StBAG3基因介导的马铃薯对晚疫病抗性研究

为了探究来源于马铃薯中的StBAG3基因在马铃薯抗性建立过程中可能具有的功能,以夏坡蒂马铃薯的离体叶片为试验材料,利用马铃薯的瞬时表达体系对StBAG3基因的功能进行了初步的研究。结果表明,在瞬时表达StBAG3基因的马铃薯离体叶片上人工接种马铃薯晚疫病菌,24,48,72,96 h后接种位置病斑的相对面积较对照病斑显著减少了1.92～39.15百分点,说明瞬时表达StBAG3基因后显著提高了马铃薯对晚疫病菌的抗性水平。这一结果也从对接种部位坏死细胞的染色中得到了证实。H₂O₂定性和定量测定的结果表明,瞬时表达StBAG3基因后接种部位H₂0₂积累量在接种后0～48 h差异不显著,接种后72,96 h与对照差异显著,二者均在72 h达到最大值,分别为0.146,0.086μmol/g。ROS清除酶活性测定的结果表明,接种后瞬时表达StBAG3基因部位SOD和CAT的活性随着接种时间推移,变化的模式有所差异,但二者在0～96 h均高于对照叶片,而POD的活性在接种后0～72 h与对照叶片没有显著差异,...     

马铃薯野生种CHS基因cDNA的克隆与表达分析

设计简并引物,用RT-PCR法从马铃薯野生种(Solanum pinnatisectum)克隆到了CHS(Chalcone synthase,查尔酮合酶)基因的全长cDNA,并用半定量RT-PCR法进行了表达分析.序列分析表明,CHS基因编码一个389个氨基酸残基的多肽,在氨基酸水平上与其他茄科植物的同源性达到89%～93%,多重比较和系统发育分析均表明该基因为CHS家族中的一个新成员;检测了CHS基因的空间表达模式,该基因在花和匍匐茎中表达量最高,在根和块茎中没有检测到,这与花和匍匐茎呈淡紫色有花色苷合成,而根和块茎呈白色无花色苷合成是相一致的;发现在块茎中CHS受光诱导表达,光照后的第3天表达量最高,而在光照前检测不到,光照前块茎为白色,随着光照时间的延长,其表层颜色因积累花色苷而变成紫红色.     

金花茶CnLCYE基因cDNA克隆及表达载体构建

利用RT-PCR和RACE技术,从珍稀观赏植物金花茶(Camellia nitidissima)花瓣中克隆得到了一个番茄红素ε-环化酶(lycopeneε-cyclase,LCYE)基因c DNA全长,命名为CnLCYE。碱基序列分析显示,CnLCYE基因全长2 149 bp,包含291 bp的5'非翻译区(untranslated regions,UTR)、265 bp的3'UTR和1 593 bp编码530个氨基酸的开放阅读框。该基因编码的蛋白质含有2个跨膜结构域,一个NADB_Rossmann superfamily结构域以及番茄红素ε-环化酶结构域(PLN02697)。CnLCYE蛋白二级结构以无规则卷曲为主,其次为α-螺旋,β-折叠所占比例最少。氨基酸序列比对分析结果显示,CnLCYE与茄科、蔷薇科等植物LCYE蛋白同源性都在70%以上,与普洱茶(Camellia sinensis var.assamica)LCYE同源性最高。根据该CnLCYE全长序列设计带有KpnⅠ和Bam HⅠ位点的全长扩增引物扩增基因全长,用KpnⅠ和Bam HⅠ双酶切后与表达载体p CAMBIA1300连接,成功构建了CnLCYE基因的正义表达载体,为深入研究CnLCYE基因的功能及其对花色的调控作用提供了帮助。     

马铃薯SoFtsH基因全长cDNA克隆与在干旱条件下表达研究

FtsH (Filamentation Temperature-Sensitive H)是一种ATP和Zn²⁺依赖型金属蛋白酶,广泛存在于原核生物和真核生物中,在真核生物中是多基因家族。FtsH具有ATP酶活性、蛋白水解活性和分子伴侣活性,参与多种胁迫反应。从抗旱马铃薯（Solanum tuberosum）二倍体品系H145中分离得到cDNA-AFLP差异片段,利用RACE技术克隆了SoFtsH cDNA全长序列, 并对其进行分析。结果表明, 该序列包含完整的开放阅读框,长为723 bp, 编码129个氨基酸。SoFtsH具有2个铁氧化还原蛋白结合位点,并存在信号肽序列、跨膜区域和Zn²⁺结合域。SoFtsH基因序列与GenBank数据库中的其他FtsH基因进行同源序列比对, 并构建系统进化树, 发现该基因与番茄、烟草、拟南芥等高等植物FtsH基因同源性达90%以上。半定量RT-PCR和Northern Blot杂交结果表明SoFtsH基因在干旱胁迫下叶片和根系里的表达量明显增加, 且在抗旱品系H145与干旱敏感品系H214中表达模式不同。说明SoFtsH基因在马铃薯抗旱中起作用。     

苎麻纤维素合成酶基因cDNA的克隆及表达分析

以苎麻 [Boehmeria nivea (Linn.) Gaud.] 栽培种湘苎3号为材料, 通过简并引物RT-PCR结合RACE技术首次成功克隆苎麻纤维素合成酶基因BnCesA1 5′端450 bp序列以外的全部cDNA 序列, 序列长3 276 bp, 编码一段938个氨基酸的蛋白质。经基因比对及蛋白质结构分析确证是苎麻纤维素合成酶基因。半定量RT-PCR分析显示：BnCesA1在苎麻根、茎、叶和芽组织中均有表达, 其表达量为茎＞叶＞芽＞根, 相对表达量依次为 0.791、0.381、0.319和0.183。从其表达模式可以推测该基因同时参与了苎麻细胞初生和次生细胞壁纤维素的合成。     

马铃薯StKNOX1基因的克隆及表达分析

KNOX基因是一类转录调控因子,其和植物的生长发育密切相关。为了探讨同源异型盒(KNOX)基因在马铃薯(Solanum tuberosum L.)块茎发育中的作用,采用RT-PCR和RACE技术,克隆了1个KNOX同源基因,且根据属性情况命名为StKNOX1,其属于KNOX家族I类蛋白,编码含344个氨基酸的蛋白,包含KNOX1、KNOX2、ELK等结构域。根据相关生物信息研究结果,该基因编码的蛋白与番茄中KNOX1的一致性最高(93.7%)。StKNOX1基因在马铃薯的各组织器官中均有表达,在根和块茎中的表达水平显著高于其他部位的表达水平。本研究将为进一步开展基因功能研究奠定理论基础,为马铃薯生物技术育种提供基因资源。     

烟草SKP1基因cDNA的克隆分析及原核表达

应用DDRT-PCR法获得可被壳寡糖诱导的枯斑三生烟SKP1基因cDNA的3’端序列,通过5’ RACE扩增该基因cDNA的5’ 端,进而扩增此基因cDNA的全长,通过同源性比较分析,与本塞姆氏烟草的SKP1基因同源性达81%,其cDNA全长653 bp(GenBank登录号：AY702087),其中编码区位于73~540 bp,编码一条155个氨基酸的多肽。经预测该多肽的分子量为17 527.78 Da,等电点为4.57,定位于细胞质,功能结构域分析结果显示在4~105位氨基酸有一明显的Skp1结构域,其E值为1.25e-52,因此推断该基因为枯斑三生烟的SKP1基因。将该基因编码区亚克隆到原核表达载体pET23b(+)上,转化大肠杆菌BL21(DE3),表达出与预测分子量一致的蛋白。为进一步研究该基因的功能奠定了基础。     

甜瓜CmERFIV-3基因cDNA的克隆及功能初步分析

为了研究甜瓜ERF(ethylene-responsive factor)亚家族基因在果实成熟过程中的功能,本研究以甜瓜(Cucumis melo L.)品种河套蜜瓜为材料,克隆得到甜瓜ERF亚家组成员之一Cm ERFIV-3(MELO3C021306)基因c DNA,其开放阅读框(ORF)长为702 bp,编码233个氨基酸。分别构建了Cm ERFIV-3基因的超表达载体p PZPIV-3和RNAi载体p ARTIV-3,采用农杆菌介导的瞬时表达技术将含有重组质粒的农杆菌菌液注射到成熟期甜瓜果实中。结果显示,注射超表达载体的部位与对照相比,23.3%样品出现提前变黄的表型,而注射RNAi载体的部位与对照相比,20%样品出现持绿的表型。实时荧光定量PCR结果表明,注射超表达载体部位的目的基因的表达量是对照的2.37倍,而注射RNAi载体部位的目的基因的表达量是对照的0.24倍。这些结果初步表明Cm ERFIV-3基因参与甜瓜果实成熟过程。     

GhTLP1基因特征分析、cDNA克隆及组织表达特性

为了获取和验证类甜蛋白功能基因,并了解其基本的理化性质和组织表达特性,本研究在前期的海岛棉转录组高通量测序基础上,得到一个类甜蛋白功能基因的完整开放阅读框,命名为GhTLP1,通过全长特异引物,对GhTLP1进行了T-A克隆,测序结果符合已知序列。对GhTLP1基因序列特征分析结果表明,GhTLP1基因ORF序列全长为912 bp,共编码303个氨基酸残基,分子量为32.18 kD,等电点为4.36,第1~22位存在信号肽,无跨膜结构,预测属于亲水性蛋白;GhTLP1基因与其它植物的TLP基因的相似度达到50.15,具有完整的16个保守的半胱氨酸残基位点;GhTLP1基因与同源序列的聚类分析结果表明,GhTLP1基因与Gossypium hirsutum (XM016846902.1)和Gossypium arboreum (XM017769653.1)的TLP基因聚在同一分支上。本研究结果支持GhTLP1归为类甜蛋白基因的定性和功能判断。RT-PCR试验表明,GhTLP1在正常植株和受病原胁迫植株的根、茎、叶中均有表达,相对表达量顺序为根>叶>茎。GhTLP1可作为棉花抗病育种和材料筛选的调控靶标基因。     

马铃薯SoFtsH基因全长cDNA克隆与在干旱条件下表达研究

FtsH (Filamentation Temperature-Sensitive H)是一种ATP和Zn²⁺依赖型金属蛋白酶，广泛存在于原核生物和真核生物中，在真核生物中是多基因家族。FtsH具有ATP酶活性、蛋白水解活性和分子伴侣活性，参与多种胁迫反应。从抗旱马铃薯（Solanum tuberosum）二倍体品系H145中分离得到cDNA-AFLP差异片段,利用RACE技术克隆了SoFtsH cDNA全长序列, 并对其进行分析。结果表明, 该序列包含完整的开放阅读框，长为723 bp, 编码129个氨基酸。SoFtsH具有2个铁氧化还原蛋白结合位点，并存在信号肽序列、跨膜区域和Zn²⁺结合域。SoFtsH基因序列与GenBank数据库中的其他FtsH基因进行同源序列比对, 并构建系统进化树, 发现该基因与番茄、烟草、拟南芥等高等植物FtsH基因同源性达90%以上。半定量RT-PCR和Northern Blot杂交结果表明SoFtsH基因在干旱胁迫下叶片和根系里的表达量明显增加, 且在抗旱品系H145与干旱敏感品系H214中表达模式不同。说明SoFtsH基因在马铃薯抗旱中起作用。     

苎麻生长素结合蛋白ABP1基因cDNA的克隆及表达

以苎麻[Boehmeria nivea (Linn.) Gaud.]栽培种湘苎3号为材料, 通过简并引物RT- PCR 结合RACE技术克隆了苎麻生长素结合蛋白ABP1基因的全长cDNA分子, 其序列全长为849 bp, 编码一段189个氨基酸的推导蛋白质。经基因比对及蛋白质结构分析与已报道的几种植物生长素结合蛋白有高同源性, 认为是苎麻生长素结合蛋白基因cDNA, 命名为BnABP1。半定量RT-PCR分析结果显示ABP1在苎麻三麻成熟期的茎、叶和芽组织中均有表达, 其表达量为芽＞叶＞茎, 相对内标分子18S rRNA的表达量依次为0.755、0.632和0.360。但在根中没有检测到表达, 说明该基因更多地表达于细胞生长旺盛的幼嫩组织。     

大豆转录因子基因GmDof3的克隆及非生物胁迫诱导表达分析

植物Dof (DNA binding with one finger)转录因子在植物应对非生物胁迫过程中发挥重要作用。为了探索大豆Dof转录因子与非生物胁迫的关系,本研究利用RT-PCR技术克隆了一个大豆中Dof转录因子基因GmDof3。GmDof3编码含有483个氨基酸残基的蛋白质,分子量为52.91 kD,等电点为8.11。蛋白结构预测发现,该蛋白含有一个典型Dof结合域,定位于细胞核中且含有大量磷酸化位点。进化分析表明大豆GmDof3蛋白与木豆CcDof3蛋白的同源性最高。顺式作用元件预测结果显示,GmDof3启动子序列中含多种逆境响应元件。实时荧光定量PCR表明,高盐、干旱、低温和高温均可诱导GmDof3的表达。本研究结果可以为大豆Dof转录因子在植物抗逆基因工程中的应用提供理论依据。     

马铃薯甲基转移酶基因StDRM2的克隆及表达分析

DNA甲基化对植物的生长发育至关重要,DNA甲基转移酶建立和维持着DNA甲基化,其中结构域重排甲基转移酶DRM2催化非对称位点的从头甲基化.为了初步探究马铃薯StDRM2基因的功能,本研究利用同源克隆基因技术从马铃薯'青薯9号'中克隆了StDRM2基因,利用Gateway技术构建过表达载体,农杆菌遗传转化马铃薯'大西洋...     

草莓PIF3基因的克隆及表达分析

光敏色素互作因子(phytochrome-interacting factors, PIFs)是一类bHLH转录因子。为探究其基因功能,本研究根据预测的栽培草莓(Fragaria×ananassa) PIF3序列设计引物,从‘红颜’(cv.Benihoppe)草莓中克隆得到FaPIF3的编码区及启动子区序列,其开放阅读框(ORF)长度为2 121 bp,编码706个氨基酸残基。生物信息学预测表明,FaPIF3具有HLH家族保守结构域,而无跨膜结构域和信号肽;系统进化树显示,该蛋白与蔷薇科植物具有很近的亲缘关系。通过获得的2 652 bp的启动子区序列进行启动子元件预测,发现FaPIF3具有大量的光响应元件。半定量PCR显示,FaPIF3在草莓果实成熟期间表达量稳定,在花和嫩叶中表达量较高。亚细胞定位结果证实,Fa PIF3位于细胞核内。     

美洲黑杨CCoAOMT基因cDNA克隆及反义植物表达载体构建

据已报道的CCoAOMT(caffeoyl-CoA 3-O-methyltransferase)基因的eDNA序列设计一对兼并引物,从美洲黑杨当年生嫩枝的次生木质部中提取总RNA,通过RT-PCR的方法获得约750 bp的特异性扩增产物.测序结果显示,克隆的序列与GenBank中注册的CCoAOMT基因cDNA同源性最高达99%.该基因的cDNA序列已在GenBank上登录(登录号:EF153198).将克隆的美洲黑杨CCoAOMT基因的cDNA序列反向连接到植物表达载体pBI121中CaMV35S启动子的下游,成功构建了美洲黑杨CCoAOMT基因的反义表达载体pBI-CCoAOMT,为进一步通过反义技术降低杨树木质素含量奠定了基础.     

马铃薯StMAPK3基因的克隆及其遗传转化

本研究以拟南芥AtMAPK3的核苷酸序列(Gen Bank accession No.NM_114433.2)作为查询序列进行BLAST搜索获得了马铃薯中的同源序列,将其命名为StMAPK3,其开放阅读框为1 122 bp,编码373个氨基酸。StMAPK3具有典型的促分裂原活化蛋白激酶的磷酸化位点TEY基序。从马铃薯栽培品种大西洋中克隆得到编码StMAPK3的基因序列,并构建了其植物表达载体p CPB-StMAPK3。用冻融法将重组质粒转入根癌农杆菌LBA4404中,然后再转化马铃薯栽培品种大西洋获得了转基因植株,为进一步明确MAPK在马铃薯信号转导过程中的作用提供帮助。     

两种苎麻纤维素合酶基因cDNA序列的克隆及表达

从苎麻转录组数据出发, 利用Blast工具从中分析出与多种植物纤维素合酶高度相似的片段CL789和Unigene20360。根据片段信息设计特异性引物, 从苎麻[Boehmeria nivea (Linn.)Gaud.]栽培种湘苎3号中克隆纤维素合酶核心片段, 并利用5'及3'RACE技术获得2个片段的全长cDNA。两者都具有典型的纤维素合酶特征结构域, 表明为2个苎麻纤维素合酶基因CesA的cDNA序列, 分别命名为BnCesA2和BnCesA3。BnCesA2基因编码区全长度3240 bp, 编码1 079氨基酸多肽; BnCesA3基因编码区全长3120 bp, 编码1039氨基酸多肽。对BnCesA2和BnCesA3基因在湘苎1号、湘苎3号、湘潭大叶白和城步青麻苎麻品种木质部和韧皮部荧光定量PCR分析显示, 2个基因在不同品种苎麻的木质部及韧皮部都有表达, 但表达量存在着一定差异, 整体而言BnCesA2具有更高的表达水平, 其木质部和韧皮部的表达都为BnCesA3的2~5倍。推测BnCesA2和BnCesA3都参与了苎麻细胞壁的次生合成。     

里岔黑猪GDF11基因cDNA的克隆及组织表达谱分析

生长分化因子11(Growth and differentiation factor-11,简称GDF11)是BMP/TGF-β超家族一员,编码一种在早期胚胎发育过程中起重要作用的骨形态发生蛋白,在确立骨骼模式中起重要作用。本研究旨在克隆里岔黑猪GDF11基因部分cDNA,并检测其在不同组织中的表达差异。结果表明,所克隆的猪部分GDF11基因序列为1 161 bp(GenBank:HQ657211),编码332个氨基酸,与人、小鼠、大鼠、牛、马、兔、斑马鱼GDF11氨基酸序列同源性分别为99.10%,99.10%,99.10%,99.40%,99.10%,98.80%,78.82%。荧光定量PCR分析结果显示,GDF11基因mRNA在14种组织中均有表达,总体趋势为:脊椎>背膘>膀胱>肺>脾>胆囊>肾>大肠>心>骨骼肌>肝>小肠>眼肌>胃。这为进一步研究里岔黑猪GDF11基因的结构和功能及其脊椎数发生的机理奠定了基础。