柑桔LEAFY同源基因片段分离及特性研究

 根据不同植物LEAFY ( LFY) 同源基因3’端序列高度保守性, 设计合成简并引物, 采用PCR 技术首次从柑桔基因组DNA 中分离出一条长883 bp 的柑桔LFY 同源基因( csLFY) 片段。序列分析表明, 所扩增的883 bp DNA 片段中包含一个长476 bp 的内含子, 拼接位点与其他植物的LFY 同源基因一致。由外显子推导的氨基酸序列与其它植物LFY 同源基因的相应区域氨基酸序列同源性为77 %～97 % , 其中与烟草NFL 和矮牵牛ALF 的同源性最高, 达到97 %。RT—PCR 研究表明, csLFY 在柑桔成年结果枝上的花芽和营养芽以及童期幼苗的营养芽中均有表达, 但童期营养芽中的表达强度明显低于花芽。     

洋葱开花相关基因AcLFY 的克隆与表达分析

 以洋葱（Allium cepa L.）品系‘1007’为试材,采用同源基因克隆及RACE-PCR 的方法, 获得植物开花调控关键基因LEAFY 的同源基因的cDNA 序列,命名为AcLFY,GenBank 登录号为 JX275962。序列分析表明,该基因包含1 个1 119 bp 的开放阅读框,编码372 个氨基酸,该氨基酸序列 含有5′-N 端脯氨酸富集区,亮氨酸拉链结构和中央酸性区,具有LEAFY（FLO）家族的典型结构特征。 同源分析表明,该氨基酸序列与水仙的同源性接近70%,与其他高等植物LEAFY 类蛋白的同源性均在 50%以上。进化树分析表明AcLFY 与单子叶植物的亲缘关系高于双子叶植物。荧光定量结果显示,AcLFY 在洋葱抽薹开花的整个过程中都有表达,在抽薹初期的花序分生组织中表达量最高,在花器官中只有微 量表达,花器官形成后,主要在叶片中表达。     

桃成花基因PpLFY的克隆与表达及多克隆抗体制备

 以‘八月脆’桃成花诱导期腋芽为试材,克隆得到一个FLORICAULA/LEAFY同源基因,命名为PpLEAFY（PpLFY）,GenBank登录号为EF175869,该基因cDNA全长1 314 bp,ORF为1 248 bp,编码一个含416个氨基酸残基的蛋白,与其他物种中的LEAFY蛋白的同源性较高,为（74.22%~84.69%）。时期及组织特异性表达分析表明,PpLFY主要在叶片、花瓣及成花诱导期及花芽形态分化初期中表达。构建了pGEX-4T-1/PpLFY原核表达系统,获得了可溶性融合蛋白rPpLFY,分子量约为36 kD。利用该蛋白免疫新西兰大白兔,获得了抗rPpLFY的多克隆抗体,ELISA效价为1:10 000。     

苹果LEAFY同源基因的cDNA克隆与表达分析

 从苹果的果台枝顶芽中克隆了两个长约1.4 kb的cDNA片段，分别定名为AFL1和AFL2。它们的碱基序列在编码区有90%的同源性，但在3’末端非编码区仅有约印％的同源性。它们表达的肽链氨基酸序列与小叶杨、大豆、矮牵牛等有70％以上的同源性，与番茄、金鱼草、拟南芥有近70%的同源性，证明它们是LFY的同源基因。RT-PCR的结果表明，生长期AFL2在萼片、子房、根、茎、叶以及果台枝顶芽中都有表达，而AFL1只在果台枝顶芽中表达；在不同发育时期的果台枝顶芽中，AFL1在顶芽停止营养生长转向生殖生长以后才清晰表达，而AFL2在生长期6~10月都有表达。因此认为苹果中的这两个LFY同源基因虽有共同的起源，但是在功能上存在差异，在花和营养组织的发育中起不同的作用。DNA印迹分析表明，在苹果属及近缘的梨属植物中LFY同源基因是多拷贝的。     

日本晚樱花器官特征基因ClAP1的克隆与表达分析

用同源克隆的方法和3′ RACE技术,从日本晚樱（Prunus lannesiana）中克隆得到了1个AP1同源基因ClAP1的cDNA全长。其cDNA全长1 005 bp,包括1个编码238个氨基酸共717 bp的开放阅读框。序列比对和分子系统发生分析表明,ClAP1是拟南芥的AP1同源基因,其蛋白质的C末端具有一个保守的euAP1模体。半定量RT-PCR分析表明,ClAP1在3个日本晚樱品种‘大岛’、‘一叶’和‘普贤像’的萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊中均有表达,在叶中不表达,属参与花发育的转录因子,但其表达模式与拟南芥的AP1有一定差别。     

番荔枝开花调控转录因子基因AsLEAFY的克隆与表达分析

利用同源克隆和RACE-PCR获得番荔枝LEAFY基因的全长cDNA序列,命名为AsLEAFY,Gen Bank登录号为KP866145。序列分析表明,克隆获得的番荔枝AsLEAFY基因长为1 236 bp,编码411个氨基酸,该氨基酸序列含有5′-N端脯氨酸富集区和中央酸性区,具有LEAFY(FLO)家族的典型结构特征。同源分析表明,该氨基酸序列与多种木本植物LEAFY类蛋白的同源性较高。进化树分析表明AsLEAFY与木本植物的亲缘关系高于草本植物。实时定量PCR结果表明,AsLEAFY在番荔枝花发育的整个过程中都有表达,在初期的花芽中表达量最高,在不同组织器官中表达量存在差异,在枝条去叶后的腋芽中的表达量最高。推测该基因在番荔枝花器官形成初期发挥重要作用。     

光皮桦LFY同源基因的克隆及表达分析

以珍贵用材树种光皮桦（Betula luminifera）为材料,采用同源克隆与RACE的方法,克隆获得LFY同源基因,命名为BlLFY（GenBank号：KP970616）。BlLFY基因cDNA全长1 305 bp,开放阅读框（ORF）长1 212 bp,编码403个氨基酸。基因结构分析显示,BlLFY基因具有2个内含子和3个外显子,与其它植物同源基因具有一致的基因结构。多序列比对和系统进化分析表明,BlLFY基因编码蛋白具有典型的N-domain和C-domain,与板栗（Castanea mollissima）及核桃（Juglans regia）等木本植物的LFY具有最高的同源性和进化关系。进一步的表达模式分析结果表明,BlLFY基因在光皮桦植株进入成年期时表达水平最高,在开花植株的营养器官和生殖器官中均有表达,且贯穿雌、雄花序发育的整个过程,但在雌花序中的表达明显高于雄花序,说明BlLFY基因可能与花期转换和花器官的发育有关,但在雌、雄花序发育过程中的调控作用可能不同。     

柑橘及其近缘属植物LFY同源基因的比较

LFY基因处于成花调控网络的关键位置,不仅调控开花时间和花转变,而且在花序和花的发育中也起重要作用。为了进一步探讨柑橘及其近缘属植物开花的分子机理,利用PCR技术分别从兴津温州蜜柑(Citrus unshiuMarcovitch)、无核椪柑(Citrus reticulata Blanco)、沙田柚[Citrus grandis(L.)Osbeck]、融安金柑(Fortunella crassifoliaSwing)和无核黄皮[Clausena lansium(Lour.)Skeels]叶片中分离克隆了LFY全长同源基因。结果表明兴津温州蜜柑、无核椪柑、沙田柚、融安金柑和无核黄皮中的LFY全长同源基因的核苷酸长度分别为2090、2086、2092、2081、2089bp,分别编码398、398、398、398和397个氨基酸,这些同源基因均由3个外显子和2个内含子组成。同源性分析发现,这些LFY全长同源基因的核苷酸序列和氨基酸序列同源性高,分别为92%～99%和95%～100%。亲缘关系分析结果与当前的植物学分类结果一致。     

茶树CsMAPK3的全长克隆及其逆境表达分析

以‘福鼎大白’茶树为材料,克隆了CsMAPK3的全长cDNA序列(GenBank登录号:MF034662)、基因组序列及其启动子序列。CsMAPK3的cDNA序列全长1700 bp,含有1119 bp的ORF序列,编码373个氨基酸;CsMAPK3蛋白预测为亲水性蛋白,含有多个磷酸化位点;多序列比对和进化树分析表明CsMAPK3 C–末端含有保守的CD结构域,属于TEY类型的A亚家族MAPK;亚细胞定位预测CsMAPK3主要定位于细胞质和细胞核中。CsMAPK3基因组全长4930 bp,包含5个内含子和6个外显子,第1个内含子和第2个内含子较大,分别为1608和1318 bp,外显子长度在130~350 bp之间。克隆获得起始密码子上游1125 bp的启动子区序列,该启动子上含有干旱、低温、高温以及ABA等相关的顺式作用元件。荧光定量表达分析显示,ABA、低温和盐胁迫均能显著上调茶树叶片中CsMAPK3的表达。蛋白互作预测表明CsMAPK3可能与MYBR1互作来响应ABA依赖途径的非生物胁迫过程。综上表明,CsMAPK3可能与茶树抗逆响应密切相关。     

荔枝ANS基因的克隆及其序列分析

以3个不同发育时期的‘糯米糍’荔枝果皮和幼嫩叶片为试材,对其ANS基因进行了克隆及分析。结果表明:花青素合成酶(Anthocyanidin synthase,ANS)是花色素苷生化合成途径中的一个关键酶。利用同源克隆方法从荔枝果皮中克隆得到了1个ANS基因,该基因开放阅读框的长度为1 074bp,编码357个氨基酸。以基因组为模板,扩增得到了1 279bp的核苷酸序列与cDNA序列比对发现,基因组序列中还有1个内含子,位置在504～708bp之间。通过系统发育分析发现,该基因编码的蛋白与葡萄、可可豆、柑橘等聚为一类。     

茶树细胞周期蛋白依赖激酶（CsCDK）基因cDNA全长克隆与分析

 采用SMART-RACE-PCR技术获得了茶树细胞周期蛋白依赖激酶基因（CsCDK1）的全长cDNA序列,并进行了相关的生物信息学分析。采用实时定量PCR研究了该基因在茶树越冬芽休眠到萌发后不同阶段的表达模式。克隆到茶树CsCDK1 cDNA序列1 245 bp（GenBank登录号JF449383）,其开放阅读框长924 bp,编码307个氨基酸,预测分子量为34.52 kD,具有CDKs家族典型的保守结构域和空间结构,属于B型CDK家族。系统进化分析表明,CsCDK1氨基酸序列与猕猴桃的CDK亲缘关系最近,达到96%,与其它植物的CDK序列相似性亦在80%以上。该基因在茶树越冬芽休眠期的表达量低于恢复生长期,在萌发期表达量最高。说明该基因与茶树越冬芽休眠的解除关系密切。     

草莓LFY 同源基因的克隆及其表达分析

 以草莓（Fragaria × ananassa）品种‘花姬’为试材,通过PCR和RACE的方法克隆出LFY同源基因的cDNA全长序列,命名为FaLFY（GenBank收录号JN788260）,通过定量PCR的方法检测了该基因在草莓植株各组织和花器官中的表达。结果表明FaLFY编码区长度为1 236 bp,编码412个氨基酸,与其他物种的氨基酸序列都有一定的同源性,其中与蔷薇科玫瑰的LEAFY-1同源性最高,达到88%。实时定量RT-PCR结果表明,在不同的组织、不同的花器官中FaLFY的表达量存在差异,其中在花芽中的表达量最高,在营养生长的组织中基本不表达,在成熟花器官中同样不表达,说明该基因在草莓的成花进程中发挥重要作用。     

番茄黄化曲叶病毒基因间区缺失突变体在北京的发现与证实

在北京发现两种致病性有差异的番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）毒株,得到两个不同的TYLCV分离物BJ03和BJ04,并对它们进行了全长扩增测序。TYLCV-BJ03全长为2 781 bp,TYLCV-BJ04全长为2 740 bp。进化树分析显示,这两个毒株分别属于以色列株系TYLCV-IL进化分支下中国的两个不同亚群。二者核酸序列的同源性为99.15%,主要差异在基因间区（intergenic region,IR）。BJ04比BJ03的IR区在互补链方向TATA-box与保守的9核苷酸序列之间缺失41个碱基。通过针对缺失片段设计的特异引物验证,进一步证实了TYLCV的IR区缺失突变体的存在。在对温室中不同发病番茄样本的检测中,同时检测到被两种毒株单独侵染和复合侵染的植株。     

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。     

Molecular analysis of genetic stability in micropropagated apple rootstock MM106

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers were used to assess the genetic stability of 10 micropropagated plants regenerated through axillary buds of clonal apple (Malus pumila Mill.) rootstock MM106. Eleven random decamer primers were successfully used to analyse genomic DNA from mother plants and in vitro plant material. A total of 129 scorable fragments were amplified with an average of 11.73 bands per primer. Among them, 99 were monomorphic and 30 were polymorphic with 23.2% polymorphism. Among these 30, 12 were found monomorphic across seven plants and parent. Three plants could be regarded as off-types. Our results show that RAPD markers could be used to detect the genetic similarities and dissimilarities in micropropagated material.     

山药ANS基因的克隆和分子特性及其与花青素积累的关系

 为了阐明花青素合成酶(ANS; EC 1114111119) 基因在山药地下块茎花青素积累过程中的功能, 利用RT-PCR和RACE技术从田薯(Dioscorea alata L. ) 地下块茎中分离到一个ANS 基因(DaANS1) ,并运用相关软件、Norhtern杂交和原核表达等技术分析了该基因; 同时测定了ANS酶活性和花青素含量。结果显示, 该基因序列大小为1 387 bp, 最大开放阅读框(ORF) 、5′端和3′端的非翻译区分别由1 077 bp、9 bp和301 bp组成, 且有真核生物基因5′- 和3′- 末端序列的典型特征, 是一个完整的全长cDNA序列;DaANS1最大ORF可编码358个氨基酸, 其分子量和等电点分别为40.4 kD和5.26, 并含有依赖于2 - 酮戊二酸和Fe²⁺氧化的保守结构域, 其中包括与2 - 酮戊二酸特异结合的精氨酸2个(Arg295、304) 及与Fe²⁺结合的保守组氨酸5个(His238、243、249、276、294) 和天冬氨酸3个(Asp240、260、279); DaANS1与所选被子植物ANS基因的同源性均远高于与裸子植物的同源性, 而且与被子植物中双子叶旋花科植物ANS基因的亲缘关系最近, 但仅能将属、种间植物合理分类; DaANS1 表达丰度从初前期增至最强的盛前期后一直降至最低的后中期, 到收获时又稍增强, 其表达模式与ANS酶活性和花青素含量的变化具协同性。这些结果表明, DaANS1 为植物ANS基因的一员, 可评价属、种间植物的亲缘关系, 在转录水平上受到调控而影响田薯地下块茎花青素形成。