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。     

甘蓝自交不亲和信号传导中SRK 结合蛋白基因THL1 的克隆与序列分析

 采用PCR 和RT-PCR 技术, 从甘蓝基因组和柱头总RNA 中扩增获得了719 bp 的硫氧还蛋白(THL1) 的全长基因序列和430 bp 的cDNA 序列。序列分析首次表明, 克隆的THL1 基因全序列有两个内含子, cDNA 序列编码117 个氨基酸。     

中国芦荟AIDREB2基因的克隆及其胁迫表达

为了研究中国芦荟的抗逆机理,以cDNA为模板,利用3'RACE和PCR扩增方法,克隆得到了一个编码DREB蛋白的基因,命名为AlDREB2,GenBank登录号为FJ560460.其cDNA序列全长为886bp,包含一个636 bp的开放阅读框,推导编码的氨基酸序列(212个氨基酸)与库拉索芦荟AlDREBI的序列相似性很高.进化树分析结果将AlDREB2归入DREB亚家族中A-6亚组.利用RT-PCR技术分析了AlDREB2基因的表达与胁迫的关系,表明AlDREB2基因在非生物胁迫与生物胁迫中能够被不同程度诱导表达.     

蜡梅胚胎晚期丰富蛋白基因CpLEA的克隆及表达分析

从蜡梅 （Chimonanthus praecox）花cDNA文库中获得了1个胚胎晚期丰富蛋白（LEA）基因的cDNA全长序列,命名为CpLEA（GenBank登录号：JF412788）,该基因cDNA含有一个273 bp编码91个氨基酸的开放阅读框,从蜡梅基因组DNA中扩增该基因发现,该基因含有两个大小分别为35 bp和707 bp的内含子。生物信息学分析显示,CpLEA的编码蛋白含有4个胚胎晚期丰富蛋白第3族LEA蛋白特有的11个氨基酸的基元重复序列,进化树分析表明该编码蛋白与榛子的LEA蛋白亲缘关系最近。通过原核表达获得了与预期大小一致的融合蛋白。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在蜡梅成熟种子中表达量最高,在根中几乎不表达;在盛开期花的各个部位中又以雌蕊中的表达量最高;在花发育早期表达量较高,随后下降并保持相对稳定,在衰败期突增并达到最高;检测该基因在脱落酸（ABA 50 μmol · L^-1）、低温（4 ℃）、高温（42 ℃）、干旱（30% PEG6000）和高盐（NaCl 1 mol · L^-1）5种外源非生物胁迫因子作用下的表达特性。结果表明,该基因能够被ABA、低温、高温、PEG 和NaCl诱导表达,并在随后的时间内呈现出不同的表达模式。表明CpLEA可能在蜡梅花发育和多种非生物胁迫响应中发挥作用。     

甘蓝自交不亲和相关转录因子BosiPA1 蛋白基因的克隆与表达分析

 通过自交不亲和甘蓝‘A1’自花授粉1 h 和未授粉柱头蛋白质表达谱的对比,鉴定出1 个受 自花授粉诱导上调表达的蛋白,通过PCR 技术获取了其编码序列,命名为BosiPA1 蛋白,其基因全长为 3 730 bp,具有1 个1 092 bp 的完整编码框（KF314579）。BosiPA1 由6 个外显子、5 个内含子组成,编码 363 个氨基酸。序列分析表明BosiPA1 蛋白具有典型的basic helix-loop-helix（bHLH）功能域,在SCR、SRK、 Exo70A1 基因的ATG 上游启动子序列中存在可以被bHLH 功能区识别并结合的E-box（CANNTG）序列。 在分子进化上甘蓝BosiPA1与AtbHLH128 距离最近,与AtHEC1/2/3 和TgGBOF-1 处在同一个分支。RT-PCR 检测表明甘蓝BosiPA1 基因在花瓣、萼片、花粉、柱头和叶片中均有表达;荧光定量PCR 分析表明BosiPA1 基因在自花授粉10 min、30 min、1 h 的柱头中呈逐渐上升趋势。上述结果说明BosiPA1 与bHLH 的进化 分支较早,可能是一个参与甘蓝多器官发育的自交不亲和相关的转录因子。     

甘蓝LFY基因的克隆及序列分析

以甘蓝ZQ启动抽薹的茎尖为材料,分别提取DNA和RNA,以两对引物扩增并序列拼接得到甘蓝LFYZQ基因DNA序列和cDNA完整编码区,长度分别为2 560、1 239 bp,与花椰菜、拟南芥、芥菜和萝卜同源性分别达到91 %、87 %、86 %、87 %。该基因含有3个外显子（452、394、393 bp）和2个内含子（514、807 bp）,共编码412个氨基酸,内含子剪接位点均符合经典GT-AG法则。将LFYZQ与网上公布的12种十字花科植物LFY氨基酸序列按分子进化分成两类：甘蓝LFYZQ与花椰菜以及Jonopsidium属植物Jonopsidium acaule这3个分为一类;其余10种植物分为第二大类。LFYZQ蛋白分子量为46 kD,是一个不稳定的疏水蛋白,存在N-十四（烷）酰化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、酰胺化位点共4种活性位点。     

百子莲开花相关基因ApFT的克隆及表达分析

采用cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cDNA ends,RACE）方法得到了百子莲（Agapanthus praecox ssp. orientalis）FT基因cDNA全长序列,命名为ApFT,GenBank登录号为KC951108。序列分析表明,百子莲ApFT基因cDNA全长815 bp,其中开放阅读框534 bp,编码177个氨基酸,5′非编码区（5′UTR）和3′非编码区（3′UTR）分别为89 bp和192 bp。ApFT编码的蛋白有一个单一而非常保守的PEBP（Phosphatidylethanolamine-binding protein,PEBP磷酸乙醇胺结合蛋白）结构域,与玉米（MFT2）、拟南芥（AtFT）和温州蜜柑（CuMFT1）等植物的FT蛋白有较高的相似性,同源性均在50%以上。系统进化树分析表明,百子莲ApFT与玉米（MFT2）聚类关系最近。实时荧光定量qRT-PCR结果显示,整个花芽分化过程中ApFT在叶片中表达量高,茎尖中表达量低。随着花芽分化的进程,在叶片中ApFT表达量逐渐降低,而茎尖中ApFT的表达量在诱导期均高于营养期和花芽分化期,推测该基因可能在调节百子莲花芽分化过程中发挥重要作用。     

辣椒高赖氨酸蛋白基因Cflr全长cDNA的克隆及其组织表达特征

为了在茄科植物中寻找新的高赖氨酸蛋白基因,以辣椒栽培种‘江蔬7号'的成熟花粉为材料,根据马铃薯和番茄中高赖氨酸蛋白基因的保守序列设计引物,通过RT-PCR技术扩增到一条长390 bp的cDNA片段,继而应用RACE技术克隆了一个辣椒高赖氨酸蛋白基因的全长cDNA,命名为Cflr（GenBank登录号：EU367999）。Cflr基因cDNA全长920 bp,5＇端有84 bp的非翻译区,3＇端具有完整的polyA尾,包含一个编码223个氨基酸的完整开放阅读框。Cflr基因与马铃薯和番茄高赖氨酸蛋白基因cDNA序列的同源性为50%～60%,氨基酸序列的同源性为40%～50%。该基因所编码的蛋白质中赖氨酸含量为21.2%,苏氨酸含量为10.3%,是目前已知赖氨酸含量最高的天然蛋白。半定量RT-PCR结果表明,Cflr基因在辣椒未成熟花药、成熟花粉、花瓣、茎、叶片和根中均有表达,在成熟花粉和花瓣中的表达丰度最高,在叶片中表达量明显减少,而在未成熟花药、茎和根中的表达量极少。     

大白菜温度敏感雄性不育育性转化相关XET基因的电子克隆

以从大白菜温敏雄性育性转化相关基因差异表达的分析中获得的EST-58为标签,采用电子克隆的方法对其进行延伸,并对电子克隆的结果进行RT-PCR验证,结果表明:电子克隆到1个由1197bp核苷酸组成的序列,该序列具有完整的开放阅读框架(ORF),编码蛋白为292个氨基酸。经RT-PCR扩增,连续样品间EST-58表达的带型变化趋势与cDNA-AFLP的差异显示情况一致,且RT-PCR获得的序列与电子克隆的序列一致性达98%。用该序列在GenBank数据库中进行blastX同源性分析,确定该序列为大白菜的XET基因(GenBank登陆号为EU579461)。     

结球甘蓝BoCBF1与BoCBF2基因的CAPS标记及其对耐寒性的影响

以两份具有不同耐寒性的甘蓝自交系341和21-3为试材,根据已有拟南芥CBF1基因序列及甘蓝基因组测序拼接出的Scaffold信息,获得了甘蓝BoCBF1和BoCBF2基因编码区的全长序列。经PCR产物直接测序发现BoCBF1基因在自交系341和21-3间的变异表现为4个单核苷酸多态性（SNP）,而BoCBF2基因则表现为16个SNP及1个18 bp碱基的插入缺失（InDel）。为简便快捷地鉴定两个自交系间BoCBF1和BoCBF2基因序列的变异,开发了BoCBF1和BoCBF2基因的CAPS标记,分别命名为BoCBF1-TaqαⅠ和BoCBF2-BstUⅠ。利用这两个CAPS标记对两个自交系、F1、F2群体的基因型与耐寒性进行相关性分析,发现这两个基因的变异与材料的耐寒性极显著相关,可用该标记进行甘蓝耐寒育种的分子标记辅助选择。     

大白菜KASP反应体系的优化与建立

以大白菜基因组DNA为模板,对影响竞争性等位基因特异性PCR（Kompetitive allele specific PCR,KASP）的反应体积、引物浓度和DNA模板用量等3个参数进行优化,建立了适用于大白菜的KASP反应体系。96孔模块最佳反应体系中,总反应体积为8 μL,其中模板DNA（60 ~ 80 ng · μL-1）1 μL,KASP Master mix（2×）4 μL,引物混合物（50 μmol · L-1）0.14 μL,ddH2O 3 μL。384孔模块最佳反应体系中,总反应体积为4 μL,其中模板DNA（60 ~ 80 ng · μL-1）1 μL,KASP Master mix（2×）2 μL,引物混合物（50 μmol · L-1）0.07 μL,ddH2O 1 μL。利用不同引物和不同的大白菜材料对优化的反应体系进行验证,均获得了较好的KASP-SNP分型,验证了该优化体系的稳定性。该反应体系可以用于大白菜遗传多样性研究、基因定位、遗传图谱构建等遗传学研究。     

芥蓝和结球甘蓝分别与甘蓝型油菜杂交的后代结实性及Rfo传递效率比较

为明确甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交的生殖隔离程度是否与甘蓝的变种类型有关,以2份Ogura CMS芥蓝和4份Ogura CMS结球甘蓝为母本,分别与2份含有Ogura CMS育性恢复基因Rfo的甘蓝型油菜杂交,获得的种间杂种加倍后,再分别与母本芥蓝和结球甘蓝回交,调查F1、BC1两个世代材料的结实性和Rfo基因的传递效率。结果表明,芥蓝与甘蓝型油菜种间杂交F1代、BC1代的亲和指数都显著高于结球甘蓝（P < 0.05）,是结球甘蓝的2倍以上,且在芥蓝材料中Rfo基因的传递效率高于结球甘蓝。进一步比较BC1回交后代Rfo阳性单株的育性、遗传背景回复率,芥蓝的育性大多显著好于结球甘蓝（P < 0.05）,26株BC1单株遗传背景回复率在0.50 ~ 0.84之间;而结球甘蓝两个BC1单株（15Y1和15Y4）遗传背景回复率分别为0.53和0.59。上述结果说明,芥蓝较结球甘蓝更易与甘蓝型油菜杂交获得后代,且异源目的片段的传递效率更高,因此芥蓝可作为结球甘蓝与甘蓝型油菜杂交的桥梁材料,加速甘蓝型油菜中优异性状的转育进程。     

橙色大白菜遗传转化体系的初步建立

以06J28橙色大白菜子叶段为外植体,通过根癌农杆菌介导CMS7311-orf224基因,探讨了潮霉素、头孢霉素、预培养时间、农杆菌浓度、感菌时间和共培养时间等因素对橙色大白菜遗传转化的影响.试验结果表明,子叶段预培养2~3 d后,在OD600值为0.3~0.5的农杆菌EHA-105菌液中侵染5 min,再共培养2~3 d,在培养基中加入5 mg/L Hyg (抗性筛选)和500 mg/L Cef(脱菌)可得到转化植株.试验初步建立了橙色大白菜遗传转化体系,为大白菜种质资源创新奠定了基础.     

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。     

甘蓝一代杂种S 单元型的分布

利用SRK 基因激酶区的3 对特异性引物,对23 份甘蓝一代杂种进行PCR 扩增,经过克隆测
序、Blast 分析初步鉴定甘蓝一代杂种的S 单元型。结果表明：供试23 份材料中共出现了11 个S 单元型,
分别是S7、S16、S28、S35、S45、S57、S68 和未知的Sn 等8 个Ⅰ类S 单元型及S2、S5、S15 等3 个Ⅱ
类S 单元型。其中,Ⅱ类S 单元型的S5 出现频率最高,达到19.6%;其次为Ⅰ类S 单元型的S28,达到
17.4%。相比甘蓝类作物中存在的50 多个S 单元型而言,本试验材料涉及的S 单元型并不多,预示在遗传
育种中利用更多的S 单元型是十分必要的。     

大白菜耐旱相关基因BpNFYA5 的克隆及功能初步分析

 以拟南芥（Arabidopsis thaliana）NFYA5 基因（GenBank 登录号：At1g54160）的序列为基准,通过比对获得芸薹属大白菜[Brassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour.）Makino]同源EST 序列;采用电子克隆的方法从大白菜中克隆到相关基因全长序列,命名为BpNFYA5。该基因包含3 个内含子,其推导蛋白与拟南芥NFYA5 CCAAT-box 结合域相似性达92.6%。对大白菜进行干旱胁迫,发现BpNFYA5显著上调表达。构建了植物过表达载体pBIn-NFYA5 和RNA 干扰载体pFGC-NFYA5,通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导浸花法转化拟南芥。经除草剂、潮霉素筛选及PCR 鉴定获得转基因植株。采用干旱和10% PEG6000 模拟亏水胁迫,对转基因材料的T2 代进行了耐旱性鉴定。结果显示：过表达植株（OL）较野生型植株（WT）和干扰表达植株（Ri）叶绿素含量高;渗透胁迫下OL 植株脯氨酸含量迅速积累,积累量显著高于WT 和Ri 植株;控水干旱2 周OL 株系较WT 及Ri 材料具有更好的干旱耐受性;OL 株系离体叶片的失水速率较小,叶片有效水分利用率较WT 和Ri 高。结果表明所克隆的基因BpNFYA5 在亏水胁迫调控中具有抗旱作用。