结球甘蓝花粉蛋白延伸因子基因的克隆及其序列分析

 以结球甘蓝（Brassica oleracea L. var. capitata L.）E1花粉为试材,对萌发前后的花粉总蛋白进行双向电泳及差异蛋白质谱分析,发现延伸因子BoEF-Tu蛋白在花粉萌发后较萌发前表达上调。利用同源克隆得到甘蓝BoEF-Tu基因的全长cDNA序列,其长度为1 728 bp,具有一个完整开放阅读框（ORF）,位于112 ~ 1 473 bp处,编码453个氨基酸残基,预测分子量为49.17 kD,等电点为6.52。生物信息学分析表明：BoEF-Tu蛋白含有9个α–螺旋结构,18个β–折叠结构,不含信号肽和跨膜区,在106 ~ 121位氨基酸残基处有1个GTP结合区域（DKAPEEKKRGITIATA）。氨基酸同源性分析表明,BoEF-Tu与拟南芥EF-TuM同源性较高,达到93%;系统进化分析表明,BoEF-Tu与拟南芥EF-Tu的亲缘关系最近。     

结球甘蓝花粉蛋白延伸因子基因的克隆及其序列分析

以结球甘蓝（Brassica oleracea L. var. capitata L.）E1 花粉为试材,对萌发前后的花粉总蛋白进行双向电泳及差异蛋白质谱分析,发现延伸因子 BoEF-Tu 蛋白在花粉萌发后较萌发前表达上调。利用同源克隆得到甘蓝 BoEF-Tu 基因的全长 cDNA 序列,其长度为 1 728 bp,具有一个完整开放阅读框（ORF）,位于 112 ~ 1 473 bp 处,编码 453 个氨基酸残基,预测分子量为 49.17 kD,等电点为 6.52。生物信息学分析表明：BoEF-Tu 蛋白含有 9 个 α–螺旋结构,18 个 β–折叠结构,不含信号肽和跨膜区,在106 ~ 121 位氨基酸残基处有 1 个 GTP 结合区域（DKAPEEKKRGITIATA）。氨基酸同源性分析表明,BoEF-Tu 与拟南芥 EF-TuM 同源性较高,达到 93%;系统进化分析表明,BoEF-Tu 与拟南芥 EF-Tu 的亲缘关系最近。     

结球甘蓝花粉钙调素基因的克隆与表达分析

 根据芸薹属植物钙调素基因保守区域设计引物,采用同源克隆的方法从结球甘蓝自交不亲和系和自交系花粉中克隆得到一个钙调素开放阅读框cDNA 序列,该序列长450 bp,编码149 个氨基酸;编码蛋白不含跨膜区,无信号肽,具有4 个完整的EF-hand 结构域。构建了结球甘蓝花粉钙调素原核表达系统,钙调素基因及其3 个突变体在E. coli 中得到表达,均获得分子量约为16 kD 的可溶性融合蛋白,在EGTA 存在的条件下,各融合蛋白具有各自独特的凝胶迁移现象,活性检测表明甘蓝花粉钙调素活性依赖于钙离子。该基因在甘蓝自交不亲和系花粉萌发过程中表达量先上升后下降,在自交系中随花粉萌发增大而降低;在含有钙调素拮抗剂TFP 的培养基中,自交不亲和系和自交系花粉中钙调素基因表达量均受到抑制;在含有W-7 琼脂糖的培养基中无明显差异。     

结球甘蓝春化相关基因BoVIN3 的克隆及其表达分析

 根据已报道的拟南芥春化相关基因VIN3设计引物,通过RT-PCR方法首次从结球甘蓝中克隆得到两条春化相关基因BoVIN3的cDNA ORF编码区序列,各1 680 bp,GenBank登录号分别为JQ394927和JQ394928,可编码由560个氨基酸组成的蛋白质;与拟南芥VIN3基因在核酸水平上同源性分别达到85.55%和79.95%;与拟南芥氨基酸序列同源性分别为80.72%和72.96%。半定量RT-PCR表达分析表明BoVIN3受春化作用的诱导,只在感应低温的茎尖生长点表达,在其它部位不表达,并且其转录产物随春化时间延长逐渐积累,在春化42 d时达到峰值;而在不同浓度GA₃和KT诱导下不表达;FLC受春化作用的抑制,并且BoVIN3受诱导表达后才能使FLC的表达受到抑制,暗示在结球甘蓝中BoVIN3可能参与春化调控开花的生物学过程,属于春化特异基因,只响应低温诱导而转录。     

结球甘蓝不同初级三体的花粉整齐度及生活力的研究

以“中甘11”结球甘蓝初级三体为试材,结球甘蓝二倍体为对照,研究比较了其花粉生活力、花粉整齐度和花粉量.结果表明:结球甘蓝各初级三体花粉的花粉量、整齐度、生活力均低于二倍体,但不同三体之间存在着显著差异.经比较发现,三体6的花粉不管是在花粉量、花粉整齐度还是花粉生活力上与二倍体相比都达到了差异极显著水平,说明结球甘蓝第6染色体对花粉各方面的影响都较大,可能存在于花粉发育相关的基因.     

结球甘蓝叶片卷曲相关7 个同源异型盒基因的克隆与表达分析

 以结球甘蓝（Brassica oleracea L.）‘519’品系为试材,通过结球期茎尖和叶片以及莲座期 茎尖和叶片的转录组对比分析,筛选出4 个显著差异表达HB 类基因,分别为BoHAT2、BoHB12、BoHB7 和BoHB27。进一步对上述4 个基因以及调控拟南芥（Arabidopsis thaliana）叶片卷曲但在结球甘蓝转录 组中未检测到表达差异的基因BoPHB、BoPHV 和BoREV 进行了同源克隆。序列分析表明上述7 个基因 都含有同源异型域（homeodomain,HD）,具有同源异型盒（homeobox,HB）蛋白家族的典型结构特征。 BlastP（蛋白序列与蛋白库做比对）表明它们与拟南芥的同源蛋白相似性高,来自结球甘蓝的BoHAT2、 BoHB12、BoHB7、BoHB27、BoPHB、BoPHV、BoREV 与拟南芥中的HAT2、ATHB12 、ATHB 7、ATHB27、 PHB、PHV、REV 蛋白同源,同源性分别为86%、80%、79%、60%、94%、95%和96%。BlastP 比对和 进化树分析结果表明,BoHAT2 属于HD-ZipⅡ类,BoHB12 和BoHB7 属于HD-ZipⅠ类,BoHB27 属于 ZF-HD,BoPHB、BoPHV 和BoREV 属于HD-Zip Ⅲ类。BoHAT2、BoHB12、BoHB7、BoHB27、BoPHB、 BoPHV、BoREV 在结球甘蓝莲座期到结球期的茎尖和叶片中均有表达,BoHB12 和BoHB7 在结球期叶片 中表达量显著增高,分别是莲座期叶片的38.1 倍和6.2 倍,其余基因表达量差异不明显,表明BoHB12 和 BoHB7 可能是结球甘蓝球叶自然卷曲过程中的主效调控基因。     

结球甘蓝叶片卷曲过程中6个生长素相关基因的克隆与表达分析

生长素在结球甘蓝球叶向上、向内自然卷曲的过程中发挥着重要的调控作用。为挖掘重要的影响结球甘蓝叶片卷曲的生长素相关基因,通过对结球甘蓝莲座期叶片与结球期叶片的转录组进行对比分析,筛选出6个显著差异表达的生长素相关基因,分别为调控生长素动态平衡的Bo ILL6、Bo ASA1基因,控制极性运输的Bo SF21、Bo PIN4基因,参与信号转导的Bo ARF8、Bo GH3.5基因。对上述6个基因进行同源克隆,分别获得全长c DNA序列,序列分析发现6个基因均含有生长素相关的结构域。分子进化树分析发现各基因与芜菁的对应基因遗传关系最近,拟南芥次之。荧光定量PCR检测结果显示,Bo ILL6、Bo ASA1与Bo SF21的表达量变化最为显著,结球期叶片相对莲座期叶片的表达量差异均高达12倍以上,变化趋势与转录组数据分析结果基本一致,说明这3个基因可能与结球甘蓝叶片的卷曲发育密切相关。     

结球甘蓝雌蕊调控转录因子SPT 基因的克隆 与序列分析

以结球甘蓝E1 为材料,提取花蕾总RNA,反转录cDNA。根据拟南芥SPT 基因设计引物,
采用同源克隆的方法从中克隆SPT 基因序列1 085 bp,开放阅读框1 062 bp。通过cDNA 推导得到的氨
基酸序列分析表明,BoSPT 编码353 个氨基酸残基,预测分子量为37.67 kD,pI 为6.83。经过EcoRⅠ和
KpnⅠ限制酶双酶切后,构建原核表达质粒pET43.1a-BoSPT 转化表达菌株E. coli Rosetta（ DE3）,通过
SDS-PAGE 检测该蛋白的表达。经Smart-embl 预测其具有bHLH 家族结构域,位于序列第173～221 位氨
基酸残基处。进化树表明结球甘蓝BoSPT 与拟南芥AtSPT 和筷子芥AlSPT 的亲缘关系较近。BoSPT 基因
的原核表达得到纯化的融合蛋白。     

Bt cry1Ia8抗虫基因对结球甘蓝的转化及其表达

 以结球甘蓝(Brassica oleracea L. var. capitata L. ) 的下胚轴和具柄子叶为外植体, 通过根癌农杆菌(Agrobacterium tum efaciens) 介导法将苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis) 杀虫晶体蛋白基因cry1Ia8导入结球甘蓝中, 共获得38株卡那霉素抗性植株。PCR和Southern blot检测证实cry1Ia8基因已经成功导入并整合到甘蓝的基因组中; RT2PCR和Western blot检测表明, cry1Ia8基因在转录和翻译水平有一定的表达; 转化植株叶片离体饲喂敏感小菜蛾( Plutella xylostella) 和对Cry1Ac蛋白表现抗性的小菜蛾的试验表明, 该基因不仅对敏感小菜蛾有很强的抗性, 对抗性小菜蛾也具有较强的抗性。     

结球甘蓝早春抽薹原因及其防治对策

结球甘蓝早春抽薹原因及其防治对策０４１０００山西省农业科学院小麦研究所陈永杰，段玉田，刘新月，刘玲玲结球甘蓝通话简称“甘蓝”。属十字花科，芸薹属，是甘蓝的一个变种。它适应性和抗逆性较强；易栽培、产量高、耐贮运，露地春、夏、秋均可种植，特别是早春栽培，...     

白菜NRT2基因的克隆及表达模式分析

 以白菜（Brassica campestris ssp. chinensis Makino）品种‘苏州青’为试材,采用RT-PCR技术,获得1个高亲和硝酸盐转运蛋白基因（NRT2）的cDNA序列,全长1 593 bp,推断其编码530个氨基酸,命名为BcNRT2。序列分析表明：BcNRT2基因与甘蓝型油菜BnNRT2基因和拟南芥AtNRT2.1基因核苷酸序列的相似性分别为98%和90%,氨基酸序列的相似性分别为99%和95%,表明植物中NRT2基因保守度较高。实时定量PCR表达分析表明,BcNRT2在白菜根部的表达量最高,为诱导型表达。低浓度NO^₃-（0.2 mmol · L^-1 KNO₃）处理0.5 h后其表达量迅速上升,BcNRT2可能为NO₃^-感受器。高浓度NO₃^-（20 mmol · L^-1 KNO₃）处理后其表达量更高,持续时间较长,可能是受到低亲和硝酸盐转运蛋白NRT1.1的调控而产生的高水平响应。原生质体的瞬时表达显示,BcNRT2蛋白位于细胞膜上。     

大白菜渗透压应激活化蛋白激酶基因SRK2F的克隆与表达

以不耐盐、不耐旱的大白菜自交系SY-14-06为试材,提取根部总RNA,反转录为c DNA。根据大白菜SRK2F基因设计引物,PCR扩增SRK2F基因CDS序列1044bp。SRK2F编码347个氨基酸,预测分子量为39.3k D,理论等电点为4.88。利用p EASY-E1原核表达载体构建原核表达质粒p EASY-E1-SRK2F,转化表达菌株Transetta(DE3),通过SDS-PAGE检测该蛋白的表达。经Smart-embl预测其具有丝/苏氨酸激酶特有结构域,位于第4~260位氨基酸处。经Clustal X2比对,其与拟南芥同源性最高。最后利用镍离子金属螯合亲和层析介质对该蛋白进行纯化,得到了纯化的融合蛋白。     

白菜黄烷酮-3-羟化酶基因的电子克隆与序列分析

现根据同源基因相对保守性,利用已知的油菜F3H基因序列,采用电子克隆的方法获得了白菜F3H基因的cDNA序列;并采用生物信息工具对白菜F3H的性质包括氨基酸序列组成,物理和化学性质,疏水性或亲水性,二级和三级结构的特点进行了研究。结果表明:白菜F3H基因cDNA全长为1 228bp,包含1个完整的开放读码框(1 077bp),编码358个氨基酸。其分子量为40 104.6Da,等电点为5.45;其三维结构显示其是具有7个螺旋和12个折叠和一些不规则卷曲组成的球状结构。     

菜薹蛋白精氨酸甲基转移酶基因BrcuPRMT5的克隆及表达分析

以‘油青49’和‘油青甜菜薹80’菜薹茎尖为材料,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得组蛋白甲基转移酶基因Brcu PRMT5的全长cDNA和gDNA序列。BrcuPRMT5 cDNA序列全长为2 117 bp,其中完整开放阅读框为1 929 bp,编码642个氨基酸,相对分子量为71.55 kD,理论等电点(p I)为5.87;多序列比对结果表明,Brcu PRMT5编码的氨基酸序列含有高等植物PRMT5基因1个高度保守的结构域;系统发育分析结果显示与大白菜、油菜及甘蓝的亲缘关系最近;亚细胞定位软件分析得知,Brcu PRMT5蛋白无跨膜区域,可能定位于线粒体中;对应的gDNA全长为4 151 bp,含有23个外显子和22个内含子,最长的外显子长度为140 bp,内含子的长度范围为50~150 bp。利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术分析基因的表达,BrcuPRMT5在菜薹不同组织中均有表达,其中在花中表达量最高,叶次之,根中最低;BrcuPRMT5从苗期至完全抽薹开花期的表达量呈现上升趋势。BrcuPRMT5在菜薹花发育过程中可能起一定的调控作用。     

香蕉茉莉酸合成关键酶基因MaOPR 的克隆和表达分析

 从‘巴西’香蕉（Musa acuminata L. AAA group‘Brazilian’）根的cDNA 文库中获得了一段 12–氧–植物二烯酸还原酶OPR（12-oxo-phytodienoic acid reductase）基因的片段,RACE 扩增获得全长, 命名为MaOPR。该基因全长1 512 bp,存在一个完整的开放阅读框1 287 bp,编码429 个氨基酸。生物 信息学分析表明,该蛋白属稳定蛋白,等电点为8.11,具有一个活性位点,一个基质结合位点,一个黄素 单核苷酸结合位点。序列预测分析该蛋白亚细胞定位为细胞质,其不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。通 过和已知植物的12–氧–植物二烯酸还原酶基因相比,同源性达到66%以上。其中与苜蓿、谷子、粳稻、 紫云英的OPR 编码的氨基酸序列的同源性均为71%。器官特异性分析表明,MaOPR 在香蕉的根、茎、 叶片、花和果实中均有所表达,其中在茎和果实中表达量较高。通过对其在ABA 抑制剂、乙烯、枯萎病 胁迫下的表达结果分析显示,该基因响应以上3 种胁迫。     

菜薹BcAMT1;4启动子的克隆及活性分析

以菜薹(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)为材料,利用染色体步移法获得了铵转运蛋白基因BcAMT1;4的ATG上游长度为2 086 bp的启动子序列。生物信息分析表明,该启动子中包含多个光信号、激素信号、逆境应答、组织特异表达等顺式作用元件。构建该启动子与GUS基因的融合表达载体,并用农杆菌介导法转化拟南芥。通过对T3代转基因拟南芥植株GUS活性分析发现,GUS染色主要集中于叶片,而在根、茎、花中染色较浅。此外,不同氮源也影响BcAMT1;4启动子的活性,缺氮处理提高了转基因拟南芥GUS表达活性,而分别供0.25 mmol·L^-1 NO₃^-、NH₄⁺和NH₄NO₃的处理在一定程度上抑制其表达活性。研究结果表明,BcAMT1;4可能对菜薹叶片铵态氮营养具有重要调控作用。     

白菜亚硝酸还原酶基因BcNiR的克隆及表达分析

 以白菜品种‘苏州青’自交系叶片cDNA为模板, 采用RT-PCR、3′RACE和5′RACE技术, 获得了编码亚硝酸还原酶基因(NiR) 的cDNA全序列1 852 bp, 包含有1 749 bp的开放阅读框, 编码583个氨基酸, 命名为BcNiR。所推导的氨基酸序列与拟南芥NiR1、烟草nii2编码的氨基酸序列具有较高同源性, 分别为83%和76%。生物信息学分析表明, BcNiR具有完整的NiR蛋白结构, 含血红素蛋白β - 化合物区域, 一个明显的西罗血红素siroheme结合位点和4Fe-4S区域, 可以在SWiSS-MODEL数据库中搜索到与之相近的三维结构。RT-PCR结果显示, 该基因在叶片中的表达量远远高于根系, 在以0、10、20、30、40 mmol·L ^{- 1}硝态氮各分别处理0、2、4、6、8、12 h的试验中, 30 mmol·L ^-1处理4 h可使BcNiR的表达量达到最大; 5和10 mmol·L ^{- 1}铵态氮处理试验表明, 高浓度的铵抑制该基因的表达。     

菜薹抽薹相关基因BrcuDFR-like/BrcuAXS 的克隆与表达特性分析

 为了预测抽薹相关基因BrcuDFR-like/BrcuAXS 的功能,通过PCR 和RACE 的方法克隆了菜薹BrcuDFR-like/BrcuAXS 基因的cDNA 和gDNA 全长序列。结果表明：该基因编码区全长1 332 bp,编码312 个氨基酸残基。对应的gDNA 全长为2 460 bp,含有8 个外显子和7 个内含子,内含子总长为1 042bp,其中第3 个内含子最长,为401 bp。内含子中含有多个基本转录元件和顺式作用元件,如光应答元件、赤霉素响应元件、参与抗性和胁迫应答元件、热响应元件、WRKY 转录因子的结合位点及干旱胁迫元件MYB 转录因子结合位点等。利用半定量RT-PCR 分析表达模式,发现BrcuDFR-like/BrcuAXS 随菜薹花芽形态逐步建成直至抽薹开花,其表达量逐渐增强,与其它物种DFR-like 基因的表达模式更吻合,由此预测该基因在菜薹生长发育阶段编码DFR-like 酶的可能性大于编码AXS 的可能性,其功能可能与菜薹营养分生组织向花分生组织转变有关。