杧果炭疽病菌 3 个果胶裂解酶基因序列特征及受漆酶基因 Lac1 影响的分析

果胶裂解酶是炭疽菌在侵染寄主过程中降解寄主细胞壁的一类重要水解酶。本研究在杧果炭疽病菌中克隆获 得了 3 个果胶裂解酶基因 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3,DNA 全长分别为 1 037、1 498、1 089 bp,cDNA 全长分别为 975、 1 380、978 bp,分别编码 324、459、325 个氨基酸,均含 1 个果胶裂解酶保守结构域,均有典型的信号肽,不存在跨 膜结构。其二级结构中 α-螺旋分别占 16.05%、20.26%、16.92%,延伸链分别占 28.09%、21.79%、29.54%,β-转角分 别占 5.86%、8.93%、7.38%,无规则卷曲分别占 50.00%、49.02%、46.15%。Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 的氨基酸序列 分别与 C. tofieldiae（KZL77240.1）、草莓炭疽菌（C. gloeosporioides）（XP-007274932.1）、C. incanum（KZL84476.1） 果胶裂解酶序列相似度在 93%以上。qRT-PCR 分析发现,3 个果胶裂解酶基因在整个侵染过程中均持续高效表达,但 在漆酶基因 Lac1 敲除突变体中,表达均下降约 90%。可见 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 是果胶裂解酶基因家族成员,序 列差异较大,在侵染过程中起着重要的作用,且其表达受漆酶基因 Lac1 影响。     

杧果炭疽病菌漆酶基因Cglac3序列特征及其在两个侵染相关基因突变体中的表达分析

本研究运用同源克隆技术克隆了杧果炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）的Cglac3漆酶基因,并采用实时荧光定量PCR分析了该基因在侵染过程、漆酶基因LAC1突变体、外切葡聚糖酶基因CgCBH1突变体中的差异表达情况。结果表明,杧果炭疽病菌漆酶Cglac3基因大小为1842 bp,含3个内含子,大小分别为56、51、58 bp。Cglac3开放读码框编码558个氨基酸,蛋白分子量为61.38 kDa,等电点（PI）为4.50。与未侵染对照0 h的表达量相比,Cglac3在6 h孢子萌发形成附着胞时表达量迅速升高,在12 h侵入寄主后达到最高,之后在菌丝扩展、叶片显症过程中出现波动,但均远高于0 h的表达量,显示Cglac3在侵染的不同阶段均发挥着重要的作用,可能是胶孢炭疽菌的重要致病因子之一。与野生型相比,Cglac3表达量在杧果炭疽病菌漆酶基因LAC1敲除突变体中下降了74%,在外切葡聚糖酶基因CgCBH1敲除突变体中下降了56%;在CgCBH1缺失敲除突变体中,LAC1的表达下降了68%,与Cglac3的表现趋势一致,说明Cglac3的表达受LAC1调控,外切葡聚糖酶基因CgCBH1也会影响Cglac3和LAC1的表达。     

象耳豆根结线虫果胶酸裂解酶新基因Me-pel2的鉴定及发育表达分析

利用EST结合RACE方法从象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)中克隆一个新的果胶酸裂解酶基因Me-pel2(Gen Bank登录号KP987180)。Me-pel2 c DNA开放阅读框全长834 bp,推导编码277个氨基酸残基的蛋白,属于多糖裂解酶第III家族新成员。Me-PEL2与南方根结线虫果胶酸裂解酶Mi-PEL3氨基酸具有较高的一致性,为54%。发育表达结果显示,Me-pel2在2龄幼虫和雄虫期高丰度表达,而在固着期寄生阶段转录水平急剧下降,推测Me-pel2主要在象耳豆根结线虫迁移性阶段起重要作用,通过降解寄主细胞壁果胶质成分,协助幼虫侵入寄主以及在寄主体内迁移。     

柱花草甲壳质酶基因SgGH19-1的克隆表达及酶学性质分析

甲壳质是真菌细胞壁、昆虫外骨骼和甲壳类动物外壳的主要成分。甲壳质的降解主要依赖甲壳质酶的水解作用。诱导PR-3类甲壳质酶蛋白积累是植物增强对真菌性病害抗性的适应性机制。柱花草是一种重要的热带豆科牧草,由胶孢炭疽菌引起的炭疽病是危及柱花草生产的主要真菌性病害。但柱花草甲壳质酶对炭疽菌侵染的响应仍不清楚。本研究旨在鉴定柱花草PR-3类甲壳质酶基因,并对其表达模式、编码蛋白的生化酶学性质进行分析。结果表明：通过同源克隆获得了1个柱花草PR-3类甲壳质酶基因,其编码区序列全长984 bp,属于糖苷水解酶19家族的ClassⅠ亚族,将其命名为SgGH19-1。荧光定量PCR分析表明,接种炭疽菌诱导SgGH19-1在柱花草叶片中显著增强表达,并伴随着甲壳质酶活性的提高。随后,在大肠杆菌中表达纯化了SgGH19-1重组蛋白,生化酶学性质表明,SgGH19-1蛋白兼具甲壳质内切酶与外切酶活性,但内切酶活性比外切酶活性高9.1倍。SgGH19-1的最适pH为5.0,最适温度为40 ℃。综上所述,SgGH19-1基因参与柱花草对炭疽菌侵染的响应,其编码的蛋白具有甲壳质酶活性,可作为柱花草抗炭疽病育种的分子标记。     

橡胶树红根病病原菌木聚糖酶编码基因GpTR1774的克隆与表达分析

细胞壁降解酶是诸多病原真菌的重要致病因子，其中木聚糖酶作为最重要的半纤维素酶，在丝状真菌降解细胞壁侵染寄主的过程中占有重要作用。本研究以橡胶树红根病病原菌HD3为材料，采用RT-PCR克隆木聚糖酶编码基因GpTR1774的基因序列，对其进行生物信息学分析；用HD3侵染橡胶树热研73397组培苗根部，电镜观测病原菌对根部细胞的侵染和破坏过程，并利用qRT-PCR方法测定不同侵染时间GpTR1774基因的表达量。结果表明：GpTR1774基因cDNA全长为780bp，编码259个氨基酸，其中含量最丰富的氨基酸为丙氨酸（Ala），占15.1%；预测蛋白分子量为28.12 kDa，脂肪系数为81.93，等电点为9.07，属亲水性蛋白，共有15个磷酸化位点，无信号和肽跨膜域，定位于细胞溶质；α-螺旋和无规则卷曲是GpTR1774蛋白二级结构的主要元件，分别占氨基酸序列的38.10%和41.31%。系统进化树分析显示，GpTR1774基因与狭长孢灵芝木聚糖酶基因相似度最高，达87.5%。qRT-PCR显示，木聚糖酶GpTR1774基因表达量整体趋势为先上升后下降，侵染3 d和4 d表达量极显著上升...     

白菜型油菜八氢番茄红素合酶基因BrPSY的克隆与序列分析

八氢番茄红素合酶（PSY）是类胡萝卜素合成途经的第一个关键限速酶,对类胡萝卜素合成起着重要的控制作用。本研究利用电子克隆技术,从油菜EST数据库中找到与拟南芥PSY基因高度同源的油菜EST序列,通过人工拼接及RT-PCR、RACE的方法,克隆得到白菜型油菜BrPSY基因全长cDNA的序列,提交GenBank,被命名为BrPSY（GenBank登记号EU138883）。BrPSY包含168bp的5’前导序列、69bp的3’不翻译序列和1 278bp的完整开放读码框（ORF）,编码47.6 kDa的蛋白质。序列比对结果表明,BrPSY蛋白与其它植物的PSY蛋白具有很高的相似性;系统进化树分析表明,BrPSY与拟南芥亲缘关系最近。在全长cDNA序列的基础上,设计引物从白菜型油菜DNA中克隆得到BrPSY基因的全长DNA序列,含有7个外显子和6个内含子。     

利用瞬间表达技术分析小麦几丁质酶和β-1,3葡聚糖苷酶基因的抗病性功能

几丁质酶基因和β-1，3葡聚糖苷酶基因是植物抗病反应过程中的两类重要的病程相关蛋白（PR）基因。为了快速准确地评价此类基因组成性表达后的抗病效果及在分子育种上的应用价值。利用瞬间表达技术分别在感病小麦品种离体叶片表皮细胞中过量表达1个小麦几丁质酶基因Cht4和2个小麦β-1，3葡聚糖苷酶基因Glb3s2和Glb3s6，并以GUS基因的共表达标识阳性转化细胞。基因枪轰击后高密度接种白粉病菌孢子。40h后观察转化阳性表皮细胞度其表面抱子的发育，并以阳性转化细胞中白粉病菌成功侵入的细胞所占比例（侵入频率）为指标分析目标基因的表达对白粉病菌入侵及吸器形成产生的影响（对照为单独导入GUS基因的表皮细胞）。结果表明，小麦几丁质酶基因Cht4（侵入频率为18．3％，对照为25．04％）和小麦肛1，3葡聚糖苷酶基因Glb3s2（侵入频率为19．63％，对照为24.63％）在感病小麦品种叶片表皮细胞中的瞬间表达，对白粉病菌侵入和吸器形成均有抑制作用，在一定程度上增强了表达细胞对白粉病菌的抗性。     

野生香蕉几丁质酶基因的克隆与序列分析

以野生香蕉叶片为试材,采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得野生香蕉几丁质酶基因全长序列,并在GenBank登录(登录号为:FJ858155)。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)全长1115bp,包含924bp的ORF、14bp的5'非编码区、177bp的3'非编码区及17bp3'poly(A)尾。该基因开放阅读框编码307个氨基酸,分子量为32424.1u,预测的理论等电点为6.28,其结构包括信号肽、几丁质结合区、糖苷水解酶区。蛋白结构分析结果表明,该基因编码蛋白为跨膜蛋白,存在于胞外。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)属于酸性几丁质酶classⅠb,与大蕉几丁质酶classⅠb相似性仅为59.4%。结构分析结果表明,该基因可能具有几丁质酶/溶菌酶特点,且在过敏反应中起重要作用。     

节瓜抗镰刀菌酸突变体内切几丁质酶基因的克隆与植物表达载体构建

根据节瓜与枯萎病菌互作构建抑制消减文库获得的内切几丁质酶基因EST序列,以节瓜抗镰刀菌酸突变体"LT3"为试材,通过RT-PCR与RACE相结合的方法,获得了该基因全长c DNA序列,命名为Cq Chi I。序列测定和生物信息学分析结果表明,该基因c DNA序列全长1 139 bp,编码区在38~982 bp之间,编码314个氨基酸,蛋白质分子量为33.94 ku,等电点为8.43,具有chitinase_gluco_hydro_19及lysozome_like superfamily功能域,推测该蛋白可能兼具几丁质酶与溶菌酶活性。结构分析表明,该蛋白二级结构中α螺旋、延伸链、β转角与无规则卷曲分别占24.20%、18.15%、7.96%和49.68%,该蛋白为亲水性非跨膜蛋白,1~23氨基酸预测为信号肽。其三级结构高度保守,为class I碱性几丁质酶,属于几丁质酶第19家族,为分泌细胞外蛋白。序列比对与系统进化分析结果显示,Cq Chi I与黄瓜、甜瓜、葫芦、苦瓜等植物几丁质酶基因亲缘关系紧密,与黄瓜碱性内切几丁质酶(XP004134833)相似性最高为85%。进一步构建了植物表达载体p Cambia1300并转化农杆菌EHA105,通过蘸花法转化拟南芥,为后续开展基因功能研究奠定基础。     

胶孢炭疽病菌环境pH应答转录调控因子基因的克隆与分析

参照油梨炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)的环境pH应答转录因子基因Pacl设计l对特异性引物,以芒果炭疽病菌(C.gloeosporioides)基因组DNA为模板,扩增获得大小为2 625 bp的目的基因片段.序列分析结果表明,目的片断包含完整的阅读框,与油梨炭疽病菌C.gloeosporioides pac1基因相应片段长度相同,二者碱基序列同源性达97%.用RT-PCR技术获得pacl基因cDNA片段,证实目的基因片段中存在3个大小分别为59,50,71 bp的内含子.拼接的全长cDNA长1 755 bp,推测编码的氨基酸序列长584个氨基酸残基,与推测的油梨炭疽病菌pacl基因所编码的蛋白质同样大小,二者氨基酸序列相似性达99%,只有1个氨基酸的差异,可以肯定克隆的目的片段为C.gloeosporioides pac1基因,为进一步研究C.gloeosporioides侵染芒果时的pH调控奠定了基础.     

芒果炭疽病菌环境pH信号调控基因PalF的克隆与分析

通过本地查找胶孢炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)橡胶菌株全基因组测序数据,获得PalF基因的序列信息。利用同源克隆的方法扩增胶孢炭疽病菌芒果菌株PalF基因,获得片段大小为2 369 bp的目的基因片段。对该基因序列进行分析发现,该片段含有完整的开放式阅读框,与橡胶炭疽菌PalF基因的序列同源性达100%。用RT-PCR的方法获得PalF基因的cDNA序列,序列进行分析发现该基因全长为2 310 bp,其中含有1个大小为59 bp的内含子,推测编码769个氨基酸。对PalF基因的氨基酸序列进行推测保守结构域分析可知PalF蛋白中含有Arrestin-C保守结构域,推测该基因参与环境pH感应信号转导途径(Ambient pH-sensing signal transduetion pathway)的调控,为进一步研究该基因在环境pH感应信号转导途径中的作用奠定了基础。     

文心兰生物钟相关基因 PRR7 克隆与表达分析

利用转录组文库中的 PRR7 基因序列,从文心兰盛开期花瓣中扩增得到文心兰 PRR7 基因的 2 个成员,分别命名为 OnPRR7-1（GenBank 登录号：MG543993）和 OnPRR7-2（GenBank 登录号：MG543994）。OnPRR7-1和 OnPRR7-2 基因全长分别为 2 091 bp 和 2 154 bp,分别编码 696 和 717 个氨基酸大小的蛋白质序列。蛋白质二级结构分析表明,OnPRR7-1 和 OnPRR7-2 均为疏水性蛋白。BlastX 比对和系统发育分析表明,OnPRR7-1 和OnPRR7-2 基因和铁皮石斛和小兰屿蝴蝶兰的 PRR 基因同源性比较高。实时荧光定量 PCR 分析结果表明,OnPRR7-1和 OnPRR7-2 基因均呈现昼夜节律性表达格式,并且在正午 12 点时表达量达到峰值;在花发育和衰老过程中,OnPRR7-1 和 OnPRR7-2 基因在花瓣中的表达量均在绽口期和衰老初期达到峰值,表明其有可能在花发育的开花和花衰老的过程中发挥作用。     

龙眼DlZAT10基因克隆与植物超表达载体构建

以龙眼成熟叶片为材料,通过转录组测序及生物信息学分析得到龙眼ZAT10基因全长序列,命名为DlZAT10（GenBank登陆号：MT117769）,进一步设计特异引物对其开放阅读框（ORF）全长序列进行克隆和生物信息学分析。DlZAT10基因属于C₂H₂锌指蛋白家族的C1-2i亚家族,ORF长度为738 bp,编码245个氨基酸,无内含子,有2个典型的C₂H₂结合位点。该蛋白属于非跨膜亲水蛋白,预测定位于细胞核,存在40个氨基酸磷酸化位点。其二级结构主要由无规则卷曲,以及α-螺旋和β-折叠构成,二级结构与三级结构预测结果高度一致。同源基因进化树分析表明,该基因与柑橘和阿月浑子亲缘关系最近。同时成功构建了植物超表达载体PBI121- DlZAT10,为DlZAT10基因功能的深入研究奠定了基础。     

菜心 BclUBE2 基因的克隆与表达分析

采用同源克隆法从菜心中获得 cDNA 全长 459 bp 的 E2 基因,命名为 BclUBE2。该基因编码 153 个氨基酸,分子量为 17.24 ku,理论等电点为 5.37,为亲水性非分泌蛋白。结构分析显示,该蛋白含有一个泛素结合酶E2 活性位点、一个 WD 重复序列和一个高度保守的半胱氨酸。进化分析发现,菜心 BclUBE2 蛋白与芸薹属芜菁和油菜的亲缘关系较近。qRT-PCR 分析表明,菜心 BclUBE2 基因在根、茎、叶、叶柄中均有表达,且表达丰度和变化趋势不同。在低温胁迫下,根中的表达量呈现先降低后升高的变化趋势,且在处理 1 h 时表达量最低;在茎、叶、叶柄中均呈现先升高后降低的表达趋势,茎和叶柄处理 6 h 时的表达量最高,叶片处理 1 h 时的表达量最高。说明菜心 BclUBE2 基因在响应低温胁迫中发挥作用。     

玳玳花瓣脂氢过氧化物裂解酶基因cDNA的克隆及原核表达

以玳玳花瓣为材料,采用RT-PCR和RACE技术,克隆了玳玳HPL基因cDNA全长,全长为1 776 bp,其中包含52 bp的5′非编码区,224 bp的3′非编码区,1 500 bp的编码区(编码499个氨基酸,分子量为55.7 ku)。将该HPL基因cDNA编码区的核苷酸序列及所推导的氨基酸序列与其他植物的HPL基因cDNA序列进行比较,推断玳玳花瓣HPL属于13-HPL类。通过PCR扩增得到了玳玳HPL基因组全长。测序结果显示玳玳HPL基因中包含1个长2 374 bp的内含子。将分离出来的玳玳HPL基因cDNA的编码区序列插入pET-15b载体上构建原核表达载体,在细菌BL21细胞中进行原核表达。结果表明:该编码区片段可在原核细胞中大量表达,其表达产物分子量大小约为55 ku,与13-HPL蛋白的分子量55.7 ku相符。本研究为下一步利用HPL基因cDNA进行遗传转化研究奠定基础,将为花卉香味的遗传改良提供一条新途径。     

橡胶树胶孢炭疽菌T-DNA标记基因Lv1初步分析

通过对实验室已构建的胶孢炭疽菌T-DNA突变体库中各突变体致病力的测定,获得致病力丧失突变菌株T-900,利用TAIL-PCR克隆标记基因侧翼序列,进行比对和序列分析,获取假设基因Lv1的全序列,采用生物信息学方法进行Lv1基因预测及功能分析,最后通过敲除野生型菌株RC178中的基因Lv1进行功能分析。结果表明,获取的假定基因Lv1全序列共4 450 bp,基因预测显示T-DNA侧翼序列位于预测基因的1 727 bp处,正好处于预测基因的第1个外显子内;并且推测该基因为组蛋白H3基因,含有2个内含子,3个外显子;功能验证结果发现敲除突变体△T-900-16与T-900致病力表现一致,推测Lv1基因与RC178的致病力相关。