重瓣百合LiAGL6基因的克隆与表达分析

为了深入研究重瓣百合花形成的分子机制,以重瓣百合比罗尼卡为试验材料,从中分离得到1个AGL6基因,其开放阅读框为744 bp,共编码247个氨基酸,蛋白质分子量为28.3 ku。亲水性平均系数为-0.748,等电点为8.23。蛋白结构分析显示,百合AGL6蛋白具有典型的MADS-box结构域、K-box区及2个AGL6基序。系统进化树分析结果显示,百合AGL6编码的蛋白属于AP1/AGL9亚家族AGL6分枝的单子叶植物类群,与同为单子叶植物的风信子亲缘关系最近,相似度达到78%,说明克隆得到的基因即为AGL6的同源基因,将其命名为LiAGL6。亚细胞定位表明,LiAGL6在洋葱表皮细胞的细胞核中表达,具备转录因子的基本特征。实时荧光定量PCR结果分析表明,LiAGL6基因在花中表达量最高,在茎、叶中几乎不表达;在整朵花中,LiAGL6在第7轮花瓣中的相对表达量最高,其次依次是第6轮和第3轮,第2轮花瓣中几乎检测不到表达。研究表明,LiAGL6基因可能在百合重瓣花形成方面发挥了调控作用。     

小叶杨TMM基因启动子克隆及表达模式分析

气孔作为植物与外界进行气体交换的通道,对植物自身的生长发育至关重要。研究表明植物TMM蛋白与植物气孔的形成发育密切相关。本研究利用PCR技术克隆了小叶杨(Populus simonii Carr.)TMM基因5’端上游的调控序列pPsTMM,长度为2336 bp。生物信息学分析结果表明:小叶杨启动子pPsTMM除了含有TATA-box、CAAT-box等核心启动子元件之外,还含有多种光响应元件、植物激素响应元件、抗逆胁迫相关元件以及生理代谢和生长发育相关元件等,说明转录活性还可能受到光、植物激素、逆境胁迫等因素诱导。利用双酶切法构建植物表达载体pBI121-pPsTMM-GUS,叶盘法稳定遗传转化烟草,GUS化学组织染色显示GUS主要集中在叶芽起始发育部位表达,说明pPsTMM启动活性具有组织特异性。对非生物胁迫的转基因烟草进行GUS化学染色以及进行荧光定量PCR,结果显示pPsTMM对不同因素的非生物胁迫响应程度存在差异性,干旱和盐胁迫下启动活性很低,高温和低温对其调控作用也不明显,但对外在施加的植物激素(GA,NAA,ABA)和水杨酸(SA)响应程度很高,说明pPsTMM启动子对物理因素的响应值要远低于化学因素的诱导。本研究为进一步阐明TMM蛋白表达模式与小叶杨气孔发育特性及抗旱性之间的分子机制提供理论基础。     

水曲柳WRKY40基因的克隆及表达模式分析

从水曲柳中克隆一个WRKY基因,序列比对后命名为Fm WRKY40,基因编码区全长为936 bp,编码331个氨基酸(GenBank登录号:KU928310);含有一个WRKY保守结构域和一个C2H2锌指结构域,属于WRKY家族第Ⅱ类成员;分子进化分析表明,Fm WRKY40与芝麻WRKY40亲缘关系最近,蛋白相似性为73%;qRT-PCR表达模式分析表明:Fm WRKY40在干旱胁迫和ABA(脱落酸)胁迫下明显上调表达,该基因在水曲柳应答干旱和其他非生物胁迫中可能起重要的调控作用。     

甜菜BvHKT6基因的克隆及表达模式分析

为调查甜菜高亲和性 K⁺转运蛋白基因的功能,本研究从自育高糖型甜菜(‘BS02’)中分离了高亲和性 K⁺转运蛋白基因,命名为 Bv HKT6。该基因包含有 1 620 bp 的开放阅读框,编码 539 个氨基酸,蛋白分子量 60.11 k D,理论等电点 9.24。生物信息学分析显示该基因编码的蛋白定位于细胞质膜,含有 8 个跨膜结构域及 4 个空隙结构域,具有 HKTs 超家族中特有的 Trk H 和 Trk G 保守结构域;该蛋白属于 HKTs 家族中的亚家族Ⅰ,并且与藜科植物如藜麦、菠菜 HKTs 的亲缘关系较近。定量 PCR 结果表明 Bv HKT6 基因能够被Na Cl、KCl 和 ABA 等诱导表达,且分别在 400 mmol/L Na Cl、200 mmol/L KCl、20 mmol/L ABA 处理下在根和叶中的表达量达到最大值。此外,在不同浓度 Na Cl 处理下,Bv HKT6 基因在根中的表达量明显高于在叶中的表达量,而在不同浓度 KCl 和 ABA 处理下,正好与之相反,表明该基因在响应不同胁迫时具有明显的组织特异性...     

杨树PeNHLd基因的克隆与表达模式分析

含有NHL结构域的基因在人类、动物和微生物的生长发育过程中扮演着重要角色,但是在植物中关于该类基因的研究还未曾有过报道。为了探究该类基因在植物中的表达模式,本研究以"南林895"杨为材料,采用RACE技术克隆得到了PeNHLd基因,并通过RT-PCR对预测的ORF框进行了验证。杨树PeNHLd基因包含7个外显子和6个内含子,其c DNA全长为1 971 bp,包括1个1 449 bp的开放阅读框,可编码482个氨基酸,预测其蛋白质分子质量为53.9 kD,理论等电点7.24;该蛋白含有3个跨膜螺旋和2个保守的NHL结构域。实时定量PCR结果显示,Pe NHLd基因在干旱、高盐、激素、病原菌侵染等胁迫下有着明显的动态表达模式,对这些胁迫做出了迅速而强烈的响应;同时该基因在杨树根、茎、叶等不同组织器官中存在显著的表达差异,有着明显的组织特异性。本研究为探究PeNHLd基因在植物中的表达模式提供理论依据。     

烟草过氧化物酶基因NtPOD1的克隆及表达模式分析

为烟草过氧化物酶基因的功能及结构研究奠定理论基础,采用同源克隆的方法,从烤烟品种K326中克隆出了过氧化物酶基因Nt POD1的c DNA全长,并进行了生物信息学分析;同时,运用q RT-PCR的方法,分析了该基因的组织器官及逆境胁迫表达模式。结果显示,该基因c DNA全长981 bp,编码326个氨基酸残基,预测分子量为37.19 ku,等电点为8.89。生物信息学分析表明,该蛋白是一个亲水性蛋白,结构域中含有4个保守的二硫键和2个保守的钙结合位点,可能定位在细胞外(包括细胞壁),属于植物血红素依赖性过氧化物酶超家族的Ⅲ类分泌氧化酶,与渐窄叶烟草POD42、美花烟草POD42、马铃薯POD42等具有很高的同源性。该基因在烟草根、茎、叶、花中均有表达,其中叶中表达量最高,花中表达量最低。同时,Nt POD1的表达受高盐、干旱、低钾、ABA和H2O2诱导。结果表明,Nt POD1基因属于烟草的过氧化物酶,并可能在烟草非生物逆境胁迫响应中发挥作用。     

四季桂香叶醇合成酶基因GES的克隆及表达模式分析

本研究拟通过四季桂GES基因的克隆及其表达模式的研究,为探讨和解析GES基因调控香叶醇合成的分子机制及分子育种提供科学数据。本研究以四季桂花瓣和叶为材料,采用RACE-PCR和RT-PCR技术克隆并分析香叶醇合成酶GES基因表达模式。试验结果表明,四季桂GES基因cDNA全长为1 863 bp,编码含有583个氨基酸的蛋白质,并含有典型的保守结构域或结合位点。GES基因在四季桂花朵和叶片中均表达,且在4月份与7月份具有较高的表达水平。在四季桂开花期间,GES主要在香眼期和盛开末期两个时期表达,随着时间的延长而逐渐降低。     

红皮香蕉CHS基因的克隆和表达模式分析

为研究查尔酮合成酶基因(CHS)在红皮香蕉[Musa acuminata ’Red Green’(AAA)]果实花青素生物合成过程中的作用,探究红皮香蕉中查尔酮合成酶(CHS)的生物学作用,为红皮香蕉果实颜色形成的分子机制研究提供理论基础。以小果野蕉(Musa acuminata)基因组为参考,对红皮香蕉[Musa acuminata ’Red Green’(AAA)]和天宝香蕉(Musa spp., AAA Group)进行差异转录组分析,结果中筛选出4个CHS差异表达基因,分别命名为MaCHS2-1、MaCHS2-2、MaCHS2-3、MaCHS2-4,将其克隆出来并进行生物信息学分析,以及不同的组织中的表达模式分析。结果表明：这4个MaCHS基因长度均为1 200 bp左右,均可以编码392个氨基酸,不存在任何信号肽,均属于非分泌蛋白。4个MaCHS的基因结构,保守基序高度相似,是查尔酮合成酶超家族成员。启动子中均含有与查尔酮合成酶调控功能相关的顺式作用元件,包括脱落酸响应元件(ABRE),MYB转录因子结合位点顺式元件,MYC转录因子结合位点顺式元件等。系统进化关系显示4个Ma...     

桃果实β-胡萝卜素羟化酶基因的克隆及表达模式分析

胡萝卜素羟化酶是类胡萝卜素合成代谢途径中的关键酶,可以将合成代谢途径中产生的含β-环的类胡萝卜素转化成β-隐黄素和玉米黄素。利用同源克隆技术获得桃果实β-胡萝卜素羟化酶(HYb)基因的全长核苷酸序列,命名为PpHYb。PpHYb基因全长1 405 bp,编码区长933 bp,共编码翻译成310个氨基酸。进化树分析发现PpHYb与草莓FaHYb亲缘性较高。序列分析发现PpHYb与其他物种中的HYb一样,同样含有模体为“HXXXXH”+“HXXHH”的保守基序。实时荧光定量PCR结果显示PpHYb基因在黄肉品种‘金丽’桃果实软核期、硬核期、膨大期、硬熟期和完熟期中均有表达。当果实处于硬熟期之前时,PpHYb基因在果皮和果肉中的表达逐渐升高并达到最大值;当果实处于完熟期时,PpHYb基因在果皮和果肉中的表达略有下降,且在果皮中的表达显著高于果肉。本研究通过对桃果中PpHYb基因的克隆和表达分析,为进一步研究类胡萝卜素生物合成途径提供了基础。     

糜子SAMS基因的克隆及其在干旱复水中的表达模式分析

以糜子抗旱节水研究中获得的一个与S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因同源性较高的EST序列为基础, 采用RT-PCR技术从糜子中分离到一个SAMS基因的全长cDNA序列(命名为PmSAMS), 全长1 293 bp, 编码396个氨基酸, 具有SAMS典型的N端结构域、中间结构域及C端结构域。糜子、马铃薯、拟南芥、甜菜、大麦、荔枝、番茄和水稻8种植物SAMS的氨基酸序列多重比较分析表明, 不同植物的SAMS的氨基酸相似程度非常高(92%~97%), 其中糜子与水稻的相似性最高(97%), 说明SAMS基因在植物进化中非常保守。PmSAMS基因在糜子幼苗干旱及复水过程中的半定量RT-PCR表达模式分析表明, 在干旱早期(土壤含水量36%)诱导该基因大量表达, 而干旱程度更严重时(土壤含水量为24%)其表达受到严重抑制, 表达量比对照还低; 严重干旱后复水2 h, 其表达量增强至干旱早期的表达量, 而复水6 h后表达量降低至对照(干旱处理前)水平。可见, PmSAMS基因的表达涉及糜子响应干旱胁迫及干旱后复水过程, 可能是糜子抗旱节水的关键基因。该基因的克隆为进一步探讨其应用于农作物抗旱节水性的遗传改良奠定了基础。     

橡胶树HbICE1的克隆及表达模式分析

低温是影响植物正常生长发育,导致作物产量和品质下降的主要自然灾害之一。由于橡胶树(Hevea brasiliensis)属于热带植物,不耐寒,所以极易受到低温冷害影响。而Inducer of CBF expression 1(ICE1)是低温胁迫信号通路中的重要转录激活因子,目前橡胶树冷胁迫信号途径中包括Hb ICE1在内的大部分关键基因的研究还比较匮乏。我们从橡胶树中克隆了Hb ICE1基因。经测序发现,该基因开放阅读框为1 407 bp,编码469个氨基酸,蛋白质分子质量约为51 k D,理论等电点(p I)为5.83,为亲水性蛋白。并且利用荧光定量PCR技术分析了Hb ICE1在不同激素(乙烯,脱落酸,茉莉酸)以及H2O2处理后的表达模式,结果表明乙烯、脱落酸、茉莉酸以及H2O2均能调控橡胶树Hb ICE1基因的表达,但不同胁迫处理下的表达模式存在着较大的差异,暗示着Hb ICE1在不同的激素信号途径中发挥的作用差异较大。     

橡胶草Tk-bZIP11转录因子基因的克隆及其表达模式分析

橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)种植过程中经常受干旱等胁迫影响，提高品种的抗逆性具有重要意义。为了研究bZIP转录因子在橡胶草逆境响应中的功能，本研究从橡胶草中克隆了Tk-bZIP11基因，其ORF全长468 bp，编码156个氨基酸。蛋白结构分析结果表明，Tk-bZIP11蛋白具有bZIP转录因子特有的保守结构域，同时具有核定位信号。在进化关系上，Tk-bZIP11与莴苣(Lactuca sativa) Ls-bZIP11亲缘关系最近，并具有相同的保守基序。亚细胞定位结果表明，Tk-bZIP11定位在细胞核中。实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析结果表明，Tk-bZIP11在橡胶草的不同组织均有表达，其在叶片中表达量最高，是花梗中表达量的3.28倍。在经甘露醇诱导的渗透压胁迫下，Tk-bZIP11在处理后呈现显著下调表达。在NaCl和PEG-4000模拟的胁迫处理下，Tk-bZIP11在处理后12 h内均呈现上调表达，24 h后呈现下调的规律。在植物激素茉莉酸甲酯、乙烯利和脱落酸处理下，Tk-bZIP11表达量也是在处理的前12 h显著上调表达，之后下调表达。...     

玉米ZmPP6C基因的克隆及其响应光质和胁迫处理的表达模式分析

丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(catalytic subunits of Ser/Thr protein phosphatase 6, PP6C)是PP6全酶的催化亚基。在模式植物拟南芥中的研究表明,PP6C参与生长素极性运输、脱落酸信号转导和光信号转导途径介导的开花调控。为了明确玉米丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(ZmPP6C)的蛋白结构特征与同源蛋白间的进化关系,采用RT-PCR方法克隆了ZmPP6C的全长基因。序列分析表明,ZmPP6C开放阅读框为912个核苷酸,编码303个氨基酸残基,包含PP2A的催化亚基PP2Ac结构域;系统进化树分析表明,PP6C蛋白在进化上较为保守,并且与高粱的PP6C蛋白相似性更高。对玉米自交系B73的ZmPP6C基因进行器官特异性表达分析表明,其表达量在成株期叶片中最高,是根中的7.9倍;ZmPP6C能够响应不同光质处理,且受远红光和红光的影响较大;也能响应长日和短日处理,在长日条件下的光照和黑暗阶段各有一个明显的表达高峰,在短日条件下的光照和黑暗阶段分别有2个和3个表达峰值;同时,ZmPP6C还响应高渗透、盐渍和淹水等胁迫处理,出现明显的上调表达。结果表明,ZmPP6C在玉米光信号转导、开花诱导与胁迫应答中发挥重要作用,其分子与生化机制值得进一步探讨。     

红花CtANR2和CtANR3基因的克隆、结构及表达模式分析

原花青素是植物中广泛存在的一类黄酮类化合物,是人类膳食的重要营养成分,在防治病虫害方面也发挥着重要作用,花青素还原酶(ANR)是合成原花青素的关键酶。以大果球红花品种为材料,克隆得到2个CtANR基因。生物信息学分析表明,CtANR2和CtANR3的编码区分别为1 020,1 023 bp,对应基因组序列中均含有5个外显子和4个内含子,第1个外显子长度不同,其余4个外显子长度一致,内含子长度差异较大。CtANR2和CtANR3基因编码蛋白质的氨基酸数目分别为339,340个,二级结构都主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,都属于水溶性蛋白,但CtANR2蛋白不稳定,而CtANR3为稳定的亲水性蛋白。此外,2个蛋白质都不存在信号肽和跨膜结构,可能定位于细胞外。序列比对及系统进化分析表明,CtANR2和CtANR1同源性最高,亲缘关系最近,3个CtANR蛋白与菊科植物ANR蛋白进化关系最近,与茄科、锦葵科和桑科植物ANR蛋白也同属一个大分支。组织特异性表达分析发现,CtANR2和CtANR1组织表达模式相似,都是在花中的表达量最高,初期果球表达量最低,而CtANR3则在苞片中表达量最高,根和初期...     

膜荚黄芪C4H基因的克隆及表达分析

本研究采用RACE技术从膜荚黄芪中克隆得到两个肉桂酸-4-羟基化酶AmC4H1与AmC4H2,并进行了生物信息学分析;研究了AmC4H1与AmC4H2在根、茎和叶中的表达量与毛蕊异黄酮及其糖苷含量之间的相关性.结果表明,克隆得到的AmC4H1与AmC4H2基因均编码505个氨基酸,属于不稳定蛋白和亲水性蛋白,AmC4H...     

亚洲棉GaPP2C24基因的克隆及表达分析

PP2C是一大类重要的蛋白磷酸酶,广泛参与不同的逆境胁迫响应。为了解PP2C基因在干旱响应中的功能,以亚洲棉石系亚1号为材料,利用RT-PCR方法从中克隆了GaPP2C24基因,并对该基因进行了生物信息学分析,荧光定量PCR研究了其在亚洲棉不同组织和干旱胁迫下的表达情况。结果表明,GaPP2C24基因CDS序列全长为1 251 bp,编码416个氨基酸。序列同源比对发现,GaPP2C24与其他植物的PP2C氨基酸序列有较高的相似性,其中与可可树(EOY33930.1)、黄麻(OMO91132.1)的相似性分别为85%,84%。进化分析表明,GaPP2C24与同属锦葵目的黄麻聚在一支,亲缘关系最近,与可可树的亲缘关系次之。实时荧光定量PCR结果表明,GaPP2C24基因在子叶、下胚轴、胚根、叶、茎和根均有表达,且在茎中的表达量最高,根中次之。GaPP2C24受干旱胁迫的诱导表达,其在根和叶片中的相对表达量在处理1 h后最高,分别达到对照的53.9,6.9倍,推测该基因在棉花干旱响应中有重要作用。