香菇低温胁迫应答基因的克隆及其表达分析

用RT-PCR和RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术相结合，从香菇(Lentinula edodes)苏香菌株中得到了1个与低温胁迫相关的全长2 432 bp的cDNA，该基因含1个1 962 bp的开放式阅读框，基因组序列分析发现该基因有11个内含子。经数据库同源查找及序列比较，发现该基因编码的氨基酸与青霉菌(Penicillium nordicum)的聚酮合酶和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的α-氨基己二酸还原酶分别具有30%、22％的同源性和46%、40%的相似性。表达谱分析表明，当低温胁迫的温差为5 ℃时，该基因即开始表达，但mRNA丰度较低；温差达到10 ℃时，mRNA达到最大表达量；低温胁迫处理后，该基因在菌丝转色前的表达丰度低于转色后的丰度。将该基因初步命名为ICS (gene induced under cold stress, GenBank登录号为DQ211659)，并初步推测该基因可能参与了低温胁迫的信号传导，低温胁迫信号在影响氮代谢后进而诱发子实体的形成。     

杜梨精氨酸脱羧酶基因PbADC的克隆与表达分析

精氨酸脱羧酶(ADC)是植物多胺生物合成途径中的关键酶.为探索ADC基因在杜梨中的序列特征及其对非生物胁迫的应答特性,采用反转录PCR(RT-PCR)技术从杜梨中克隆PbADC基因,利用生物信息学软件进行序列分析,并通过荧光定量PCR技术检测其在不同组织中的表达水平和对多种非生物胁迫的响应.结果表明,PbADC基因的开...     

结球甘蓝转录调控肿瘤蛋白基因（TCTP）的分离与表达特性初步分析

TCTP（translationally controlled tumor protein）是许多动物肿瘤细胞中存在的一类较丰富的蛋白（Yenofsky et al.1983），目前为止，有关TCTP的确切功能还不是很清楚，推测TCTP可能是属于对热较为稳定的钙结合蛋白（Kim et al．，2000），能够结合微管蛋白（Gachet et al．，1999），诱导细胞内的信号传递（MacDonald et al．,1995），同时细胞增殖有关（Bohm et al.,1989）。     

大白菜-结球甘蓝AT4系列易位系抽薹相关基因的表达分析

未熟抽薹会对大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)生产造成重大损失.为研究大白菜抽薹开花相关基因,本研究对添加结球甘蓝(B.oleracea var.capitata)4号染色体片段的大白菜耐抽薹和易抽薹易位系间存在差异的cDNA-扩增片段长度多态性(cDNA-amplified fragment length polymorphism,cDNA-AFLP)条带进行回收测序,其差异条带的同源性比对和功能性分析结果表明,差异基因可分为3种:转录翻译类、信号传导类和膜运输类.其功能预测涉及细胞物质运输、信号转导、物质能量代谢、胁迫应答、基因表达调控、细胞周期等.对其中8条序列进行qRT-PCR检测结果表明,在春化处理过程中P65M58-11、P65M58-12和P75M47-9在极晚抽薹材料中表达量峰值极显著高于极早抽薹材料,P65M58-11和P65M58-12条带的表达量峰值出现在春化处理14d时.而P75M47-9在极晚抽薹材料中表达量峰值出现在春化处理7d,在极早抽薹材料中从春化处理开始就呈现出下调趋势;P77M58-9、P77M58-12、P63M49-8-1和P63M61-4-2在极晚抽薹材料中表达量峰值极显著低于极早抽薹材料,P63M49-8-1在极早抽薹材料中表达量的峰值出现在春化处理7d,而在极晚抽薹材料中从春化处理7d后表达量逐渐上调.P77M58-9、P77M58-12和P63M61-4-2表达量峰值出现在春化处理14d时;另外P63M49-1-2条带在极晚抽薹和极早抽薹两种材料中表达量差异无明显规律,在极早抽薹材料中表达量峰值出现在春化处理7d时,而在极晚抽薹材料中峰值出现在春化处理21d时.本研究获得了在6个易位系、2个自交系、2个商品种的耐抽薹和易抽薹材料间表达量及表达模式存在差异的8个基因,为深入挖掘大白菜抽薹开花相关基因、开展基因功能验证以及获得耐抽薹大白菜材料提供基础资料.     

云锦杜鹃RhLIS基因的克隆与表达分析

芳樟醇合酶(LIS)是植物香气化合物中芳樟醇合成途径的关键酶。为探究杜鹃花(Rhododendron spp.) LIS基因的功能及表达特性,解析芳樟醇的合成机理,本试验以云锦杜鹃(Rh. fortunei)为试材,利用反转录PCR(RT-PCR)技术和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆LIS基因全长cDNA序列,并应用顶空固相微萃取(SPME)与气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术,分析云锦杜鹃不同花期的花瓣及其他组织中LIS基因的表达水平和芳樟醇含量的变化关系。结果表明,从云锦杜鹃花苞cDNA中克隆得到RhLIS基因,含有完整的cDNA开放阅读框(ORF)序列长1 887 bp,编码628个氨基酸,与其他物种的LIS蛋白质氨基酸序列具有40%~50%的同源性;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果表明,在不同花期的花瓣中,云锦杜鹃RhLIS表达水平先升高后降低,在盛开期的表达量最高,雄蕊中的表达量远高于雌蕊,幼叶高于老叶,花瓣高于花蕊和叶片。检测分析花香成分中芳樟醇的释放量,结果显示在云锦杜鹃不同花期的花瓣中,芳樟醇含量变化趋势与LIS基因的表达水平相一致,在半开期达到最大值,花蕊中芳樟醇含量均远低于花瓣;云锦杜鹃LIS基因的表达量与芳樟醇含量呈高度正相关。本研究结果为杜鹃花芳香品种的培育和改良提供了理论依据。     

一个橡胶树咖啡酸甲基转移酶基因(COMT)的克隆和表达分析

咖啡酸甲基转移酶(COMT)是木质素合成途径的关键酶,在植物抗逆反应中发挥重要作用。本研究基于本实验室已建立的橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳EST数据库,对组装后序列(Contig)检索并设计引物,利用PCR技术克隆到一个橡胶树COMT基因,命名为HbCOMT1(GenBank登录号为GI:443908530)。该基因全长1926bp,由4个外显子和3个内含子组成,编码368个氨基酸,预测蛋白的分子量为40.58kD,等电点为5.46,具有植物O-甲基转移酶的典型特征。系统进化分析显示HbCOMT1蛋白与蓖麻(Ricinus communis)和葡萄(Vitis vinifera)的COMT聚为一组,其他11种植物的COMT则另成一组。基因表达分析显示HbCOMT1在胶乳中的表达量最高,其次是叶片和树皮,花、芽中的表达量较低,种子中几乎不表达。同时,HbCOMT1基因在胶乳中的表达量随割次增加明显上升,显著受伤害诱导,受死皮调控,但对乙烯利应答不明显。本研究首次从橡胶树中克隆了一个COMT基因,了解了其基因结构与表达特性,推测该基因可能参与乳管的胁迫应答和排胶调控,为深入揭示该基因功能提供基础资料。     

大蒜蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶基因As-1-SST的克隆与表达分析

植物果聚糖是一类重要的可溶性碳水化合物,其在植物中的积累可提高植物的抗逆性。为了解大蒜蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶的序列特征和功能,本研究采用TA克隆方法(Original TA Cloning Kit)得到乐都紫皮大蒜As-1-SST基因全长序列,利用BLAST、DNAMAN、ProtParam、SWISS-MODEL、MEGA等生物信息工具分析其序列特征,通过荧光定量PCR(qRT-PCR)分析As-1-SST基因在大蒜根、假茎、叶片和鳞芽中的表达差异及其对低温和干旱胁迫的响应情况。结果表明,大蒜As-1-SST基因全长1 872 bp, 编码623个氨基酸,推测蛋白质分子质量为69.76 kDa,理论等电点为5.19,为不稳定亲水性蛋白;亚细胞定位预测结果显示,As-1-SST蛋白主要定位于液泡,该蛋白无信号肽,包含2个特异位点,属于糖苷水解酶32(GH32)家族。在进化关系上,大蒜As-1-SST与百合科的洋葱1-SST亲缘关系最为接近。qRT-PCR分析表明,As-1-SST基因在根中的表达量最高,其次是假茎,在鳞芽和叶片中表达水平较低,具有明显的组织特异性;不同组织As-1-SST对于低温及干旱胁迫的响应差异显著,低温胁迫显著诱导了根、假茎、叶片中As-1-SST的表达,而干旱胁迫只显著提高了鳞芽中As-1-SST的表达量,说明大蒜各组织As-1-SST对逆境信号的响应机制不同。本研究为进一步鉴定大蒜果聚糖合成酶基因的生物信息学功能和表达调控机制提供了一定的理论依据。     

茶树CsSNAT基因的克隆与表达分析

为明确茶树SNAT基因的序列特征和表达特点,在茶树转录组测序的基础上以茶树(Camellia sinensis)品种舒茶早为试验材料,通过SMART^TM RACE技术克隆茶树褪黑素合成途径中关键限速酶5-羟色胺-N-乙酰转移酶CsSNAT基因的cDNA全长序列,并分析其基因结构和表达模式。结果表明,CsSNAT基因序列全长1 014 bp,其中包含742 bp的完整开放阅读框(ORF),编码247个氨基酸,预测等电点7.64,蛋白分子量27.36 kDa。氨基酸序列比对显示,CsSNAT蛋白与其他高等植物的SNAT蛋白具有较高同源性,与葡萄 VvSNAT(CBI31163)同源性最高,为66.19%。诱导蛋白最佳条件为温度28℃,异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.5 mg·L^-1,诱导时间6 h,在上清液中可获得大量分子量为66 kDa的可溶性融合蛋白。实时定量 PCR 分析表明,CsSNAT在褪黑素处理6 h后表达量最高,为对照的3倍;茶尺蠖取食6 h后,CsSNAT表达显著上调。不同激素处理结果显示,CsSNAT受脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)诱导表达。本研究结果为5-羟色胺-N-乙酰转移酶功能研究奠定了一定的基础。     

蓖麻延伸因子基因的克隆与表达分析

为探讨蓖麻延伸因子基因(RcEF-1α)作为参考基因进行相关研究的可行性,以蓖麻雌性花为试验材料,扩增RcEF-1α(GenBank登录号: XM_002518027.3)的编码序列(CDS),并将其亚克隆至原核表达载体pET32a(+)构建成重组载体pET32a(+)-RcEF-1α;将pET32a(+)-RcEF-1α转化至大肠杆菌表达菌株BL21 (DE3)中进行优化表达,表达蛋白经纯化后进行Western blot验证。结果表明,异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)可诱导一个分子量约66 kD的特异蛋白;采用纯化的表达蛋白免疫新西兰白兔制备抗RcEF-1α的多克隆抗血清,用多克隆抗血清进行Western blot验证,发现多克隆抗血清具有针对RcEF-1α的特异性,经ELISA检测,其效价为1∶51 200;以抗血清为一抗,通过Western blot分析RcEF-1α在时空条件一致且正常生长的根、茎、叶、雌花、雄花和果实中的表达量,结果显示,蓖麻各组织中RcEF-1α蛋白质的含量存在显著差异,其中雌花和雄花中的含量显著高于其他组织。RT-qPCR分析结果表明,蓖麻各组织中RcEF-1α mRNA差异不显著。本研究结果为蓖麻功能基因表达分析参考基因的筛选提供了一定的理论依据。     

甘蓝花粉特异表达的多聚半乳糖醛酸酶基因BoMF9的克隆与特征分析

根据白菜花粉特异的多聚半乳糖醛酸酶基因BcMF9的全长序列设计引物，通过PCR直接扩增的方法从结球甘蓝（Brassica. oleracea var. capitata）和芥蓝（B. oleracea var. alboglabra）中克隆得到BcMF9的同源基因BoMF9（BoMF9c和BoMF9l）。生物信息学分析和系统树构建发现BoMF9c和BoMF9l具有花粉特异表达的多聚半乳糖醛酸酶基因的序列特征。不同组织的表达特征分析发现它们分别在结球甘蓝和芥蓝的花蕾中特异表达。推测BoMF9c和BoMF9l可能在花粉萌发和花粉管伸长中起作用。     

芥蓝BaCSLD的克隆、亚细胞定位及表达分析

为获知芥蓝中类纤维素合成酶基因的序列特征和表达特性,利用RT-PCR技术从芥蓝中扩增获得1个类纤维素合成酶基因全长cDNA序列,命名为BaCSLD (GenBank 登录号:MH491418),对该基因的序列特征、亚细胞定位、组织特异性表达情况进行分析,并通过最大似然法构建系统进化树。结果表明,BaCSLD cDNA序列包含一个2 796 bp的最大开放阅读框,编码931个氨基酸,且BaCSLD属于跨膜蛋白,具有8个跨膜区。BaCSLD与12个物种同源序列在进化树上分为4组,来自十字花科的AtCSLD与BaCSLD处于同一分支,亲缘关系较近的为苦瓜中的McCSLD,而与同属的油菜中的BnCSLD和芜菁中的BrCSLD关系较远。BaCSLD::GFP融合蛋白定位于细胞膜。此外,BaCSLD仅在芥蓝三级花蕾和花中表达。本研究结果为类纤维素合成酶基因功能的深入研究提供了参考。     

平榛MAPKK基因克隆及在非生物胁迫下的表达分析

通过研究外界刺激信号对平榛中促分裂原活化蛋白酶途径的影响,探索该途径中MAPKK类基因对各种非生物胁迫的响应机制。根据平榛花芽转录本高通量测序的结果,采用RACE-PCR方法克隆到一个平榛MAPKK基因,全长1 065bp,推断其编码354个氨基酸,命名为Ch MAPKK2。序列分析表明,该基因含有MAPKK类型基因典型的磷酸一致化序列SLADIDS。构建的系统发育树结果表明,它与葡萄Vv MAPKK2以及苹果Md MAPKK的亲缘关系较近,相似性分别为81.69%和78.53%。采用qRTPCR,以ACTIN为内参对Ch MAPKK2基因在自然条件下花芽部位的表达模式进行分析,结果表明:在自然条件下从11月份到次年4月份Ch MAPKK2的表达量呈现先上升后下降的趋势;对平榛根蘖苗进行4℃、干旱及盐胁迫处理,发现Ch MAPKK2基因均受上述3种非生物胁迫的诱导而上调表达;Ch MAPKK2在不同器官中的表达具有组织表达特异性,雌花芽中表达量最高,其次是树皮,雄花序中表达量最低。上述研究结果表明Ch MAPKK2基因在平榛适应非生物胁迫的过程中发挥着重要作用。     

杂交兰尿卟啉原脱羧酶基因的克隆及其表达分析

尿卟啉原脱羧酶(UROD)是植物叶绿素、光敏色素和血红素合成中的一个关键酶。为了深入研究UROD基因的功能及其在杂交兰叶艺形成中的作用,本研究在转录组测序基础上,以杂交兰紫妍氏(K21)及其叶艺品系爪艺紫妍氏(K21-1)为试验材料,克隆ChUROD基因,分析其序列信息,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测该基因在不同组织及不同品种叶片中的表达情况,并对相关生理指标进行测定。结果表明,ChUROD基因编码区序列长1 191 bp,编码396个氨基酸;该蛋白质分子量约为43.78 kD,属于URO-D-CIMS-like家族蛋白;系统进化分析表明,杂交兰ChUROD与墨兰UROD的亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示,ChUROD在K21叶中的相对表达量显著高于茎和根,且显著高于K21-1叶中的相对表达量。对杂交兰UROD酶浓度、尿卟啉原Ⅲ、粪卟啉原Ⅲ含量及叶绿素含量的测定结果显示,UROD酶浓度与其基因的相对表达量分布趋势相似。在K21-1中,尿卟啉原Ⅲ脱羧产生粪卟啉原Ⅲ的过程受阻,尿卟啉原Ⅲ在黄叶区叶片大量积累;叶绿素a、叶绿素b在黄叶区叶片中合成受阻,且二者含量显著低于...     

青花菜锌指蛋白基因BoCCCH1的克隆和表达分析

CCCH锌指蛋白广泛存在于真核生物中,在植物的生长、发育和逆境胁迫响应中起着重要作用。为获知青花菜CCCH转录因子基因的序列特征和表达特性,从青花菜叶片中克隆到1个CCCH基因,命名为Bo CCCH1,同时,利用RT-PCR方法研究了其在不同器官及霜霉菌侵染叶片中的表达模式。序列分析结果表明,Bo CCCH1的基因组全长为1 568 bp,包含1个长度为599 bp的内含子,2个长度分别为627 bp、342 bp的外显子,编码322个氨基酸,蛋白质的分子量与等电点分别为35 296.42 Da和8.47;Bo CCCH1有2个锌指结构,类型均为C-X8-C-X5-C-X3-H。系统发育分析结果表明,Bo CCCH1与其它植物的21条同源序列在进化树上分为6组,来自十字花科的CCCH与Bo CCCH1处于同一分支。基因表达结果表明,Bo CCCH1在叶、花茎、嫩角果、花蕾和花中表达,其中花茎和嫩角果的表达量最高,但在根中未检测到表达;在霜霉菌侵染下,叶片Bo CCCH1的表达量升高,到24 h和36 h时达到最大,推测Bo CCCH1与霜霉病抗性相关。本研究为进一步探明Bo CCCH1在霜霉病抗性反应中的功能奠定了基础。     

芸薹属植物非编码RNA BcMF11基因同源序列的克隆及进化分析

芸薹属植物资源丰富,具有重要的经济价值,但其亲缘进化关系较复杂.非编码RNA是一类在生物体内广泛存在的,没有明确的开放阅读框,但能够在生活活动中行使多种调节功能的特殊基因(Storz,2002).     

Colonization and growth promotion characteristics of Enterobacter sp. and Herbaspirillum sp. on Brassica oleracea

We investigated the effects of inoculating a dicot plant, Brassica oleracea , with nitrogen-fixing endophytic bacteria isolated from monocots. The bacteria used were Enterobacter sp. strain 35 isolated from sugarcane and Herbaspirillum sp. strain B501 isolated from wild rice. Under glasshouse conditions, B. oleracea inoculated with strain 35 had a significantly greater fresh weight than uninoculated plants, and the fresh weight of plants inoculated with strain B501 tended to be higher than that of uninoculated plants. We conducted a laboratory-scale experiment to confirm the above results and to investigate the colonization and nitrogen-fixing abilities of these bacteria. Plants inoculated with Enterobacter sp. strain 35-1, a green fluorescent protein (GFP)-labeled strain derived from strain 35, had larger bacterial populations and greater acetylene reduction activity than those inoculated with Herbaspirillum sp. strain B501 gfp 1. Strain 35-1 colonized the intercellular spaces and the junctions of the lateral roots with the parent root. The results indicated that isolates from monocots can successfully colonize B. oleracea (a dicot) and promote plant growth.     

青花菜BoCHS2基因的克隆、表达和反义载体的构建

根据前期的研究结果设计PCR引物,从青花菜(Brassica oleracea var.italica)叶片基因组DNA和cDNA中克隆到了查尔酮合成酶基因,定名为BoCHS2.BoCHS2的基因组DNA全长为1267bp,具一个长度为85bp的内含子,基因编码区全长为1182bp,编码393个氨基酸.基因序列已提交至...     

大蒜谷胱甘肽硫转移酶基因AsGST的克隆及其对盐胁迫的响应

为了解大蒜GST基因及其编码的蛋白质的结构特征,分析GST基因在不同组织及盐胁迫条件下的表达特性,采用RT-PCR方法克隆得到大蒜苍山四六瓣GST基因,采用BLAST、DNAMAN、ProtParam、MEGA5、Swiss-Model等生物信息工具分析其序列特征,利用实时荧光定量PCR方法,分析AsGST基因在大蒜根、鳞茎和叶片中的表达差异及其对盐胁迫的响应情况。结果表明,大蒜AsGST基因全长663 bp,编码220个氨基酸,推测蛋白质分子质量为25.58 kDa,理论等电点为6.55,属于tau类GST家族。植物GST的序列相似性较低,但在结构上相对保守。在蛋白的N端含有谷胱甘肽特异结合位点(G位点),C端含有可变性较大的疏水底物结合位点(H位点),在进化关系上AsGST与茄科作物较近。空间结构分析表明,大蒜GST的三级结构由3个β-折叠和11个α-螺旋构成。实时荧光定量PCR显示,苍山四六瓣中GST基因在根中的表达量最高,其次是叶,在鳞茎中的表达量较低,具有明显的组织特异性。盐胁迫处理4 h后,各组织内AsGST基因的表达量均升至最高,说明该基因可响应盐胁迫逆境信号。本研究结果为进一步研究大蒜GST基因的功能奠定了一定的理论基础。