黑喉石斛DoCOL10基因克隆及在花发育过程中的表达模式分析

CO (CONSTANS)是植物成花诱导中光周期途径的关键基因。为探明黑喉石斛(Dendrobium ochreatum)CO同源基因在其花发育过程中的表达模式,以黑喉石斛不同时期叶片为试验材料,基于转录组测序结果,结合同源克隆和3'RACE克隆技术得到黑喉石斛CO同源基因,命名为DoCOL10。DoCOL10基因编码区长度为1 263 bp,共编码421个氨基酸;该基因编码的氨基酸序列有2个完整且相连的B-box元件和1个CCT结构域,属于CO家族第1类,为CO同源基因;Do COL10不具备跨膜结构域和信号肽,为亲水性蛋白;进化树分析结果显示,DoCOL10与兰科植物如铁皮石斛、小兰屿蝴蝶兰、墨兰等的同源基因的氨基酸序列亲缘关系最为接近,单子叶和双子叶植物之间CO进化较远,处在不同分枝中。Real-time PCR分析结果显示,DoCOL10的表达量在花芽始分化阶段出现显著上调并达到峰值,随着花芽形成呈下降趋势;DoCOL10不仅在叶片中高表达,其在花芽中的表达量也处于较高水平,在花器官中也有一定表达。为深入研究DoCOL10基因在黑喉石斛嫩茎成花机制中的作用提供理论依据。     

黄瓜CsAP2基因克隆及表达模式

本研究利用同源克隆方法从黄瓜(Cucumis sativus L.)顶芽中克隆获得APETALA2 (AP2)同源基因Cs AP2的cDNA序列。序列分析表明,CsAP2基因c DNA序列的完整开放阅读框(ORF)为1 452 bp,编码483个氨基酸,其分子质量为53 359,理论等电点为5.59。多序列比对和系统进化分析表明,CsAP2位于A类基因AP2分支,包含两个保守的AP2结构域。CsAP2与甜瓜CmAP2的同源性最高,为97.7%。CsAP2定位在细胞核。实时荧光定量PCR显示,CsAP2基因在营养器官中和四轮花器官中均有表达。     

草莓叶黄素循环关键酶基因VDE和ZEP的克隆与分析

叶黄素循环在逆境胁迫中对植物光系统起着重要的保护作用。紫黄质脱环氧化酶(VDE)和玉米黄质环氧化酶(ZEP)是调控叶黄素循环的关键酶。本研究采用RT-PCR和RACE技术率先从草莓中克隆获得VDE和ZEP基因。VDE基因c DNA全长1 842 bp,ORF为1 467 bp,编码489个氨基酸;ZEP基因c DNA全长2 325 bp,ORF为1 980 bp,编码660个氨基酸。生物信息学分析表明草莓VDE与ZEP基因所编码的氨基酸序列与蔷薇科的苹果、桃和梅等植物的亲缘关系较近。荧光定量分析发现VDE和ZEP基因在草莓根、茎、叶、花、果实中皆有表达,说明二者均为组成型表达基因,并且叶片中基因的表达量最高而根中最低,推测与其在草莓叶黄素循环调控的作用有关。     

蝴蝶兰SOC1基因的克隆及表达分析

为了研究蝴蝶兰SOC1基因的功能,为蝴蝶兰分子育种等方面的研究提供一定的理论依据。本研究以蝴蝶兰"聚宝"盛花期的花瓣为材料提取总RNA,采用RT-PCR方法克隆蝴蝶兰SOC1基因的编码区序列,片段长度为682 bp,共编码219个氨基酸,该基因命名为SOC1,登录号为:KT852838。对蝴蝶兰SOC1基因进行同源分析及构建系统发育树,分析结果显示,与SOC1核苷酸序列同源性最高的是小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris),达到93.72%,SOC1基因与兰科植物小兰屿蝴蝶兰及石斛的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明,SOC1基因在的不同时期不同部位都有表达,但表达丰度不一致。在根中,营养生长期表达量最高;在叶中,抽葶期表达水平最高;在花葶中,抽葶期、开花期和子房发育期的表达水平相当;在花器官中,以蕊柱的表达量最高,其次是子房,而花萼、唇瓣、侧瓣中只有微量表达。研究认为SOC1基因在蝴蝶兰生长发育中既调控营养生长,又调控生殖生长;在花器官中主要参与蕊柱和子房的发育。     

牦牛MITF-M基因序列分析及其在皮肤组织中表达水平

研究牦牛MITF-M基因编码区序列及其编码蛋白的结构,以及其在皮肤组织中mRNA的表达水平,探讨MITF-M基因与牦牛毛色形成相关性,以期为揭示牦牛毛色形成分子机理奠定基础。采用RT-PCR技术扩增,成功获得了牦牛MITF-M基因编码区序列。采用生物信息学方法,预测分析MITF-M基因及其编码蛋白的基本理化性质、二级结构等;采用半定量PCR检测技术,检测出MITF-M基因mRNA在牦牛各组织器官中表达水平;通过荧光定量PCR技术检测出在牦牛不同颜色皮肤组织中MITF-M基因mRNA表达水平。结果表明,扩增得到的MITF-M基因的编码区是一条长为1 460 bp的DNA序列。将牦牛的MITF-M基因序列命名为YAK MITF-M,并且在NCBI数据库中注册该基因的登录号为KM985448。牦牛MITF-M序列基因含有一个长度为1 242 bp的开放性阅读框,编码413个氨基酸,二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,β折叠和延伸链较少。MITF-M基因编码产物氨基酸邻接系统树表明,牦牛MITF-M与黄牛、绵羊等物种的MITF-M氨基酸具有高度相似性。在牦牛各组织器官中,MITF-M基因mRNA仅在皮肤组织中特异性表达,且在不同毛色牦牛皮肤组织中,MITF-M在黑色被毛皮肤组织中mRNA表达量显著高于白色被毛皮肤组织(P0.01)。     

黄瓜CsPI基因的克隆及不同器官中的表达

MADS-box家族基因在植物花器官发育中具有重要的作用。本研究采用同源克隆技术,从黄瓜(Cucumis sativus L.)顶芽中克隆获得B类MADS-box基因Cs PI的cDNA序列。序列分析表明,Cs PI基因cDNA序列的完整开放阅读框(ORF)为636 bp,编码211个氨基酸,分子质量为24 904,理论等电点为8.42。蛋白质序列相似性比对和分子系统发生分析表明,CsPI聚类于PI进化支,其C末端包含保守的PI基序。葫芦科PI同源蛋白序列比较保守,其中CsPI与甜瓜的同源性最高,为98.6%。实时荧光定量PCR显示,Cs PI基因主要在花器官中的花瓣和雄蕊中表达。本研究为探析黄瓜花器官发育提供了一定理论基础。     

草莓果实小分子量热激蛋白基因FaHSP17.4的克隆及表达分析

为了探究小分子热激蛋白(s HSP)在草莓果实发育成熟中的作用,以及其在果实发育成熟时期和不同温度下的表达和调控模式。本试验采用RACE方法克隆了草莓Fa HSP17.4的c DNA全长序列并进行生物信息学预测分析;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测其在不同温度下、不同草莓果实发育成熟期的表达水平。序列分析表明:Fa HSP17.4全长为784 bp,含有一个471 bp的完整开放阅读框(ORF),预测编码156个氨基酸,分子量为17.4 k D,p H值为6.55,属于Ⅰ型s HSP。q RT-PCR结果表明:在丰香和甜查理不同组织器官中Fa HSP17.4均有表达,在果实发育成熟期表达水平持续下降。Fa HSP17.4基因对温度的响应因品种而不同,丰香更为敏感,为30℃;而甜查理的响应温度为35℃。获得了草莓Fa HSP17.4的全长c DNA序列,其基因表达水平与果实发育成熟和温度刺激有着关系密切,推测Fa HSP17.4可能参与草莓果实的发育成熟进程。     

箭筈豌豆AGAMOUS同源基因及其启动子的克隆和分析

AGAMOUS(AG)是参与植物雌蕊和雄蕊发育调控的最重要花器官同源基因之一。通过TAIL-PCR、RACE和RT-PCR技术相结合,获得了箭筈豌豆花器官同源基因VsAG(VsAGAMOUS)及其上游调控序列。该基因DNA序列总长3 158 bp,CDS区域735 bp,编码含有244个氨基酸残基的蛋白产物。序列在氨基酸水平上与近缘植物豌豆PsAG基因序列一致性达98%,与拟南芥AtAG基因一致性为68%。将该基因在GenBank上注册,登录号为JF313850。生物信息学分析表明,VsAG基因第2内含子区域含有丰富的转录调控元件,在种类和功能分化上与基因上游调控序列表现出相似特征。这一结果暗示了第2内含子对豆科植物AG基因表达调控的重要作用,并为通过基因工程方法创造箭筈豌豆优良育种材料奠定了基础。     

棉花GhCAD1基因结构及表达分析

根据棉花GhCAD1基因的cDNA序列设计引物,采用PCR技术从棉花中克隆了GhCAD1基因的DNA序列,采用半定量RT-PCR方法研究GhCAD1基因在不同组织中的表达.结果表明:chCAD1编码区DNA序列长度为2 898bp,包含5个外显子和4个内含子.分析发现这些内含子富含AT,在第1内含子中发现一个SBF-1...     

中国水仙八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS)的克隆及表达分析

八氢番茄红素脱氢酶（PDS）是影响类胡萝卜素合成的一个重要限速酶,在植物花色发育过程中起着重要作用。采用RT-PCR技术从中国水仙（Narcissustazetta var.chinensis）幼嫩花蕾中分离到一个新的水仙花色发育相关的PDS基因,命名为NTPDS1（GenBank登记号：EU138883）。该基因长1719bp,具有一个1713bp的完整开放读码框（ORF）,编码570个氨基酸。序列分析表明,NTPDS1编码的氨基酸序列与其它植物的PDS蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,NTPDS1与喇叭水仙亲缘关系最近。利用半定量PCR技术进行组织表达模式分析发现,该基因在中国水仙的花、叶片和根中均有表达,但以花器官中表达量最高;在花瓣和副冠中的表达量高于雄蕊和雌蕊。