龙眼TPI基因的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

 采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得龙眼胚性愈伤组织磷酸丙糖异构酶基因（TPI）两个类型的全长序列TPIⅠ（GenBank登录号：FJ595244）和TPIⅡ（GenBank登录号：GU073294）,序列全长分别为1 084 bp和1 113 bp,其ORF都由765 bp核苷酸组成,编码254个氨基酸,与其它植物的TPI在核苷酸序列和推导的氨基酸序列的相似性较高。qRT-PCR结果分析表明,在龙眼体胚发生过程中,TPI在松散型胚性愈伤组织阶段的转录水平比较低,在胚性愈伤组织Ⅱ阶段转录水平急剧升高,并一直持续到胚性紧实球形结构阶段,球形胚阶段大幅下调,之后至子叶形胚阶段都维持在较低水平,初步证明TPI及其编码蛋白在龙眼启动体胚发生和早期体胚发育中行使重要的功能。     

miR395分子进化特性及其在龙眼早期体胚发生中的表达分析

【目的】研究miR395的分子进化特性及其在龙眼早期体胚发生中的表达分析。【方法】通过龙眼miRNA文库、转录组数据库和miRBase数据库,得到所有植物miR395家族成员成熟体和前体序列,对其进行序列比对及进化分析、保守性分析、前体二级结构预测、潜在靶基因预测,对龙眼miR395a在龙眼早期体胚发生(SE)阶段的表达模式进行分析。【结果】龙眼miR395家族包含5条前体序列和2条成熟体序列。Mfold预测分析发现,龙眼pre-miR395序列均能形成稳定的发卡结构,其最小折叠自由能ΔG在-44.70～64.80 kal·mol-1,提示与序列长度没有显著相关性。其次,保守性分析显示,植物pre-miR395两端序列较保守,而中间序列不保守;系统进化分析提示,龙眼pre-miR395家族与脐橙、葡萄和苹果的亲缘关系更近。psRNAtarget预测显示,龙眼miR395调控的潜在靶基因主要包含富含亮氨酸重复受体蛋白激酶LRR-RLKs、ATP硫酸化酶APS1、蛋白磷酸酶PP2C、前体RNA蛋白质TSR1同系物TSR1、酮酯酰CoA硫解酶KAT2和EH结构域蛋白EHD1等6个,且都是以裂解靶标的方式进行调控。qRT-PCR分析表明,在龙眼早期体胚发生阶段,miR395a呈上调趋势,且miR395a与APS1呈显著负相关。【结论】龙眼miR395与其他植物miR395功能具有高度保守性和物种特异性,同时龙眼miR395a上调表达可能促进龙眼球形胚的形态建成。     

龙眼体胚发生早期miR166初级体的克隆与表达分析

为了解龙眼miR166初级体基因Pri-miR166 S53结构特点及其前体和成熟体在龙眼体胚发生早期的表达模式,采用SMART~(TM) RACE试剂盒和PCR扩增技术克隆龙眼体胚早期miR166基因的初级体(Pri-miR166 S53),确认其转录起始位点,并预测其含有的潜在ORF;利用龙眼基因组数据库提取其启动子序列,预测其含有的顺式作用元件;用实时荧光定量PCR对龙眼体胚发生早期及不同激素处理下的胚性愈伤组织中miR166基因的前体(Pre-miR166 S53)和成熟体(miR166a.2)表达模式进行分析。结果表明:获得长317 bp的Pri-miR166 S53基因初级体序列,对其进行翻译,得到一条长13个氨基酸序列的miPEP(MLCFVDALFLIST)。利用生物信息学软件分析Pri-miR166 S53基因的启动子序列发现,除了具有TATA/CAAT-box外,还含有生长素、脱落酸、乙烯、水杨酸、茉莉酸甲酯及spl、HSE等特异作用元件。实时荧光定量PCR分析表明,在2,4-D调控的龙眼体胚发生早期过程中,从胚性松散型愈伤组织发育到球形胚的过程中,Pri-miR166 S53基因的前体pre-miR166 S53和成熟体miR166a.2都表现为下调趋势;而在无2,4-D调控的龙眼体胚发生早期中,pre-miR166 S53和miR166a.2表达模式不同。此外,pre-miR166S53随ABA和乙烯处理浓度升高呈下调表达,而对不同浓度2,4-D处理无应答;miR166a.2随2,4-D、ABA处理浓度升高呈下调表达,而在乙烯处理下呈上调表达。上述研究结果提示miR166前体和成熟体在对外源激素应答的模式上并不呈简单线性相关,可能存在多层次、多方位的调控。     

龙眼miR397家族成员分子特性及其在体胚发生早期的表达分析

【目的】探讨龙眼miR397家族成员的分子特性及其在龙眼体胚发生早期的表达模式。【方法】以‘红核子’龙眼胚性愈伤组织为材料,通过对龙眼miR397前体序列二级结构分析、进化树构建、靶基因预测与裂解位点验证、以及龙眼miR397a在龙眼体胚发育早期和不同激素浓度处理下的表达规律进行分析。【结果】龙眼miR397前体序列5端臂上可生成两个序列高度重合的成熟体序列dlo-miR397a和dlo-miR397,二者仅有5端两个碱基TC之间的差异,前体能形成稳定的茎环结构;进化树分析发现龙眼miR397前体与桃、可可、脐橙等亲缘关系较近,处于同一分支,龙眼miR397与拟南芥、甜橙、葡萄等亲缘关系较近,处于较为保守的同一分支,miR397家族成员较前体序列在进化上更为保守。靶基因预测表明龙眼miR397家族主要靶向调控漆酶基因家族和一条姐妹染色单体粘连蛋白(dlo_039206.1)。裂解位点验证发现靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的裂解位点,但位于预测区间外。miR397a在体胚发生过程中对于靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的调控模式在0～3 d较为一致,均为下调表达,6～12 d为显著上调表达,且二者呈典型的负调控关系。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,而靶基因姐妹染色单体粘连蛋白则在激素处理下的表达趋势并不明显,可能由于靶向裂解位点在预测区外所致。【结论】龙眼miR397a可能在龙眼体胚发生早期的6～12 d,通过靶向调控姐妹染色单体粘连蛋白影响龙眼体胚发生早期形态建成。龙眼miR397家族在进化上较为保守,其靶基因主要靶向调控龙眼漆酶家族和姐妹染色单体粘连蛋白。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,表明其在龙眼体胚发生早期可能通过激素信号传导参与龙眼体胚发生早期形态建成。     

龙眼胚性愈伤组织Remorin家族成员的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

以龙眼松散形胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR结合RACE法克隆Remorin家族5个成员的cDNA全长,DlRemorin1全长2 127 bp,编码572个氨基酸;DlRemorin2全长1 829 bp,编码444个氨基酸;DlRemorin3全长1 937 bp,编码541个氨基酸;DlRemorin4全长1 743 bp,编码466个氨基酸;DlRemorin5全长1 043 bp,编码181个氨基酸。DlRemorin1 ~ 5 DNA序列长度分别为：4 054、3 097、3 505、4 690和1 935 bp,所有内含子剪切位点均符合真核生物“GT-AG”规则。所有成员均是不稳定亲水性蛋白,都不具有信号肽,只有DlRemorin1具有跨膜结构,都具有Remorin家族保守结构域,与其它植物的Remorin具有较高的同源性。系统进化树分析结果表明,DlRemorin5为经典的Remorin蛋白,DlRemorin1与DlRemorin2属于长链Remorin。qRT-PCR结果显示,随着龙眼体胚的发育,DlRemorin1的表达量呈类“N”状趋势,在心形胚时期和子叶形胚时期较高;DlRemorin2在心形胚和子叶形胚时期迅速下降;DlRemorin3在发育中后期迅速升高,并在子叶形胚时期最高;DlRemorin4在球形胚和鱼雷形胚时期最低,而DlRemorin5在不完全胚性紧实结构时期最低。说明DlRemorin1 ~ 5在龙眼体胚发生过程的转录水平具有一定的组织特异性和时序性。psRNA Target预测显示DlRemorin还可能受到miRNA家族的调控。     

龙眼APETALA1(AP1)同源基因的克隆与序列分析

根据植物APETALA1(AP1)同源基因的高度保守性,设计合成一对特异引物,从龙眼基因组DNA中扩增出一条长400bp左右的基因片段,插入到pMD-T载体中。测序后分析表明,扩增得到了龙眼AP1同源基因片段。该片段序列包含两个内含子(长96bp和165bp),编码区编码36个氨基酸。与其它植物AP1同源基因的相应区域氨基酸序列具有较高的同源性,其中与花椰菜AP1基因同源性高达91%,与欧亚种葡萄、苹果、柑橘、枇杷的AP1基因同源性都在80%以上。     

柱型苹果MdGAI基因的克隆及表达分析

以柱型苹果‘鲁加5号’茎尖为试材,克隆编码DELLA蛋白的MdGAI基因,并研究该基因的表达特点。结果表明,柱型苹果MdGAI的cDNA序列长度为2491bp,编码635个氨基酸。核酸序列与其它苹果属植物具有很高的同源性,在N端具有保守氨基酸结构域DELLA和VHYNP,在C端存在保守的氨基酸结构域VHVID和SAW。...     

龙眼亚硫酸盐氧化酶(DlSO)基因的克隆及表达分析

【目的】探讨龙眼果实亚硫酸盐氧化酶基因(DlSO)在硫残留生物降解中的作用。【方法】以龙眼总RNA为模板,采用RT-PCR结合RACE法获得龙眼亚硫酸盐氧化酶基因全长cDNA序列,命名为DlSO;运用荧光定量PCR对其表达量进行分析;使用ClontechIn-Fusion技术构建原核表达载体,使其在Rosetta(DE3)大肠杆菌中表达。【结果】DlSO序列全长1413bp,包含一个1182bp的开放阅读框,一个长37bp的5’非翻译区序列和194bp的3’非翻译区,预测编码393个氨基酸;同源性和系统进化分析结果均表明DlSO与毛果杨SO亲缘关系最近;荧光定量结果表明,在龙眼不同组织中,DlSO基因都有表达,其中在叶片中表达量最高,其次是花、幼果、根和果肉,在茎和果皮组织中DlSO基因的表达量最低;成功构建pET-32a-DlSO原核表达载体,经IPTG诱导后在Rosetta(DE3)大肠杆菌中成功表达。【结论】克隆了龙眼亚硫酸盐氧化酶基因(DlSO),并且成功构建了pET-32a-DlSO原核表达载体,经IPTG诱导在大肠杆菌中成功表达出融合蛋白,为下一步研究龙眼亚硫酸盐氧化酶的作用奠定了基础。     

牡丹NCED 基因的克隆和表达分析

 通过RT-PCR和RACE技术克隆得到了牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）中编码9–顺式–环氧类胡萝卜素加双氧酶蛋白（NCED）的一条cDNA基因全长（暂命名为Ps-NCED1）。进化树分析显示Ps-NCED1的氨基酸序列与葡萄、马铃薯、胡萝卜等植物中的NCED一致性均达到了70%以上。通过与拟南芥中CCD（类胡萝卜素分解加双氧酶）家族氨基酸序列比对后发现,Ps-NCED1与调控ABA合成的At-NCED3一致性最高。对花朵中内源ABA的研究发现,ABA在花朵蕾期及衰老期含量较高,盛开期时含量较低,表明ABA对于植物的开放衰老具有促进作用。相对荧光定量PCR分析发现：在花朵完全开放的牡丹植株中,Ps-NCED1在根、茎、叶、花托、萼片、花瓣、心皮、雄蕊中的表达量以在根和雄蕊中较高,在叶和萼片中最低。在外源ABA处理的牡丹花瓣中,Ps-NCED1表达量变化与内源ABA含量变化具有相同的趋势,推测该基因是调控内源ABA含量的主要基因。     

黑木耳Mn-SOD基因的分子克隆与表达分析

以黑木耳DL202为试材，采用RT-PCR技术克隆了Mn-SOD基因全长，并对其进行生物信息学分析和表达分析，以期为进一步研究Mn-SOD基因在黑木耳抗逆过程中的功能奠定基础。结果表明：Mn-SOD基因cDNA全长为609 bp,编码202个氨基酸，命名为Ah-MnSOD;蛋白具有锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)家族的保守结构域，不具有跨膜结构和信号肽；亚细胞定位主要位于过氧化物酶体中；系统进化分析表明Ah-MnSOD与Auricularia subglabra亲缘关系最近。此外，构建了Ah-MnSOD基因的原核表达载体并成功诱导出目的蛋白。荧光定量PCR结果显示Ah-MnSOD基因在不同发育阶段均有表达，且在原基中表达最高。     

龙眼生长素受体基因TIR1密码子偏好性分析

为了解龙眼生长素受体基因TIR1密码子的使用特性,采用CodonW、SPSS软件及EMBOSS在线程序分析龙眼TIR1密码子的偏好性,并分别与龙眼基因组、其他29个物种TIR1以及模式生物基因组进行比较。结果显示,龙眼TIR1与龙眼基因组的密码子选择偏性较弱且较偏好以A/T结尾,而物种间TIR1密码子选择偏性则存在一定差异;进化树分析表明,基于TIR1编码序列聚类结果比密码子使用偏性分类结果能更准确地反映物种间的亲缘关系;密码子使用频率比较结果发现,酵母真核表达系统更适用于龙眼TIR1异源表达试验,而龙眼TIR1与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小,尤其烟草和番茄可能为该基因转基因研究最为理想的受体。     

龙眼胚胎F3H基因的cDNA克隆及序列分析

采用IEF-SDS-PAGE双向电泳技术,对‘立冬本'龙眼合子胚发育不同时期的蛋白质进行分离,通过MALDI-TOF-TOF鉴定到其中一个上调差异表达的蛋白为黄烷酮-3-羟化酶 (flavanone 3-hydroxylase,F3H)。以‘立冬本’龙眼胚胎cDNA为模板,采用RT-PCR和RACE技术,获得F3H基因cDNA 1 404 bp全长序列。序列分析表明,F3H基因共编码365个氨基酸,其cDNA序列与柑橘、苹果、棉花等F3H基因的同源性均高达80%以上,该基因在GenBank中登录号为EF468104。     

龙眼染色质重塑因子Snf2基因家族的进化动力学研究及在体胚发生早期的表达

以龙眼(Dimocarpus longan Lour.)'红核子'品种早期体细胞胚胎发生的胚性愈伤组织(embryogenic callus,EC)、不完全胚性紧实结构(incomplete embryogenic compact structures,ICpEC)和球形胚(globular embryos,GE)为材...     

苹果NAD–苹果酸酶基因的克隆及在不同组织和果实发育阶段的表达分析

 NAD-malic enzyme（NAD-ME）是植物调控苹果酸代谢中的关键酶。以富士苹果（Malus × domestica Borkh.）叶片为试材,通过同源比对和RT-PCR 技术,克隆获得2 个NAD–苹果酸酶基因 （MdNAD-ME1 和MdNAD-ME2）。其ORF 分别为1 785 bp 和1 818 bp,推测其分别编码595 和605 个氨 基酸的多肽。氨基酸序列和结构分析显示,含有5 个保守的氨基酸区域（Ⅰ~Ⅴ）,包含2 个功能结构域： malic 和NAD_bind_1_malic_enz。进化树分析结果显示,MdNAD-ME1 属于α 组双子叶亚组,MdNAD-ME2 属于β 组双子叶亚组。荧光实时定量结果显示,MdNAD-ME 在被检测的组织中呈组成型表达,且在多种 组织中MdNAD-ME1 表达量高于MdNAD-ME2。在富士苹果果实不同发育阶段,MdNAD-ME1 与MdNAD-ME2 具有不同的表达模式。以上结果表明,克隆得到的MdNAD-ME1 和MdNAD-ME2 属于植物NAD-ME,在 苹果的生长和发育过程中MdNAD-ME1 和MdNAD-ME2 可能起到不同作用。     

香石竹水孔蛋白基因的克隆及表达分析

以香石竹(Dianthus caryophyllus)‘马斯特’为试验材料,在分析香石竹和石竹转录组数据的基础上克隆得到10个水孔蛋白(AQP)基因,7个属于PIP亚家族,3个属于TIP亚家族;其中DcaAQP1、DcaAQP2、DcaAQP3、DcaAQP4、DcaAQP6、DcaAQP8和DcaAQP10在萼片中优势表达,DcaAQP5在茎和花瓣中优势表达,DcaAQP7在叶中优势表达,DcaAQP9在各个组织中表达均比较低;在切花开放萎蔫过程中,DcaAQP1、DcaAQP3和DcaAQP6的表达量从花蕾期开始升高,半开期达到最高,DcaAQP4、DcaAQP7、DcaAQP9和DcaAQP10在盛开期表达量达到最高;DcaAQP2在花蕾期表达量最高,DcaAQP5在开始萎蔫期表达量达到最高,表明多个AQP基因协同作用来维持切花开放萎蔫过程中花瓣细胞水分吸收和营养物质转运。     

黄瓜生长素响应因子CsARF10亚家族3个基因的克隆与表达分析

 利通过蛋白序列同源比对和PCR技术从黄瓜中克隆获得了3条生长素响应因子ARF10基因序列,分别命名为CsARF10a、CsARF10b和CsARF10c。系统发育进化树分析发现CsARF10a与番茄SlARF10基因进化距离较近,而CsARF10b和CsARF10c与拟南芥AtARF10相似性更高;启动子分析显示CsARF10家族基因具有多样化的激素应答元件,荧光定量PCR结果也证明黄瓜幼苗在不同NAA浓度处理以及其他激素的处理下,CsARF10家族基因呈现不同的表达模式;荧光定量PCR结果还显示CsARF10家族基因在黄瓜幼苗的根、茎、叶及雄花中都具有较高的转录水平;CsARF10a、b、c在黄瓜果实发育的早期具有相同的表达趋势,但CsARF10a的转录水平较高,而CsARF10b和CsARF10c表达量较低。     

龙眼ELF4同源基因的克隆与功能研究

以‘红核子’龙眼（Dimocarpus longan）叶芽为材料,克隆了ELF4同源基因DlELF4-1和DlELF4-2的cDNA全长序列,对序列进行了生物信息学分析,并通过转化拟南芥以及实时荧光定量PCR研究基因功能。蛋白序列比对结果表明,DlELF4-2与AtELF4-L1有较高相似度,而DlELF4-1与AtELF4相似度更高;构建两个基因的植物表达载体转化拟南芥,转基因植株都表现出延迟开花以及不定根生长的现象,表明DlELF4-1和DlELF4-2可能有抑制开花和促进生长素合成功能;DlELF4-1和DlELF4-2在龙眼花芽分化过程的表达模式不同,推测其在龙眼花芽分化过程中有不同的功能。