桃Aux/IAA家族基因鉴定及在果实成熟过程中的表达分析

通过生物信息学鉴定桃基因组中生长素/吲哚乙酸(Aux/IAA)基因家族,并对其在溶质型和硬质型桃果实成熟阶段的表达水平进行q RT-PCR检测。结果表明:桃Aux/IAA基因家族包含22个成员,这些基因集中分布在5条染色体上,以第1条染色体上含有最多,为8个。大部分Aux/IAA基因包含高度保守的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ功能域,聚类分析表明其分为10类。基因结构分析显示这些基因包含2~5个外显子。荧光定量PCR分析表明10个Aux/IAA基因在溶质型桃果实的表达量高于对应时期硬质型桃果实,其中5个基因随着溶质型桃果实的成熟上调表达,特别是ppa010303m、ppa010871m和ppa020369m。试验结果表明桃Aux/IAA家族成员在结构上高度保守,其中多个成员(尤其是ppa010303m、ppa010871m和ppa020369m等)可能参与调控桃果实的成熟。     

香石竹水孔蛋白基因的克隆及表达分析

以香石竹(Dianthus caryophyllus)‘马斯特’为试验材料,在分析香石竹和石竹转录组数据的基础上克隆得到10个水孔蛋白(AQP)基因,7个属于PIP亚家族,3个属于TIP亚家族;其中DcaAQP1、DcaAQP2、DcaAQP3、DcaAQP4、DcaAQP6、DcaAQP8和DcaAQP10在萼片中优势表达,DcaAQP5在茎和花瓣中优势表达,DcaAQP7在叶中优势表达,DcaAQP9在各个组织中表达均比较低;在切花开放萎蔫过程中,DcaAQP1、DcaAQP3和DcaAQP6的表达量从花蕾期开始升高,半开期达到最高,DcaAQP4、DcaAQP7、DcaAQP9和DcaAQP10在盛开期表达量达到最高;DcaAQP2在花蕾期表达量最高,DcaAQP5在开始萎蔫期表达量达到最高,表明多个AQP基因协同作用来维持切花开放萎蔫过程中花瓣细胞水分吸收和营养物质转运。     

桃FLA家族基因的生物信息学及表达分析

从桃基因组数据库筛选出了12个假定的成束状阿拉伯半乳糖蛋白(FLA)基因序列。对其蛋白结构进行分析,结果显示PpFLA7不具有特定的阿拉伯糖或半乳糖糖基化位点,不属于典型的FLA家族。PpFLA6的氨基酸组成和保守域的分布与其他成员相比差别较大。聚类分析结果表明PpFLAs家族可以分为CladeⅠ、CladeⅡ和CladeⅢ3类。利用荧光定量PCR(qPCR)对不同组织和成熟阶段果实中的FLA进行表达分析,发现各个成员在不同时期的组织中差异化表达,其中PpFLA4在果实成熟阶段显著上调表达,暗示其可能在桃果实的成熟阶段扮演重要角色。     

黄瓜生长素响应因子CsARF10亚家族3个基因的克隆与表达分析

 利通过蛋白序列同源比对和PCR技术从黄瓜中克隆获得了3条生长素响应因子ARF10基因序列,分别命名为CsARF10a、CsARF10b和CsARF10c。系统发育进化树分析发现CsARF10a与番茄SlARF10基因进化距离较近,而CsARF10b和CsARF10c与拟南芥AtARF10相似性更高;启动子分析显示CsARF10家族基因具有多样化的激素应答元件,荧光定量PCR结果也证明黄瓜幼苗在不同NAA浓度处理以及其他激素的处理下,CsARF10家族基因呈现不同的表达模式;荧光定量PCR结果还显示CsARF10家族基因在黄瓜幼苗的根、茎、叶及雄花中都具有较高的转录水平;CsARF10a、b、c在黄瓜果实发育的早期具有相同的表达趋势,但CsARF10a的转录水平较高,而CsARF10b和CsARF10c表达量较低。     

蜡梅快速碱化因子基因CpRALF 的克隆及表达分析

 通过随机克隆测序的方法从蜡梅花cDNA文库中获得快速碱化因子基因,命名为CpRALF（GenBank登录号为：JQ217379）。扩增获得的DNA序列与cDNA序列一致,表明该基因不具有内含子,包含一个384 bp的最大开放阅读框,编码一个长127个氨基酸的蛋白质。蛋白质序列同源比对发现其含有快速碱化因子特有的YIXY、YXRGC和4个保守的半胱氨酸以及双精氨酸结构。实时荧光定量PCR分析表明该基因在蜡梅茎、根和盛开的全花中表达量较高;在花发育过程中,蕾期和衰败期表达丰度高。在对蜡梅幼苗进行高温、低温、高盐、重金属4种非生物胁迫处理后,通过实时荧光定量PCR对CpRALF在幼叶中的表达量进行分析,结果表明高温、高盐和重金属能够促进该基因表达,而低温则抑制该基因的表达,且CpRALF对高盐与重金属胁迫的响应比对高温和低温胁迫的响应更为显著和迅速,表明该基因可能在蜡梅花发育以及非生物胁迫反应响应方面发挥作用。     

牡丹病程相关蛋白1基因的克隆及表达分析

 以牡丹柱枝孢叶斑病病原菌Cylindrocladium canadense处理的牡丹‘鲁菏红’叶片为材料,根据已发表植物PR1的保守区域设计兼并引物,利用RT-PCR和RACE技术,获得病程相关蛋白1基因的cDNA,命名为PsPR1。该序列全长为744 bp,5′和3′非翻译区分别有42 bp和225 bp。该基因有477 bp的开放阅读框（ORF）,编码158个氨基酸,成熟蛋白分子量14.8 kD,等电点（pI）6.19,具有典型的SCP_PR1_like保守结构域。通过Blast比对发现该基因与多种植物病程相关蛋白1基因具有高度同源性。通过实时荧光定量PCR检测,发现该基因在牡丹萼片中相对表达量最高,在正常生长的叶片中最少。该基因受病原菌C. canadense和信号物质SA的显著诱导,分别在处理的24 h和12 h达到最高峰,说明PsPR1可能参与了牡丹的抗病防御过程。     

甘蓝自交不亲和相关转录因子BosiPA1 蛋白基因的克隆与表达分析

 通过自交不亲和甘蓝‘A1’自花授粉1 h 和未授粉柱头蛋白质表达谱的对比,鉴定出1 个受 自花授粉诱导上调表达的蛋白,通过PCR 技术获取了其编码序列,命名为BosiPA1 蛋白,其基因全长为 3 730 bp,具有1 个1 092 bp 的完整编码框（KF314579）。BosiPA1 由6 个外显子、5 个内含子组成,编码 363 个氨基酸。序列分析表明BosiPA1 蛋白具有典型的basic helix-loop-helix（bHLH）功能域,在SCR、SRK、 Exo70A1 基因的ATG 上游启动子序列中存在可以被bHLH 功能区识别并结合的E-box（CANNTG）序列。 在分子进化上甘蓝BosiPA1与AtbHLH128 距离最近,与AtHEC1/2/3 和TgGBOF-1 处在同一个分支。RT-PCR 检测表明甘蓝BosiPA1 基因在花瓣、萼片、花粉、柱头和叶片中均有表达;荧光定量PCR 分析表明BosiPA1 基因在自花授粉10 min、30 min、1 h 的柱头中呈逐渐上升趋势。上述结果说明BosiPA1 与bHLH 的进化 分支较早,可能是一个参与甘蓝多器官发育的自交不亲和相关的转录因子。     

结球甘蓝叶片卷曲过程中6个生长素相关基因的克隆与表达分析

生长素在结球甘蓝球叶向上、向内自然卷曲的过程中发挥着重要的调控作用。为挖掘重要的影响结球甘蓝叶片卷曲的生长素相关基因,通过对结球甘蓝莲座期叶片与结球期叶片的转录组进行对比分析,筛选出6个显著差异表达的生长素相关基因,分别为调控生长素动态平衡的Bo ILL6、Bo ASA1基因,控制极性运输的Bo SF21、Bo PIN4基因,参与信号转导的Bo ARF8、Bo GH3.5基因。对上述6个基因进行同源克隆,分别获得全长c DNA序列,序列分析发现6个基因均含有生长素相关的结构域。分子进化树分析发现各基因与芜菁的对应基因遗传关系最近,拟南芥次之。荧光定量PCR检测结果显示,Bo ILL6、Bo ASA1与Bo SF21的表达量变化最为显著,结球期叶片相对莲座期叶片的表达量差异均高达12倍以上,变化趋势与转录组数据分析结果基本一致,说明这3个基因可能与结球甘蓝叶片的卷曲发育密切相关。     

桃MYB3基因的克隆及表达分析

本试验以桃抗寒性不同的3个品种毛桃、21世纪、优25-3的叶片、越冬的韧皮和花芽为试验材料,根据NCBI数据库中预测的桃MYB3的mRNA(GenBank登录号为XM007218080.2)序列设计一对引物,通过RT-PCR技术克隆得到一个长度2 268 bp的MYB3基因序列。生物信息学软件分析表明,其含有2个内含子,3个外显子,含有1个完整的开放阅读框长度为1 128bp,编码375个氨基酸,分子质量为41.931 kD,理论等电点为5.10,具有2个典型的SANT结构域,属于R2R3-MYB.遗传进化分析表明PpMYB3与乌梅(Prunus mume)的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,PpMYB3在桃的花芽和韧皮部均有表达,PpMYB3相对表达量与取材时期温度变化趋势相一致。本试验推测PpMYB3转录因子在桃抗寒方面起到负调节作用。     

辣椒CaAUX22基因的克隆与表达分析

AUX/IAA（生长素/吲哚-3-乙酸）基因家族是植物中重要的生长调控元件,主要调控植物生长素响应和信号传导。为揭示辣椒生长素原初响应基因CaAUX22的结构特征及功能,本研究以辣椒自交系6421为试验材料,克隆CaAUX22编码基因全长进行生物信息学和时空表达模式分析。结果发现,CaAUX22基因编码序列全长552 bp,编码183个氨基酸,蛋白分子量为20 798.85 Da,为亲水不稳定性蛋白。该蛋白不含信号肽,为非分泌蛋白,且不具有叶绿体、线粒体靶向肽。亚细胞定位预测CaAUX22蛋白位于细胞质中。蛋白跨膜结构预测显示CaAUX22蛋白不属于膜结构蛋白。进化树分析和同源基因序列比对表明CaAUX22与黄灯笼辣椒、曼陀罗、三分三的序列高度相似,均含有AUX/IAA结构域,且自身具有高度的保守性。RT-qPCR检测结果显示,辣椒CaAUX22基因在根和茎中微量表达,在花和叶中少量表达,在胎座和种子中表达相对较高,在果皮组织中表达量极高,并随着果实的生长其表达量逐渐升高,至成熟期降低,说明CaAUX22基因参与了辣椒果实的发育过程。这些结果为进一步研究辣椒CaAUX22基因的功能及其...     

茄子3个Aux/IAA基因的克隆及表达分析

以茄子单性结实品系‘D-7-1’为材料,克隆到3个新的Aux/IAA基因,分别命名为SmIAA3、SmIAA4和SmIAA9,其CDS长度分别为573、564和915 bp,分别编码190、187和304个氨基酸;系统进化树分析表明,3个蛋白均属于Aux/IAA家族蛋白,与番茄亲缘关系较近,且均具有Aux/IAA家族蛋白的DomainⅠ、Ⅱ、Ⅲ 和 Ⅳ 保守结构域;其分子量分别为21.50、20.95和32.67 kD,理论等电点分别为7.62、6.02和8.57。实时定量PCR分析表明：SmIAA9基因在单性结实和非单性结实品系茄子中的表达量差异明显,开花前单性结实品系的表达量显著高于非单性结实品系,推测其与茄子单性结实相关。     

黄瓜Aux/IAA基因家族的生物信息学分析

Aux/IAA基因家族是一个典型的被生长素诱导而表达的基因家族,可以被生长素快速诱导表达。采用生物信息学方法在黄瓜基因组中确定了28个Aux/IAA基因,除4号染色体外,其他6条染色体均有分布,编码蛋白序列在70~427个氨基酸残基之间,22个黄瓜Aux/IAA蛋白具有完整的4个保守结构域,进化方式多样化。该研究结果有助于黄瓜生长素信号转导途径的解析。     

芸薹属大白菜Aux/IAA基因家族的生物信息学分析

Aux/IAA基因家族在生长素诱导的早期做出响应,是生长素早期应答的3类基因家族之一。现主要从基因组水平研究白菜Aux/IAA基因的分布及特征。结果表明:从BRAD共检测到59条白菜Aux/IAA基因,不均等分布在白菜的全部10条染色体上。通过多重比对和基序探测结果显示,40条白菜Aux/IAA基因具有4个保守基序,其它基因的保守基序则有不同程度的分化。系统进化分析表明,Aux/IAA基因家族可分为7个亚家族。通过表达模式预测发现,白菜Aux/IAA基因家族表达模式也有较大差异。     

茄子生长素诱导基因SmIAA19的克隆和分析

以茄子单性结实品系‘D-10’为材料,以茄子单性结实差减文库中差异表达的EST片段Z732为依据,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得了生长素诱导基因SmIAA19（登录号KP114221）的cDNA序列。该基因全长为800 bp,开放阅读框为558 bp,编码185个氨基酸。氨基酸序列比对结果表明该基因编码的氨基酸序列具有Aux/IAA基因家族的典型结构域和保守基本序列,在分子进化上与马铃薯距离最近,与番茄处于同一分支。qRT-PCR分析表明,在低温（门茄）和适温（四门斗）条件下,SmIAA19在单性结实和非单性结实的子房和果实发育过程中均有表达,单性结实品系中的表达量显著高于非单性结实品系,单性结实品系开花当天子房中的表达量最高,非单性结实品系在低温和适温条件下的表达量均保持在较低的水平。IAA含量检测结果表明,在不同结实性茄子品系的果实发育过程中IAA含量的变化趋势基本相同,在果实发育前期含量较高,且在低温（门茄）条件下,不同结实性果实中IAA的含量变化与SmIAA19基因的表达量变化相一致。SmIAA19基因可能与茄子的单性结实有关。     

桃MRLK家族全基因组鉴定及蚜虫侵染后的表达分析

以Malectin(PF11721)、Malectin-like(PF12819)和Pkinase(PF07714)保守域全蛋白序列为种子序列,鉴定桃(Prunus persica)基因组中全部MRLK类受体激酶(Malectin receptor-like kinases)家族成员,并利用转录组测序分析桃绿蚜侵染不同时间MRLK在抗蚜和感蚜品系材料中的表达情况。利用生物信息学手段进行分析,共获得41个MRLK家族成员,这些基因分布在桃的8条染色体上。家族成员氨基酸数量介于391～1 035 aa,分子量44.05～115.09 kD,等电点5.38～9.16。分析系统进化树发现拟南芥、水稻和桃的MRLK家族分为5个亚组,其中桃MRLK家族成员分布在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ亚组上。亚细胞定位预测显示该家族成员全部定位在细胞膜上。顺式作用元件预测结果显示该家族成员启动子包含光、激素以及响应生物与非生物胁迫的作用元件。桃绿蚜侵染结果表明,桃MRLK家族中19个基因在5个桃材料中均未表达,15个基因在抗蚜品系‘P5868’与其他4个材料之间无差异表达。Pp MRLK2、Pp MRLK9、Pp MRLK22...     

黄瓜ARF家族序列特征及部分成员在果实发育早期的表达分析

 采用生物信息学方法获取黄瓜ARF家族信息,并对其进行染色体、序列相似性以及系统进化树分析,同时选取与单性结实基因亲缘关系较近为主的9个ARF基因,以单性结实自交系‘6401’和非单性结实自交系‘6429’为试材,在花后0、2和4 d取‘6401’和‘6429’授粉和未授粉两种处理的果实,利用半定量RT-PCR进行表达分析。结果显示：18个ARF基因遍布于黄瓜的7条染色体上,氨基酸长度在172 ~ 1 102残基之间,相似性在4.41% ~ 62.12%的范围内,基因重复、序列差异和基因缺失是黄瓜ARF家族的主要进化模式;基因Csa021954和Csa012805在果实中受授粉诱导而表达;Csa019265、Csa009209和Csa009210在所有样品中都有较高的转录本;基因Csa012237和Csa015176在果实早期发育中表现出衰减趋势;Csa019264和Csa010564只在发育的果实中表达且表达水平较高,推测这两个基因的高水平表达可能对果实膨大起促进作用。     

桃果实中miR160a与其靶基因ARF的鉴定及对IAA的响应分析

以水蜜桃品种‘小白凤’果实为试材,利用miR-RACE技术验证了桃mi R160a的精确序列,克隆了其3个ARF靶基因(PpARF18、PpARF17和PpARF18-like)的ORF序列。利用RLM-RACE技术以及qRT-PCR方法对Ppe-miR160a作用于3个靶基因的模式及频度进行了分析。结果表明,Ppe-miR160a的精确序列与预测序列在5′端和3′端均存在1个碱基的差异,其3个靶基因ARF均含有高度保守的B3和生长素响应DNA结合域。RLM-5′RACE结果显示,Ppe-miR160a以裂解的方式作用于3个ARF靶基因,且裂解位点均位于Ppe-miR160a5′端的第9和第10位碱基之间。IAA响应分析表明,与对照相比,IAA处理后的桃果实中Ppe-miR160a以及3个靶基因3′端裂解产物的表达量均显著升高。以上结果表明桃果实中的Ppe-miR160a通过介导其3个靶基因的裂解参与生长素信号途径调控。     

桃冷处理响应基因PdCIbHLH的克隆和功能鉴定

以山桃(Prunus davidiana Franch)为试材,克隆获得冷处理响应基因PdCIbHLH(cold-induced b HLH),其ORF为1 617 bp,编码含539个氨基酸的蛋白质,含有典型的bHLH结构域。系统发生分析表明,Pd CIbHLH与苹果MdICE1的同源性最高。PdCIbHLH在山桃不同器官中均可表达,在叶片中表达最高,在枝条中表达较弱。叶片中PdCIbHLH受4℃处理诱导表达。在拟南芥中超量表达PdCIbHLH,其低温抗性较野生型显著升高。酵母杂交试验结果显示,PdCIbHLH可与AtCBF3的启动子相互作用。烟草瞬时表达试验结果表明,PdCIbHLH可激活AtCBF3的表达。推测PdCIbHLH通过直接激活CBF的表达正调控植株对低温处理的响应。     

桃叶片β- 半乳糖苷酶基因全长cDNA克隆及原核表达

 利用RT-PCR和RACE技术, 从蟠桃(Amygdalus persica var. compressa Bean) 中克隆出3 285 bp的β - 半乳糖苷酶基因cDNA全长, GenBank登录号为AY874412。该cDNA 2 559 bp, 编码853个氨基酸。将其插入到大肠杆菌表达载体pET-32a ( + ) 中, 转化BL21 trxB (DE3) , 筛选重组菌株。经IPTG诱导表达后, SDS-PAGE呈现约115 kDa特异表达条带。并通过体外酶促反应分析表达的融合蛋白的生物活性。