龙眼胚性愈伤组织ACC合成酶基因（DL-ACS1）的克隆及表达分析

以龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织为材料,采用同源克隆和RACE方法分离得到龙眼胚性愈伤组织乙烯合成限速酶DL-ACS1(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase)基因的cDNA全长序列(GenBank,FJ617537),共1 817 bp,包含了5’非编码区(73 bp),开放阅读框(1 437 bp),3’非编码区(307 bp)。该cDNA开放阅读框的氨基酸序列(含478个氨基酸)与其它植物ACS具有77%～63%同源性,属于ACC Synthase家族。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在龙眼体细胞胚胎(以下简称龙眼体胚)各阶段的表达量存在较大的时期差异,其中,球形胚(Stage 5)的表达量最高,鱼雷形胚(Stage 7)的表达量最低。     

龙眼14-3-3基因及其启动子的克隆以及在体胚发生过程中的表达分析

分离克隆龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织14-3-3基因,并分析该基因在龙眼体胚发生过程中的表达情况。采用RT-PCR结合RACE法,获得龙眼胚性愈伤组织14-3-3基因的cDNA全长序列和DNA序列,采用TAIL-PCR法,获得龙眼胚性愈伤组织14-3-3基因的启动子DNA序列,运用生物信息学方法对序列进行分析,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)研究该基因在龙眼体胚发生过程中的表达。结果表明:经克隆得到龙眼胚性愈伤组织14-3-3基因786 bp的cDNA全长序列(GenBank检索号为GU573765),该cDNA开放阅读框推定的氨基酸序列(含261个氨基酸)与其它植物14-3-3具有较高同源性;该基因的DNA序列(GenBank检索号为GU573766)长为1 859 bp,包含3个内含子,内含子的剪切位点均符合真核生物"GT-AG"规则;该基因的启动子DNA序列(GenBank检索号为GU573766)长为910 bp;该基因在龙眼体胚各阶段均有表达,其中在松散型胚性愈伤组织阶段和心形胚及鱼雷形胚阶段呈现高表达,整个变化趋势呈"倒S"状。     

龙眼古树胚性愈伤组织Dlwrky44基因的克隆及分析

参考龙眼转录组数据库信息,以莆田宝庵寺的龙眼古树“宝树”幼胚诱导的胚性愈伤组织作为试验材料,获得了龙眼古树wrky44基因的全长序列,命名为Dlwrky44,登录号为JF709012,共2313 bp,其中3′UTR458 bp,poly A尾长25 bp,5′UTR 735 bp,并包含1个1119 bp的开放阅读框,编码373个氨基酸.根据推导的氨基酸序列进行生物信息学分析结果表明:D1WRKY44蛋白是不稳定、亲水蛋白;无信号肽和跨膜结构,亚细胞定位于细胞核中;具有2个WRKY结构域,并具有核定位信号,在wrky家族中属第1类.系统进化树分析结果表明:龙眼古树DlWRKY44蛋白与柽柳亲缘关系最近.对龙眼古树EC Dlwrky44基因在不同低温胁迫条件下(0、5、10、15、20、25℃)处理12h的表达进行了分析,结果表明:Dlwrky44基因的表达量随着温度的逐渐降低,表达量逐渐升高,当温度升到15℃时,表达量达到最高.     

龙眼胚性愈伤组织miR398a前体的克隆及其在龙眼体胚发生过程中的表达分析

为了解miR398a在龙眼体胚发生中的调控机制,以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR法克隆miR398a前体序列,最终成功克隆了长83 bp的龙眼miR398a前体序列(GenBank登录号:FJ973472);该前体与其它物种的miR398前体序列具有较高的同源性,并包含miR398a的成熟序列;利用qPCR技术研究该基因在龙眼体胚发生发育过程中的表达情况,定量分析结果表明,随着龙眼体胚的发育,pre-miR398a在不同胚性培养物中的转录水平存在显著差异:在不完全胚性紧实结构表达量最高,球形胚阶段次之,随后是胚性紧实球形结构、胚性愈伤组织II及松散型胚性愈伤组织,在心形胚、鱼雷形胚阶段和子叶形胚阶段表达量较低。说明pre-miR398a在龙眼体胚发生过程中的表达具有组织特异性和一定的时序性。     

龙眼胚性愈伤组织miR398b前体克隆及其在龙眼体胚发生过程中的表达分析

以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料,对miR398b前体进行克隆,并分析其在龙眼体胚发生过程中的表达。结果表明:获得长85 bp的龙眼miR398b前体序列(GenBank登录号:GU968639),该前体与葡萄、毛果杨的miR398b前体序列具有较高的同源性,并包含长21 bp的miR398b成熟序列;其在龙眼体胚发生过程中的表达具有组织特异性,主要在球形胚和子叶形胚阶段大量积累,在松散型胚性愈伤组织、胚性愈伤组织II、不完全胚性紧实结构、心形胚和成熟胚阶段中等表达,在鱼雷形胚阶段几乎不表达,说明pre-miR398b主要在龙眼球形胚和子叶形胚阶段起主要作用。     

龙眼GPX基因的克隆、原核表达及其在体胚发生过程中的表达分析

采用RT-PCR 与RACE相结合的方法,从龙眼胚性愈伤组织中克隆了长947 bp含有完整开放阅读框的龙眼DlGPX cDNA序列（GenBank登录号为EU364813）和长度为1 736 bp的DNA序列（GenBank登录号为EU680970）。其编码1个含有168个氨基酸的蛋白质。DlGPX基因中含有5个内含子,均符合真核生物内含子通用的GT-AG 法则。生物信息学分析显示：该蛋白为亲水的酸性蛋白质,定位于叶绿体;与其他植物的GPX有较高的同源性。将该基因构建成原核表达载体,经IPTG诱导表达了１个分子量约为23 ku的蛋白。利用实时荧光定量PCR（qPCR）技术研究该基因在龙眼体胚发生发育过程中的表达情况,结果显示,从松散型胚性愈伤组织到不完全胚性紧实球形结构阶段,DlGPX mRNA的转录水平逐渐升高,在胚性紧实球形结构阶段降到最低水平,子叶形胚阶段又上升到与不完全胚性紧实球形结构阶段相当的水平。     

龙眼DlICE1基因克隆及低温胁迫表达分析

本研究以龙眼胚性愈伤组织为材料,根据龙眼转录组数据库,采用RACE-PCR和RT-PCR技术获取龙眼DlICE1 cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析与低温胁迫下表达分析。结果表明,龙眼DlICE1 cDNA全长为2327 bp,其中开放式阅读框（ORF）序列长1614 bp,共编码537个氨基酸。生物信息学分析表明,龙眼DlICE1编码的蛋白质属于不稳定的弱酸性蛋白,不具有典型的信号肽,且不属于分泌蛋白;亚细胞定位表明其位于细胞核内,与甜橙的同源蛋白亲缘关系最近;实时荧光定量PCR表明,龙眼DlICE1能够有效响应低温胁迫,低温诱导其表达量提高。研究结果显示,龙眼DlICE1基因参与龙眼胚性愈伤组织抗寒过程。     

小麦愈伤组织再生相关基因TaTCP-1A的克隆及功能鉴定

为深入探讨小麦再生分子机制、给建立高效的小麦遗传转化受体系统奠定基础,通过电子拼接、RT-PCR及RACE等方法在小麦品种郑麦7698中分离到一个与小麦愈伤组织再生相关的候选基因TaTCP-1A。序列分析表明,该基因的cDNA序列全长为2 163bp,其中包含了一个1 623bp的开放阅读框,编码540个氨基酸。qRT-PCR结果表明,该基因具有组织表达特异性,在愈伤组织中表达量最高;在愈伤组织形成阶段,随诱导时间的延长,其表达量逐渐上升,当诱导11d时表达量达到峰值,随后呈下降趋势;此外,TaTCP-1A基因在胚性愈伤组织中的表达量高于非胚性愈伤组织。基因沉默结果表明,转TaTCP-1A RNAi小麦植株的再生率比对照降低了85.09%,这一结果初步证明该基因对小麦愈伤组织再生有一定的促进作用。     

龙眼胚性愈伤组织中ELF4家族基因克隆及其表达分析

ELF4家族是植物特有基因，能调节生物钟、调控开花时间、感受光周期和参与幼苗去黄化等。以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料，采用RT-PCR结合RACE法克隆了ELF4家族3个成员cDNA全长，分别命名为DlELF4、DlELF4-LIKE 1和DlELF4-LIKE 4。DlELF4全长599 bp，编码140个氨基酸；DlELF4-LIKE 1全长762 bp，编码142个氨基酸；DlELF4-LIKE 4全长661 bp，编码114个氨基酸；DlELF4家族成员均为不稳定的亲水蛋白，无信号肽与跨膜结构，都含有DUF1313保守功能结构域。进化树分析表明，植物中ELF4家族可分成二个亚组，ELF4与ELF4-LIKE 1聚为一组，ELF4-LIKE 2、3、4聚为另一组。qPCR结果表明：在体胚发生过程中DlELF4、DlELF4-LIKE 1和DlELF4-LIKE 4表达模式相同，均在球形胚时期表达量极高，而在其它时期表达量很低；DlELF4家族对不同光质和不同处理时间的响应存在差异：DlELF4的表达经24 h处理时可能受绿光和红光诱导，经72 h处理时可能受红光、蓝光和白光诱导；DlELF4-LIKE 1的表达在24 h处理时可能受绿光诱导，经72 h处理时受红光和绿光抑制；DlELF4-LIKE 4的表达在24 h和72 h处理时可能受蓝光和白光诱导。水杨酸和茉莉酸甲酯能促进龙眼胚性愈伤组织中DlELF4家族成员的表达。以上结果表明，ELF4家族可能参与龙眼体胚发生过程中球形胚的形态建成与胁迫应答。     

龙眼生长素受体基因TIR1的克隆及表达分析

为进一步明确龙眼生长素受体基因TIR1的结构和功能,本试验采用RT-PCR和RACE-PCR对龙眼胚性愈伤组织2个TIR1基因(分别命名Dl TIR1-1和Dl TIR1-2)进行克隆,并进行生物信息学和表达分析。研究结果表明:Dl TIR1-1全长4 343 bp,包含ORF 1 755 bp,编码584个氨基酸(Gen Bank登录号:KR558759),而Dl TIR1-2全长2 821 bp,包含ORF 1 926 bp,编码641个氨基酸(Gen Bank登录号:KR558760)。生物信息学分析结果表明,Dl TIR1-1和Dl TIR1-2理化性质较为一致,均属于不稳定蛋白,不含信号肽,具有跨膜螺旋;亚细胞定位于细胞质中,分别含有31个和45个蛋白磷酸化位点;系统进化树分析显示,Dl TIR1-1与十字花科的亚麻荠和甜菜处于同一分支,而Dl TIR1-2与甜橙和胡杨等木本植物保持较近的遗传距离。q PCR结果表明,Dl TIR1-1和Dl TIR1-2在龙眼体胚发生过程中和不同组织器官中的表达模式较为一致,且在非胚性愈伤组织、根和花中表达量最高;此外,在一定的浓度范围内,IAA、ETH、ABA和GA3均能适当提高龙眼TIR1的表达量,而添加Me JA却明显抑制TIR1的转录。上述结果表明,Dl TIR1-1和Dl TIR1-2可能具有相似功能,且均参与龙眼非胚性愈伤组织形成、根系分化以及花器官发育,此外龙眼生长素信号转导途径可能受多种植物激素调控。     

荔枝古树胚性愈伤组织Fe-SOD成员基因克隆及生物信息学分析

为了解Fe-SOD在荔枝古树胚性愈伤组织保存中的分子机制,选择荔枝古树"宋荔"花药诱导而来的胚性愈伤组织为试验材料,采用同源克隆和RACE方法,获得荔枝Fe-SOD的两个转录本和基因组序列,并对该基因组的内含子进行分析。克隆获得长1 285 bp含有完整开放阅读框的荔枝Fe-SOD核酸序列,其编码1个含有250个氨基酸的蛋白质,将该序列命名为LcFe-SOD7a。生物信息学分析结果表明:该蛋白为稳定的、亲水的、含跨膜结构域的偏酸性蛋白质,定位于微体(过氧化物酶体)和细胞质,具有多样的磷酸化位点。LcFe-SOD7a基因组序列长2 284 bp,含7个内含子,其中第4个内含子较长,达920 bp。同时还得到其中的1条内含子驻留型可变剪接基因,该可变剪接基因提前终止,仅编码207个氨基酸的蛋白质,将该可变剪接基因命名为LcFe-SOD7b。     

橡胶树体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶基因（HbSERK1）的克隆及表达分析

从橡胶树体细胞胚中克隆了一个与体细胞胚胎发生相关的类受体蛋白激酶基因,命名为HbSERK1。HbSERK1长2 159 bp,含有一个1 482 bp的阅读框,编码493个氨基酸。HbSERK1序列与毛果杨、葡萄、胡萝卜、马铃薯、拟南芥和燕麦的体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶同源性分别为91%、90%、88%、88%、87%、86%。生物信息学分析表明,HbSERK1含有一个高度保守的蛋白激酶家族结构域,同时含有ATP结合区、蛋白激酶活化位点和Ser/Thr活性位点。RT-PCR半定量分析表明,HbSERK1在叶、胶乳、雄花、生长在愈伤诱导培养基上30 d和50 d的愈伤组织及生长在胚状体诱导培养基上12 d的胚性愈伤组织中均未表达,而生长在胚状体诱导培养基上21 d和40 d的胚性愈伤组织及成熟体细胞胚中表达。橡胶树HbSERK1基因主要在体细胞胚发生的早期表达,表明其可能参与橡胶树的体细胞胚早期发生过程。     

龙眼体胚发生过程中两个乙烯受体基因的定量表达分析

以龙眼体细胞胚胎发生8个不同发育阶段同步化胚性培养物为材料,采用荧光定量PCR方法,分析两个乙烯受体基因(DL-ETR1和DL-ERS1)的mRNA动态变化水平。试验结果表明:DL-ETR1表达量整体的变化趋势呈近似"W"状,松散型的胚性愈伤组织(Stage 1)的表达量最高,心形胚(Stage 6)阶段的表达量最低;龙眼体胚发生过程的8个阶段均有DL-ERS1基因的表达,子叶形胚(Stage 8)的表达量最高,其它7个阶段的表达量都很低,鱼雷形胚(Stage 7)的表达量极低,几乎不表达。DL-ETR1与DL-ERS1有着不同时期的表达模式,并且可能起到结合乙烯,调节龙眼体胚对乙烯敏感性的综合作用。     

龙眼胚性愈伤组织DlHOS1基因克隆与表达分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR和RACE-PCR技术对植物抗寒重要调控因子HOS1(DlHOS1)进行克隆,并进行密码子使用偏爱性、生物信息学和低温胁迫下表达等方面的分析。结果表明:DlHOS1基因序列全长3 577 bp,包含ORF 3 000 bp,编码999个氨基酸,5’UTR和3’UTR分别162 bp和415 bp(GenBank登录号:KY990404);密码子使用偏爱性分析表明,DlHOS1密码子的选择偏爱性较弱,偏爱以A/T结尾;生物信息学分析结果表明,DlHOS1编码的蛋白属于不稳定的疏水性跨膜蛋白,不含信号肽,定位于细胞质和细胞核,二级结构富含α螺旋,与柑橘的亲缘关系较近;qPCR结果发现,DlHOS1能够响应低温胁迫诱导,总体上低温下其表达水平上升。研究结果认为,DlHOS1参与龙眼抗寒和低温胁迫过程。      

“台农甜蜜桃”胚性愈伤组织SOD基因家族的克隆与序列分析

以“台农甜蜜桃”胚性愈伤组织为材料，采用RT-PCR和RACE法，首次从台农甜蜜桃中克隆出较为完整的包括Fe-SOD、Mn-SOD、Cu/Zn-SOD 3类型20条的SOD基因家族的全长序列，各成员核酸长度范围在858~1 234bp之间，共编码4种不同的蛋白。生物学分析学分析表明，SOD家族蛋白均为稳定的跨膜蛋白，均含有SOD典型的保守结构域，且在进化上高度保守，但在磷酸化位点上各蛋白差异较大，且3′UTR及5′UTR均具有多态性，可能通过以丝氨酸为主的磷酸化方式，改变酶活性及蛋白构象来参与对桃生长发育的调控。     

龙眼Mn-SOD基因的表达及其启动子功能分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,研究龙眼Mn-SOD基因在应答非生物因子和外源激素处理下的转录情况,并利用烟草瞬时转化法分析其启动子的表达活性。结果表明:龙眼胚性愈伤组织中Mn-SOD基因的表达受到红光和蓝光的抑制;而在白光处理下,Mn-SOD呈现先上升再下降的趋势,在绿光中,则是先下调再上升。在盐胁迫处理下,Mn-SOD基因的表达受到抑制,在蔗糖和不同天数处理中则不受影响。在一定浓度范围内,外源激素IAA、GA3、Me JA、SA和ETH均能诱导或抑制龙眼胚性愈伤组织中Mn-SOD基因的表达,提示其参与外源激素的应答。构建4个不同启动子缺失片段驱动报告基因GUS的植物表达载体并转化烟草。结果表明,龙眼Mn-SOD基因4个不同启动子缺失片段启动GUS基因的能力均低于Ca MV35S启动子,但均可启动GUS基因的表达。瞬时表达和定量表达结果显示,3’缺失的MSD-pro4(-669~-267 bp)启动GUS基因的能力最强,其次为5’缺失的MSD-pro1(-669~-1 bp),最弱的为MSD-pro2(-432~-1bp)和MSD-pro3(-267~-1 bp),提示Mn-SOD启动子-669~-432 bp区段内含有重要的正向顺式调控元件;而-432~-1 bp区段含有负调控元件。     

巴西橡胶树HbDRM的克隆与表达分析

运用PCR和RACE技术从巴西橡胶树中克隆出了一个域重排甲基转移酶(Domains rearranged methyltransferase,DRM)基因(HbDRM)。HbDRM全长为2 245 bp,含有1 917 bp的阅读框,145 bp的5′-UTR和176 bp 3′-UTR,编码638个氨基酸,分子量为71.39 ku,等电点为4.90。HbDRM的氨基酸序列与可可、葡萄、黄瓜、鹰嘴豆、番茄、拟南芥DRM家族成员的同源性分别为77%、74%、72%、67%、64%和52%。定量RT-PCR分析表明HbDRM在巴西橡胶树的根、树皮、叶、花、胶乳、胚和愈伤组织中均有表达,其中在花和愈伤组织中表达量较高,在胶乳中表达量最低,此外HbDRM在橡胶树自根幼态无性系的胶乳中表达比其供体胶乳中的表达低。HbDRM的克隆和表达分析为下一步研究HbDRM在巴西橡胶树自根幼态无性系高产中的作用打下基础。     

巴西橡胶树HbHDT1基因的克隆及表达分析

根据一个已获得的在巴西橡胶树幼态无性系与老态无性系之间差异表达的SSH片段的序列信息设计引物,通过RACE的方法获得橡胶树编码组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase)的cDNA(命名为HbHDT1)。序列分析结果表明,HbHDT1长为1197bp,含有917bp的阅读框,86bp的5'-UTR和196bp的3'-UTR,编码304个氨基酸。该氨基酸序列与蓖麻、毛果杨、马铃薯、红花苜蓿、大豆、小麦的HDACs家族成员的同源性分别为65%、59%、50%、45%、43%和40%。半定量RT-PCR分析结果表明HbHDT1在巴西橡胶树的花、愈伤组织、胚、叶、芽、胶乳中均有表达。在体细胞胚发生过程中HbHDT1表达出现明显的差异,在培养12d的体细胞胚中表达量最低,在培养53d的体细胞胚中表达量最高。茉莉酸和乙烯处理对胶乳中HbHDT1的表达无影响。     

Cloning of the Gene Encoding a Unknown Protein DlUP-4 Related to Somatic Embryogenesis from Embryogenic Cultures and Its Quantitative Expression during Somatic Embryogenesis in Longan(Dimocarpus longan Lour.)

以龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性培养物为材料,采用简并引物结合RACE方法分离得到龙眼体胚相关未知蛋白基因DlUP-4的cDNA全长序列,全长为1061 bp,由735个核苷酸组成的开放阅读框,编码244个氨基酸(GenBank登录号为GQ443758).采用生物信息学方法分析,发现该基因推导的蛋白分子量为28 576ku,pI 为9.96;该蛋白为60S Ribosomal protein L30蛋白质家族成员中的L7蛋白,是一个具有核糖体蛋白L30信号位点和1个典型的Ribosomal L30 like superfamily组件,无典型信号肽结构,无跨膜螺旋的亲水性蛋白;α螺旋是该蛋白最大量的结构元件,散布于整个蛋白质中.实时荧光定量PCR分析结果显示,DlUP-4基因在龙眼体胚发生过程中均有表达,其表达水平的趋势呈“M”形,其中2个高峰出现在不完全胚性紧实结构阶段和鱼雷形胚阶段,而球形胚阶段最低.该研究结果对DlUP-4基因在龙眼体胚发生过程中的作用有了一个初步的认识,其在龙眼体胚发生过程中,在调控体胚发生的启动、细胞的极化、细胞的增殖等方面可能有重要的功能,这为进一步研究该基因在龙眼体胚发生过程中的功能奠定了基础.     

龙眼体胚相关未知蛋白基因DlUP-4的克隆与表达分析

以龙眼（Dimocarpus longan Lour.）胚性培养物为材料,采用简并引物结合RACE方法分离得到龙眼体胚相关未知蛋白基因DlUP-4的cDNA全长序列,全长为1 061 bp,由735个核苷酸组成的开放阅读框,编码244个氨基酸（GenBank登录号为GQ443758）。采用生物信息学方法分析,发现该基因推导的蛋白分子量为28 576 ku,pI为9.96;该蛋白为60S Ribosomal protein L30蛋白质家族成员中的L7蛋白,是一个具有核糖体蛋白L30信号位点和1个典型的Ribosomal L30 like superfamily组件,无典型信号肽结构,无跨膜螺旋的亲水性蛋白;α螺旋是该蛋白最大量的结构元件,散布于整个蛋白质中。实时荧光定量PCR分析结果显示,DlUP-4基因在龙眼体胚发生过程中均有表达,其表达水平的趋势呈“M”形,其中2个高峰出现在不完全胚性紧实结构阶段和鱼雷形胚阶段,而球形胚阶段最低。该研究结果对DlUP-4基因在龙眼体胚发生过程中的作用有了一个初步的认识,其在龙眼体胚发生过程中,在调控体胚发生的启动、细胞的极化、细胞的增殖等方面可能有重要的功能,这为进一步研究该基因在龙眼体胚发生过程中的功能奠定了基础。