与灵芝酸生物合成相关的细胞色素P450基因的筛选与分析

首先采用荧光定量PCR的方法通过分析在液体静置和振荡培养条件下基因的表达量对灵芝(Ganoderma lingzhi)细胞中14个与类固醇结合的P450基因进行筛选;其次在不同培养条件下(振荡、静置、静置钙离子添加和静置氮缺陷)通过分析灵芝酸T积累与P450基因表达的相关性对差异表达显著的P450基因进行进一步筛选;最后通过反义RNA技术对所筛选出的基因进行沉默,分析在灵芝细胞内沉默该基因对灵芝酸T含量的影响。结果表明:14个P450基因中,5个基因(cyp512a3、cyp512a11、cyp5144n1、cyp512u4、cyp512v2)的表达量在静置培养条件下显著高于振荡培养条件,差异表达倍数分别为7.2、3.7、3.4、89.8、63.4;cyp512v2基因的表达与灵芝酸T的积累显著相关;三株cyp512v2基因沉默效率较高的菌株中灵芝酸T含量分别比野生型菌株的含量降低13%、69%、66%,表明cyp512v2在灵芝酸T的生物合成过程中具有重要的作用。     

马铃薯GLDH基因的克隆及序列分析

 以马铃薯品种‘Favorita’叶片中的cDNA为模板,采用RT-PCR、巢式PCR、3′RACE和5′RACE技术,获得了L–半乳糖酸–1,4–内酯脱氢酶（EC 1131213,GLDH）基因cDNA 2 563 bp的全长序列,命名为StGLDH（GenBank：FJ755844）。序列分析表明,该基因编码区长1 773 bp,编码590个氨基酸,与其他植物GLDH氨基酸序列具有很高的同源性,尤其与番茄、辣椒、烟草GLDH 氨基酸序列具有90.6% ~ 95.9%的同源性。荧光定量分析表明,该基因在马铃薯不同器官中均有表达,在幼叶和功能叶中表达量最高,在茎中表达量最低;除匍匐茎外,其它器官中抗坏血酸（ascorbic acid,AsA）含量与StGLDH的表达高度一致。     

莲藕GBSS基因cDNA全长的克隆与序列分析

采用RT-PCR结合RACE技术,扩增得到全长为2265bp的莲藕＂美人红＂品种的GBSS基因的cDNA序列（GenBank登录号EU938541）,其中开放阅读框（ORF）长为1848bp,共编码615个氨基酸。用DNAman软件比对,莲藕GBSS基因cDNA与金鱼草（AJ006293）、马铃薯（EU403426）、大豆（EF153101）、水稻（EU735072）Wx基因cDNA序列的同源性分别达61.2%、59.6%、64.2%、50.6%。对该基因编码的氨基酸序列进行Blastp分析发现,该序列与金鱼草的序列同源性最高,达到77%,与马铃薯、甘薯的同源性达到75%,与豆科植物的同源性在70%～75%,与禾本科植物的同源性在65%～70%。     

茄子甲硫氨酸亚砜还原酶（SmMsrA）基因cDNA全长的克隆和分析

 以茄子单性结实品系D-10花后7 d的单性结实果实为试材,并以在茄子单性结实抑制差减文库中差异表达的EST片段Z569为基础,利用RACE技术,获得一个934 bp的cDNA全长序列,为甲硫氨酸亚砜还原酶A基因,命名为SmMsrA。基因编码区共600 bp,编码199个氨基酸。氨基酸序列分析显示该基因编码的蛋白具有甲硫氨酸亚砜还原酶基因家族结构域和保守基本序列GCFWG,与杨树甲硫氨酸亚砜还原酶A（MsrA）蛋白三级结构相似性较高,为67%。蛋白多序列比对和进化树分析表明,SmMsrA与番茄MsrA蛋白的同源性最高（92%）,进化距离最近。采用荧光定量PCR对单性结实品系D-10和非单性结实品系03-2中不同结实性果实发育过程中SmMsrA的表达量进行测定,结果表明：在不同结实性的子房和果实发育过程中SmMsrA基因都有表达,单性结实品系在低温条件下开花当天子房中的SmMsrA的表达量最高。     

大白菜BrAOP2 基因的遗传多样性及其与硫甙含量的相关性分析

以大白菜品种Chiifu 为试验材料, 采用RT-PCR 技术, 克隆了3 个硫甙合成关键基因
BrAOP2 基因的cDNA 序列（BrAOP2.1、BrAOP2.2、BrAOP2.3）。通过氨基酸同源性比对分析,BrAOP2.1
与BrAOP2.2 的同源性为78%,BrAOP2.1 与BrAOP2.3 的同源性为74%,BrAOP2.2 与BrAOP2.3 的同源
性为81%。通过32 份大白菜重测序数据分析了3 个BrAOP2 基因CDS 序列的遗传多样性,并对其与硫甙
含量的相关性进行了分析。结果表明：在32 份大白菜中共检测到7 种硫甙,其中4-戊烯基硫甙（GBN）
含量和2-羟基-3-丁烯基硫甙（PRO）含量较高,分别占总硫甙含量的23.99% 和23.16%。在BrAOP2.1
基因编码区检测到5 个变异位点,在BrAOP2.2 基因编码区检测到7 个变异位点,在BrAOP2.3 基因编码
区仅检测到1 个变异位点。其中BrAOP2.1 基因的A1051G 变异位点与PRO 含量极显著相关,BrAOP2.2
基因的A560G、C753T、A790G 和T927C 变异位点与PRO 含量显著相关,BrAOP2.2 基因的G825A 位点
与4-羟基-3-吲哚基甲基硫甙（4OH）含量显著相关。     

白菜离体春化相关基因表达的cDNA-AFLP分析

 借助cDNA-AFLP技术分离到15个与白菜离体春化反应相关的表达序列标签( EST) 。Blast结果表明: 低温春化处理抑制性表达的12个EST, 多与异化作用相关基因同源性较高; 春化诱导表达的3个EST, 分别与编码核糖体蛋白的亚基(或与自主开花途径相关的FAC基因连锁的因子) , ATPase的亚基,小G - 蛋白亚基的基因同源性较高。     

黄瓜ω-3脂肪酸去饱和酶基因cDNA的克隆及表达

 利用cDNA末端快速扩增技术, 从黄瓜叶片组织中获得脂肪酸去饱和酶基因（Cs-FAD）,其序列长度为1 807 bp,编码445个氨基酸,推导的氨基酸序列与已经报道的ω-3脂肪酸去饱和酶基因序列同源性较高,与桃果实的同源性最高（77%）。利用RT-PCR半定量分析显示,该基因在绿色组织如茎、叶、卷须里表达量较高,在根、花、果实及种子里也有少量表达。     

欧洲山芥皂苷合成关键酶基因Bv-beta-AS 克隆及表达分析

 以能够产生抗虫皂苷的高抗小菜蛾资源G 型欧洲山芥（Barbarea vulgaris R. Br.）B44 为材料,利用RACE 技术克隆出皂苷合成关键酶beta–香树脂合成酶的基因（Barbarea vulgaris beta-amyrin synthase,Bv-beta-AS）。该基因编码区序列长为2 289 bp（GenBank 登录号JQ172795）,推导其编码762个氨基酸;在基因组水平上长度为4 107 bp （GenBank 登录号JQ172796）,含有15 个内含子。Bv-beta-AS编码的氨基酸具有beta–香树脂合成酶基因家族的保守序列,即DCTAE 序列和QW 特征序列,氨基酸多序列比对和进化树分析表明,该基因与拟南芥beta–香树脂合成酶基因的相似性最高,为74%。利用荧光定量PCR 对欧洲山芥在小菜蛾诱导下该基因的表达进行研究,结果表明,该基因受虫害诱导时上调表达,但是上升到12 h 达顶峰后随时间推移呈回归的趋势。从序列特征和表达模式上推测,Bv-beta-AS 可能是抗虫皂苷合成途径的一个关键酶的基因。     

白菜β-1,3 - 葡聚糖酶基因cDNA的克隆及序列分析

 以白菜抗霜霉病品种‘雪克青’cDNA 为模板, 采用RT2PCR 技术, 获得了1032 bp 的β- 1,3- 葡聚糖酶基因的cDNA 序列。序列分析表明, 克隆的β- 1,3 - 葡聚糖酶基因cDNA 序列编码343 个氨基酸, 与芜菁bg1 基因具有98 %的同源性, 与拟南芥bg2 基因具有84%的同源性。在GenBank 中登录号为AY395720 。     

唐菖蒲质膜水孔蛋白基因GhPIP1;1 的克隆及表达分析

 采用RT-PCR和RACE技术从唐菖蒲（Gladiolus hybridus‘Eerde’）花瓣中克隆得到1个质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic proteins,PIPs）类的水孔蛋白基因,命名为GhPIP1;1。该基因cDNA 全长1 130 bp,包含867 bp完整开放阅读框（ORF）,编码288个氨基酸。克隆和分析相应的gDNA序列（2 098 bp）表明,其包含由4个外显子和3个内含子组成的编码区序列。氨基酸序列分析表明GhPIP1;1具有水孔蛋白家族高度保守的2个NPA（Asn-Pro-Ala）基序。同源性分析显示GhPIP1;1氨基酸序列与同科的荷兰鸢尾（Iris hollandica）PIP1氨基酸序列的同源性达94%。半定量RT-PCR分析表明,GhPIP1;1在唐菖蒲花瓣、雄蕊、雌蕊、茎、苞片和叶片等均有表达,但表达量以花瓣中最高,叶片中最低;GhPIP1;1在花蕾至花朵盛开期间的表达水平较高且变化不明显,但在花朵盛开后的萎蔫过程中表达水平明显降低。     

百合肌动蛋白基因lilyActin 的克隆与表达分析

 为了在百合功能基因表达研究中选择一个理想内参基因,依据岷江百合cDNA 文库所获得的百合肌动蛋白（Actin）基因的EST 序列,采用RACE 技术进行该基因cDNA 全长克隆,并利用实时荧光定量PCR 分析其在不同组织中的表达模式,获得百合肌动蛋白基因cDNA 全长序列（GenBank 登录号：JX826390）,命名为lilyActin。该基因cDNA 全长1 367 bp,其中,5′非编码区91 bp,3′非编码区233 bp,开放读码框1 134 bp,编码377 个氨基酸。序列比对发现,该基因与其它15 种植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性均在80%以上,氨基酸序列的相似性达98%。进化分析显示,百合肌动蛋白与郁金香肌动蛋白的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR 结果显示,该基因在百合的花蕾、叶片和鳞片组织中恒定表达,表明相对于其他物种的内参基因,lilyActin 更适宜作为百合属植物的内参基因。     

南瓜肌醇单磷酸酶基因CmIMP1和CmIMP2的克隆与表达分析

以中国南瓜（Cucurbita moschata）为试验材料,利用同源克隆和南瓜转录组unigene序列获得2个IMP基因的全长cDNA序列,将两个基因命名为CmIMP1和CmIMP2,GenBank登录号为KP735607和KP735608。CmIMP1基因cDNA全长1 053 bp,包含1个810 bp的ORF,共编码269个氨基酸;CmIMP2基因cDNA全长945 bp,包含1个807 bp的ORF,共编码268个氨基酸。序列分析发现两个基因均含有磷酸酶家族锂敏感的3个特殊结构域,系统进化树分析表明这2个南瓜CmIMP与其他植物IMP有较高同源性（63.8% ~ 94.0%）,并与葫芦科作物最接近。采用荧光定量PCR研究CmIMP在各组织及逆境条件下的表达模式显示,其表达具有组织特异性,在叶中表达最高,须和幼果次之;盐胁迫和干旱胁迫可强烈诱导CmIMP表达,ABA对CmIMP的诱导较微弱,推测CmIMP在南瓜响应非生物胁迫的分子调控机制方面发挥重要作用。     

香石竹切花水孔蛋白基因DcPIP2的克隆及特征分析

 采用RT-PCR和RACE技术从香石竹（Dianthus caryophyllus L.）叶片中获得质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic protein,PIP）类水孔蛋白（aquaporins,AQP）基因的cDNA全长序列,命名为DcPIP2,GenBank登录号为GU989036。该cDNA全序列长983 bp,包含有858 bp的完整阅读框（ORF）,编码285个氨基酸,分子量约为30.6 kD。克隆相应的DcPIP2基因组全长序列得知,该基因长2 635 bp（GenBank登录号为JF706350?）,包含由3个外显子和2个内含子组成的编码区序列。同源性分析显示,DcPIP2氨基酸序列与陆地棉（Gossypium hirsutum）PIP2;3（ACB42440）、麻疯树（Jatropha curcas）AQP（ABM54183）和巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）PIP2（ACV66986）氨基酸的同源性分别为89%、88%和87%。利用实时荧光定量PCR技术研究表明,DcPIP2基因在香石竹切花的叶片、茎颈部、花瓣、雌蕊、雄蕊和萼片中均有表达,表达量为雌蕊 > 花瓣 > 雄蕊 > 萼片 > 茎颈部 > 叶片。     

结球甘蓝春化相关基因BoVIN3 的克隆及其表达分析

 根据已报道的拟南芥春化相关基因VIN3设计引物,通过RT-PCR方法首次从结球甘蓝中克隆得到两条春化相关基因BoVIN3的cDNA ORF编码区序列,各1 680 bp,GenBank登录号分别为JQ394927和JQ394928,可编码由560个氨基酸组成的蛋白质;与拟南芥VIN3基因在核酸水平上同源性分别达到85.55%和79.95%;与拟南芥氨基酸序列同源性分别为80.72%和72.96%。半定量RT-PCR表达分析表明BoVIN3受春化作用的诱导,只在感应低温的茎尖生长点表达,在其它部位不表达,并且其转录产物随春化时间延长逐渐积累,在春化42 d时达到峰值;而在不同浓度GA₃和KT诱导下不表达;FLC受春化作用的抑制,并且BoVIN3受诱导表达后才能使FLC的表达受到抑制,暗示在结球甘蓝中BoVIN3可能参与春化调控开花的生物学过程,属于春化特异基因,只响应低温诱导而转录。     

龙眼APETALA1(AP1)同源基因的克隆与序列分析

根据植物APETALA1(AP1)同源基因的高度保守性,设计合成一对特异引物,从龙眼基因组DNA中扩增出一条长400bp左右的基因片段,插入到pMD-T载体中。测序后分析表明,扩增得到了龙眼AP1同源基因片段。该片段序列包含两个内含子(长96bp和165bp),编码区编码36个氨基酸。与其它植物AP1同源基因的相应区域氨基酸序列具有较高的同源性,其中与花椰菜AP1基因同源性高达91%,与欧亚种葡萄、苹果、柑橘、枇杷的AP1基因同源性都在80%以上。     

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。     

莲藕可溶性淀粉合成酶基因LrSSS的克隆与表达特性分析

以莲藕品种‘美人红’叶片为试材,利用RACE结合RT-PCR技术克隆得到全长4 080 bp的莲藕可溶性淀粉合成酶基因（LrSSS）cDNA序列（GenBank登录号：KP201636）,其中开放阅读框3 696 bp,编码1 231个氨基酸;该序列与甜瓜、葡萄SSS基因编码氨基酸序列同源性较高,分别达79%、69%。LrSSS 所编码的氨基酸序列包含3个典型的碳水化合物结合结构域（CBM_25）和1个淀粉合成酶催化域（Glyco_transf_5）。LrSSS 表达分析表明,莲藕根状茎膨大具3节段时,在终止叶叶片中的表达量最高,其次为后把叶叶片,终止叶叶柄表达量最少;在根状茎膨大至4节段时,LrSSS在第1、2节段根状茎中表达量较高,在第3、4节段根状茎中表达量较低,表明在第1、2节段根状茎形态基本建成后LrSSS在调控产物转化为淀粉过程中可能起到重要作用。     

茉莉花萜类合成酶基因JsTPS的克隆及其表达分析

以双瓣茉莉花[Jasminum sambac（L.）Ait]花瓣为材料,采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,克隆了萜类合成酶基因（JsTPS）的全长cDNA,该cDNA全长为1 884 bp,其中ORF为1 491 bp,编码496个氨基酸的蛋白,分子量56 989.7 D,与原核表达结果一致。序列分析结果表明,该基因编码的氨基酸序列与油橄榄（Olea europaea）的TPS2具有75%的同源性,同属于α-Farnesene synthase分支。采用荧光定量PCR技术检测JsTPS在茉莉花开放过程中的表达量变化,结果表明,表达量在未开放时（18：00）最低,在半开放时（22：00）达到最高。     

菊花花发育基因CmCO和CmFT的克隆与表达分析

 　利用同源序列法结合RACE技术从菊花‘神马’品种[Chrysanthemum morflorium（Ramat.）Kitam.‘Jinba’]中分离了开花时间相关的CO（CONSTANS）和FT（FLOWERING LOCUS T）同源基因,并命名为CmCO（基因登录号JF488070）和CmFT（基因登录号JF488071）。CmCO和CmFT分别编码382和174个氨基酸。蛋白比对发现,CmCO蛋白包含具有典型的CO同源蛋白结构,包含B-box1,B-box2,CCT结构域及COOH区域。CmFT所推测的氨基酸序列包含FT类蛋白保守基序和两个关键性氨基酸残基。同源性分析表明,CmCO与草莓（Fragaria × ananassa）FaCO同源性最高,为65.8%,与豌豆（Pisum sativum）PsCOL、拟南芥（Arabidopsis thaliana）AtCO同源性分别为62.0%和55.6%。CmFT与向日葵（Helianthus annuus）HaFT2基因同源性最高,为93.7%,与葡萄（Vitis vinifera）VvFT和拟南芥AtFT的同源性分别为85.1%和74.0%。进化树聚类分析表明,CmCO和CmFT蛋白分别与向日葵HaCO和HaFT2遗传距离最近。RT-PCR表明,长日照下的菊花叶片中几乎检测不到CmCO和CmFT,而在短日照下,CmCO在花芽分化启动期（Ⅰ）表达,总苞鳞片分化前期（Ⅱ）有所下降随后又迅速升高;CmFT在CmCO之后表达,之后持续高表达。选择小花原基分化前期（Ⅳ）对菊花叶片、花芽和茎等不同组织器官CmCO和CmFT表达进行分析,结果表明,CmCO在叶片中表达量最高,花芽次之,茎最低;CmFT在花芽中表达量最高,叶片次之,茎最低。由此推测CmCO和CmFT的表达与光周期诱导菊花成花密切相关。