‘西伯利亚’百合LiMCT基因的克隆及表达特性分析

2-C-甲基-D-赤藓醇-4-磷酸胱氨酰转移酶(2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate cytidylyltransferase, MCT)是单萜合成途径中的关键酶。为揭示其在‘西伯利亚’百合(Lilium'Siberia')中的作用,明确其表达模式,本试验克隆了‘西伯利亚’百合LiMCT基因,进行同源氨基酸序列的多重比对,生物信息学分析及亚细胞定位。最后采用荧光定量PCR技术(RT-qPCR)对该基因进行时空表达分析。结果表明,LiMCT基因开放阅读框为897 bp,编码298个氨基酸,与日本樱花、蔓花生、小兰屿蝴蝶兰、莴苣、铁皮石斛的MCT蛋白相似度较高。LiMCT蛋白定位在拟南芥原生质体的细胞膜中。在不同花期中,LiMCT基因表达量在半开期和盛开期最高,花蕾期最低。在不同花器官组织中,LiMCT基因在花柱中表达最高,外花被片和花药中较多,在其他部位表达较低。本研究探究了LiMCT蛋白的结构功能及其基因在开花期的时空表达模式,为其在‘西伯利亚’百合单萜合成及其花香释放的调控机制提供科学依据。     

大豆丙二烯氧化物合酶基因(GmAOS)及其启动子的克隆与分析

利用RT-PCR、RACE和LA PCR相结合的方法,从大豆中克隆了GmAOS基因及其启动子序列(登录号：EU366252),GmAOS基因共1 789 bp碱基,等电点8.97,分子量58.3 kD,在3种不同抗性大豆材料中均有2个拷贝。生物信息学分析表明,GmAOS酶的N末端有典型叶绿体定位信号肽,基因序列上有多个丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸的磷酸化位点。该研究克隆到ATG上游472个碱基的GmAOS基因启动子部分序列,其含有赤霉素的响应元件(TAACAA),可诱导性抗性基因响应元件(W box),细菌和盐诱导的响应元件(GAAAAA),茉莉酸诱导的响应元件(G box)。GmAOS能强烈响应茉莉酸的诱导,且在黄皮小青豆(高抗斜纹夜蛾)中表达量高于徐疃大豆,两种材料抗虫性的差异可能是由GmAOS基因受诱导后的表达量差异引起的,即GmAOS基因与作物抗虫性相关,可做为培育高诱导抗性材料的候选基因。     

金鱼草丙二烯环化酶基因AmAOC的克隆及表达分析

作为植物信号分子的茉莉酸(JA)参与植物的发育与代谢过程,丙二烯环化酶(AOC)是JA合成途径的关键酶。在本研究中,利用同源克隆结合RACE技术从金鱼草中克隆AOC基因,命名为Am AOC。Am AOC基因开放阅读框长762 bp,由254个氨基酸残基组成,该基因包含一个Alleneoxcyc结构域,有两个内含子和三个外显子。同源比对分析结果表明Am AOC与其他植物的AOC有较高的同源性。Am AOC基因在不同组织中的表达分析发现金鱼草花中的Am AOC相对表达量较高,不同花期金鱼草RT-PCR表明,花蕾期的Am AOC相对表达量最高,盛花期的不同花器官荧光定量PCR分析表明,金鱼草花筒和花萼中Am AOC相对表达量较高。     

甜橙柠檬酸合酶基因的克隆及其表达分析

柠檬酸合酶与柠檬酸的积累密切相关。为了研究该基因的功能及其调控,通过设计特异性引物对甜橙柠檬酸合酶基因进行了克隆,采用半定量PCR法对哈姆林叶片、果肉和果皮中该基因的表达模式进行检测。克隆得到甜橙柠檬酸合酶基因的cDNA序列,全长1535bp,ORF区含471个氨基酸残基,序列比对显示,哈姆林甜橙柠檬酸合酶基因与其他植物的该基因高度同源。半定量PCR结果显示果肉和果皮中柠檬酸合酶基因在各个时期的表达基本没有变化,而叶片中其表达水平随果实发育成熟不断降低,与果实中柠檬酸含量变化趋势相同。说明叶片中柠檬酸合酶基因表达与果实酸含量正相关。     

东方百合‘Seberia’AGAMOUS同源基因的克隆及表达分析

为了解决东方百合花型单一、花粉量大、污染花瓣影响美观以及引起部分人群花粉过敏等问题,本研究以东方百合‘Siberia’为材料,提取其雌蕊总RNA,通过RT-PCR方法克隆得到2个cDNA片段,其全长分别为795 bp和678 bp,分别编码264 aa和225 aa,GC含量分别为46.7%和43.2%,这两个基因片段与其他百合属AG基因同源性分别在85%和70%以上,且发现两个蛋白均属于碱性不稳定疏水蛋白。此外,2个基因均具有保守的MADS-box区、K区及典型的AGⅠ和AGⅡ区,进一步说明2个基因均属于MADS-box基因家族的AG基因(即C类基因)。通过基因表达分析再次证明上述两个基因仅在花的雄蕊及雌蕊中表达,并完全符合经典的花发育ABC模型理论。这2个AG基因在同一部位的不同发育阶段的表达特性存在显著差异,即存在一定的时空表达差异性。本研究结果为后期百合花发育、遗传转化及无花粉百合新品种培育等研究提供了一定的基础数据和科学依据。     

甘蔗丙二烯氧化物合成酶ScAOS的克隆与表达分析

茉莉酸类物质(JAs)作为植物体内的内源生长调节物质,其包括了茉莉酸、茉莉酸甲酯、茉莉酸异亮氨酸及其相关衍生物质,对植物生长发育及抗性防御机制发挥着重要作用.丙二烯氧化物合成酶(allene oxide synthase,AOS)是植物体内茉莉酸生物合成途径的关键酶,影响着茉莉酸类物质的生物合成,进而调节植物的形态建成...     

白木香倍半萜合酶基因AsVS的克隆与表达分析

法尼基焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP)是植物萜类化合物合成途径的重要前体之一,经不同的酶催化可形成各类萜类化合物,Vetispiradiene合酶可催化FPP形成Solavetivone和Lubimin的前体Vetispiradiene。本研究利用白木香转录组数据,首次克隆了编码白木香Vetispiradiene合酶的基因(命名为As VS, Genbank登录号为MH378283),AsVS基因序列全长为1 632 bp,编码543个氨基酸,该氨基酸序列与马来沉香倍半萜合酶聚类于同一分支,具有较近的亲缘关系,该蛋白植物倍半萜的保守性结构域DDXXD,NST/DTE和R(R)X8W,相对分子量为62.73 kD,理论等电点为5.51,包含40个磷酸化位点;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;不含跨膜结构域。RT-qPCR分析结果表明AsVS基因在结香剂处理过程中于白木香茎干样品中持续上调表达,其第6天及第9天的表达量分别为对照处理的2.36和5.02倍。此结果为进一步研究As VS基因在白木香萜类化合物的合成及沉香致香成分富集中的功能提供了理论基础。     

甜橙柠檬酸合酶基因的克隆及其在果实发育过程中的表达分析

柠檬酸合酶与柠檬酸的积累密切相关,通过分析其与酸含量的关系,为研究该基因的调控机制奠定理论基础。设计特异性引物对柠檬酸合酶基因进行克隆,并采用半定量PCR法对哈姆林叶片、果肉和果皮中该基因的表达模式进行检测。克隆得到柠檬酸合酶基因的cDNA序列,全长1535bp,ORF区含471个氨基酸残基,序列比对显示,哈姆林甜橙柠檬酸合酶基因与其他植物的该基因高度同源。半定量PCR结果显示果肉和果皮中柠檬酸合酶基因在各个时期的表达基本没有变化,而叶片中其表达水平随果实发育成熟不断降低,与果实中柠檬酸含量变化趋势相同。说明叶片中柠檬酸合酶基因表达与果实酸含量正相关。     

蔗糖合酶基因启动子克隆及其转基因水稻植物中特异性表达

以水稻品种"明恢63"基因组DNA为模板, 用PCR方法克隆出水稻蔗糖合酶基因起始密码子以前(包括第一内含子)的上游序列RSP1及其不包括第一内含子的上游调控序列RSP2. 测序结果显示, 在重要的功能区段上, 克隆的序列与Wang(1992)等的报道基本一致. 构建了由RSP1和RSP2驱动报告基因Gus的植物表达载体, 并用于农杆菌介导法水稻遗传     

‘西伯利亚’百合转录组中油菜素甾醇合成基因及信号转导元件

油菜素甾醇(BRs)在植物生长发育的许多过程中都发挥着重要作用。为了获得百合中BR信号相关的基因信息,对‘西伯利亚’百合高通量测序的转录组数据进行分析,共在Nt,GO,KEGG,KOG和Nr数据库中注释到了94 345条unigene,5个数据库同时注释的基因为5 396条。在差异表达基因中筛选到参与BRs合成的基因DET2,CPD,DWF4,CYP90D1和CYP85A1,其中DWF4和CYP85A1在花药中表达量较高,DET2和CYP90D1在花瓣中表达量较高,CPD在叶片中表达量较高。同时,还筛选到了参与BR信号传导的5个基因,BRI1在叶片中的表达量低于花瓣和花药,而PP2A在叶片中的表达量高于花瓣和花药。BZR1在花瓣中的表达量最高。     

牛大力蔗糖合酶基因CsSuSy克隆与表达特征分析

蔗糖合酶(sucrose synthase,SuSy)是催化蔗糖代谢的关键酶之一,参与蔗糖的分解、淀粉的生物合成等代谢过程,在植物的生长发育中发挥着至关重要的调控作用.本研究从牛大力转录组数据库筛选并克隆得到两个蔗糖合酶基因CsSuSy1与CsSuSy2,CSuSy1全长2 326bp,包括2 307 bp的完整开放阅...     

花生蔗糖合酶基因AhSuSy的克隆和干旱胁迫表达分析

蔗糖合酶(sucrose synthase, SuSy)是蔗糖代谢途径中的关键酶, 在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要的作用。本研究利用同源克隆、RACE和TAIL-PCR相结合的方法从花生叶片中分离了蔗糖合酶基因, 命名为AhSuSy (GenBank登录号JF346233)。该基因cDNA序列全长2 790 bp, 包含一个2 421 bp的开放阅读框(ORF), 5′端非编码区57bp, 3¢端非编码区为312 bp。根据编码区预测AhSuSy编码806个氨基酸, 与大豆、拟南芥、玉米等植物中相关蛋白的氨基酸序列同源性达75%以上; 成功构建了该基因的原核表达载体pET32a-AhSuSy, 在IPTG诱导下得到92 kD左右的蛋白, 与理论值一致。半定量RT-PCR分析表明AhSuSy在花生根、茎、叶中均有表达。利用10%PEG模拟干旱处理花生幼苗, 分析胁迫后AhSuSy的转录水平, 同时测定蔗糖合酶活性和蔗糖含量, 发现三者均表现为处理后4~12 h逐渐升高, 相关性分析显示花生中蔗糖含量与蔗糖合酶活性的相关系数达0.993(P=0.007<0.01), 处理后12~24 h逐渐降低。推测该基因响应干旱调控, 在花生抗旱胁迫中可能起着一定的作用。     

白木香聚酮合酶基因AsPKS02的克隆及表达分析

沉香是一种名贵中药和天然香料.2-(2-苯乙基)色酮是其主要的特征性成分,聚酮合酶(PKS)是2-(2-苯乙基)色酮类化合物生物合成的关键酶之一.本研究根据转录组数据在白木香中克隆了一个新的聚酮合酶基因,命名为AsPKS02.该基因包含一个1185 bp的完整开放阅读框,编码395个氨基酸.AsPKS02具有典型的聚酮...     

越南油茶环阿屯醇合酶基因的克隆及表达分析

为研究越南油茶(Camellia vietnamensis T. C. Huang ex Hu)中环阿屯醇合酶(cycloartenol synthase,CAS)基因的分子作用机制,本研究采用同源克隆的方法克隆得到环阿屯醇合酶基因全长并命名为CvCAS,对其进行生物信息学分析及表达模式研究。结果表明,CvCAS全长2 411 bp,包括一个2 277 bp完整的开放阅读框,编码758个氨基酸,与茶(Camellia sinensis)、中华猕猴桃(Actinidia chinensis var. chinensis),刺楸(Kalopanax septemlobus)和人参(Panax ginseng)的CAS蛋白序列相似度均在85%以上,系统发育树分析显示CvCAS与茶(Camellia sinensis)和向日葵(Helianthus annuus)的CAS蛋白序列聚为一支。预测其蛋白分子质量为86.6 kD,理论等电点为6.20,无跨膜螺旋区,属于不稳定亲水性蛋白。序列比对分析表明,CvCAS具有氧化鲨烯环化酶(OSCs)超家族典型结构位点(DCTAE),三萜合成酶高度保守结构...     

日本蛇根草查尔酮合酶基因的克隆及其生物信息学分析

查尔酮合酶(CHS)是类黄酮生物合成过程中的第一个关键酶,其在类黄酮的合成过程中发挥着非常重要的作用。本研究以日本蛇根草为研究材料,根据其转录组测序结果设计全长引物,通过RT-PCR方法成功克隆得到日本蛇根草查尔酮合酶基因完整的cDNA序列,并利用相关生物信息学软件对其进行分析。结果表明,该基因序列全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,预测其蛋白分子量为42.783 kD,等电点为6.05,是亲水性蛋白质,不含有信号肽,很可能定位在细胞质中。同时,二级结构分析显示,日本蛇根草CHS的二级结构分别由180个α螺旋、84个延伸链、125个无规则卷曲组成,这与三维结构预测结果相一致。日本蛇根草CHS基因的克隆对于研究植物类黄酮的生物合成及其分子机制具有重要意义,同时也丰富了双子叶植物PKS基因家族的相关研究。     

一个陆地棉类烯醇酶基因的克隆及其表达分析

 采用改良的CTAB法提取陆地棉总RNA,运用RT-PCR技术首次克隆了陆地棉类烯醇酶基因的CDS序列,该基因已经在GenBank上登录,登录号为 EU169604,其开放阅读框为1338 bp,编码445个氨基酸残基。对其序列和进化分析表明,陆地棉烯醇酶基因与其它植物中的烯醇酶基因有较高的相似性,该基因在进化过程中是相当保守的。半定量RT-PCR表达分析结果显示该基因在陆地棉的叶、根、茎中均有表达,但在根中的表达量高于叶和茎。     

东方百合L_sCCR1基因的克隆及表达分析

百合茎秆的挺度直接关系到百合花采收后的货架寿命等重要商品性状,而这些商品性状与植物茎秆中的木质素的含量高低有关.本文应用RLM-RACE技术,从东方百合索蚌植株中克隆了木质素合成相关基因一肉桂酰辅酶A还原酶,定名为LsCCR1.该基因cDNA全长为1 499 bp,包括完整的阅读框,编码388个氨基酸.多重比对分析发现百合LsCCR1基因与其他植物上已经发现的CCR基因同源性多介于55%～66%之间.利用半定量PCR检测LsCCR1基因在百合不同组织中的表达差异,结果显示LsCCR1基因主要在百合的茎秆中表达,根部次之,叶片、鳞茎及花蕾中表达量较少,其表达模式与拟南芥、桉树及大麦中CCR基因的表达模式类似.