香型椰子BADH2基因生物信息学及表达分析

2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)是香型椰子香味物质的主要成分,BADH2是调控2AP合成的关键基因,分析香型椰子BADH2 (A-CnBADH2)基因的理化性质及组织表达特性,为香型椰子中香味物质2AP合成与积累的分子调控机理研究提供理论参考。本研究通过分析A-CnBADH2基因结构,发现其含有11个外显子和10个内含子,A-CnBADH2为非分泌蛋白,其大小为503 aa,等电点为5.35,分子量为54.92 kD,含有多个磷酸化位点,定位在细胞质中,二级结构以α-螺旋为主。系统进化分析表明,在遗传系数为0.587处,香型椰子、非香型椰子和水稻BADH2蛋白为同一个进化分支。通过对香型椰子和非香型椰子BADH2基因的序列进行比对,发现在基因的1 371位点,非香型椰子为G,而香型椰子为C,该位点的突变使得第442位点的丙氨酸变为脯氨酸,即P442A。荧光定量PCR分析得知,A-CnBADH2基因在根和茎中的相对表达量均显著低于在叶和椰肉中的相对表达量(P<0.05),但该基因在叶片和椰肉中的表达量无显著差异。该结果为BADH2基因调控2AP合成的分子机理提供参考。     

玉米BADH基因的克隆与序列分析

Betaine was accumulated as a nontoxic and protective osmolyte in water-dificit and salt-stressed plants. Betaine aldehyde dehydrogenase for glycine betaine synthesis is an important enzyme. The BADH gene of Maize was cloned by RT-PCR and RACE. The gene is 1 762 bp in length, including an open reading frame of 1 515 bp.Its nucleotide sequence shares 95% with the the partial cDNA of BADHI from Sorghum bicolor. Its deduced amino acid sequence contains the conserved domain sequence “VTLELGGKSP“ of ALDH, and a tripeptide SKL at its C-terminal, a signal targetting to the microbodies. The phylogenetic tree of 20 BADHs was constructed,which corresponds to the classical botanical division of plant, the BADH of maize is closest to the one of Oryza Sativa.     

香蕉MabZIP53基因的克隆和表达分析

bZIP转录因子在植物的生长发育和响应胁迫的过程中起重要作用。本研究利用全长均一化cDNA文库获得一条全长438 bp cDNA序列,与香蕉基因组数据库比对之后,将其命名为MabZIP53,编码145个氨基酸,预测分子量为35.24 kD,等电点为5.22,其编码的蛋白定位于细胞核。系统发育分析表明MabZIP53与凤梨(XP_020114228.1)、大叶藻(KMZ62676.1)的亲缘关系较近。MabZIP53在不同非生物胁迫(低温,干旱,盐)下均上调表达,尤其干旱胁迫下相对表达量最为显著。在接种Foc TR4后,抗病品种‘GCTCV-119’中MabZIP53表达量显著上调,而感病品种巴西蕉中MabZIP53表达量下调表达。这些研究结果表明MabZIP53可能参与香蕉响应生物胁迫和非生物胁迫的过程,为香蕉的遗传改良提供理论基础。     

红麻HcAOC1基因克隆及响应茉莉酸甲酯的表达模式分析

茉莉酸对植物的生长发育、花药开裂具有重要调控作用。丙二烯氧化物环化酶基因(AOC)是茉莉酸合成途径关键基因,在植物生长发育、育性调控过程也发挥关键作用。为了探究红麻茉莉酸合成途径中关键基因(HcAOC1)的调控机理,本研究以红麻细胞质雄性不育系UG93A为材料。利用同源克隆的方法,以UG93A的g DNA和cDNA为模板,成功克隆获得HcAOC1基因全长。其CDS序列为780 bp,编码259个氨基酸残基,蛋白质分子量为28.4 kD,等电点为9.28。HcAOC1系统发育进化树分析结果表明,红麻与棉花、蓖麻、榴莲的亲缘关系较近,与小果野芭蕉、萝卜的亲缘关系较远(GenBank登录号:MW520098)。此外,在花期采用不同浓度的外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理红麻。在处理的第0天、5天、10天和15天后取样成熟期花药,利用RT-qPCR分析不同处理时间下HcAOC1的表达差异,发现HcAOC1表达量随着处理时间延长存在先增高后降低的趋势,即0.5 mmol/L (T1)、1 mmol/L (T2)、2 mmol/L (T3)处理在第10天HcAOC1的表达量达最高值,均极显著高于对照组...     

香蕉MuMA DS2的克隆、序列分析和表达分析

根据抑制缩减文库获得的一个MADS-box基因片段,从香蕉果实cDNA文库中,采用RT-PCR技术分离获得一个全长cDNA,经序列测定和同源性分析表明,该cDNA含705bp的完整的开放阅读框,编码234个氨基酸残基的MADS-box蛋白,将其命名为MuMADS2。MuMADS2具有植物MADS-box基因家族中特有的M、I、K和C四个结构域,与芦笋、风信子、蝴蝶兰和百合的MADS-box基因的氨基酸序列存在很高的一致性（82%、78%、77%和75%）。将MuMADS2与其它植物来源的MADS-box基因进行序列比较发现,MuMADS2属于MADS-box基因的AGAMOUS亚族的D世系。RT-PCR分析表明,MuMADS2仅在生殖器官（花和果）中表达,在营养器官（根、茎和叶）中不表达。进一步分析发现MuMADS2仅在雄花和雌花的子房、由雌花发育而成的果实中表达,而在雄花和和雌花的柱头和花柱都不表达。推测MuMADS2可能在果实的发育和成熟过程中起作用。     

香蕉MaSIP2-2基因的克隆、序列分析及表达载体构建

为进一步研究植物中水通道蛋白的表达调控以及作用机制,从香蕉中克隆了一个水通道蛋白(AQP)基因MaSIP2-2,同时运用生物学软件对该基因进行序列分析,并且构建了MaSIP2-2的植物表达载体。序列分析表明,该基因存在一个完整的开放阅读框(ORF)780 bp,编码260个氨基酸。多序列比对和进化树分析表明,MaSIP2-2所编码的蛋白与其他植物中SIP编码的蛋白具有较高的一致性。与马来西亚野生香蕉、油棕、甜橙、海枣、梅、可可、菠萝的AQP编码的氨基酸序列的同源性分别为98%、62%、53%、52%、57%、55%、59%。MaSIP2-2编码的蛋白质分子量为28800.62 Da,理论等电点p I为9.13,其亲水性氨基酸均匀分布在整个肽链中,多于疏水性氨基酸。通过PCR和酶切反应鉴定,成功构建该基因的表达载体。研究结果表明MaSIP2-2是水通道蛋白中小的内在蛋白的一个成员,为后续对其进行功能验证奠定基础。     

藜麦BADH基因家族鉴定及生物信息学分析

耐盐性是藜麦重要的优良特征之一,甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因是参与藜麦耐盐胁迫途径的关键酶。然而,关于藜麦BADH基因家族的研究却很少。本研究基于藜麦基因组数据库,进行藜麦BADH基因家族筛选及生物信息学分析。结果表明,藜麦共筛选到3个BADH基因成员,BADH蛋白氨基酸长度分别为500 aa和501 aa,蛋白分子量为54.47～54.80 kD,理论等电点为5.26～5.44,呈酸性,蛋白性质稳定,为疏水性蛋白;预测BADH蛋白亚细胞定位于叶绿体、线粒体和过氧物酶体,且无跨膜结构域,均属于ALDH-SF super family (醛脱氢酶超家族);基因结构分析表明,藜麦BADH基因家族均含有15个外显子和14个内含子,基因结构相似;系统进化分析表明,藜麦BADH与中亚滨藜、菠菜和籽粒苋同属一分支;启动子顺式作用元件分析显示,BADH基因启动子含有多个与光响应、植物激素、胁迫和植物生长相关的顺式作用元件。本研究通过生物信息学对藜麦BADH基因家族进行分析,为进一步研究BADH基因功能提供参考。     

转BADH基因小麦的水分生理特性研究

我国的干旱、半干旱灌溉地区均有不同程度的盐碱危害 ,有的地区已成为限制农作物种植的主要因素。目前我国的干旱盐碱地达 36 6 7万ｈｍ2 ,且由于灌溉不当 ,一些地区盐碱化土壤面积有不断扩大的趋势 ,成为我国农业发展的一大障碍。近几年的小麦育种中 ,多数育种者将育种目标定为高产、早熟和优质 ,而对抗旱、耐盐碱材料的选育重视不够。从扩大干旱盐碱地区的小麦种植面积和提高该地区小麦产量的途径看 ,种植抗旱耐盐碱品种是最经济有效的措施。利用生物技术手段转育抗旱、耐盐碱基因于当前推广的优良品种中 ,是培育耐盐碱材料的有效途径。1…     

甜菜碱合成酶CMO、BADH基因无抗生素标记植物表达载体的构建

利用基因工程技术,对植物表达载体进行改造,去除NptⅡ、Hyg等抗生素标记,获得安全载体骨架,分别构建了无抗生素选择标记的CMO、BADH以及双价基因的植物表达载体pROK-CMO、pCAMBIA-1301-BADH 1、pCAMBIA-1301-CMO+BADH.通过冻融法将其转入根癌农杆菌LBA 4404中得到工程菌株,为下一步安全转化奠定基础.     

红皮香蕉CHS基因的克隆和表达模式分析

为研究查尔酮合成酶基因(CHS)在红皮香蕉[Musa acuminata ’Red Green’(AAA)]果实花青素生物合成过程中的作用,探究红皮香蕉中查尔酮合成酶(CHS)的生物学作用,为红皮香蕉果实颜色形成的分子机制研究提供理论基础。以小果野蕉(Musa acuminata)基因组为参考,对红皮香蕉[Musa acuminata ’Red Green’(AAA)]和天宝香蕉(Musa spp., AAA Group)进行差异转录组分析,结果中筛选出4个CHS差异表达基因,分别命名为MaCHS2-1、MaCHS2-2、MaCHS2-3、MaCHS2-4,将其克隆出来并进行生物信息学分析,以及不同的组织中的表达模式分析。结果表明：这4个MaCHS基因长度均为1 200 bp左右,均可以编码392个氨基酸,不存在任何信号肽,均属于非分泌蛋白。4个MaCHS的基因结构,保守基序高度相似,是查尔酮合成酶超家族成员。启动子中均含有与查尔酮合成酶调控功能相关的顺式作用元件,包括脱落酸响应元件(ABRE),MYB转录因子结合位点顺式元件,MYC转录因子结合位点顺式元件等。系统进化关系显示4个Ma...     

大薯PR1基因在炭疽菌、激素处理下的表达分析

炭疽病是大薯种植过程中所遭受的最严重病害。为了探究PR1基因家族对炭疽菌的响应情况,本研究在前期转录组的基础上筛选了6个PR1基因,设置5组处理;炭疽菌处理、MeJA处理、SA处理、MeJA+炭疽菌处理、SA+炭疽菌处理,分别在处理1 d、2 d、3 d、4 d、5 d采用荧光定量PCR进行6个基因表达量差异分析。结果显示6个不同PR1基因在炭疽菌处理下都会使得其表达量增高,炭疽菌诱导下PR1-1基因5 d时表达量为6个基因中最高,达到峰值。炭疽菌+MeJA诱导下PR1-6表达量较高,4 d时达到峰值。炭疽菌+SA诱导下PR1-9在4 d表达量达到峰值。Me JA诱下PR1-6基因表达量较高,2 d时达到峰值。SA诱导下PR1-1基因2 d时表达量达到峰值,于6个基因中最高。由此可见,不同PR1基因对炭疽菌以及不同激素处理响应不同。     

转BADH基因水稻幼苗抗旱性研究

为了研究转BADH脱氢酶基因水稻的抗旱性,以受体亲本中花8和水稻旱作品种开系7及陆稻品种白珍珠作对照,于塑料营养钵中培养幼苗至五叶期进行干旱胁迫,测定了转BADH基因水稻品系52-7,51-15幼苗的生理生化变化。结果表明,干旱胁迫下,水稻幼苗细胞膜透性增加,膜脂过氧化产物MDA含量以及氨基酸、可溶性糖和游离脯氨酸含量提高,可溶性蛋白质含量降低,POD活性提高。但52-7和51-15细胞膜透性较小,MDA积累较少,蛋白质、氨基酸含量的变化幅度较小,可溶性糖、游离脯氨酸含量的增加幅度较大,POD和SOD活性较高。52-7,51-15与中花8具有相同的POD同工酶谱,与开系7和白珍珠有差异。干旱胁迫诱导中花8产生3条新酶带而与开系7和白珍珠相同,其他各品种酶谱不变。52-7和51-15的抗旱性强于对照品种。     

MaGA2ox12基因在香蕉中的克隆、亚细胞定位及表达分析

为了比较MaGA2ox12在威廉斯香蕉(Musa acuminata, AAA group)‘8818’及其矮化突变体‘8818-1’的序列差异和表达差异,本研究分别以威廉斯‘8818’及‘8818-1’的假茎为试材,同源克隆MaGA2ox12基因的g DNA及启动子序列,比较它们在基因组测序品种DH-Pahang以及威廉斯‘8818’和‘8818-1’中的序列差异。结果表明‘,8818’和‘8818-1’间MaGA2ox12的g DNA与启动子序列的相似性分别为99.93%和99.86%,而威廉斯品种与DH-Pahang间,MaGA2ox12基因无论g DNA序列还是启动子序列均存在较大差异(分别为98.13%和87.14%),且MaGA2ox12的启动子存在较多光响应和激素响应元件。MaGA2ox12具备GA2ox基因家族的特征,同源进化分析发现其与海枣、油棕亲缘关系最近,属于C20-GA2ox类型。亚细胞定位显示MaGA2ox12蛋白定位于细胞核上。RT-qPCR结果表明,MaGA2ox12在巴西、贡蕉、‘8818’果实发育时期下调表达,在‘88181-1’中上调表达,调控具有品...     

猕猴桃AcWRKY70基因序列克隆及其对溃疡病病原菌和激素处理表达模式分析

为探究猕猴桃AcWRKY70转录因子在不同抗病性品种中响应猕猴桃溃疡病胁迫的作用机制,以抗性病品种徐香和高感病品种红阳猕猴桃叶片cDNA为模板克隆AcWRKY70基因,并对红阳AcWRKY70基因序列特征进行分析,对编码蛋白进行系统进化分析及亚细胞定位预测。通过RT-qPCR分析AcWRKY70基因的组织特异性,不同抗性猕猴桃品种对丁香假单胞杆菌猕猴桃致病变种(Psa)和水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)处理下表达模式的差异。结果显示,红阳AcWRKY70基因序列总长906 bp(GenBank登录号：MW881147),开放阅读框885 bp,编码294个氨基酸;含有典型的WRKYGQK保守结构域,锌指结构为C2-HC,属于WRKY家族第Ⅲ类组,亚细胞定位预测表明,其定位于细胞核,系统进化树分析表明,其与茶树亲缘关系最近。红阳和徐香AcWRKY70基因均在叶片中表达量最高。在Psa处理下,12 h徐香品种AcWRKY70基因相对表达量迅速上升至对照的80.58倍;而在红阳中48 h该基因相对表达水平上升至最高。在SA与Psa(SA+Psa)和MeJA与Psa(MeJA+Psa)共...     

ACS基因和HBsAg基因的克隆及瞬时表达分析

本研究通过SDS法从香蕉幼嫩叶片中提取基因组DNA,通过PCR的方法对ACS启动子2.5Kb的序列进行缺失改造,克隆到了长1 185bp的ACS启动子片段,与GenBank报道序列相比较同源性为93.2%.经PlantCARE软件分析发现序列中含有多种调控元件,经预测ACS启动子可能被光、热、GA、乙烯或伤所诱导.为验证其果实特异表达活性,通过插入到pBI 101.2中间表达载体上的GUS基因5＇端前,构建了含GUS基因的瞬时表达载体pBACS.用基因枪法将pBACS转化到香蕉果实中,结果表明：用pBACS包被的金粉轰击的果实经GUS组织化学染色后,都出现兰色斑点,对照没有出现兰色斑点.因此认为GUS基因在香蕉果实成功实现瞬时表达.同时,通过改进的酚-氯仿提取法从乙肝病毒感染者的血清中提取总DNA,然后根据报道的序列设计特异性引物,同时在上游引物中引入了Kozak序列,经PCR克隆到HBsAg基因序列,长度为681bp.NCBI BLAST分析的结果表明,获得的HBsAg基因序列及推导的氨基酸序列与GenBank中所报道的序列的同源率分别为97.2%和97.4%.将经过改造的HBsAg基因替代pBACS中的GUS基因,成功构建了含有ACS启动子和HBsAg基因的香蕉树果实表达载体,为下一步转化香蕉,获得在果实中表达HBsAg蛋白的转基因植株奠定了基础.     

BADH基因转入玉米自交系的研究

采用花粉管通道法将甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)转入玉米自交系京24,以提高玉米的耐盐性。在玉米植株T0代喷洒200mg/L草铵膦除草剂进行抗性试验,获得4株抗性苗。在T0代进行PCR初步检测得到3株转基因植株。在T2代通过Southern blotting以及Northern blotting检测,表明外源BADH基因已经整合并表达。对T2代株系和京24自交系(CK)在高盐胁迫下进行相对含水量、叶片电解质外泄率、甜菜碱含量、脯氨酸含量等生理指标的测定,结果表明转基因株系的生理指标明显好于对照,说明转入BADH基因能提高玉米的耐盐性。     

盐胁迫下茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)对棉花种子萌发及种苗生化特性的影响

盐胁迫能够抑制棉花种子的萌发,影响棉花的生长。探讨棉花种子和种苗在盐胁迫下茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(Me JA)对棉花种子萌发、幼苗生长、水分含量、根系活力、脯氨酸和氧化损伤的影响,有助于阐明植物激素对棉花种子萌发的调控机制。结果表明:在300 mmol/L Na Cl处理下,添加0.025μmol/L JA和0.25μmol/L Me JA均使种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数全面提高;JA和Me JA最高促进种子根伸长了25.74 mm,根系活力最高提高了17.3μg/(g·h),同时使棉花幼苗的脯氨酸含量上升了6.69μg/g,丙二醛含量降低了5.27 mmol/g。说明JA和Me JA能够显著缓解盐胁迫对棉花种子伤害,促进棉花种子的萌发和幼苗生长,JA和Me JA处理组整体作用效果较一致。本研究结果可为JA和Me JA在棉花生产中的合理使用提供科学依据。     

葡萄VvMSA基因的克隆及表达特性分析

为了解VvMSA基因的功能,以抗性葡萄品种Vidal Blanc组培苗为试材,克隆得到VvMSA基因,对其序列进行了生物信息学分析,并利用实时定量PCR分析了其组织表达特性和多种非生物胁迫和信号应答表达特性。结果表明,VvMSA基因片段大小为450 bp,编码149个氨基酸序列。生物信息学分析结果显示,VvMSA蛋白分子量约为16.703 k Da,等电点为5.68,不稳定系数为41.71,推测为不稳定蛋白。VvMSA含有65个氨基酸组成的ABA/WDS保守结构域。在进化上属于单独一个分支,它和已报道过的番茄Le ASR1分别属于同一个祖先进化出的2个分支。实时荧光定量PCR分析显示,VvMSA在葡萄不同组织中均有表达,花中表达量最高。多种逆境胁迫因子如盐、干旱和低温等能诱导VvMSA不同程度的上调表达,盐胁迫3 h时诱导表达量最高。同时,VvMSA受逆境胁迫信号分子NO和H_2S不同程度诱导表达上调,而SA则抑制VvMSA表达。激素ABA、GA_3、IAA和ET均能不同程度诱导VvMSA表达上调,并且VvMSA盐处理下的表达模式与ABA诱导的类似。综合以上结果推断VvMSA可能通过调控ABA信号途径来调节葡萄对盐胁迫应答。     

BADH基因转人玉米自交系的研究

采用花粉管通道法将甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)转入玉米自交系京24,以提高玉米的耐盐性。在玉米植株To代喷洒200mg/L草按麟除草剂进行杭性试验,获得4株杭性苗。在几代进行PCR初步检则得到3株转基因植株。在T:代通过Southern blotting以及Northern blotting检测,表明外源BADIl基因已经整合并表达。对T:代株系和京24自交系(CK)在高盐胁迫下进行相对含水量、叶片电解质外泄率、甜菜碱含量、脯氛酸含量等生理指标的测定,结果表明转基因株系的生理指标明显好于对照,说明转入BADH基因能提高玉米的耐盐性。