杧果低分子量热激蛋白基因MiHSP17.6的克隆及表达分析

采用RT-PCR与RACE相结合的方法获得了杧果低分子量热激蛋白基因的cDNA全长序列,命名为MiHSP17.6,GenBank登录号为KJ459857。序列分析显示,该基因序列全长为680 bp,其中开放阅读框为462 bp,编码154个氨基酸,5′非编码区和3′非编码区长度分别为80 bp和135 bp。杧果MiHSP17.6与其他物种的低分子量热激蛋白同源性介于74% ~ 82%。实时荧光定量分析表明,MiHSP17.6在‘四季杧’不同组织器官中均表达,在果实发育的中期表达水平持续上升。高温（44 ℃）、低温（4 ℃）、盐（NaCl）、聚乙二醇（PEG）、脱落酸（ABA）、双氧水（H2O2）和水杨酸（SA）处理均诱导该基因表达,因此推测MiHSP17.6的功能可能与杧果果实发育和抵御逆境胁迫相关。     

香蕉茉莉酸合成关键酶基因MaOPR 的克隆和表达分析

 从‘巴西’香蕉（Musa acuminata L. AAA group‘Brazilian’）根的cDNA 文库中获得了一段 12–氧–植物二烯酸还原酶OPR（12-oxo-phytodienoic acid reductase）基因的片段,RACE 扩增获得全长, 命名为MaOPR。该基因全长1 512 bp,存在一个完整的开放阅读框1 287 bp,编码429 个氨基酸。生物 信息学分析表明,该蛋白属稳定蛋白,等电点为8.11,具有一个活性位点,一个基质结合位点,一个黄素 单核苷酸结合位点。序列预测分析该蛋白亚细胞定位为细胞质,其不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。通 过和已知植物的12–氧–植物二烯酸还原酶基因相比,同源性达到66%以上。其中与苜蓿、谷子、粳稻、 紫云英的OPR 编码的氨基酸序列的同源性均为71%。器官特异性分析表明,MaOPR 在香蕉的根、茎、 叶片、花和果实中均有所表达,其中在茎和果实中表达量较高。通过对其在ABA 抑制剂、乙烯、枯萎病 胁迫下的表达结果分析显示,该基因响应以上3 种胁迫。     

低温胁迫下龙眼碳酸酐酶基因（CA）的克隆与表达分析

 应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时发现碳酸酐酶（CA）蛋白下调表达。利用RT-PCR方法克隆CA基因的全长cDNA,GenBank登录号JN033201,长度为1 119 bp,包括1个966 bp的开放阅读框,编码321 bp的氨基酸序列,同源性分析表明,12个不同植物同源性为81% ~ 88%。龙眼CA基因具有典型的CA结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,CA在龙眼根、茎、叶中都有表达,为组成型表达,在叶中的表达量最高,茎和根中的表达量最少。CA基因在低温胁迫下随着低温胁迫时间的延长而发生变化。将CA在大肠杆菌中表达,获得1个约40.5 kD的外源蛋白。推测CA表达与低温胁迫有关。     

狗蔷薇细胞分裂素氧化酶基因RcCKX5的克隆及表达分析

利用RACE 技术从狗蔷薇（Rosa canina）类根体中克隆得到1 个细胞分裂素氧化酶基因cDNA全长,命名为RcCKX5。序列分析表明,RcCKX5 cDNA 全长1 815 bp,5′ UTR 104 bp,ORF 1 626 bp,3′ UTR85 bp,编码541 个氨基酸,具有CKX 家族典型的FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）结合域和CK（细胞分裂素）结合域。氨基酸序列多重比对和系统进化树分析显示RcCKX5 与可可TcCKX5 亲缘关系最近,与拟南芥AtCKX5、乌拉尔图小麦TuCKX5 同源性较高。荧光定量PCR 分析表明,狗蔷薇RcCKX5 在其根、茎、叶、花、果实中均有表达,根中相对表达量最高,花和果实中相对表达量较高。在狗蔷薇类根体形成发育过程中RcCKX5 的相对表达量不断升高,21 d 时达到最高,随后稍有下降,表明其可能参与了类根体的形成。6-BA 处理结果表明RcCKX5 能够快速响应6-BA 的诱导,表达量显著上调,2.5 mg · L-1 6-BA处理120 h 时,RcCKX5 的相对表达量达到最高峰。     

黄瓜ω-3脂肪酸去饱和酶基因cDNA的克隆及表达

 利用cDNA末端快速扩增技术, 从黄瓜叶片组织中获得脂肪酸去饱和酶基因（Cs-FAD）,其序列长度为1 807 bp,编码445个氨基酸,推导的氨基酸序列与已经报道的ω-3脂肪酸去饱和酶基因序列同源性较高,与桃果实的同源性最高（77%）。利用RT-PCR半定量分析显示,该基因在绿色组织如茎、叶、卷须里表达量较高,在根、花、果实及种子里也有少量表达。     

杧果乙烯受体基因MiETR1b的分离与表达分析

以‘紫花杧’杧果（Mangifera indica L.‘Zihua’）子叶切段为材料,采用RT-PCR结合RACE方法得到乙烯受体基因ETR1的cDNA及基因组DNA全长,命名为MiETR1b。该基因cDNA全长2 530 bp,开放读码框为2 220 bp,编码739个氨基酸;其基因组DNA全长4 116 bp,其中从起始密码子到终止密码子为3 305 bp,含有6个外显子和5个内含子。氨基酸序列多重比对及系统发育树结果显示MiETR1b与MiETR1亲缘关系最近,与CsERS1、DlETR1、TcERS1、PtrETR1有较高的同源性,且具有保守的GAF域和组氨酸激酶域。这些结果表明,MiETR1b为ETR1家族同源基因。荧光定量PCR结果表明,MiETR1b在杧果子叶切段不定根形成过程中在远轴端和近轴端都有表达,其中远轴端0.25 ~ 2 d的表达量显著上调;吲哚丁酸（IBA）和2,3,5–三碘苯甲酸（TIBA）预处理后分别在1 d和6 h显著下调。另一方面,在培养的初期,即0.5 ~ 1 d,乙烯释放量相对较高,4 d及其以后的乙烯释放量急剧下降,表明杧果子叶切段不定根形成过程中有较多乙烯生成,提示MiETR1b可能参与了不定根的形成。     

草莓9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶基因FaNCED的克隆及表达分析

 采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆ABA合成途径中关键基因FaNCED,该cDNA全长2 228 bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1 827个碱基,编码609个氨基酸。序列分析表明,FaNCED编码的氨基酸序列与其他植物的NCED蛋白有很高的同源性。系统进化树分析显示,草莓NCED与同为蔷薇科的湖北海棠聚为一类,与橙、柠檬、温州蜜柚、葡萄等非跃变型果实NCED蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析发现,FaNCED基因在草莓根、茎、叶、花萼和果实中都有表达;在果实成熟过程中FaNCED的表达出现两次高峰,分别在大白果期和红果期,且在红果期表达量最高,并与ABA积累相吻合;FaNCED在果实采后1 d表达略有下降,之后急剧上升,ABA含量变化与FaNCED基因的表达基本一致。FaNCED可能参与调控ABA的合成并在草莓成熟中起一定作用。     

草莓9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因FaNCED的克隆及表达分析

采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆ABA合成途径中关键基因FaNCED,该cDNA全长2228bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1827个碱基,编码609个氨基酸。序列分析表明,FaNCED编码的氨基酸序列与其他植物的NCED蛋白有很高的同源性。系统进化树分析显示,草莓NCED与同为蔷薇科的湖北海棠聚为一类,与橙、柠檬、温州蜜柚、葡萄等非跃变型果实NCED蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析发现,FaNCED基因在草莓根、茎、叶、花萼和果实中都有表达;在果实成熟过程中FaNCED的表达出现两次高峰,分别在大白果期和红果期,且在红果期表达量最高,并与ABA积累相吻合;FaNCED在果实采后1d表达略有下降,之后急剧上升,ABA含量变化与FaNCED基因的表达基本一致。FaNCED可能参与调控ABA的合成并在草莓成熟中起一定作用。     

‘黄冠’梨类甜蛋白编码基因PbPR5的克隆及其表达特性分析

【目的】分离和克隆类甜蛋白基因Pb PR5,了解其在‘黄冠’梨不同组织、不同发育阶段以及受到非生物胁迫和植物生长调节剂处理时的表达情况。【方法】以‘黄冠’梨(Pyrus bretschneideri‘Huangguan’)组培苗为试验材料,从水杨酸(salicylic acid,SA)处理的c DNA文库中克隆获得该基因全编码区序列,命名为Pb PR5,对其进行生物信息学分析,并研究该基因在盐、聚乙二醇(EG6000)、SA和乙烯(ETH)处理后的表达情况;以12 a生‘黄冠’梨的叶片和果实为材料,探究该基因在叶片和果实不同发育阶段的表达模式。【结果】Pb PR5的c DNA序列长度为741 bp,编码224个氨基酸残基;该基因的基因组DNA序列长度为813 bp,包含1个内含子。生物信息学分析表明,Pb PR5蛋白与其他植物PR5基因编码的氨基酸序列相似性较高。实时荧光定量PCR分析表明:Pb PR5基因在‘黄冠’梨组培苗的根,茎,叶中均能表达,其中根部的表达量高于茎和叶;盐和干旱胁迫诱导了该基因表达,根和茎中的表达高峰均出现在处理后6 h,叶在盐胁迫后24 h和干旱后12 h出现表达高峰;SA和乙烯也诱导了该基因在叶片中的表达。在不同发育阶段的叶片中,老叶表达量最高,成熟叶次之,幼叶中不表达;在不同发育阶段的果实中,成熟果实中表达量最高,幼果期和膨大期果实表达量较低。【结论】Pb PR5基因在‘黄冠’梨各组织中非组成型表达,并且在‘黄冠’梨抵御生物和非生物胁迫过程中可能具有重要的生物学功能。     

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。     

杧果果实响应1-MCP处理的数字基因表达谱分析

以‘台农1号’杧果为试材,用1–甲基环丙烯（1-MCP,1 μL · L-1）常温下处理12 h和未处理的果实为对照,通过数字基因表达谱（DGE）技术,寻找1-MCP处理对杧果贮藏影响的潜在关键基因。DGE数据分析结果表明,1-MCP处理与对照样品文库相比,共检测到7 350个差异表达基因。其功能主要涉及细胞壁代谢,激素调节,逆境胁迫应答,氧化损伤保护,能量代谢,蛋白质折叠,泛素化和蛋白酶体途径介导的细胞程序性死亡,成熟与衰老调控等。利用实时定量PCR（qRT-PCR）技术对DGE部分数据进行验证,检测了其中6个较有代表性的应答基因的差异表达。通过基因本体（Gene Ontology,GO）通路功能富集分析表明,1-MCP处理增加果实对逆境胁迫的抵抗能力,抑制物质和能量代谢,减少细胞内钙的流失并保护果实细胞。qRT-PCR技术数据支持RNA-Seq的检测结果。     

草酸处理对杧果采后果实AsA-GSH循环系统的影响

 杧果（Mangifera indica L.）栽培品种‘圣心’采前套袋果实采后经5 mmol · L^-1草酸溶液浸泡10 min后常温（25 ℃）下贮藏,期间果实硬度系数、病情指数、腐烂率、黄化都显著低于对照;其中,处理果实果皮的还原型抗坏血酸（AsA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量保持较高,抗坏血酸氧化酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性在贮藏9 d后提高,同时,超氧阴离子（）生成速率、过氧化氢（H₂O₂）含量和丙二醛（MDA）含量降低,说明草酸处理可通过提高果皮AsA-GSH循环系统中抗氧化酶活性和抗氧化剂水平来增强清除活性氧自由基（ROS）能力,减轻膜脂过氧化伤害,进而有利于延缓套袋杧果采后成熟衰老进程,提高果实的商品率。     

草酸处理减轻杧果采后果实冷害的机理研究

 杧果（Mangifera indica L.）‘Zill’果实采后经5 mmol · L^-1草酸溶液浸泡10 min后,在低温（10± 0.5）℃下贮藏27 d,再移至常温25℃贮藏4 d,冷害系数和质膜相对透性显著低于对照;草酸处理降低了果实在贮藏后期的呼吸速率和乙烯释放速率,抑制了多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性,维持了较高果肉亮度值（L^*）,可溶性固形物（SSC）、游离脯氨酸和柠檬酸含量。说明草酸处理可提高质膜稳定性,抑制褐变相关酶活性以及维持一些渗透调节物质含量来增加采后果实的抗冷性,缓解果实冷害症状。     

南瓜热激蛋白相关基因CmHSP70-5 的克隆和高温胁迫下的表达分析

基于南瓜基因组序列，采用PCR 的方法从南瓜cDNA 中克隆1 个热激蛋白相关基因，命名为CmHSP70-5，采 用生物信息学方法分析该基因编码的蛋白与其同源蛋白的系统发育关系，利用荧光定量PCR 研究南瓜幼苗在高温胁迫下 CmHSP70-5 基因的表达量。结果表明：CmHSP70-5 基因全长1 953 bp，其编码的CmHSP70-5 蛋白与拟南芥AtHSP70-5 的亲缘关系最近。未经高温处理时CmHSP70-5 基因在根中的表达量要显著高于茎和叶。在高温胁迫下，根、茎、叶中 CmHSP70-5 基因均呈现上调表达，均在处理后3 h 表达量达到最大，说明CmHSP70-5 基因的表达与南瓜高温胁迫有关。     

甜瓜抗旱性相关基因MeP5CS的克隆、序列分析及表达

用GenBank登录的抗旱相关基因序列进行比对,在保守区域设计一对引物,利用RT-PCR获得了一个甜瓜抗旱相关基因,命名为MeP5CS。生物信息学分析表明,该基因全长1000bp,开放阅读框(ORF)753bp,编码250个氨基酸;MeP5CS蛋白大小约82.18kD,理论pI值为4.90;MeP5CS编码蛋白与桐花树、猕猴桃和葡萄同源性较高,分别为94%、81%和73%。该蛋白含约40.2%的α-螺旋,25.2%的β-转角,34.6%的不规则卷曲,在第19～20氨基酸之间存在信号肽的剪切位点;MeP5CS编码蛋白是疏水性蛋白,有2个跨膜螺旋结构和13个磷酸化位点。半定量RT-PCR表明,MeP5CS在甜瓜根系中表达最高,茎中次之,叶片中表达较低。MeP5CS基因在甜瓜组织中的表达受丛枝菌根真菌(AMF)和水分胁迫双重诱导,与甜瓜的组织特异性和水分胁迫处理时间有关。水分胁迫条件下,接种AMF可以显著增加甜瓜幼苗脯氨酸的积累量,菌根甜瓜幼苗的脯氨酸积累与MeP5CS基因的表达呈正相关。     

‘金煌’杧果MiCAB2的克隆及表达与花期调控关系分析

以‘金煌’杧果(Mangifera indica L.‘Jinhuang’)为试材,通过RACE及PCR技术克隆得到叶绿素a/b结合蛋白CAB基因的cDNA全长,命名为MiCAB2(GenBank登录号:KT944730)。该基因全长为990 bp,含795 bp开放阅读框,编码246个氨基酸,与橄榄(Canarium album)亲缘关系最近。MiCAB2属于叶绿素a/b结合蛋白家族,其氨基酸序列中存在一个典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域、3个蛋白激酶C磷酸化位点和4个N–肉豆蔻酰位点。实时荧光定量PCR检测表明:MiCAB2在杧果各组织中均表达且表达量差异较大,在成熟叶片中表达量最高,在花、胚胎、果实中表达量仅为叶片的1/50~1/12,在根和茎中极低;在花芽分化至开花期表达量呈迅速上升后下降再上升趋势,在正常胚胎中呈下降后回升再下降趋势,而在败育胚胎中呈逐渐下降趋势;叶片在昼夜交替中,白天表达量明显高于夜晚,14时最高,22时最低。MiCAB2受不同催花药剂的诱导,乙烯利作用最为明显,硝酸钾次之,两者均为正向调控,而多效唑起负调控作用。     

香蕉泛素结合酶基因与果实成熟关系的研究

根据香蕉果实采后早期成熟的抑制缩减杂交文库获得的香蕉泛素结合酶基因片段,从香蕉（Musa acuminate L. AAA group‘Brazilian’）果实中克隆了泛素结合酶基因的cDNA全长,命名为MaUCE1。该cDNA全长890 bp,编码152个氨基酸。BlastX分析表明,该基因所推导的氨基酸序列与烟草（BAB40310）、小麦（AAA34310）、拟南芥（L19351）和马铃薯（ABA46759）有较高的一致性（95.39%、95.39%、92.11%和90.79%）,并且结构域分析发现该序列具有泛素结合酶E2的酶活性中心部位和一个与其他真核生物泛素E2酶相同,在泛素E2硫酯键形成中具有催化活性,并在进化上高度保守的半胱氨酸残基。该基因在香蕉根、茎、叶、花、果实中均有表达,但在花和果实中的表达量较高,并且在果实成熟后期表达量升高,与淀粉磷酸化酶活性变化一致,与淀粉含量的变化呈负相关,暗示该基因可能参与香蕉果实成熟过程中的分解代谢,而与果实成熟启动无关。