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。     

茶树CsSPMS基因全长cDNA克隆和时空表达分析

为探究精胺合成酶（spermine synthase,SPMS）与茶树（Camellia sinensis）耐寒性的关系,以茶树品种‘迎霜’为试验材料,利用简并引物PCR扩增技术结合5′/3′RACE方法,获得与低温胁迫相关的CsSPMS片段cDNA全长序列（GenBank登录号为KJ580429）。该序列全长1 374 bp,包含1 113 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码371个氨基酸,预测分子量41.28 kD;构建亚细胞定位载体pJIT166-GFP/SPMS,亚细胞定位结果显示CsSPMS定位在细胞核上。荧光定量PCR分析表明CsSPMS在根、茎、叶、芽、花和果中都有表达,在根、茎中表达量较高;低温胁迫处理下不同组织CsSPMS的表达量,在叶片中2 h达到峰值,而在根中12 h达到高峰;在低温条件下4个茶树品种的耐寒性与CsSPMS表达量密切相关。     

茶树LEAFY基因的克隆和表达分析

以茶树（Camellia sinensis）大叶且无蕾不开花的突变体‘大叶龙’及其母株为材料,通过同源克隆结合RACE-PCR方法,克隆了LEAFY（LFY）同源基因的全长cDNA序列,两种序列分别命名为CsLFL1和CsLFL2,其cDNA全长分别为1 448和1 466 bp,各自包含1 191和1 197 bp的完整开放阅读框,编码396和398个氨基酸。它们与漆树科、无患子科以及壳斗目（山毛榉目）一些物种的LFY同源序列具有77% ~ 79%的一致性,具有植物LFY成员作为转录因子的脯氨酸富集区、亮氨酸重复、酸性和碱性结构域以及保守的C–端等典型结构特征。系统发育分析表明,它们属于双子叶植物LEAFY分支,并且亲缘关系最近,说明两者的形成是发生在茶树物种进化过程中较晚期的复制事件。两种序列在正常开花母株及‘大叶龙’中没有区别,在母株花芽中强烈表达,在母株和‘大叶龙’叶芽中有微弱表达。这些结果说明CsLFL1和CsLFL2代表了茶树中LFY的同源基因,并且可能参与茶树的成花启动过程。     

茶树脂肪酸去饱和酶家族基因的克隆与表达分析

以茶树品种‘铁观音’为试材,利用RT-PCR技术克隆得到5个脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase,FAD)家族基因的cDNA序列,分别命名为Cs FAD2-2、CsFAD3、Δ7-CsFAD、Δ8-CsFAD和CsFAB2,其编码序列长度1 137～1 320 bp。系统发育与基序分析结果表明,茶树FAD成员来自4个亚家族,即ω3/ω6-FAD亚家族、Δ7/Δ9-FAD亚家族、FrontendFAD亚家族和FAB亚家族。同一亚家族成员的保守基序一致,而不同亚家族的保守基序存在较大不同。荧光定量PCR结果表明,5个CsFAD家族基因都显著响应低温诱导,Δ8-CsFAD对低温胁迫响应最强烈,表达水平上调千倍;外源ABA处理后,除CsFAD3外,其他4个CsFAD基因的表达均上调2倍以上;干旱胁迫下,5个Cs FAD中CsFAD2-2、Δ7-CsFAD和Δ8-CsFAD表达水平都上调1.5倍以上,其中Δ8-CsFAD的表达上调最大,达5.5倍,而CsFAD3和CsFAB2的表达受到干旱处理抑制显著下调。克隆并分析Δ8-CsFAD启动子,发现存在多种与逆境胁迫响应相关的顺...     

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。     

铁皮石斛DoCDPK基因的克隆与表达分析

利用RACE技术和RT-PCR相结合,从铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）中克隆得到长度分别为1 863和1 729 bp的钙依赖蛋白激酶（calcium-dependent protein kinase）基因DoCDPK1与DoCDPK2的cDNA全长序列,开放阅读框分别为1 539和1 536 bp,编码512和511个氨基酸,编码蛋白表现为亲水性,结构稳定,二级结构主要由α–螺旋和无规卷曲构成。qRT-PCR分析结果表明DoCDPK1和DoCDPK2主要在铁皮石斛叶片中表达;4 ℃低温和400 mmol · L^-1 NaCl处理后,DoCDPK1和DoCDPK2在各个时间点上（2、4、8、12和24 h）的表达量有不同程度提高,而100 mmol · L^-1 ABA处理后DoCDPK1和DoCDPK2的表达量呈现不同变化趋势,推测DoCDPK1和DoCDPK2参与低温等非生物胁迫的响应。     

茶树蛋白激酶基因CsCIPK的克隆与表达特性分析

以茶树品种‘龙井43’作为材料,利用RT-PCR方法,从茶树的cDNA中克隆得到1个编码蛋白激酶的基因,命名为CsCIPK。序列分析表明,CsCIPK开放阅读框长度为1 341 bp,编码446个氨基酸,蛋白质分子量为414234。蛋白功能域预测和多重对比显示,CsCIPK蛋白含有1个保守的N端激酶结构域和1个相对不保守的C端调节结构域,即丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域。理化性质、亲/疏水性、无序化分析显示,CsCIPK属于疏水性蛋白,理论等电点为7.04,有4段无序化区域,其二级结构分析显示主要由α螺旋、不规则卷曲组成。通过实时荧光定量PCR对‘龙井43’和‘安吉白茶’中的CsCIPK表达特性进行分析。结果显示‘龙井43’中CsCIPK的相对表达量在高温、干旱及盐处理4 h、低温处理24 h时达到最高。‘安吉白茶’中CsCIPK的相对表达量在高温及盐处理4 h、低温及干旱处理1h时达到最高。CsCIPK在‘龙井43’的根中,‘安吉白茶’茎中表达量最高。不同浓度的GA和IBA处理‘龙井43’茶苗,结果显示0.2 mmol·L-1 GA处理后,CsCIPK表达量先升高后下降,6 d时处理组为对照组的62倍;0.6 mmol·L-1 IBA处理后,CsCIPK的表达量在3 d时显著高于对照组;不同浓度GA和IBA处理后,9 d时CsCIPK表达量均显著低于对照。     

茶树小分子热激蛋白基因CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2的克隆与表达分析

以‘龙井长叶’茶树为材料,通过RT-PCR技术克隆获得了4个小分子热激蛋白基因,其开放阅读框长度分别为600、732、462和657 bp,编码199、243、153和218个氨基酸,根据其编码蛋白分子量分别命名为：CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2。蛋白结构分析显示,CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2蛋白均包含1个由CRⅠ、CRⅡ和β6-loop组成的ACD结构域,属于典型的小分子热激蛋白家族成员。亚细胞定位预测和进化树分析表明,CsHSP22.4主要定位于线粒体中,属于MⅠ亚族;CsHSP17.5主要定位于细胞质内,属于CⅠ亚族;而CsHSP27.4和CsHSP25.2则主要定位于叶绿体中,属于CP亚族。实时荧光定量PCR结果表明,CsHSP22.4和CsHSP27.4在叶中表达量最高,CsHSP17.5和CsHSP25.2在茎中表达量最高,具有一定的组织特异性。另外,CsHSP22.4、CsHSP27.4、CsHSP17.5和CsHSP25.2均受高温和干旱胁迫的诱导,其中在高温胁迫下表达量呈爆发性增加,表明其均参与了茶树对高温和干旱胁迫响应的过程,且对高温胁迫具有更高的敏感性。     

津田芜菁BrEGL3 cDNA的克隆及表达分析

 EGL3（Enhancer of Glabra3）蛋白是一种bHLH类蛋白,是一类重要的转录调节因子。为阐释BrEGL3在‘津田’芜菁（Brassica campestris L. ssp. rapifera‘Tsuda’）花青素生物合成中的调控作用,根据拟南芥EGL3基因序列信息设计兼并引物,克隆获得了‘津田’芜菁EGL3基因的全长cDNA序列,命名为BrEGL3,其GenBank登录号为HM208589。序列分析结果显示,BrEGL3全长1 794 bp,包含编码597个氨基酸的开放阅读框,分子量约为66.8 kD。氨基酸结构分析显示该蛋白含有DNA结合域,该结合属于螺旋—环—螺旋家族。氨基酸对比分析表明,BrEGL3与萝卜EGL3蛋白相似性最高,其次为拟南芥中的EGL3。荧光定量PCR检测BrEGL3在芜菁不同组织中的表达结果表明,该基因在有花青素合成的红色芜菁根皮中表达量最高。     

黄瓜转录因子CsCBF3 的克隆及表达分析

利用RT-PCR 技术从黄瓜中克隆了植物低温信号转导途径中的关键转录因子C-repeat-Binding
Factor3,将其命名为CsCBF3,GenBank 登录号为JQ900769。CsCBF3 基因开放阅读框全长为615 bp,
编码204 个氨基酸。进化树分析表明,CsCBF3 隶属于CBF 基因家族,与葡萄CBF3 蛋白亲缘关系最近,
而与黑麦草、水稻CBF3 蛋白亲缘关系较远。生物信息学分析结果表明,CsCBF3 编码的蛋白包含保守的
AP2 DNA 结合域,N 端的核定位信号区和C 端的酸性氨基酸富集区,且该蛋白中的一些磷酸化位点及二
级结构在与DNA 互作过程中发挥重要作用。荧光定量PCR 检测结果显示低温可诱导CsCBF3 的表达,且
其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明CsCBF3 是一个快速响应基因,推测其在黄瓜耐冷过程中起着重
要的作用。     

茶树亚硝酸还原酶基因CsNiR的克隆及表达分析

以‘龙井43’茶树叶片的cDNA为模板,利用RT?PCR技术克隆了茶树亚硝酸还原酶基因（CsNiR）,得到完整的ORF全长为1 764 bp,编码587个氨基酸;所推导的氨基酸序列与垂枝桦（Betula pendula）、拟南芥（Arabidopsis thaliana）、菠菜（Spinacia oleracea）和水稻（Oryza sativa）的同源性均大于76%。生物信息学分析表明,CsNiR分子量为68.648 kD,等电点为6.12,为亲水性的非分泌蛋白;二级结构的预测显示,CsNiR具有完整的NiR 蛋白结构,含血红素蛋白β–化合物区域和4Fe-4S区域。实时荧光定量结果表明,该基因在成熟叶片中表达量高于一芽二叶和根。采用营养液水培3个茶树品种,在氮饥饿两周后分别供应正常氮素和低氮素（1和0.1 mmol · L^-1 NH₄NO₃）,qRT-PCR测定发现,正常氮素处理的2 h和6 h,诱导根CsNiR表达量显著增加,叶片中的表达量变化延迟到24 h之后,且变化幅度存在基因型之间的差异;低氮处理对CsNiR表达量的影响相对较小。因此,研究CsNiR基因的表达特性及其在茶树氮素利用中所发挥的作用,需结合茶树基因型、组织部位、供氮水平等进行综合评价。     

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。     

茶树DHAR酶基因的克隆与非生物胁迫响应分析

利用RT-PCR技术从茶树‘龙井43’cDNA中克隆得到1个编码茶树脱氢抗坏血酸还原酶基因CsDHAR，该基因全长639 bp，编码212个氨基酸，属于谷胱甘肽转移酶（GST）超级家族成员，具较高保守性。系统进化分析结果表明CsDHAR蛋白与拟南芥DHAR1、DHAR2进化关系近，在不同物种间，与毛果杨、胡杨等植物亲缘关系较近；理化性质分析表明CsDHAR属于亲水性蛋白；结构分析表明CsDHAR蛋白具典型功能结构域，三级结构主要由α–螺旋和不规则卷曲构成。荧光定量PCR分析显示，CsDHAR在茶树叶片不同发育阶段表达量差异不显著；对‘龙井43’与‘安吉白茶’中CsDHAR进行荧光定量PCR分析，‘龙井43’在低温、高温处理4 h表达量最高、干旱和高盐处理24 h表达量最高；‘安吉白茶’在高温、高盐处理4 h表达量最高，干旱处理2 h表达量最高。不同逆境胁迫下CsDHAR均被诱导表达，表明该基因参与茶树响应逆境胁迫调节过程。     

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。     

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。