平,降低桃果实贮藏后期类胡萝卜素的合成能力。     

早熟砂梨‘翠冠’hmgr基因家族两成员的表达与货架期黑皮病关系的研究

 以砂梨黑皮病易感品种‘翠冠’果实为材料，克隆获得了调控α-法尼烯合成的关键限速酶3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶（HMGR）基因家族中的两个成员Pphmgr1和Pphmgr2。Pphmgr1开放阅读框为1 827 bp，编码由609个氨基酸残基组成的蛋白；Pphmgr2开放阅读框为1 707 bp，编码由569个氨基酸残基组成的蛋白。序列比对结果显示：‘翠冠’PpHMGR1和PpHMGR2与苹果果实的MdHMGR1和MdHMGR2蛋白的同源性分别达到90%和98%。在采后货架期28~32 ℃条件下，乙烯受体抑制剂1-MCP 可明显抑制果实呼吸率，减缓乙烯释放，显著降低果皮中α-法尼烯及其氧化产物共轭三烯的含量，减少黑皮病发病率并减轻发病程度。半定量RT-PCR结果显示1-MCP处理后果皮中Pphmgr2的表达受到显著抑制，但是Pphmgr1的表达几乎不受影响。     

葡萄MADS-box家族基因保守片段的克隆与序列分析

MADS-box转录因子在多种植物的发育过程特别是花器官和果实发育过程中发挥重要的作用。为了从葡萄中克隆出新的MADS-box基因,研究在葡萄花及果实发育中的作用,根据多种植物MADS-box基因保守区序列,设计简并引物,应用RT-PCR技术从红富士葡萄花序中分离出34条MADS-box基因cDNA片段。序列分析表明,这些片段长度在138～152bp之间,包含基因起始密码子。推导的氨基酸序列与已登录的欧洲葡萄及其它物种的MADS-box基因同源性超过83%。用推导的氨基酸序列与已知的欧洲葡萄和拟南芥MADS-box家族基因进行系统发育分析,可将这些基因片段分别归入拟南芥MADS-box基因不同亚家族中,证明葡萄中存在多种MADS-box家族基因,克隆的片段包含ABCDE模型中的各类花发育基因。     

毛白杨PtMADS4基因的克隆及序列分析

MADS-box转录因子家族在植物体的发育过程中具有重要的作用.以毛白杨易县雌株休眠花芽总RNA为模板,用PCR扩增的方法获得了1个新的毛白杨的MADS-box基因,命名为PtMADS4.该基因全长1041 bp,编码245个氨基酸,具有典型的MADS-box结构域和完整的K区.系统进化树分析表明PtMADS4与SEP1,SEP2同源性高达78%.     

平邑甜茶MhWRKY15基因cDNA克隆及其生物信息学分析

以平邑甜茶为材料，通过RT—PCR和RACE技术，获得平邑甜茶WRKY15基因的全长cDNA，命名为Mh—WRKY15（GenBank登陆号：GU576874）。生物信息学分析表明，该基因全长1091bp，包含810bp的完整开放读码框，编码269个氨基酸，属于WRKY类转录因子的第Ⅱ组，为WRKY15家族成员；其编码...     

草莓FaCOP1的克隆及其表达特异性分析

为探索草莓光形态建成抑制子FaCOP1的功能及其表达特异性,采用同源克隆法获得‘丰香’草莓FaCOP1的完整开放阅读框序列,对该序列及其编码的氨基酸序列进行相关生物信息学分析,同时采用qRT-PCR分析该基因的时空表达以及在不同光质处理下的表达模式。结果表明,FaCOP1开放阅读框全长1 989 bp,Gen Bank登录号为KX583676,编码662个氨基酸,蛋白质分子量为74.7187 kD,理论等电点为6.54,具有环形锌指域,卷曲螺旋域和WD40重复序列等3个保守结构域。序列比对以及系统进化树分析发现,COP1进化过程中具有高度保守性以及物种间的差异性。qRT-PCR结果表明,FaCOP1在草莓的根、茎、叶、花及成熟果实中均有表达,花中的表达量最高,其次是叶和根,而茎和成熟果实中最少。随着草莓果实的发育(从小绿期到全红期)FaCOP1的转录水平总体呈现递减的规律,与果实花青素积累模式相反。草莓叶片和果实的FaCOP1表达均能够被白、红、蓝及红蓝光(1︰1)诱导。FaCOP1在转录水平上没有阻遏FaHY5的表达,其关系需在蛋白质水平上进一步验证。     

牡丹开花调控转录因子基因PrSOC1的克隆与表达分析

以紫斑牡丹（Paeonia rockii）花芽为试验材料,采用RT-PCR的方法克隆得到1个牡丹开花调控的重要转录因子SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1（SOC1）基因的同源基因PrSOC1,其cDNA开放阅读框长度为678 bp,3′非编码区为421 bp,编码225个氨基酸,GenBank登录号为KJ427808。序列比对和结构域分析表明,此蛋白包含典型的MADS-box和K-box结构域,C末端还含有一个保守性很高的基序-SOC1 MOTIF,与葡萄中的SOC1蛋白最为相似。系统进化树分析表明,PrSOC1与葡萄VvSOC1的亲缘关系最近,属于MADS基因家族中的SOC1/TM3亚家族。半定量RT-PCR表明,PrSOC1基因在紫斑牡丹花芽中的表达量最高,根、茎、叶片中次之,种子中最少。在不同品种牡丹的花芽中,PrSOC1和其光周期途径上游的CO家族基因PsCOL4的表达量没有显著的品种间差异,推测PrSOC1具有很高的保守性,可能是参与牡丹成花的重要基因。利用原核表达系统成功表达了PrSOC1蛋白,并构建了PrSOC1的植物超表达载体,为进一步研究PrSOC1的功能奠定了基础。     

红穗和白穗醋栗F3H的克隆及其在果实成熟过程中的表达分析

以红穗醋栗（Ribes rubrum L.）和白穗醋栗（R. albrum L.）果实为试材,采用RACE方法克隆黄烷酮3–羟化酶（F3H）基因cDNA全长序列,分别命名为RrF3H和RaF3H（KU984435和KU984436）。RrF3H全长1 351 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸;RaF3H全长1 291 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸。氨基酸多序列比对表明该基因编码的蛋白具有非血红素双加氧酶结构域（DIOX-N superfamily）和典型的F3H蛋白功能结构域（2OG-FeⅡ_Oxy加氧酶结构域）,属于双加氧酶超家族。系统发育分析表明,RrF3H和RaF3H在进化上具有明显种属特性,属于相对独立的进化分支。定量PCR分析表明,F3H在红穗醋栗中表达量远远高于白穗醋栗,在红穗醋栗中随着果实着色加深表达量逐渐上升,果实着色约75%时表达量最高,之后下降;白穗醋栗中随着果实生长,该基因的表达下降,花色苷含量也呈下降趋势,说明F3H基因在醋栗果实着色过程中发挥作用。