欧洲葡萄中CIPK基因的克隆及表达分析

以欧洲葡萄‘佳丽酿’(Carinena)为材料,利用RT-PCR方法获得两个CIPK基因的全长cDNA序列,分别为VvCIPK13和VvCIPK14。VvCIPK13全长为1 501 bp,包括一个1 395 bp的ORF,编码465个氨基酸;VvCIPK14全长为1 616 bp,包括一个1 404 bp的ORF,编码468个氨基酸。生物信息学分析表明两个蛋白均含有两个保守结构域:丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域,两个结构域之间有连接域,但VvCIPK13和VvCIPK14的同源性较低,仅有40.33%。利用荧光定量PCR技术研究VvCIPK13和VvCIPK14在葡萄不同组织、植物生长调节剂诱导和逆境胁迫下的表达模式,结果表明:VvCIPK13和VvCIPK14表达具有组织特异性,均在卷须中高表达;VvCIPK13对6-BA诱导有响应,而VvCIPK14对6-BA、ABA、IAA、SA、MeJA和GA_3等诱导均有不同程度的响应;VvCIPK13和VvCIPK14均响应高盐和干旱,但不响应低温,其中VvCIPK14的响应最为强烈。推测VvCIPK13和VvCIPK14在葡萄的非生物胁迫过程中发挥重要的作用。     

低温胁迫下马铃薯的数字基因表达谱分析

以马铃薯品种合作88为材料,利用数字基因表达谱(DGE)技术,对–2℃低温胁迫处理后的马铃薯叶片c DNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明,有28 505个基因受低温胁迫诱导差异表达,其中上调表达基因13 703个,下调表达基因14 802个。GO功能显著性富集分析表明,DEGs主要涉及信号生物代谢过程、氧化还原过程、能量代谢、次生代谢过程以及催化活性。KEGG富集分析表明,上调表达基因主要富集于苯丙烷、光合作用天线蛋白、类胡萝卜素的生物合成、苯丙氨酸代谢及淀粉与蔗糖代谢途径,而下调表达基因主要富集于植物激素信号转导途径。利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证4个DEGs在低温胁迫条件下的差异表达,其结果与DGE分析结果基本一致,证实了DGE测序结果的可靠性。     

辣椒(Capsicum annuum L.)热休克因子家族(CaHsfs)全基因组分析、表达谱分析及CaHsfA2的鉴定

背景:热休克因子(Hsf)在植物生长和防御过程中具有重要作用。辣椒(Capsicum annuum L.)是重要的蔬菜作物,其产量和质量受高温、盐渍及渗透胁迫等环境胁迫影响而严重降低。尽管辣椒基因组测序已经完成,但Hsf家族在非生物胁迫条件下的作用尚不明确。结果:通过生物信息学分析及PCR检测,在辣椒基因组中共鉴定出25个CaHsf。根据Hsf的保守结构域,CaHsf可分为3类,分别是CaHsf A、CaHsf B和CaHsf C;除第11号染色体外,该家族基因在其他11条染色体上均有分布;除CaHsf A5外,该家族蛋白均能形成蛋白互作网络。据辣椒栽培种CM334的转录组数据,大部分CaHsf基因在根、茎、叶、果皮、胎座等组织中不止一处表达。q RT-PCR表明,除耐热株系R9叶片中的CaHsfC1外,所有CaHsf均响应高温胁迫(40℃,2 h);且其表达模式与热敏株系B6的CaHsf表达模式不同。许多CaHsf也受到盐胁迫、渗透胁迫、外源Ca~(2+)、腐胺、ABA和茉莉酮酸甲酯的调控。此外,CaHsfA2定位于细胞核,且具有转录活性,具有Hsf的典型特征。随时间变化,CaHsfA2响应高温胁迫的表达谱表明,CaHsfA2在辣椒热敏株系B6与耐热株系R9中的表达模式与表达水平均不相同。结论:从辣椒基因组中鉴定了25个Hsf,多数响应高温胁迫、盐胁迫、渗透胁迫及外源物质,为进一步研究辣椒CaHsf在各非生物胁迫中的功能及相应的信号转导途径奠定了基础。     

‘鸭梨’钙调素基因的克隆与表达分析

以‘鸭梨’为材料,用RT-PCR及RACE技术克隆CaM,并借助实时定量PCR技术分析‘鸭梨’花、叶及果实不同发育时期的表达模式,获得了2个长度为764和801bp的CaM cDNA序列,分别命名为PbCaM1和PbCaM2,二者均含有450bp完整开放阅读框,编码149个氨基酸,且氨基酸序列相同。‘鸭梨’CaM在系统进化上具有高度保守性,与苹果相比,两者氨基酸序列为100%一致性。PbCaM1和PbCaM2具有时空表达特异性,它们在成叶、盛花期花瓣和幼果期表达量较高。本研究表明CaM具有高度保守性,PbCaM1和PbCaM2在‘鸭梨’果实早期生长发育过程中起着非常重要的作用。     

含蛋氨酸二肽影响奶牛乳腺上皮细胞乳蛋白合成相关基因表达

本试验旨在研究含蛋氨酸(Met)二肽对奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)内乳蛋白合成相关基因表达的影响。试验分3部分,均采用单因子完全随机试验设计,Met的添加浓度及培养时间分别为60μg/m L(0.402 mmol/L)、48 h。第1部分,培养液添加8种含Met二肽[蛋氨酸-蛋氨酸(P-Met-Met)、蛋氨酸-赖氨酸(P-Met-Lys)、蛋氨酸-色氨酸(P-Met-Trp)、蛋氨酸-苯丙氨酸(P-Met-Phe)、蛋氨酸-苏氨酸(P-Met-Thr)、蛋氨酸-异亮氨酸(P-Met-Ile)、蛋氨酸-亮氨酸(P-Met-Leu)、蛋氨酸-缬氨酸(P-Met-Val)],以不添加二肽为对照,测定BMECs乳蛋白合成相关基因(αs1-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白、β-乳球蛋白、Ⅱ型小肽转运载体和氨肽酶氮)的表达量;第2部分,培养液添加8种与上述二肽对应的游离氨基酸(F-Met-Met、F-Met-Lys、F-MetTrp、F-M et-Phe、F-M et-Thr、F-M et-Ile、F-M et-Leu、F-M et-Val),以不添加游离氨基酸为对照,测定BM ECs乳蛋白合成相关基因的表达量;第3部分,用二肽等物质的量替代相应游离氨基酸,测定BMECs乳蛋白合成相关基因的表达量以及细胞内外氨肽酶含量。结果表明:P-Met-Met和P-M et-Lys组较对照组和其他二肽组上调了αs1-酪蛋白和β-酪蛋白基因的表达量,且P-M et-M et组优于P-Met-Lys组。F-Met-Met和F-Met-Lys组较对照组和其他游离氨基酸组显著提高了αs1-酪蛋白基因的表达量(P0.05)。除P-Met-Val和P-Met-Leu组外,其他二肽替代游离氨基酸后均不同程度地提高了乳蛋白和Ⅱ型小肽转运载体基因的表达量,其中P-Met-Met表现出较好的促进效果。总之,含Met二肽等量替代对应的游离氨基酸能够促进乳蛋白基因的表达,其中尤以P-Met-Met的效果最好。     

MdMYB73的分子克隆及其在苹果愈伤组织和拟南芥幼苗中的盐抗性功能鉴定

从‘嘎拉’苹果中克隆了一个MYB转录因子基因(序列号:MDP0000894463)。该基因包含长为729 bp完整的开放阅读框,编码243个氨基酸,预测其蛋白质分子量为26.34 kD,等电点为9.29。系统进化树分析表明,这一MYB转录因子与拟南芥AtMYB73同源序列相似性最高,因此将其命名为MdMYB73。功能域分析表明,MdMYB73蛋白含有保守的R2R3-typeMYB绑定域。荧光定量PCR分析表明,MdMYB73在苹果的各个组织均有表达,在叶片和花中表达相对较高;MdMYB73的表达明显受盐胁迫的诱导。将异位表达MdMYB73的拟南芥幼苗进行抗盐鉴定,结果表明MdMYB73负调控拟南芥盐胁迫抗性;同时,AtSOS1,AtSOS3和AtNHX1抗盐相关基因的表达水平显著降低,表明MdMYB73可能负调控SOS反应,影响拟南芥抵抗高盐胁迫过程。将MdMYB73基因遗传转化苹果愈伤组织,抗盐表型分析表明,MdMYB73过量表达也明显降低了转基因愈伤组织对盐胁迫的抗性。     

‘纽荷尔’脐橙果实发育过程中几种柠檬酸代谢相关基因的表达特征分析

【目的】探讨‘纽荷尔’脐橙果实发育过程柠檬酸变化规律及其与相关基因表达的关系。【方法】以赣南脐橙‘纽荷尔’为材料,利用高效液相色谱法(HPLC)测定了脐橙果实中有机酸组分的变化规律并采用实时定量PCR(Q-PCR)分析了柠檬酸代谢相关基因的相对表达量。【结果】‘纽荷尔’脐橙果实有机酸以柠檬酸为主,奎尼酸次之,苹果酸最少。伴随着果实发育成熟,柠檬酸、奎尼酸和酒石酸含量则呈下降的趋势,总有机酸及可滴定酸的变化趋势与柠檬酸的变化趋势一致;Cit CS1的转录丰度呈现不规则的表达模式,而Cit CS2的转录丰度变化不大,中期略有下降,呈现相对稳定的表达模式;Cit Aco1呈前期低丰度表达,后期高丰度表达,而Cit Aco2从盛花后60 d到成熟呈平稳上升趋势,伴随果实发育,Cit Aco3相对表达量变化幅度较大,总体上呈现先升后降的趋势;果实中Cit IDH1和Cit IDH3的相对表达量呈平稳上升的态势,而Cit IDH2的相对表达量在整个发育阶段比较低;Cit GAD4呈高丰度表达的态势,且变化幅度比较大,在盛花后120 d相对表达量达到最大值,但果实中Cit GAD5的相对表达量一直较低,且伴随果实成熟呈下降趋势;脐橙果实中Cit GS2表达水平略低,在整个发育阶段呈现先平稳上升再平缓下降的趋势,变化幅度不大。【结论】随着‘纽荷尔’脐橙果实发育成熟,柠檬酸降解,总有机酸含量下降,这种变化与柠檬酸合成无直接关联,而对降解相关基因的表达有所影响,尤其是Cit Acos、Cit IDH1、Cit IDH3与Cit GAD4的表达水平随着柠檬酸的下降而不断升高,可能是影响‘纽荷尔’脐橙果实成熟过程有机酸含量不断下降的原因之一。     

青花菜锌指蛋白基因BoCCCH1的克隆和表达分析

CCCH锌指蛋白广泛存在于真核生物中,在植物的生长、发育和逆境胁迫响应中起着重要作用。为获知青花菜CCCH转录因子基因的序列特征和表达特性,从青花菜叶片中克隆到1个CCCH基因,命名为Bo CCCH1,同时,利用RT-PCR方法研究了其在不同器官及霜霉菌侵染叶片中的表达模式。序列分析结果表明,Bo CCCH1的基因组全长为1 568 bp,包含1个长度为599 bp的内含子,2个长度分别为627 bp、342 bp的外显子,编码322个氨基酸,蛋白质的分子量与等电点分别为35 296.42 Da和8.47;Bo CCCH1有2个锌指结构,类型均为C-X8-C-X5-C-X3-H。系统发育分析结果表明,Bo CCCH1与其它植物的21条同源序列在进化树上分为6组,来自十字花科的CCCH与Bo CCCH1处于同一分支。基因表达结果表明,Bo CCCH1在叶、花茎、嫩角果、花蕾和花中表达,其中花茎和嫩角果的表达量最高,但在根中未检测到表达;在霜霉菌侵染下,叶片Bo CCCH1的表达量升高,到24 h和36 h时达到最大,推测Bo CCCH1与霜霉病抗性相关。本研究为进一步探明Bo CCCH1在霜霉病抗性反应中的功能奠定了基础。     

牦牛WDR43基因的克隆、表达和功能分析

WDR43(WD Repeat Domain 43)是一种核糖体生成因子。本研究旨在分析牦牛WDR43序列的结构功能及其在牦牛组织和早期胚胎不同阶段的表达情况，从而为研究WDR43在牦牛早期胚胎发育过程中的作用机制提供实验依据。本实验选取30～90 d胚龄左右的牦牛胎儿（n=2）和3～4岁健康的母牦牛（n=2）作为材料，克隆获得牦牛WDR43的编码区，生物信息学分析预测WDR43功能并通过qRT-PCR获得WDR43在牦牛不同组织的表达情况。结果表明，牦牛WDR43编码区长度为2 046 bp，编码681个氨基酸，该序列有45.23%可能形成无规则卷曲，29.37%形成α螺旋，20.41%形成延伸链，4.99%形成β-转角。WDR43总体带正电荷，属于不稳定蛋白，无跨膜结构及信号肽。WDR43氨基酸序列高度保守，与牛、山羊、绵羊和野猪WDR43基因同源性较高，分别为98.85%、98.53%、98.09%和93.83%。WDR43在卵巢的表达量显著高于其他组织，并且在早期胚胎过程中均有表达，说明WDR43可能参与了牦牛的早期胚胎发育。本研究成功获得了牦牛WDR43基因编码区序列，分析其...     

黄瓜低霜霉威残留性相关基因SDH克隆及表达

通过Solexa技术和比较基因组学方法鉴定霜霉威胁迫下黄瓜果实差异表达基因,筛选黄瓜低霜霉威残留性相关基因SDH。研究利用PCR克隆获得SDH基因全长,命名为Cs SDH。构建亚细胞定位表达载体,利用农杆菌浸润法注射烟草叶片后激光共聚焦显微镜下观察;分别用荧光定量RT-PCR方法和酶联免疫法研究高、低农残品系D9320和D0351中Cs SDH基因在农药霜霉威处理后,不同时间点、不同组织部位时空表达特征和琥珀酸脱氢酶活性。结果表明,Cs SDH基因在烟草叶片细胞中被定位在细胞膜上。黄瓜低农残品种D0351中,Cs SDH基因在果实受霜霉威胁迫后反应迅速,主要在处理前期响应表达强烈,琥珀酸脱氢酶活性显著增加,且该基因表达量显著高于其在高农残品种D9320中表达量。Cs SDH果、叶中表达量较茎中高,且各组织部位表达量高低顺序稳定,为叶果茎。黄瓜高农残品种D9320中,Cs SDH基因表达量在0.5、1、3、12 h呈现上调表达,6、9 h基因表达量差异不显著,48 h出现上调表达高峰。说明克隆得到的Cs SDH基因属农药处理前期响应基因,且该基因可能在降低黄瓜农药残留过程中发挥重要作用。试验通过研究黄瓜琥珀酸脱氢酶基因(SDH)在霜霉威胁迫下表达情况,为挖掘黄瓜低农药残留性功能基因以及探明其作用分子机制奠定基础。