草莓FaUVR8基因的cDNA克隆、生物信息学分析及原核表达条件优化

紫外线B(UV-B)对于植物生长发育具有重要调节作用,其中UV RESISTANCE LOCUS 8蛋白作为UV-B的光受体在植物响应UV-B过程中起关键作用。草莓是一种重要的经济果树,目前关于草莓的UV-B光受体报道较少。为研究草莓中UV-B受体蛋白,本研究采用同源克隆的方法获得‘丰香’草莓中编码UV-B光受体蛋白的c DNA序列,进行了生物信息学的分析并构建了原核生物表达载体p ET32a-UVR8,利用中心点响应面法优化了重组蛋白的诱导条件(包括诱导温度,IPTG浓度,菌液浓度和诱导时间)。结果表明:克隆得到了编码草莓UVR8蛋白的全长c DNA序列,命名为Fa UVR8,生物信息学分析表明该序列长1 317 bp,编码438个氨基酸,预测分子量为47.28 k D,等电点p I为5.85,重建蛋白质三维结构表明该蛋白包含7个β-片状螺旋结构;原核表达得到69.7 k D的融合蛋白,对四个诱导条件优化表明将工程菌培养至菌液OD600=0.7,加入浓度为0.55 mmol/L的IPTG,在27.72℃下诱导9 h,可获得最大量重组蛋白79μg/m L。研究结果可为后期寻找与Fa UVR8蛋白互作的下游蛋白,以及进一步开展其功能研究提供参考。     

苹果脱水素基因生物信息学识别与表达分析

本研究使用Perl语言在‘金冠’苹果基因组中识别脱水素基因(MD-DHN)序列,并对MD-DHN系统发生关系、保守序列、氨基酸一级结构以及疏水性等进行了生物信息学分析,并利用低温处理下‘金红’、‘金冠’苹果转录组测序数据,分析了MD-DHN表达差异。在‘金冠’苹果基因组中,共识别17个MD-DHN,根据系统发生关系可以归类为I、Ⅱ、Ⅲ3个亚族,I类亚族的成员最多,Ⅲ类亚族最少,均包含Y、S、K序列区,但I类亚族K区一致性不高。17个MD-DHN蛋白都具有高亲水性,但是不同蛋白序列之间亲水性存在差异。17个MD-DHN中,有11个MD-DHN响应苹果冷胁迫和冰冻胁迫,其中10个脱水素基因(MDDHN1～MD-DHN5, MD-DHN8～MD-DHN10, MD-DHN13和MD-DHN15)在冰冻胁迫下,在更耐寒‘金红’苹果中高表达。本研究为进一步探讨MD-DHN基因功能提供了依据。     

苹果MdPDS基因的克隆及表达分析

八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是苹果类胡萝卜素生物合成途径的关键酶。本研究运用电子克隆与RACE技术克隆得到‘澳洲青苹’苹果Md PDS基因(Gen Bank登录号:KU508828),该c DNA序列全长2 005 bp,包含1 725个碱基(121~1 845 bp)的完整开放阅读框,编码575个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,Md PDS编码的氨基酸序列与其他植物的PDS蛋白具有很高的同源性;其同样含有一个二核苷酸结合域和一个类胡萝卜素结合域。系统进化树分析表明,Md PDS与杏、碧桃和草莓蛋白亲缘关系较近,聚为一类。实时荧光定量PCR结果表明,Md PDS在‘澳洲青苹’苹果不同组织均有表达,其在树皮、果皮及叶片中的表达要明显高于花中的表达。此外,Md PDS在着色期套袋果实果皮中的表达量随果色增加而上升,而在非套袋果皮中的表达则变化不明显。上述结果表明Md PDS在苹果果实色泽发育过程中起着重要作用,也为进一步研究其生物学功能奠定了基础。     

芒果FLC同源基因的克隆和表达分析

开花抑制基因FLC (FLOWERING LOCUS C)是春化作用中的关键基因,为探索MADS-box转录因子在芒果花器官发育中的作用,本研究利用RT-PCR克隆得到芒果MADS-box转录因子MiFLC的cDNA全长,序列分析显示该基因具有MADS_MEF2_like和K-box结构域,属于MADS-box基因家族,MiFLC基因编码区长576 bp,编码191个氨基酸,蛋白质相对分子质量22.08 kD,等电点为9.18。MiFLC的生物信息学分析表明该蛋白序列的二级结构主要由α螺旋、无规则转曲及延伸链构成,属于亲水性氨基酸。序列分析和系统进化树分析显示,MiFLC基因编码的蛋白与橙子、枳、龙眼、克莱门柚的蛋白序列同源性高,亲缘关系较近。组织特异性表达分析表明,MiFLC基因在芒果不同品种和每个品种的不同组织部位均有表达,在‘桂七’、‘金煌’、‘凯特’3个品种的表达量呈现出一致性,在营养器官中表达量最高,在花器官中表达量较低,表达量顺序依次是叶茎果花。     

编码荔枝乙烯受体(LcERS1)的cDNA基因的克隆与分析

利用RT -PCR和RACE方法获得了编码荔枝乙烯受体的cDNA序列 ,长度为 2 ,193bp ,该序列中包含一个ORF全长 1,84 8bp ,编码 6 15个氨基酸 ,推测的分子量为 6 8kD。由该序列推定的蛋白质氨基末端存在疏水区 ,羧基端存在组氨酸激酶区和GAF区。与拟南芥的五个乙烯受体比较 ,推定的荔枝乙烯受体的激酶区有乙烯受体所具有的 5个基序 (H ,N ,G1,F ,G2 )中的H和N基序 (motif) ,分别位于第4 2 3- 4 32和 5 32 - 5 4 3氨基酸 ,其保守序列H为 :MNHEMRTPM ;N为 :LMQTILNIMGNA。结构分析和功能预测表明 ,本研究获得的荔枝乙烯受体编码序列推定的氨基酸序列具有乙烯受体的典型特征 ,初步分析表明获得的荔枝cDNA序列包含了编码荔枝乙烯受体 ,LcERS1,的全长cDNA基因 (lcers1) ,GenBank登录号为AY311484。     

枇杷EjICE1基因的克隆及其在低温胁迫下的表达分析

本研究以‘大五星’枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)为材料,采用RT-PCR与RACE法从枇杷中分离了EjICE1基因。该基因cDNA序列全长2 134 bp,具有一个1 623 bp长的开放阅读框,编码540个氨基酸,含MYC型bHLH结构域。同源性分析表明,枇杷ICE1蛋白与其他植物ICE1蛋白具有很高的相似性,与苹果(Malus domestica)相似性高达97%。进化树分析表明,枇杷与苹果聚在一起,与苹果进化关系最近。低温胁迫处理枇杷幼果,丙二醛含量呈上升趋势,游离脯氨酸含量呈先上升后下降趋势,表明枇杷幼果膜脂过氧化程度加剧,其抵御能力存在最大阈值。qRT-PCR分析发现,低温胁迫下EjICE1基因表达量明显增加,表明低温胁迫影响枇杷EjICE1基因表达,本研究为培育抗逆性强的优质品种提供了理论依据。     

欧李ChCBF1基因的克隆及生物信息学分析

本试验在欧李基因组研究的基础上,利用RT-PCR方法从低温处理的‘农大4号’欧李叶片中克隆到了ChCBF1基因,该基因CDS序列长度为690 bp,编码229个氨基酸的蛋白,分子量为25.10 kD,等电点为4.94,蛋白不稳定指数为58.72。二级结构主要由α-螺旋,延伸链,β-折叠和无规则卷曲构成。启动子分析表明,ChCBF1基因的启动子元件包括低温响应元件、多个光响应相关元件以及激素响应元件等一系列诱导型顺式调控元件。通过氨基酸同源比对和系统发育树分析发现,ChCBF1基因编码的氨基酸序列与桃的相似性最高,达到95%。本研究为后续逆境与休眠诱导相关方面的基因功能验证提供了帮助。     

桃PpATP9与PpATP4基因的克隆与表达分析

为探究桃PpATP9和PpATP4基因在自然越冬过程中的表达情况,以‘21世纪’、‘珲春’、‘中华寿桃’为试材,根据PpATP9 (MF062454.1)与PpATP4 (MF062457.1)全长序列设计引物,从三个桃品种中分别克隆得到243 bp的PpATP9全长基因序列和597 bp的PpATP4全长基因序列。三个桃品种中的PpATP9和PpATP4氨基酸序列与已知序列完全一致,序列高度保守。氨基酸理化分析表明,PpATP9与PpATP4蛋白理论分子量分别为8.051和22.122 kD,理论等电点分别为5.32和9.34,脂肪族氨基酸指数分别为99.12和104.34,均为不稳定蛋白。聚类分析表明PpATP9与苹果(Malus domestica) ATP9基因亲缘关系最近,PpATP4与扁桃(Prunus dulcis L.)和红叶李(Prunus cerasifera) ATP4基因的亲缘关系最近。RT-qPCR结果显示,PpATP9基因在三个桃品种花芽中的表达量与温度变化趋势一致,而在韧皮部中,‘21世纪’与‘中华寿桃’呈先升高后降低趋势,‘珲春’则呈现降低趋势。PpAT...     

绣球花花色相关基因HmF3H的克隆及其表达分析

花色是植物重要的观赏性状之一,而黄烷酮羟化酶是植物花色素物质积累的关键酶,对植物花色差异具有重要影响。本研究利用PCR技术从盛花期蓝色花绣球品种‘无尽夏’不孕花中克隆获得了Hm F3H基因的全长序列,该基因的ORF序列长度为1 095 bp,编码364个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为41.08 k D,理论等电点为5.48,为亲水性蛋白,该蛋白属于PLNO2515超家族成员,具有2-酮戊二酸双加氧酶结构域。系统进化树分析表明,该蛋白与咖啡树和佛手瓜的亲缘关系最近。实时定量PCR分析表明,Hm F3H基因在绣球花不同组织器官中均有表达,红色绣球品种‘粉黛’盛花期不孕花比蓝色绣球品种‘无尽夏’盛花期不孕花中表达量高,说明Hm F3H基因对绣球花花色差异形成具有一定影响。本研究获得了绣球花Hm F3H基因序列及其表达情况,为探讨绣球花品种花色差异形成机制具有一定指导意义。     

冷胁迫下甘蓝型冬油菜表达蛋白及BnGSTs基因家族的鉴定与分析

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases, GST)参与调节植物生长、发育和逆境胁迫反应的许多方面。本研究利用双向电泳和质谱技术分析‘16VHNTS309’在冷胁迫下差异表达的蛋白质,基于GO和KEGG分析鉴定出BE、APX、SOD、GST等参与冷胁迫反应的蛋白质。利用q RT-PCR和生理指标鉴定到响应冷胁迫的关键蛋白质GST,采用同源克隆法克隆到‘16VHNTS309’的GST基因。该基因CDS长度为642bp,编码213个氨基酸,是一个不稳定蛋白,属于GST＿N＿3谷胱甘肽S-转移酶家族,与甘蓝型油菜‘ZS11’序列相似性为99.22%,与‘ZS11’和‘Vision’两者的氨基酸序列相比较发现第127位亮氨酸(L)突变为脯氨酸(P)。基因家族分析表明,在甘蓝型油菜中共鉴定到153个Bn GSTs成员,按其功能主要分为Zeta、Phi、Theta、CHQ、DHAR、Lambda和Tau这七大类型,大部分的Bn GSTs属于Phi和Tau这2种类型。系统进化将Bn GSTs分为12个亚家族,亚家族Ⅰ和Ⅷ包含了较多的成员,Bn GSTs不均匀的分布在1...