日本结缕草ZjLEA3基因克隆、亚细胞定位及表达分析

为了研究日本结缕草抗逆机制,本研究以日本结缕草(Zoysia japonica)转录组的数据为基础,克隆得到ZjLEA3基因,其开放阅读框为555 bp,编码184个氨基酸。ZjLEA3基因包含LEA基因族保守区域,与其他植物LEA基因相似度在65.79%以上。软件分析表明该蛋白属于小分子亲水性蛋白;亚细胞定位结果显示该基因编码的蛋白定位于细胞质和细胞核中;ZjLEA3表达分析表明,该基因是受到了高温、高盐、PEG的诱导,由此推断ZjLEA3可能参与非生物胁迫的防御。本试验克隆并分析ZjLEA3基因是为日本结缕草抗逆机理研究提供帮助。     

草地早熟禾PpSPL4基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

本试验通过同源克隆获得PpSPL4基因。分析表明:该基因含有SBP基因家族保守区域,与其他植物SBP基因相似度在67.83%以上。其开放阅读框为961 bp,编码326个氨基酸,等电点为9.07;多重比对结果表明PpSPL4基因与AtsSPL4基因相似度最高;亚细胞定位结果显示该基因编码蛋白定位于细胞核;草地早熟禾根状茎、根、茎、叶以及不同花期的PpSPL4基因表达分析表明PpSPL4基因在草地早熟禾不同组织相对表达情况存在明显差异,花中相对表达量最高,同时PpSPL4基因受到GA和蔗糖的诱导,说明该基因可能为草地早熟禾花发育过程中花芽分化和GA途径相关的转录因子。研究PpSPL4基因可为草地早熟禾机理研究与育种提供技术理论依据。     

陆地棉GhSPL3基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

 利用生物信息学结合RT-PCR技术从陆地棉中克隆出SPL转录因子,命名为GhSPL3,在GenBank的登录号为JN795132。该基因包含一个426 bp的ORF(开放阅读框),推测编码141个氨基酸的多肽。生物信息学分析表明GhSPL3包含一个典型的SBP结构域和一个核定位信号;进化树分析发现,GhSPL3与AtSPL3聚为一组,推测棉花GhSPL3和拟南芥AtSPL3在结构和功能上可能有着一定的相似性。亚细胞定位表明,GhSPL3定位于细胞核中,荧光定量RT-PCR结果表明,GhSPL3基因在棉花各组织中都有表达,但表达量不同。在花中表达量最高,其次是在顶芽和茎中的表达量,在根和叶中表达量较低。通过分析GhSPL3在顶芽的不同发育时期的表达量发现,GhSPL3在三片真叶展平时的顶芽中表达量最高,推测GhSPL3可能在花芽的分化、生长阶段的转变和花器官的形成上起着重要作用。     

甘蔗新基因ShHXT4克隆亚细胞定位及表达特征

以甘蔗品种新台糖22号为材料,利用同源克隆技术从甘蔗中分离出ShHXT4基因,以GADPH基因为内参,并采用实时定量RT-PCR分析该基因在甘蔗组织中的表达,同时构建亚细胞定位载体,通过农杆菌侵染洋葱表皮的方法对ShHXT4编码的蛋白进行亚细胞定位。研究分析发现该基因CDS序列长度为1 632 bp,编码540个氨基酸,蛋白的等电点(p I)为9.16,理论分子量为56.64 k D,命名为ShHXT4,基因编码多肽链中包含信号肽和12次跨膜结构域,且亚细胞定位于质膜,编码一种转运蛋白。洋葱表皮瞬时表达该基因GFP融合载体表明,ShHXT4定位于细胞膜,组织表达分析显示ShHXT4基因在根、茎和叶中均有表达,叶片中的表达量较高,暗示ShHXT4基因可能在甘蔗叶片糖分转运过程中扮演重要角色,研究结果为进一步研究ShHXT4基因的功能及应用提供帮助。     

欧李ChUFGT基因的克隆、生物信息学分析及亚细胞定位

为从分子水平上揭示欧李中3-O-类黄酮葡萄糖基转移酶(UFGT)基因的空间表达情况,以欧李叶片为试材,根据欧李的转录组序列设计特异性引物,通过PCR获得ChUFGT基因序列,并进行生物信息学分析及亚细胞定位分析。结果表明,ChUFGT基因DNA开放阅读框为1 425 bp(不含终止子),相对分子质量为51.63 kD,编码475个氨基酸,其对应的蛋白质是带正电荷的稳定疏水性蛋白。与近缘物种的蛋白质序列比对分析显示,欧李、李和樱桃李的UFGT氨基酸序列相似度达到97.22%和96.62%,整个系统发育树存在两个大分支,其中ChUFGT与同科植物的亲缘关系最近,其次是与白梨、西洋梨、荔枝等其他科植物相对较近,与葡萄、刺葡萄、石榴等植物的亲缘关系最远。ChUFGT的亚细胞定位结果分析显示,在洋葱内表皮细胞的细胞核和细胞质中都表达该基因。本研究结果为进一步阐明ChUFGT调控欧李细胞花色素苷的合成机制提供了理论基础。     

番茄转录因子基因SlYAB2a的克隆、表达及亚细胞定位分析

为了研究番茄SlYAB2a基因的功能及其在番茄生长发育中的分子机理,以番茄的cDNA为模板,利用RTPCR技术从番茄中克隆到SlYAB2a基因,该基因编码的蛋白质由192个氨基酸残基组成,蛋白质的分子量为21.35k Da,等电点是8.79,平均亲水系数是-0.487。SlYAB2a蛋白质的6~165位氨基酸残基形成Pfam:YABBY结构域,在20~47位有1个C2C2锌指结构域,在122~181位有1个螺旋-环-螺旋结构域。二级结构分析表明SlYAB2a蛋白分子中,α-螺旋占19.79%、β-折叠占14.06%、其余66.15%为不规则卷曲。蛋白多序列比对表明SlYAB2a与马铃薯、林烟草、酿酒葡萄、大豆、拟南芥、甘蓝型油菜、花药野生稻、玉米和小麦YABBY2的一致性分别为98%,78%,71%,65%,64%,64%,58%,57%,57%,说明SlYAB2a蛋白与来源于双子叶植物的YABBY2一致性较高,而与来源于单子叶植物的一致性较低。通过聚类分析发现YABBY2蛋白明显分为单子叶和双子叶2个亚类,SlYAB2a蛋白属于双子叶亚类,与马铃薯、潘那利番茄、绒毛状烟草、林烟草等的YABBY2蛋白序列亲缘关系较近。实时定量RT-PCR分析结果表明,在番茄植物的不同生长发育时期,根、茎、叶、花、果实中,都有SlYAB2a基因表达;并且在花和青熟果实中,SlYAB2a基因表达水平远远高于其他组织。说明SlYAB2a基因在花和果实的发育过程中起着重要作用。洋葱表皮细胞瞬时表达结果表明SlYAB2a蛋白定位于细胞核中。     

芒果赤霉素氧化酶基因GA3ox的克隆、表达及亚细胞定位分析

赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidases, GA3ox)是赤霉素(gibberellic acid, GA)生物合成途径中的关键限速酶之一。芒果中GA3ox基因的功能及其表达模式未见报道。本研究利用RACE技术克隆了一个芒果GA3-氧化酶基因(GA3ox),该基因全长cDNA序列为1 680 bp,编码氨基酸381个,开放阅读框(open reading frame, ORF)为1 146 bp,蛋白分子量为42.6 kD,等电点为5.13,不含信号肽,不含跨膜结构域。系统发育树分析发现,该基因编码的蛋白主要与开心果亲缘关系较近,其次为克莱门柚、甜橙、麻疯树等植物。通过拟南芥原生质体亚细胞定位分析发现,该基因主要定位在细胞质中。通过对乔化、矮化芒果品种不同发育时期的叶片的实时荧光定量PCR分析发现,该基因主要在矮化品种中表达量较高,在乔化品种各个时期表达量较低,且差异不大。矮化品种中主要在开花期表达量最高,坐果期7～8周含量最低,但都高于乔化品种的任何取样时期。该基因的克隆和表达分析为下一步功能的研究及其在芒果株形调控分子机制提供理论依据。     

MaGA2ox12基因在香蕉中的克隆、亚细胞定位及表达分析

为了比较MaGA2ox12在威廉斯香蕉(Musa acuminata, AAA group)‘8818’及其矮化突变体‘8818-1’的序列差异和表达差异,本研究分别以威廉斯‘8818’及‘8818-1’的假茎为试材,同源克隆MaGA2ox12基因的g DNA及启动子序列,比较它们在基因组测序品种DH-Pahang以及威廉斯‘8818’和‘8818-1’中的序列差异。结果表明‘,8818’和‘8818-1’间MaGA2ox12的g DNA与启动子序列的相似性分别为99.93%和99.86%,而威廉斯品种与DH-Pahang间,MaGA2ox12基因无论g DNA序列还是启动子序列均存在较大差异(分别为98.13%和87.14%),且MaGA2ox12的启动子存在较多光响应和激素响应元件。MaGA2ox12具备GA2ox基因家族的特征,同源进化分析发现其与海枣、油棕亲缘关系最近,属于C20-GA2ox类型。亚细胞定位显示MaGA2ox12蛋白定位于细胞核上。RT-qPCR结果表明,MaGA2ox12在巴西、贡蕉、‘8818’果实发育时期下调表达,在‘88181-1’中上调表达,调控具有品...     

水稻OsVDAC2基因的克隆及亚细胞定位分析

VDAC（电压依赖性阴离子通道）又称作线粒体孔蛋白,在调节线粒体的代谢和能量功能以及线粒体介导的凋亡中都发挥重要作用。但水稻中VDAC家族的亚细胞定位及其生物学功能尚未清楚。依据NCBI公布的水稻OsVDAC2的ORF序列设计引物,从水稻品种日本晴叶片cDNA中扩增得到目的片段。构建OsVDAC-GFP融合瞬时表达载体,转化水稻原生质体对其进行亚细胞定位。激光共聚焦观察结果表明：水稻OsVDAC2蛋白主要存在于细胞质,为进一步研究其功能奠定了基础。     

玉米ZmTOC1a、ZmTOC1b基因的克隆、表达及亚细胞定位分析

拟南芥TOC1基因在拟南芥中与2个MYB类蛋白基因LHY (Late elongated hypocotyl)、CCA1(Circadian clock associated1)组成中央振荡器,通过光周期调节途径调控拟南芥对光照的响应。为了揭示玉米中央振荡器中重要基因ZmTOC1a与ZmTOC1b的生物学功能,通过同源搜索找到玉米中的2个同源基因ZmTOC1a与ZmTOC1b,并通过同源克隆得到了这2个基因的序列,进而对这2个基因进行组织表达分析和编码蛋白的亚细胞定位。结果表明,通过同源克隆得到ZmTOC1a的开放阅读框的总长度为1 236 bp,共编码411个氨基酸; ZmTOC1b的开放阅读框的全长为1 554 bp,共编码517个氨基酸。通过Prot PARAM进行基因编码蛋白质的理化性质分析,ZmTOC1a与ZmTOC1b均为酸性蛋白。Net Phos 3. 1 Server预测结果显示,ZmTOC1a存在46个潜在磷酸化位点,其中丝氨酸36个,苏氨酸8个,酪氨酸2个; ZmTOC1b共存在53个潜在磷酸化位点,丝氨酸38个,苏氨酸12个,酪氨酸3个。在玉米中选取11个不同的组织进行qRT-PCR分析,结果表明,ZmTOC1a及ZmTOC1b分别在胚根以及胚芽鞘中高表达。通过构建目的蛋白与GFP融合的表达载体并注射烟草,发现ZmTOC1a及ZmTOC1b表达蛋白主要集中在细胞核中。综上所述,玉米TOC1基因可能与拟南芥TOC1基因作用一致,在玉米的生物钟调节中起到了重要的作用。     

小麦亚硝酸还原酶基因及调控序列克隆、定位和表达分析

利用in silico及反向PCR技术, 从小麦中克隆了亚硝酸还原酶编码基因及其调控序列, 进一步利用原核诱导表达、半定量RT-PCR、AS-PCR及生物信息学手段对克隆的新基因进行鉴定及染色体定位分析。开放阅读框预测结合测序结果表明, 该基因gDNA长2 881 bp, 包含4个外显子和3个内含子, cDNA长1 830 bp, GenBank登录号分别为FJ555239和FJ527909, 预测编码产物大小约为65.7 kD, 与NCBI已公布的亚硝酸还原酶基因编码产物同源性达60%以上, 其中与其他单子叶谷类作物同源性达80%以上。IPCR技术延伸该基因5′端侧翼序列至-2 924 bp (以ATG起始计算), 经1 mmol L^-1 IPTG诱导后可表达大小约为70 kD的蛋白(含约3.8 kD的组氨酸标签)。RT-PCR结果显示, 30 mmol L^-1 KNO₃处理小麦幼苗1 h, 亚硝酸还原酶基因表达量最高。酶活性测定表明, 随着KNO₃处理时间延长亚硝酸还原酶活性增强。AS-PCR检测发现, 该基因在普通小麦6A及6B染色体上至少各存在1个拷贝。     

猪TAK1基因的cDNA全长克隆、时空表达及亚细胞定位分析

为了研究转化生长因子β激活激酶1(Transforming growth factor-β-activated kinase 1,TAK1)在猪骨骼肌生长发育中的作用,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得猪TAK1的cDNA全长,并分析其时空表达及真核细胞中的亚细胞定位情况。结果表明,TAK1 cDNA全长2 163 bp(Gen Bank登录号:KU504629),ORF为1 740 bp,编码579个氨基酸,其氨基酸序列与人、恒河猴、绵羊的相似性均为98. 8%,表明该蛋白在不同物种间高度保守。猪TAK1蛋白具有催化丝氨酸/酪氨酸磷酸化的STKc_TAK1结构域,而在该结构域中还有多个保守的ATP结合位点、A-Loop结构域、TAB1(TGF-beta activated kinase 1)结合位点。荧光定量PCR结果显示,TAK1基因在出生后120 d大白猪的免疫器官脾脏中表达量最高,胰腺、背最长肌等组织中的表达量较低;而不同发育时期的背最长肌中,该基因在胚胎期65 d表达量最高,随着生长发育表达量下调;在不同品种间,TAK1基因在各时期大白猪中的表达量均高于梅山猪,除出生后90 d外,其他时期差异均达到显著水平或极显著水平。pcDNA3. 1(+)-EGFP-TAK1重组质粒转染C2C12细胞后的荧光共定位结果显示,TAK1蛋白的表达主要集中在细胞质中。综上,TAK1基因在猪骨骼肌发育过程中起着重要作用,为进一步研究猪TAK1基因的功能奠定了基础。     

蝴蝶兰PhMAX2的克隆、亚细胞定位及表达特性

为了探究PhMAX2基因在蝴蝶兰株型调控中的功能,本研究在克隆PhMAX2基因的基础上,利用生物信息学分析了PhMAX2基因的生化特征和PhMAX2蛋白的亚细胞功能位置,同时进一步检测了该基因在蝴蝶兰不同组织下的表达特征。结果表明,PhMAX2基因全长2 070 bp,其蛋白质编码690个氨基酸。系统进化分析显示,PhMAX2与水稻D3位于同一单子叶进化枝上,与石斛兰DcMAX2的遗传距离最近。同源结构域分析发现,Ph MAX2具有保守的F-box及LRRs结构域,与拟南芥MAX2、水稻D3、豌豆RMS4分别表现出61.5%,60.7%和53.7%的同源性。PhMAX2在蝴蝶兰的根、茎、叶、花及花梗中均有表达,其中在茎和花中表达水平最高,而在叶中表达水平最低。亚细胞定位结果发现,PhMAX2定位于细胞核。本研究结果为进一步深入研究蝴蝶兰株型调控分子机理提供一定基础。     

BvM14-GAI基因的克隆及亚细胞定位

GAI蛋白属于GRAS家族中的DELLA亚家族,参与植物发育、光合、抗逆等重要的植物生长过程。实验室前期在盐胁迫的转录组数据中发现甜菜M14品系GAI基因(BvM14-GAI)受盐胁迫上调表达,为了进行该基因生物学功能的研究,本研究以甜菜M14品系为材料,通过PCR技术获得BvM14-GAI基因cDNA全长序列,并进行生物信息学以及亚细胞定位分析。研究成功获得了BvM14-GAI基因cDNA序列;生物信息学分析显示,BvM14-GAI基因开放阅读框为1824 bp(包括终止密码子),编码607个氨基酸,理论分子量为66 kDa,等电点为5.37;蛋白多重序列比对和系统进化树分析显示,BvM14-GAI蛋白与菠菜(Spinacia oleracea)和藜麦(Chenopodium quinoa)中GAI蛋白亲缘关系最近;亚细胞定位预测显示定位在细胞核。进一步将BvM14-GAI基因与pCAMIA2300-eYFP载体重组,构建亚细胞定位载体,利用冻融法转化农杆菌EHA105,进行烟草注射,结果显示BvM14-GAI蛋白定位在细胞核。本研究成功获得BvM14-GAI基因的cDNA全长,并确...     

掌叶半夏凝集素基因的克隆及亚细胞定位分析

为了克隆掌叶半夏凝集素基因(Pinellia pedatisecta agglutinin,PPA),并对其进行生物信息学分析和亚细胞定位。采用PCR技术扩增掌叶半夏凝集素基因的ORF序列,构建pCAMBIA1300-35S-PPA-e GFP重组载体,导入农杆菌GV3101并在烟草中进行瞬时表达,采用激光扫描共聚焦显微镜观察其亚细胞定位。克隆获得的PPA基因全长由777个核苷酸组成,编码258个氨基酸,含有3个甘露糖结合位点和2个保守的B-lectin结构域,Gen Bank登录号为KF154981,氨基酸序列登录号为AGV40779。序列比对表明,该序列与天南星、滴水珠、花南星和半夏凝集素的氨基酸序列相似性分别为96%,91%,86%和83%。亚细胞定位的结果表明,pCAMBIA1300-35S-PPA-e GFP融合蛋白在细胞核内无分布,而是点状分布在细胞质膜上。为进一步解析掌叶半夏凝集素基因的结构与功能,开展掌叶半夏凝集素抗病虫害机制的研究奠定基础。     

梭梭HaNAC1基因的亚细胞定位、转录激活及表达分析

HaNAC1为本课题组前期从梭梭幼苗中克隆得到的一个NAC家族(ATAF亚家族)转录因子编码基因,本研究将对该基因进行进一步的活性验证和功能分析。通过烟草叶片细胞中的绿色荧光蛋白瞬时表达系统对表达蛋白进行亚细胞定位,结果表明HaNAC1蛋白位于细胞核中。构建AH109酵母pGBKT7-HaNAC1表达载体,证明该转录因子在酵母中具有转录激活活性。利用实时荧光定量PCR方法测定HaNAC1在盐、旱胁迫条件下的表达水平,结果显示该基因的表达量与盐胁迫的浓度呈现正相关,表明HaNAC1参与调节梭梭的盐胁迫响应。本研究探索了HaNAC1的定位和表达,为梭梭抗逆体系的功能基因挖掘及胁迫应答机理提供科学依据。     

牡丹PsDREB转录因子基因的克隆及亚细胞定位

DREB转录因子是一个干旱应答元件的结合蛋白,它在植物对干旱、高盐及低温胁迫的分子反应中起着非常重要的调控作用。本研究以芍药科芍药属牡丹‘洛阳红’品种叶片提取的总DNA为模板,通过PCR扩增获得一个1 661 bp的DREB(dehydration responsive element binding protein)基因的cDNA序列,包含1 089 bp的开放阅读框、448 bp的5'非编码序列和124 bp的3'非编码序列,命名为PsDREB。该基因的cDNA编码363个氨基酸,与葡萄、梧桐、杨树和咖啡的同源性分别为61%、60%、56%和55%。为进一步验证其功能,本研究通过基因枪法对该基因编码的蛋白进行了亚细胞定位检测,结果发现该蛋白定位于细胞核,符合转录因子细胞核定位的特征。研究结果为进一步研究该基因编码蛋白的结构和功能奠定了基础。