津田芜菁BrPIP1的克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

克隆得到津田芜菁(Brassica rapa ssp.rapifera‘Tsuda’)质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic proteins,PIPs)基因全长cDNA序列,命名为BrPIP1(GenBank登录号为KJ173685),全长为1 056 bp,开放阅读框为861 bp,编码286个氨基酸。荧光定量PCR分析BrPIP1在不同组织以及其在温度、脱水、渗透、ABA和盐等非生物胁迫条件下幼苗中的表达表明,该基因表达具有组织特异性,在花瓣中表达量最高,花蕾中次之;在上述非生物胁迫下表达量都有不同程度增加,暗示BrPIP1在非生物胁迫应答中发挥作用。     

猕猴桃OSCA基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】揭示OSCA家族基因在猕猴桃响应非生物胁迫中的表达特征,为猕猴桃OSCA基因功能分析与猕猴桃抗逆性遗传改良提供参考。【方法】利用生物信息学方法对全基因组范围内猕猴桃OSCA基因家族成员进行鉴定和综合分析,通过q RT-PCR法分析它们在不同非生物胁迫下的表达特征。【结果】在中华猕猴桃基因组中共鉴定出16个OSCA基因,它们不均等地分布于13条染色体上,其启动子区域存在大量响应逆境胁迫的顺式作用元件。OSCA3在干旱、盐、高温和低温胁迫下表达量均较显著上调,OSCA8在干旱、盐和低温胁迫下表达量显著上调,OSCA1和OSCA14在低温胁迫处理下表达量显著上调,OSCA7和OSCA15均显著响应干旱胁迫。【结论】鉴定出6个受非生物胁迫显著诱导表达的猕猴桃OSCA基因,为进一步研究OSCA基因在响应猕猴桃非生物胁迫中的分子功能提供了重要依据。     

枇杷果实DHN基因克隆及其在低温胁迫下的表达分析

 以白沙枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）‘宁海白’幼果为试材,通过RT-PCR与RACE扩增,获得两个具有脱水素基因典型结构域特征的cDNA序列。其中DHN1（GenBank登录号：FJ472835）全长639 bp,编码188个氨基酸,属于Y2SK3类型;DHN2（GenBank登录号：FJ472836）全长858 bp,编码273个氨基酸,属于SK3类型。用低温胁迫处理枇杷幼果,–3 ℃处理24 h后电导率明显升高,表明细胞膜开始受到破坏,–6 ℃处理24 h后电导率显著高于–3 ℃处理。半定量RT-PCR和Western-blotting分析结果表明这两个DHN基因在低温胁迫下的枇杷幼果中都上调表达,表明其与枇杷抗低温胁迫有一定关系。     

杜梨NHX基因家族的鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】NHX基因亚家族为钠氢逆转运体,具有Na+/H+exchange(PF00999)蛋白结构域,广泛存在于多种物种中,主要参与植物响应盐胁迫过程离子平衡的重建。分析鉴定杜梨中NHX基因及其耐盐机制有助于实际生产中更为有效地利用这一砧木资源。【方法】结合已公布的梨基因组数据以及拟南芥相关数据,通过生物信息学手段,鉴定杜梨NHX基因家族成员;通过MEGA7.0软件进行序列比对以及进化分析;通过在线工具Pfam、SMART以及GSDS进行基因结构分析;通过定量PCR技术分析非生物胁迫下基因在不同组织中的表达特征;应用火焰石墨炉原子吸收光谱仪测定NaCl胁迫下杜梨不同组织中Na+与K+含量。【结果】成功鉴定出16个候选基因,其中有4个基因属于NHX亚家族,4个基因属于CHX亚家族,8个基因属于KEA亚家族。预测的候选基因均含有Na+/H+exchange功能域;NaCl胁迫下,预测的16个基因在叶片中的表达差异大,但在8 h以后均为负调控;在茎中,PEG6000处理下,PbNHX1的表达量显著增高,且高于同一时期NaCl胁迫下的表达水平,仅在48 h时低于同一时期NaCl胁迫下的表达水平;在根中,基因PbNHX12、PbNHX13、PbNHX14和PbNHX15在NaCl胁迫和PEG6000处理下在任何时间段均为负调控。【结论】在盐胁迫过程中,与拟南芥NHX基因进化关系最近的PbNHX1和PbNHX11呈现出负调控模式,与拟南芥KEA基因进化关系相近的PbNHX10和PbNHX7可能参与K+的运输。     

西瓜bHLH转录因子家族基因的鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

利用生物信息学方法,在西瓜测序基因组97103中共鉴定出96个bHLH家族成员,其中有94个可以被定位到西瓜的11条染色体上。通过基因结构和结构域序列保守性的预测,发现这些基因的序列长度和内含子数量变化很大,但bHLH结构域序列比较保守。用拟南芥中39条已知的bHLH蛋白序列和西瓜的96条bHLH蛋白序列构建系统发育树,结果显示西瓜的bHLH家族可以进一步被分为11个亚族。运用荧光定量实时PCR技术,分析了该家族中21个基因在西瓜响应非生物胁迫时的表达水平,结果表明,8个基因受低温胁迫诱导表达,13个基因受ABA胁迫诱导表达,14个基因受盐胁迫诱导表达。ClabHLH41在3种胁迫下表达量均显著增加,说明其在低温、ABA和盐胁迫应答中可能发挥着重要作用。     

岷江百合蛋白激酶基因lilyABC1的克隆及在非生物胁迫下的表达特性分析

以野生型岷江百合（Lilium regale Wilson）为材料,克隆岷江百合蛋白激酶基因lilyABC1,分析其在非生物胁迫下的表达特性,为百合抗逆育种提供候选基因。结果表明：lilyABC1基因全长cDNA序列为2 333 bp,其开放阅读框（ORF）为2 007 bp。该基因编码668个氨基酸,预测lilyABC1蛋白分子量为74.84 kD,等电点为5.46,含有一个高度保守的结构域--STYKc。lilyABC1基因在岷江百合的叶片、鳞片、花蕾组织中均有表达,表达量依次为叶 > 花蕾 > 鳞片,其中不同时期的花蕾中的表达量基本一致。lilyABC1的表达受到NaCl、低温、高温以及黑暗胁迫的诱导,对PEG-6000的模拟干旱处理不敏感,表明lilyABC1基因可能对岷江百合适应高盐、低温和黑暗等非生物胁迫具有一定作用。     

芜菁Br14-3-3的克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

克隆了‘津田芜菁’(Brassica rapa subsp. rapifera‘Tsuda’)通用调节因子14-3-3基因cDNA序列,命名为Br14-3-3(GenBank登录号为MK896872)。该基因全长1 113 bp,开放阅读框全长774 bp,编码含有257个氨基酸的多肽。荧光定量PCR分析Br14-3-3在‘津田芜菁’不同组织中及其在温度、脱水、渗透、ABA和无机盐等非生物胁迫下幼苗中的表达,结果表明该基因在‘津田芜菁’的花中表达量最高,幼苗中次之;低温抑制了Br14-3-3的表达,其他非生物胁迫可诱导该基因表达,暗示Br14-3-3在非生物胁迫应答中发挥功能。     

甜瓜CmGnT基因的克隆及非生物胁迫下的表达分析

为了探究非生物胁迫下甜瓜N–乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)的作用机制,根据甜瓜cDNA序列设计引物,利用RT-PCR技术克隆得到CmGnT。生物信息学分析表明,CmGnT的cDNA全长为2 193 bp,开放阅读框(ORF)为1 179 bp,编码392个氨基酸。CmGnT蛋白分子量约为46 kD,理论等电点(pI)为7.93。蛋白结构分析表明,CmGnT含有β–1,4–N–乙酰氨基葡萄糖转移酶结构域,属于糖基转移酶17家族。该基因编码的蛋白有1个强的跨膜螺旋结构。进化树分析表明,CmGnT氨基酸序列与黄瓜CsGnT(登录号:XP_004135275.1)亲缘关系最近,同源性为99.74%,与西瓜Cs Gn T的同源性为97.70%。实时荧光定量PCR分析结果表明,在NaCl、PEG、H_2O_2和ABA等非生物胁迫下的甜瓜叶片中CmGnT都显著上调表达,表明CmGnT受非生物胁迫诱导,推测其在甜瓜响09应非生物胁迫过程中起到重要作用。     

茶树烯醇酶基因CsENO的克隆及其在非生物胁迫中的表达分析

从茶树‘黄旦’和‘金观音’抑制差减文库中筛选出1条烯醇酶(Enolase,ENO)cDNA片段序列,以‘铁观音’芽叶为材料克隆并验证该序列的全长编码c DNA序列。该序列全长1 753 bp,含有1个1 332 bp完整的开放阅读框,命名为CsENO,登录号KX962311。序列基因编码444个氨基酸,氨基酸序列分析发现,该c DNA与其他植物ENO高度保守,包含ENO特异结构域,与苹果(Malus×domestica)、白梨(Pyrus bretschneideri)的亲缘关系较近,相似性达84%。生物信息学预测结果显示,CsENO属于稳定的亲水蛋白,不存在跨膜结构,无信号肽,可能定位在过氧化体、溶酶体或核糖体等细胞质中,且具有多个磷酸化位点;二级结构主要由α–螺旋构成。实时荧光定量PCR结果表明,CsENO在低温、ABA、高盐、干旱逆境胁迫处理下均有表达,且表达受到不同程度的诱导。     

龙眼miR408与DlLAC12克隆及其在球形胚发生和非生物胁迫下的表达分析

为探讨mi R408及靶基因DlLAC12在龙眼球形体细胞胚诱导及不同非生物胁迫下的表达模式,采用miR-RACE PCR和Tail-PCR克隆获得pri-miR408 cDNA和转录起始位点、dlo-miR408 gDNA、靶基因DlLAC12 cDNA及启动子pro-MIR408序列。研究结果显示：dlo-pri-miR408 cDNA、gDNA全长均为706 bp,5′端转录起始位点为胞嘧啶（C）。DlLAC12 cDNA全长为1 725 bp,pro-MIR408全长为1 532bp。pro-MIR408序列上存在ABA、GA3、JA等激素信号传导顺式作用元件和响应光、低温胁迫等相关元件。q RT-PCR结果显示,dlo-miR408-3p随外源添加的蔗糖浓度、Cu2+浓度及培养温度的变化呈现动态表达;而dlo-miR408-5p1对蔗糖不敏感,在铜离子失衡和低温时下调表达。dlo-miR408-3p与DlLAC12负调控模式能响应高浓度ABA（≥500μmol·L-1）处理,而不同浓度GA3处理下二者表达模式一致。dlo-miR408-3p与DlLAC12在球形胚诱导不同天数...     

草莓LIM家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫下的表达

利用NCBI、GDR数据库对草莓LIM家族候选基因在草莓基因组水平进行生物信息学分析,鉴定获得4个亚族37个候选LIM基因,其中9个来自森林草莓(Fragaria vesca L.),28个来自凤梨草莓(Fananassa Duch.).草莓LIM家族候选基因主要分布在细胞核;其密码子偏好性较弱,偏向使用以A/T结尾的...     

向日葵LACS家族鉴定及响应非生物胁迫表达分析

利用生物信息学技术从向日葵（Helianthusannuus）基因组中鉴定了13个长链酰基辅酶A合成酶（long-chain acyl-CoA synthases,LACSs）家族基因,其分布在向日葵8条染色体上。系统发育树显示,HaLACS家族成员分为6个亚族,且同一亚族成员具有相似的基因结构和蛋白保守基序。基因复制分析发现HaLACS家族扩增的主要因素是片段复制。HaLACS的启动子区域富含逆境响应和植物激素调控相关元件。表达谱分析显示HaLACS在向日葵不同组织中的表达存在差异。比较2个向日葵品种（高/低亚油酸含量）中HaLACS在种子发育不同阶段的表达,HaLACS呈现差异表达。qRT-PCR结果表明,200mmol·L-1 NaCl处理24 h后,7个HaLACS在茎中的表达量与同期对照相比显著上调;100μmol·L-1 ABA处理3 h后,8个HaLACS在根中的表达量显著上调;15%PEG 6000模拟干旱胁迫后,多数HaLACS在不同组织中呈现诱导表达。综上,向日葵LACS基因家族不仅参与了向日葵脂质的合成,而且在应对非生物胁迫时发挥重要作用。     

黄瓜CsDREB1的克隆及其在霜霉威胁迫下的表达分析

以高农药残留黄瓜品系‘D9320’和低农药残留黄瓜品系‘D0351’为试材,采用PCR技术克隆获得响应霜霉威(propamocarb)的黄瓜CsDREB1基因的全长,并对其进行生物信息学分析及表达分析,以期为低农残黄瓜品种的选育提供参考依据。结果表明:黄瓜CsDREB1基因全长603bp,与同属葫芦科的甜瓜CmDREB1D为同一个进化小分支,亲缘关系最近。启动子序列分析结果表明,CsDREB1的启动子区域含有5UTR Py-rich stretch高转录水平调节、O2-site蛋白代谢调节和CGTCA-motif茉莉酸甲酯响应元件等。实时荧光定量PCR结果表明在农药霜霉威胁迫下,低农残品系‘D0351’中CsDREB1的表达量显著下降;而在高农残品系‘D9320’中的CsDREB1的表达量与对照无显著差异。组织特异性表达分析表明,CsDREB1主要在果实表达;CsDREB1编码的蛋白质定位于细胞核上,属于核蛋白。黄瓜CsDREB1负响应霜霉威胁迫,过表达CsDREB1转基因拟南芥植株抵抗霜霉威胁迫能力明显下降。CsDREB1不能响应ABA、干旱和高盐类非生物胁迫及多主棒孢霉菌生物胁迫,能够响应JA胁迫。     

甜瓜中甜菜碱醛脱氢酶基因CmBADH的克隆及非生物胁迫下的表达分析

 以甜瓜（Cucumis melo L.）‘TS-2’为材料,根据GenBank 登录的植物甜菜碱醛脱氢酶氨基 酸保守序列设计兼并引物,利用RT-PCR 和3′、5′RACE 技术从甜瓜叶片中克隆到1 个甜菜碱醛脱氢酶基 因,命名为CmBADH,在GenBank 中的注册号为：JN091961.1。生物信息学分析表明,该基因全长1 856 bp, 编码503 个氨基酸,BADH 蛋白大小约54 kD,理论pI 为5.182。甜瓜BADH 蛋白与麻疯树同源性最高, 为82.96%。该基因编码蛋白有4 个强的跨膜螺旋结构。PlantCare 分析结果显示该基因序列具有茉莉酸甲 酯、防御与胁迫、玉米醇蛋白代谢途径、低温、光响应、分生组织表达、生理周期调控等顺式作用元件 和干旱诱导的MYB 结合位点。实时荧光定量PCR 表明,CmBADH 受盐、干旱、低温、高温诱导,其表 达均呈现先上升后下降的趋势;CmBADH 还随外源ABA 诱导时间的延长呈现上升表达的趋势。     

三明野生蕉Ran基因克隆及其组织特异性与低温胁迫表达分析

【目的】探讨三明野生蕉Ran基因在低温胁迫响应过程中的作用。【方法】通过RT-PCR与RACE相结合的方法和q RT-PCR克隆Ran基因,并对其在响应低温胁迫和水杨酸处理过程中的表达进行分析。【结果】分离得到6条含有完整开放阅读框的Ran基因c DNA序列,编码的蛋白质与其他植物Ran蛋白高度同源,带有GTP水解结构域、Ran GAP结合结构域和酸性尾巴等典型结构域。q PCR分析结果表明,三明野生蕉Ran基因在根、叶片、花序轴、苞片、花、果皮和果肉中均有表达,在根中表达量最低,在叶片、花和果肉中的表达量较高。此外,低温胁迫和水杨酸处理可显著影响三明野生蕉Ran基因的表达。【结论】三明野生蕉Ran基因与细胞分裂、低温胁迫响应和水杨酸信号转导有关。     

香蕉MaUFGT1基因克隆及表达分析

从香蕉果肉中克隆得到了一个类黄酮-3-O-葡糖基转移酶基因UFGT1基因全长,利用生物信息学方法分析了该基因的基本理化性质、蛋白二级结构、亚细胞定位、亲疏水性、信号肽、跨膜区、磷酸化位点、基因结构、保守结构域、系统进化关系,并对该基因的时空表达模式及香蕉果实不同发育阶段进行了表达分析。结果表明:UFGT1基因长1 380bp,编码459个氨基酸的蛋白质,该蛋白为疏水性蛋白,亚细胞定位在叶绿体,蛋白无跨膜结构,不存在信号肽;MaUFGT1在不同组织中均有表达,但表达丰度存在差异;MaUFGT1在巴西蕉和香粉1号蕉中,随着果实成熟,表达量逐渐上升,后期香粉1号明显高于巴西蕉。说明MaUFGT1可能参与了香蕉果肉黄酮类物质的合成。     

桂花DAD-1基因克隆与表达分析

以"柳叶金桂"桂花(Osmanthus fragrans‘Liuye Jingui’)为试材,采用TAIL-PCR技术,克隆了"柳叶金桂"花瓣中DAD-1基因的全长序列,并分析了其在桂花不同组织部位及开花阶段的时空表达模式,以期为研究该基因在桂花花瓣衰老过程中的功能提供参考依据。结果表明:DAD-1基因由560个碱基组成,包含一个351bp的完整开放阅读框和一个3′-Poly A尾巴;DAD-1基因编码的蛋白包含116个氨基酸,其结构预测表明DAD-1蛋白属于疏水性膜整合蛋白,通过3个α?螺旋构成的跨膜区行使功能。半定量PCR结果表明,该基因在"柳叶金桂"的根、茎、叶、花等各组织器官中均有表达,且在花苞、新叶等幼嫩组织器官中相对表达量较高,在老叶等成熟组织器官中相对表达量较低。实时荧光定量PCR结果表明,在"柳叶金桂"花瓣衰老过程中,DAD-1基因在铃梗期开始显著下调表达。     

大蒜生物钟基因AsRVE1和AsRVE2及其在渗透胁迫下的表达分析

为了解大蒜生物钟相关基因REVEILLEs(RVEs)的序列特征及其在渗透胁迫下的功能,从大蒜中克隆得到AsRVE1和AsRVE2基因,并对其在盐胁迫和模拟干旱胁迫下的表达特征进行了分析。序列分析表明,AsRVE1和AsRVE2分别含有1 050和975 bp的开放阅读框,编码349和324个氨基酸。在进化关系上,大蒜AsRVE和AsRVE2与玉米ZmRVE2和凤梨AcRVE2的较近。不同植物RVE氨基酸序列同源性较低,但N端保守结构域序列一致性较高。AsRVE1和AsRVE2均能响应昼夜节律的变化,在大蒜不同组织中均能表达,在不同组织间AsRVE1的表达差异不大,AsRVE2在根中表达相对较高。干旱胁迫和盐胁迫在不同组织内均诱导了AsRVE1和AsRVE2的表达。结果表明,AsRVE1和AsRVE2可能参与了大蒜植株抵御盐胁迫和干旱胁迫的过程,可进一步鉴定其生物学功能。     

过表达香樟CcCBFb的烟草非生物胁迫抗性增强

为探究香樟Cc CBFb基因增强植株非生物胁迫抗性的功能,通过农杆菌介导法将该基因转入烟草中,经PCR和半定量RT-PCR技术鉴定阳性转基因株系后,对获得的T1代转基因无性系(T2和T4株系)以及野生型(WT)进行干旱(0、150、300和450 mmol·L~(-1)的甘露醇)、高盐(0、100、200和300 mmol·L~(-1)的Na Cl)、4℃低温、–4℃冰冻胁迫处理,结果显示:转基因烟草在干旱和高盐胁迫下,幼苗的存活率均高于野生型;经4℃低温处理后,转基因烟草植株的脯氨酸和可溶性糖含量均显著高于野生型植株,而丙二醛(MDA)含量均低于野生型植株;经–4℃的冰冻处理6 h后,野生型和转基因T4株系植株叶片均出现不同程度的萎蔫,而转基因T2株系植株未出现不良现象。由此可见,过表达CcCBFb基因不但能够增强烟草的抗旱和抗盐性,而且能够显著增强抗寒性。     

芥菜HMA家族基因鉴定及其在镉胁迫下的表达分析

芥菜（Brassica juncea）对多种重金属具有富集能力。重金属ATP酶（heavy metal transporting ATPase,HMA）在植物转运重金属过程中具有重要的作用。基于基因组和转录组数据,对芥菜HMA家族基因成员进行了全基因组鉴定。芥菜基因组中包含27个HMA基因,其编码的蛋白质中有6个不稳定指数大于40,有22个为疏水性蛋白;这些基因聚类为P-1B-1、P-1B-2和P-1B-4等3个亚家族;27个HMA蛋白均为膜蛋白,都具有E1-E2ATPase和hydrolase结构域;芥菜HMA蛋白都含有8～15个保守基序,不同亚族因具有独特的保守基序结构从而转运重金属的种类不同;在芥菜HMA基因启动子区域中与生长发育有关的顺式作用元件TGA和与逆境响应相关的顺式作用元件ABRE、MBS、LTR、TC广泛分布;在镉胁迫下,BjuA033764、BjuB019118、BjuB035256、BjuB045293等基因在叶片中表达量明显上调,BjuA003596、BjuB040613、BjuA025022等基因在根系中表达量明显上调,说明其参与了芥菜对镉胁迫的响应。