白桦MADS基因的克隆及序列分析

在分析了欧洲白桦MADS3与拟南芥AP1中的保守性后,设计了一对引物。以白桦雄花芽为材料,从总RNA中通过RT-PCR分离得到一个MADS基因,其cDNA长738bp,包含了基因完整的编码序列,白桦MADS基因与已发表的欧洲白桦MADS3基因仅相差6个碱基,同源性高达99％;推导氨基酸序列的差异为5个,同源性达97％。分析其氨基酸序列表明,存在典型的MADS MEF2转录因子结构域和K-box结构域。     

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。     

家蚕Bm-mrg15基因的克隆与序列分析

含MRG结构域的基因大多在基因的转录调节中起着重要作用.利用电子克隆,在家蚕中得到了一个含MRG结构域的基因Bm-MRG15,并对其进行了克隆测序和序列分析.该基因cDNA长1 113 bp,有6个外显子,编码区长1 020 bp,序列的1 091 bp处有2个重叠的poly(A)加尾信号.推定的蛋白质编码339个氨基酸,N端含有一个染色质域,序列内有5个保守的结构域.RT-PCR显示该基因在所检测家蚕的各时期和组织中均有表达.     

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。     

甜荞花同源异型基因FeMADS1的克隆和序列结构分析

采用同源克隆方法,并结合RACE技术,从甜荞花芽分离得到1个A类MADS-box基因FeMADS1的cDNA全长,GenBank登录号为KM386627,其cDNA全长1 107bp,包括1个编码234个氨基酸、长为705bp的开放阅读框。序列同源比对和分子系统发生分析表明,其蛋白与拟南芥AGL8(FUL)的相似性最高,属A类MADS-box基因亚家族中的euFUL进化系,含MADS、I、K和C末端4个明显的结构域,并且K结构域包含K1、K2和K3共3个保守的富含疏水氨基酸残基的亚结构域,C末端结构域含FUL型基因2个特有的模体:FUL motif和paleoAP1motfi。     

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     

葡萄中白藜芦醇合成酶基因的克隆及其转化黄芪研究

利用RT-PCR技术从巨峰葡萄中克隆获得RS基因的全长c DNA序列,并利用农杆菌侵染法转化黄芪。试验结果表明:经Vector NTI 11.0软件分析克隆获得的RS基因全长序列长度为1 241 bp,并带14 bp长度的poly(A)尾巴,包含930 bp的开放读码框(ORF),编码1个含310个氨基酸残基的蛋白质。生物信息学分析结果表明:RS基因编码白藜芦醇合成酶,对RS基因全长序列进行蛋白质结构域分析,证明该基因具有查尔酮合成酶N端保守结构域,其长度为225个氨基酸。对黄芪进行遗传转化结果表明:获得了3棵黄芪转基因阳性植株,通过DNA、RNA以及蛋白质水平证明RS基因已经完全整合到黄芪基因组中并表达。     

巴西橡胶树MADS-27基因的克隆与生物信息学分析

以巴西橡胶树花芽为材料,利用RT—PCR技术从总RNA中扩增获得1个MADS基因。eDNA长度1063bp．开放阅读框717bp,编码239个氨基酸．命名为HbMADS-27。在HbMADS-27氨基酸序列中具有1个较强的跨膜区,二级结构分析结果表明其属于混合型蛋白。HbMADS-27在N端前34-50氨基酸区域内为较强的疏水区,但整条多肽链表现为亲水性。对20个MADS蛋白进行系统进化分析,结果发现,巴西橡胶树的HbMADS-27基因与蓖麻的MADS-27基因亲缘关系最近,而与拟南芥MADS-27基因亲缘关系相对较远。     

枣树花分生组织特异基因ZjAP1的克隆与表达分析

以枣树(Ziziphus jujuba Mill)为试材,通过反转录RT-PCR和快速扩增cDNA末端的方法,从花萼片组织中克隆获得一个花分生组织特异性基因的全长序列(SQUA/AP1同源基因),命名为ZjAP1(GenBank登录号:EU916199)。生物信息学分析ZjAP1cDNA序列的开放阅读框长度为738bp,编码245个氨基酸,保守域含有SQUA/AP1家族典型的MADS盒蛋白、K盒结构域。ZjAP1的氨基酸序列与其他植物SQUA/AP1具有很高的相似性,进化树分析表明,ZjAP1和其他物种的AP1起源于相同的祖先。半定量RT-PCR分析表明,ZjAP1在花芽、花蕾、花、幼果中都有表达,在结果枝中整个花发育过程中一直有表达,在营养枝和膨大的果实及种仁组织中没有表达,说明ZjAP1与花发育的调控有关。     

紫薇花器官发育调控基因LiFUL1的分离与表达分析

紫薇湘韵具有只开花不结实的特性,表现为花药不开裂、花粉败育、胚珠发育异常。紫薇红叶为普通紫薇,可正常开花结实。以紫薇湘韵为试验材料,采用RT-PCR方法,从花芽中分离得到1个FRUITFULL(FUL)同源基因,命名为LiFUL1(GenBank登录号为MN894547)。序列分析结果表明,其cDNA开放阅读框长度为753 bp,编码251个氨基酸,分子质量为28.453 13 ku。序列比对和保守结构域分析结果表明,LiFUL1基因编码蛋白具有典型的MADS-MEF2和K-box 结构域,C末端含有一个保守性高的基序euFUL MOTIF,因此,LiFUL1属于MADS家族的FUL/AP1亚家族。进化分析表明,紫薇的LiFUL1基因编码的蛋白氨基酸序列与木本植物蓝桉的FUL/AP1氨基酸序列亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果表明,LiFUL1基因在紫薇湘韵花器官分化阶段的花萼分化时期、花瓣与雄蕊分化时期、雄蕊与雌蕊分化时期的表达量显著高于紫薇红叶。另外,利用原核表达系统在大肠埃希菌中成功表达了LiFUL1蛋白,为进一步研究LiFUL1基因的功能奠定了基础。     

水曲柳SOC1基因表达载体的构建及生物信息学分析

为研究SOC1开花调控关键节点基因在水曲柳花时调控中的作用,从水曲柳中克隆获得了SOC1的编码区全长,序列分析表明:SOC1基因长654 bp,编码218个氨基酸,与金鱼草MADSbox转录因子DEFH68基因序列相似性最高,核苷酸相似性为78%;水曲柳SOC1具有MADS-box结构域和K-结构域,同时具有DNA结合位点和磷酸化作用位点,属于MADS家族转录因子。同时利用双酶切法成功构建了水曲柳SOC1基因植物表达载体pROKⅡ-35S∶∶SOC1。     

芙蓉李PsACO1基因的克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR和RACE技术从芙蓉李分离得到1条长度为1 309bp的PsACO1基因cDNA全长序列。该基因包含长度为957bp的开放阅读框,编码319个氨基酸。PsACO1蛋白的分子量为36.24kD,等电点为5.28,含有9个ACO特有的保守结构域。系统进化分析结果表明PsACO1与碧桃、梅、枇杷、苹果和欧洲李的ACO蛋白的亲缘关系较近。     

青花菜CC-NBS-LRR抗病基因BoCNL1的克隆与分析

根据已知序列设计PCR引物,从青花菜中克隆1个NBS-LRR(核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复)抗病基因BoCNL1;在生物信息学分析的基础上,利用RT-PCR研究该基因在不同器官中的表达模式。测序结果表明,BoCNL1基因的编码区全长为2 550 bp,编码849个氨基酸;编码蛋白具CC(卷曲螺旋)、NBS和LRR结构域;进化分析结果表明,BoCNL1与不结球白菜的关系最近,在进化树上处于同一分支,与醉蝶花的关系最远;RT-PCR结果表明,BoCNL1在根、花茎、叶、花蕾、开放的花和嫩角果中均有表达,但表达量低。     

蝴蝶兰MADS-Box基因克隆及植物表达载体的构建

【目的】克隆蝴蝶兰MADS-Box基因并构建其正义和反义植物表达载体,为其功能研究奠定基础。【方法】以蝴蝶兰杂交品种(Phalaenopsis hybrid cv.Jiuhbao Red Rose)为试验材料,采用RT-PCR和RACE技术从花葶中克隆MADS-Box基因,并构建正义和反义植物表达载体。【结果】克隆获得一个蝴蝶兰MADS-Box基因,命名为DtpsMADS1(GeneBank登录号JQ065097)。该基因cDNA全长960 bp,包含37 bp的5'非编码区、185 bp的3'非编码区和一个738 bp的编码区;该基因编码245个氨基酸。生物信息学分析结果表明,该基因编码的蛋白质为碱性亲水性蛋白,具有62.45%的α-螺旋,8.16%的延伸链和29.39%的不规则折叠。序列比对和系统进化分析结果表明,DtpsMADS1与蝴蝶兰ORAP13的亲缘关系最近,同源性达99.0%,与石斛和蕙兰的同源性分别为83.0%和82.0%,属于MADS家族A类亚家族。将DtpsMADS1基因连接到植物表达载体pBI121上,构建获得正、反义植物表达载体pBI121-DtpsMADS1-S和pBI121-DtpsMADS1-A。【结论】成功克隆的蝴蝶兰DtpsMADS1基因属于MADS家族A类亚家族,具有明显的保守性和特异性,可为蝴蝶兰DtpsMADS1基因功能的鉴定及蝴蝶兰的遗传改良奠定基础。     

家蚕Bm-mrg15基因的克隆与序列分析

含MRG结构域的基因大多在基因的转录调节中起着重要作用.利用电子克隆,在家蚕中得到了一个含MRG结构域的基因Bm-MRG15,并对其进行了克隆测序和序列分析.该基因cDNA长1113bp,有6个外显子,编码区长1020bp,序列的1091bp处有2个重叠的poly（A）加尾信号.推定的蛋白质编码339个氨基酸,N端含有一个染色质域,序列内有5个保守的结构域.RT-PCR显示该基因在所检测家蚕的各时期和组织中均有表达.     

葡萄查耳酮合酶基因克隆及其进化分析

利用RT-PCR技术从葡萄中克隆到两个查耳酮合酶(CHS)的c DNA开放阅读框(ORF)序列,分别命名为Vv CHS1和Vv CHS3。其中,Vv CHS1序列长1 182 bp,编码393个氨基酸;Vv CHS3序列长1 170 bp,编码389个氨基酸。对两个CHS基因编码的氨基酸序列的分析表明,二者均具有CHS基因家族的保守结构域。多序列比对和系统发生分析结果表明,两个CHS基因与其他高等植物CHS基因具有较高的相似性,然而Vv CHS1和Vv CHS3在结构和功能上出现歧化。     

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。     

墨兰 CsAP1-A 基因克隆及表达分析

【目的】AP1 基因在植物的花器官发育和开花调控中发挥重要作用，对墨兰 AP1 基因进行克隆与表达分析可为研究其在墨兰花发育和开花调控中的作用提供前期基础。【方法】以墨兰品种‘小香’为材料，克隆到 1 个 AP1 基因，命名为 CsAP1-A。通过生物信息学分析其基因结构、蛋白结构域和进化关系，利用 RT-qPCR 方法分别检测 CsAP1-A 在墨兰不同器官、不同花发育阶段和不同花组织部位的表达情况；通过转录组测序分析 CsAP1-A 在 5 个不同花型墨兰品种花组织部位的表达情况；通过蛋白互作预测软件分析 CsAP1-A 与其他蛋白的互作关系。【结果】CsAP1-A 基因编码区为 744 bp，编码 248 个氨基酸，含有高度保守的 MADS-box 和K-box 结构域，符合 MADS-box 转录因子家族特征。CsAP1-A 与其他兰科植物 AP1 蛋白相似性较高，其中与春兰 AP1/FUL3（APY18447.1）和蕙兰 MADS1（AGE15496.1）的同源性最高。RT-qPCR 分析结果表明，CsAP1-A在墨兰不同器官中均有表达，在花中表达量最高，且集中在花芽分化初期（S1）高表达。在不同花型的墨兰品种中，CsAP1-A 在 WT（普通型）、MPV（重瓣花型）、LaPV（花瓣唇瓣化花型）和 NLV（唇瓣萼片化花型）4 种花型的合蕊柱中表达量均最高，而在萼片中表达量最低；在合蕊柱异常发育的 MPV 中，CsAP1-A 在合蕊柱的表达量显著提高，而在花瓣蕊柱化的梅瓣花型（GPV）中整体表达量最高，且表达区域从合蕊柱扩展到花瓣。蛋白互作预测 CsAP1-A 蛋白可与 MADS1、MADS6、MADS47、MADS8 等 10 个蛋白存在互作关系。【结论】墨兰 CsAP1-A 的基因结构、进化关系、时空表达情况和蛋白互作预测可为墨兰花发育的研究提供理论依据，对进一步揭示 CsAP1-A 基因在墨兰成花过程中的作用奠定基础。