甲羟戊酸激酶基因研究进展

类异戊二烯是维持生物生长发育等所必需的重要有机物质,包括甾醇、长萜醇、辅酶Q、叶绿素和生长调节剂等多种重要物质,是通过甲羟戊酸代谢途径的一系列酶酶促反应合成的。综述了该途径中的限速酶之一甲羟戊酸激酶的生物学特性、基因克隆及表达等方面的研究进展,旨在为其病虫害控制、动植物改良中的应用提供依据。     

茉莉花磷酸甲羟戊酸激酶基因克隆及表达分析

[目的]克隆茉莉花磷酸甲羟戊酸激酶(PMK)基因(JsPMK),对其进行生物信息学分析并检测其表达时间节律性,为深入研究茉莉花萜类化合物生物合成途径及其调控机制提供理论参考.[方法]以茉莉花花瓣为材料,采用RT-PCR扩增JsPMK基因全长,利用生物信息学软件对其编码蛋白进行预测分析,并采用qRT-PCR检测JsPMK基因在茉莉花开放过程中的表达情况.[结果]克隆获得的JsPMK基因(GenBank登录号为MH311042)全长1951 bp,包含1518 bp完整的开放阅读框(ORF),共编码505个氨基酸,其编码蛋白定位于细胞质,为稳定的非分泌蛋白.JsPMK蛋白含有GHMP激酶N端保守区和C端保守区,且在N端保守区含一个ATP结合位点Gly-X-Gly-XX-Ala.JsPMK蛋白与野生油橄榄、芝麻、丹参和番茄的PMK蛋白氨基酸序列相似性均较高(在80%以上),其中与野生油橄榄亲缘性最近,表明不同植物PMK蛋白高度保守.JsPMK基因在未开放(18:00)时表达量最低,随着茉莉花逐渐开放,JsPMK基因表达量极显著上升(P<0.01,下同),在20:00达最大值,随后表达量极显著下降.[结论]JsPMK基因表达可能受生物钟调控,在茉莉花萜类化合物合成和香气释放中发挥重要的调控作用.     

茶树甲羟戊酸激酶基因CsMVK克隆及表达特性分析

[目的]克隆茶树甲羟戊酸激酶基因(CsMVK),分析其生物学信息及在不同组织及乌龙茶做青过程中的表达特性,为研究茶叶加工过程中香气形成机制提供参考.[方法]RT-PCR扩增CsMVK基因,应用生物信息学软件对其编码蛋白(CsMVK)的氨基酸序列进行预测分析,通过实时荧光定量PCR(qPCR)分析CsMVK在茶树不同组织及乌龙茶做青过程中的表达特性.[结果]克隆获得的CsMVK基因(GenBank登录号MF668187)全长1455 bp,开放阅读框(ORF)长度为1164 bp,编码387个氨基酸,蛋白质分子量41.18 kD,理论等电点(pI)5.88.CsMVK蛋白具有GHMP_kinases_N domain和GHMP_kinases_C domain 2个功能结构域,定位于细胞质中,不存在跨膜结构和信号肽.系统发育进化树分析结果显示,CsMVK与三七、常春藤的MVK聚为一类,表明茶树与三七、常春藤的亲缘关系最近.qPCR检测结果显示,CsMVK基因在果实中的表达量显著高于其他组织(P<0.05,下同),在不同组织中的表达量排序为:果实>根>叶>茎>花;在乌龙茶做青过程中,从鲜叶到晒青叶,CsMVK基因的表达量上升,晒青到一摇过程中表达量下降,经过3次摇青,其表达量持续升高并在杀青前达最大值,与其他做青阶段差异显著.[结论]CsMVK基因表达与茶叶香气品质形成有关.     

纳豆激酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

利用PCR方法以分泌纳豆激酶的纳豆杆菌染色体DNA为模板扩增纳豆激酶基因,将该基因克隆到质粒载体PUC19上,筛选重组子,通过限制性内切酶和PCR技术分析初步确定该重组子所携外源基因为纳豆激酶基因。利用基因重组技术构建了纳豆激酶基因的表达载体,并在大肠杆菌中进行了表达,凝块溶解时间法（CLT）测出表达产物具有溶解血栓活性。在确定了最佳培养时间与诱导时间后,SDS-PAGE分析结果表明基因表达产物为分泌型,蛋白表达量占菌体蛋白的12%左右。     

朱砂叶螨精氨酸激酶基因的克隆与表达特征

【目的】拟克隆朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)精氨酸激酶基因,并分析其序列特征及表达模式,探讨该基因在朱砂叶螨生长发育、滞育及响应温度胁迫和紫外胁迫等方面的作用。【方法】通过RT-PCR技术和RACE方法,获得朱砂叶螨精氨酸激酶cDNA全长序列(TcAK),并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR技术检测TcAK基因在不同发育阶段、滞育状态和温度胁迫及紫外胁迫条件下的表达情况。【结果】结果表明,TcAK基因阅读框架全长1 071bp,编码356个氨基酸残基,含有典型的精氨酸激酶活性中心位点和底物结合区。TcAK基因在幼螨期和若螨期的表达量较卵期显著增大,在幼螨期的表达量达到最大,远高于其他发育阶段,而TcAK基因在成螨期的表达量较卵期下降。此外,滞育状态、高温/低温胁迫、UV胁迫下朱砂叶螨的TcAK表达量均显著升高。【结论】朱砂叶螨精氨酸激酶与其生长发育相关,并可能参与抵御外界不良环境。     

植物富含半胱氨酸类受体激酶家族研究进展

在植物生长发育过程中,富含半胱氨酸类受体激酶(cysteine-rich receptor-like kinases,CRKs)作为上游信号分子,在感知胁迫信号和诱发免疫应答中起着重要作用。CRK主要由信号肽、DUF26(PF01657)、跨膜结构域和胞内激酶结构域组成,其中DUF26和激酶结构域在不同植物中高度保守。生物信息学分析发现,在单子叶和双子叶植物中含有37~170个CRK成员,它们在植物生长发育和胁迫应答中发挥不同的功能。文章综述了近年来国内外植物CRK基因结构及其在生长发育、胁迫应答中的功能研究进展,对于提高农作物抗逆境能力具有重要意义。     

纳豆激酶基因的克隆和高效表达

为了克隆纳豆激酶(Nattokinase,NK)基因,实现纳豆激酶在大肠杆菌中的表达,并对其表达条件进行研究,首先以从枯草芽孢杆菌中提取的基因组DNA为模板,通过PCR扩增包括信号肽、前导肽、成熟肽序列的前纳豆激酶原基因,将其克隆到载体pET28a中,构建重组质粒pET28a-NK,成功转化大肠杆菌BL21(DE3);然后优化影响该基因表达的温度、时间和IPTG添加量等因素。结果表明,重组菌株BL21(DE3)-NK在20℃下培养、IPTG添加量为0.4 mmol·L-1、培养20 h时表达产物的纤溶活性最大,可达到81.73 U·mL-1,SDS-PAGE检测观察到1条38 kDa的蛋白条带,与预期相符。     

高等植物 ACO基因研究进展

1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)是植物乙烯生物合成途径中最后一个酶,催化1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)向乙烯转化.ACO基因是一个基因家族,对乙烯的合成具有重要的调控作用.该文从ACO生物学特性、基因结构及表达调控方面着眼,分析该领域的研究进展.     

植物抗病基因工程研究进展

对植物抗病基因工程研究进展进行了综述,内容涉及PCR扩增克隆、表型基因克隆、转座子标记技术、mRNA差异显示法、功能克隆、同源序列克隆基因、DNA芯片技术、定位克隆技术等植物基因克隆的方法,并对各种方法的原理、应用及研究进展进行了阐述.     

暴马桑黄甲羟戊酸激酶基因的克隆及差异表达分析

为研究暴马桑黄（Sanghuangporus baumii）三萜合成途径的调控机制,对该途径中的关键酶——甲羟戊酸激酶（Mevalonate kinase, MVK）基因进行克隆及差异表达分析。以暴马桑黄cDNA为模板,采用同源克隆得到MVK基因cDNA序列全长,命名为SbMVK（登录号为MN793978）。生物信息学分析显示,SbMVK基因cDNA序列长1 041 bp,编码346个氨基酸,蛋白分子量为36.6 ku,属于GHMP kinase超家族成员;系统进化树结果表明,暴马桑黄MVK蛋白和紫芝MVK蛋白同源性最高。采用qRT-PCR技术对暴马桑黄不同发育阶段SbMVK基因进行转录水平分析,并对相应阶段的三萜进行提取和含量测定,结果表明：暴马桑黄SbMVK基因转录水平和三萜含量均先升后降,并且二者变化趋势基本一致,推测SbMVK基因在暴马桑黄甲羟戊酸途径中参与三萜调控工作,此研究结果可为深入了解该基因在暴马桑黄三萜合成中的功能及获得高三萜产量的菌株提供理论依据。     

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因研究进展

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因在植物生长发育过程中扮演重要角色。近年来,随着分子生物学的不断发展,对其研究也取得了重要进展。综述了植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因的克隆、功能、表达调控以及编码蛋白质的结构、底物等方面的研究进展,可为进一步阐明该基因对植物生长发育的影响提供依据。     

水稻株型的研究进展

水稻第三次产量的突破将可能产生于理想株型与优势利用相结合的超高产育种,笔者综述了水稻理想株型的形态特征、株型的相关栽培生理、株型遗传与育种、与植株形态建成相关的分子生物学等方面的研究现状,并讨论了存在的问题,展望了今后的研究发展方向。     

植物白化基因的作用机制与研究进展

白化是一种植物叶色突变现象,引起叶色白化的原因有很多,但是作用机制基本相同,都是由叶绿素缺失或者叶绿体发育受阻造成的。综述近年国内外关于植物白化基因的研究现状,相关基因的克隆以及发展应用,为植物白化基因的进一步研究提供参考。     

水稻抽穗期基因研究进展

抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一,它对于水稻适应不同的栽培地区和耕作季节是至关重要的。近年来,在水稻抽穗期基因的发掘、定位、克隆及作用机制等方面,特别是QTL研究方面取得较大进展。在此,回顾了水稻抽穗期基因/QTL的定位和克隆,阐述QTL的互作及与主基因的等位性关系,并通过和拟南芥模式植物的对比进一步阐述了水稻开花的分子机制,为研究禾本科植物的抽穗期基因提供了有意义的启示。旨在为中国水稻抽穗期基因遗传以及在育种上的应用提供理论依据。     

特异性表达基因克隆的策略

将特性表达基因克隆技术按产生的时代与所利用的技术，划分成三个阶段，并对每个阶段有代表性的技术、原理和优缺点进行了介绍，旨在为研究者选择实验方法提供理论依据。     

水稻白叶枯病抗性基因及其分子标记辅助选择育种研究进展

综述了白叶枯病抗性基因的克隆与定位研究进展,并介绍了几种具有重要利用价值的抗性基因的应用前景,以及水稻白叶枯病抗性基因工程育种的发展前景和存在的问题。     

植物杂种优势分子机理研究进展

杂种优势是自然界的一种普遍现象。文章对植物杂种优势分子机理研究从数量遗传学、基因表达差异分析、DNA甲基化分析和核质互作、小RNA等几个方面作一综述并对今后植物杂种优势的研究方向进行展望,以期对近年来科学家在植物杂种优势机理方面的研究有一个全面、详尽的了解,并进一步促进植物杂种优势分子遗传机理的研究。     

漆酶基因异源表达及其酶活性的研究进展

近年来由于漆酶在生物漂白和农作物秸秆利用等方面具有广阔的应用前景,对漆酶的研究越来越受到国内外学者的重视。然而,自然界漆酶的产量和酶活较低,难以适应工业化生产需求。此外,漆酶的产酶效率低,成本高。实现漆酶的异源高效表达是解决这一问题的有效途径。目前,国内外已有多种来源的漆酶基因被成功克隆,并在不同的宿主细胞中实现异源表达,但迄今为止漆酶基因异源表达结果仍然不理想,离真正实现漆酶的高效表达还有一定距离。     

植物光敏色素基因研究进展

植物光敏色素作为光受体,感知环境条件,进行能量转换。为深入挖掘光敏色素基因作用的分子机理,提升其在作物遗传改良中应用的有效性,综述了植物光敏色素基因的研究进展,阐述了其在调控植物光信号转导中的重要作用,并对其在作物遗传改良中的应用进行了探讨。