春兰GLO基因的克隆和实时定量表达分析

采用RT-PCR结合RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到一个GLO基因.该基因含有一个630 bp的开放阅读框(ORF),共编码210个氨基酸.系统进化树分析显示,该基因属于B类MADS-box基因的PI/GLO家族,其编码的蛋白与其他植物PI/GLO类蛋白具有很高的同源性,命名为CgGLO(登录号HM106984).实时荧光定量表达分析表明,CgGLO主要在第二轮花器官唇瓣和花瓣中表达,在萼片、子房和叶片中表达较少,在蕊柱和根中表达量最少,这种表达模式支持了van Tunen对ABC模型的修正,也显示了CgGLO基因可能在春兰花器官以及子房的形成过程中起着重要作用.     

枣SEP1基因的克隆和表达分析

SEP类基因属于E类MADS-box基因,在植物花器官发育中发挥重要作用。该研究以‘冬枣’为试材,采用同源克隆和RT-PCR技术从枣中分离到1个SEPALLATA1基因,并进行生物信息学及转录表达分析。序列分析表明,该基因包含完整的开放阅读框为735bp,编码244个氨基酸,预测分子量为27.9247kDa。系统进化树显示,该蛋白与其他植物SEP1类蛋白具有较高的同源性,命名为ZjSEP1(登录号为:KU375248)。实时荧光定量分析表明,ZjSEP1在枣不同组织中表达有显著差异,在蕾、花、幼果等生殖器官中高丰度表达,尤其是花发育前期表达最高;该基因在雄性不育和可育品种中表现出不同的表达模式,初步认为ZjSEP1基因可能在枣花器官的形成过程中发挥一定调控作用。     

洋葱花器官B类MADS-box基因AcPI的克隆及表达分析

【目的】克隆洋葱花器官B类PI/GLO家族MADS-box基因,分析其序列特征及时空表达模式,为探讨其在洋葱花发育过程中的分子遗传机制奠定基础。【方法】以洋葱花蕾总RNA为模板,根据同源克隆策略设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术,获得AcPI的全长cDNA序列。用生物信息学方法对其基因序列特征进行分析;利用RT-PCR和Real-time PCR分析AcPI在花蕾整个生长过程中的时空表达模式。【结果】克隆获得洋葱AcPI基因（GenBank登录号：JX679083）的cDNA全长931 bp,包含615 bp的完整开放阅读框,编码205个氨基酸。蛋白分析表明,AcPI蛋白具有植物MADS-box蛋白典型的MADS和K结构域;与水仙的NTPI、风信子的HoMADS2有78%、75%的相似性,与金鱼草的GLO也有52%的相似性。系统进化树分析表明,AcPI属于B类MADS-box蛋白家族的PI亚家族。RT-PCR表达分析表明,AcPI只在生殖器官花蕾中表达,但主要在花的第一、二、三轮花器官中表达,而在营养组织根、茎和叶中不表达。Real-time PCR进一步分析表明,AcPI在花芽整个生长过程中,在心皮中微弱表达,但表达丰度呈递增趋势;而在外轮被片、内轮被片和雄蕊中强烈表达,其表达丰度除了在外轮被片中呈先增后减的趋势外,在内轮被片和雄蕊中都呈递增趋势。【结论】AcPI在洋葱第一轮花器官中的表达支持了van Tunen提出的修正的ABC模型;但AcPI在洋葱第四轮花器官中也有表达,这表明AcPI除了调控外轮被片、内轮被片和雄蕊发育外,还可能在心皮的形成发育过程中起着重要作用。     

辣椒花器官发育相关PAP3基因的克隆与生物信息学分析

AP3基因属于MADS-box基因家族中控制花器官发育的B类基因,与PI基因一起参与控制植物花瓣和雄蕊的形成。克隆到了辣椒控制花器官发育的PAP3基因(Gen Bank登录号:HM104635),该基因全长929 bp,编码226个氨基酸,具有典型的MADS结构域和K结构域;与其他6种植物同源基因比对显示,它们的氨基酸序列相似性在82%~91%之间;系统进化树分析表明,PAP3属于MADS-box基因家族中的AP3/PI亚族成员,与辣椒花器官发育相关。     

芸薹属BoCAL和BobCAL具有促进拟南芥提前开花的功能

CAL编码MADS-box转录因子,参与控制花分生组织的特性,在拟南芥中发生突变时没有明显的表型;不过花椰菜的BobCAL由于终止密码子提前出现导致花球的形成,而甘蓝的BoCAL可以编码完整CAL蛋白;可见,CAL同源基因在十字花科不同种的植物中具有不同的功能,不过BobCAL是否具有促进开花功能还不清楚。此研究通过构建BoCAL和BobCAL植物双元表达载体,通过浸花法获得了转基因拟南芥,结果发现BoCAL具有促进拟南芥Col和Ws两种生态型植物提前开花的功能;而BobCAL仅能促进Col拟南芥提前开花,而在Ws生态型拟南芥中却未观察到类似的功能。     

光皮桦成花相关MADS-box基因BlMADS1的克隆与表达

MADS-box家族基因广泛分布于植物中,在花发育过程中起着重要调控作用。采用同源克隆结合c DNA末端快速扩增技术(RACE)在光皮桦Betula luminifera中克隆到1个MADS-box基因,命名为Bl MADS1。该基因可能存在2个不同的转录本Bl MADS1S和Bl MADS1L:前者为1 150 bp,编码254个氨基酸,具有MADS-box基因的典型结构,与欧洲白桦Betula pendula的同源基因相似性最高(97%);后者长1 312 bp,但仅含有690 bp的开放阅读框(ORF),编码229个氨基酸,缺失MADS-box蛋白的C端。这种缺失可能由内含子可变剪切造成。同源比对和系统进化分析表明:Bl MADS1属于AP1/SQUA亚家族的AGL79这一分支。定量聚合酶链式反应(PCR)表达分析表明:Bl MADS1基因在根、茎、叶和花器官中均有表达,但Bl MADS1S和Bl MADS1L这2个转录本表达模式存在差异。雄花序发育过程中,Bl MADS1的2个转录本的表达峰值均在萌动雄花序时期;而在雌花序发育过程中,Bl MADS1L和Bl MADS1S表达水平的峰值分别出现在初生雌花芽和萌动雌花序。图6表1参27     

毛竹PheMADS15基因的克隆及功能分析

以毛竹Phyllostachys edulis花为材料,通过聚合酶链式反应(PCR)克隆技术从毛竹中分离得到1个含完整编码区的cDNA,长603 bp,编码200个氨基酸。命名为Phe MADS15(Gen Bank登记号:KU721916)。对PheMADS15进行分析表明,该基因具有典型的MADS-box基因结构域,与拟南芥Arabidopsis thaliana的A类基因AP1编码蛋白的同源性为58.65%。通过实时荧光定量聚合酶链式反应(q RT-PCR)克隆技术检测了Phe MADS15在毛竹花芽、苞片、颖片、稃片、浆片、雄蕊、雌蕊和幼胚中的相对表达量。分析表明:Phe MADS15基因在毛竹花发育的初期表达量最高,主要在花芽中表达,可能参与毛竹成花转变过程。     

蓝莓FLC基因电子克隆及生物信息学分析

FLC基因是MADS-box家族的重要成员,参与调控植物花芽分化和开花过程,在春化作用中起关键作用。以拟南芥(Arabidopsis thaliana)FLC基因编码蛋白序列(Gen Bank登录号:AAN04056.1)为探针,运用电子克隆方法获得蓝莓(Vaccinium spp.)FLC基因(VaFLC)c DNA序列,对其编码蛋白的理化性质、亲/疏水性、保守序列、二级结构和三级结构特点进行预测分析,并对该编码蛋白与其他植物中FLC基因编码蛋白的相似性和进化关系进行研究。结果表明,蓝莓FLC基因c DNA全长1 303 bp,包含1个长度为753 bp的完整开放阅读框,编码250个氨基酸,编码蛋白含有MEF2-like MADS域、I域、K域和C域4个明显的结构域,属于MADS-box基因家族中植物Ⅱ型(MIKC型)基因。在蓝莓FLC基因编码VaFLC蛋白与其他植物FLC蛋白的相似性方面,除与大豆的相似性为38%之外,与其他植物的相似性均高于40%,其中与葡萄、柑橘具有47%的相似性,与拟南芥、可可树、白桦具有46%的相似性,与梨树具有45%的相似性。蓝莓VaFLC蛋白在系统进化树上归为木本植物分支,并形成独立的小分支,推测该基因及其编码蛋白在植物FLC进化过程中保留了部分原始特征。     

中国水仙MADS-box基因克隆及其序列分析

采用同源克隆方法首次克隆了一条中国水仙MADS—box基因,命名为NtMADS。该基因长599bp．编码199AA,具有植物MADS—box基因特有的典型结构MADS—box和K—box。     

草莓AP1同源基因的克隆、表达及启动子分析

【目的】从草莓（Fragaria×ananassa）中克隆APETALA1(AP1)同源基因,并分析其在不同组织、器官及不同花发育阶段的表达水平,探讨其在草莓植株成花进程中的作用。【方法】根据其它物种AP1同源基因的保守序列设计简并引物,以草莓幼叶和花芽为试材,克隆得到AP1的基因片段,在此基础上利用RACE的方法分离获得其cDNA全长。利用实时定量RT-PCR分析草莓不同组织、器官及不同花发育阶段中AP1同源基因的表达水平。利用染色体步移的方法分离启动子序列。【结果】从草莓品种‘花姬’中克隆出AP1同源基因的cDNA全长序列,命名为FaAP1;其CDS长度为735 bp,编码245个氨基酸,与玫瑰AP1-1的氨基酸序列同源性最高,达到92%,与拟南芥AtAP1的氨基酸序列同源性为64.00%。FaAP1编码的氨基酸全长序列符合MADS-box基因家族特征,包含MADS-box、I-间插域、K-box域和C-末端几个结构域,是MIKC类型的MADS-box基因家族的成员。实时定量RT-PCR结果表明,在不同组织、不同花器官及不同花发育阶段中FaAP1的表达量存在差异。其启动子除了具有TATA/CAAT-box外还包含一些特异作用元件。【结论】从草莓中分离出的FaAP1基因,在花分生组织形成和花器官发育中有一定的调控作用。     

白桦BpSOC1基因的克隆及时序表达分析

根据NCBI中已注册的近缘树种的SOC1同源基因序列设计引物,采用RT-PCR技术在4年生白桦茎尖中分离得到1条SOC1-like cDNA序列,命名为BpSOC1。该序列编码区长660 bp,编码220个氨基酸,蛋白质相对分子质量为25 367.77 D,理论等电点为9.32。蛋白结构预测分析表明,BpSOC1具有典型的MADS-box结构域和K-box结构域,同时具有多处DNA结合位点、糖基化位点和磷酸化作用位点,属于MADS家族转录因子。系统发育分析表明,BpSOC1属于MADS-box家族的SOC1/TM3亚家族。采用实时定量PCR技术研究不同树龄白桦BpSOC1从5月初至9月在茎尖的时序表达规律,结果显示:BpSOC1无论在2年生苗期的营养生长阶段还是进入3、4年生的生殖生长阶段均有表达,表达高峰均在7月初和9月初。但2年生苗期的BpSOC1表达量最高的7月初和9月初间无显著差异,而进入生殖生长期后9月初的BpSOC1表达量显著高于7月初的表达量,表明Bp-SOC1既参与白桦的营养生长,又参与生殖生长。     

枇杷MADS-box基因EjMADS1的克隆及其序列分析

利用同源克隆方法克隆了一条枇杷花发育相关基因,序列结构和同源性分析表明：该基因属MADSbox基因。该基因在枇杷中为首次克隆,暂命名为EjMADS1,基因长517bp,编码171AA。     

不结球白菜晚抽薹BcFLC1基因克隆及表达分析

采用RT-PCR、5'RACE和3'RACE方法,克隆得到了不结球白菜NJ074晚抽薹基因(BcFLC1)的cDNA全长序列。对BcFLC1基因所编码氨基酸序列的理化性质进行分析推测得到:该基因cDNA全长909bp,包含576bp的开放阅读框,编码191个氨基酸。不结球白菜BcFLC1蛋白功能域预测分析结果表明:该基因为MADS盒基因,其编码蛋白的1～60氨基酸属于MADS盒基因蛋白。荧光定量PCR分析表明:BcFLC1基因在不同生长发育阶段叶片中的表达情况不同,抽薹前高于抽薹后叶片中的表达量。BcFLC1基因在不同部位表达也存在差异,表达量从高到低依次为:叶、茎、花蕾、花和根。     

葡萄SVP类MADS-box基因的克隆及表达分析

从无核白葡萄(Vitis vinifera cv.Thompson seedless)中克隆获得一个胚珠发育相关MADS-box基因。该基因cDNA全长1 248bp,ORF为729bp,编码一个含有243个氨基酸的蛋白。氨基酸多序列比对和系统发育分析显示,该基因属于SVP类MADS-box基因。采用半定量技术进行表达分析表明,该基因在葡萄的根、茎、叶、花蕾、盛花和胚珠中均有表达,但是有强弱差异。实时定量PCR技术分析表明在无核葡萄品种无核白胚珠发育过程中基因表达量先升后降,而在有核葡萄品种黑比诺胚珠发育过程中表达量一直呈下降趋势。     

辣椒MADS–box基因家族的鉴定及表达分析

利用辣椒的全基因组数据鉴定到104个MADS–box基因，对它们的理化性质、染色体定位、系统进化关系、蛋白保守基序和组织表达水平进行分析。结果表明：辣椒MADS–box基因家族各成员在染色体上的分布不均，理化性质差异较大，104个家族成员编码的氨基酸长度为100~567 aa，蛋白相对分子质量为11 203.9~ 63 559.7，蛋白理论等电点(PI)为4.63~10.46，系统进化树分析结果表明，辣椒MADS–box基因家族可分为2大类，与拟南芥和番茄的进化关系类似；组织表达水平分析结果表明，CaMADSs主要在花、果实和种子中表达，在叶片中表达量相对较低，推测MADS–box基因可能参与调控果实的发育和成熟。     

水稻OsMADS3融合蛋白的原核表达及纯化

水稻OsMADS3基因编码一个MADS盒转录因子,在早期花器官决定过程中发挥着重要作用。为进一步研究OsMADS3的生物学功能,构建了pET32a-OsMADS3原核表达载体,在大肠杆菌BL_(21)(DE_3)中成功表达了带有6×His标签的OsMADS3全长重组蛋白,占细胞总蛋白的60%,主要以包涵体形式存在,分子量为48kD,与预期大小一致。     

薄壳山核桃MADS—box基因保守片段的克隆与序列分析

【目的】克隆薄壳山核桃MADS-box基因的保守片段,进行系统发育分析,为研究薄壳山核桃花发育相关MADS—box家族基因及其发育的分子机理奠定基础。【方法】以薄壳山核桃品种‘马罕’雄花花序为材料,提取总RNA反转录cDNA,采用RT—PCR克隆MADS-box基因的保守片段,并将其推导氨基酸序列与已知拟南芥的MADS．box家族基因进行系统发育分析。【结果】分离获得28条MADS-box基因的cDNA片段,片段长度均为137bp,包含基因起始密码子,核苷酸序列同源性为65．7％-98．5％,其推导氨基酸序列中有11个存在差异。系统发育树分析结果表明,这些基因片段分别归人拟南芥MADS．box基因不同亚家族中,包含ABCDE模型中的各类基因。【结论】薄壳山核桃中存在多种MADS．box家族基因,克隆的片段包含ABCDE模型中的各类花发育基因。