光皮桦BBX类基因BlCOL13的克隆与表达分析

利用RACE、RT-PCR以及基因组步移技术克隆得到光皮桦BlCOL13全长cDNA（GenBank登录号：KP663425）、全长DNA及其启动子序列。该基因DNA全长2 808 bp,具有4个外显子,3个内含子;cDNA全长1 370 bp,包含1 140 bp的开放阅读框,编码含379个氨基酸的蛋白。BlCOL13蛋白N、C端分别有两个B-box和一个CCT结构域,属于典型的BBX蛋白。以拟南芥中BBX蛋白的分类为参照,通过聚类分析表明BlCOL13属于Ⅱ型BBX蛋白;克隆得到的BlCOL13启动子序列长685 bp,含有多个与成花、光响应、激素信号转导以及逆境胁迫相关的顺式作用元件。亚细胞定位试验结果表明该基因主要在细胞核中表达。不同组织中该基因都有一定程度的表达,但在雄花中表达量最高。低温、干旱、ABA和盐胁迫等非生物逆境都在一定程度上诱导BlCOL13的表达,盐胁迫的影响最为明显,表明该基因在光皮桦逆境响应中可能发挥比较重要的作用。     

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。     

核桃FRUITFULL(JrFUL)基因的克隆及表达分析

【目的】研究核桃JrFUL基因的序列特征及在核桃雌雄异熟开花机制中的作用。【方法】以核桃雌先型品种‘极早丰’及雄先型品种‘新早丰’的雌雄花芽为材料,外部形态测量确定不同品种核桃雌雄花芽形态分化差异。通过qRTPCR技术,分析核桃JrFUL、JrAP1、JrLFY及JrSOC1基因在两个核桃品种不同发育时期的雌、雄花芽中的表达模式。克隆核桃JrFUL基因CDS序列,对其结构进行分析。【结果】春季萌芽期后,2月26日雌、雄花芽的横、纵径逐渐开始出现显著差异。不同核桃品种同一时期的雌、雄花芽的几个基因表达量有所差异。克隆得到的核桃JrFUL基因CDS编码区的全长序列长度为747 bp,命名为JrFUL,编码248个氨基酸。NCBI数据库Blast比对表明核桃JrFUL基因与其他植物物种FUL同源基因的相似性较高。系统进化分析发现核桃JrFUL与连香树及葡萄的FUL亲缘关系最近。【结论】JrFUL基因可能在核桃开花进程中起到关键作用,可能对雄花的开放有促进作用。JrLFY与JrSOC1基因可能一定程度上促进核桃开花,JrAP1基因可能一定程度上抑制核桃开花。     

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。     

薄壳山核桃MADS-box基因CiMADS9的克隆与功能分析

以薄壳山核桃（Carya illinoinensis）‘马罕’雄花为材料,利用获得的MADS-box基因保守片段设计特异引物,通过RACE技术克隆MADS-box家族基因的cDNA序列,命名为CiMADS9。该基因长为1 077 bp,开放阅读框（ORF）768 bp,编码255个氨基酸残基。生物信息学分析表明该基因具有典型的MADS-box结构域和半保守的K区,是MIKC型MADS-box基因。聚类分析分析表明该基因属于AGL15亚家族。实时荧光定量PCR结果表明,CiMADS9在生殖器官（雄花、雌花、幼果）中的表达量高于营养器官（叶、枝条）中的,并且在雄花中的表达量最大。将目的基因通过农杆菌介导法转化拟南芥,获得了转基因植株。与对照相比,转基因拟南芥中过量表达该基因使植株开花延期,基生叶增加。     

三七RNase-like 基因的克隆及表达分析

 采用同源序列克隆法,结合RACE 技术,从三七[Panax notoginseng（Burk.）F.H]根茎总RNA 中克隆次生代谢相关差异表达RNase-like 贮藏蛋白的编码序列,并进一步以DNA 为模板扩增全长基因, 获得一条开放阅读框为717 bp 的cDNA 序列,命名为PMP（GenBank,KC751542),相应基因全长1 074 bp。序列及其进化分析表明,该基因包含3 个外显子和2 个内含子,编码238 个氨基酸,相应蛋白质的 分子量为27.47 kD,含有核苷酸结合的保守区域,属于RNase-T2 超家族成员。三七PMP 蛋白与人参 RNase-like 贮藏蛋白高度同源,序列相似性达95%。实时荧光定量PCR 研究表明,三七PMP 基因在其根、 茎、叶、花等器官中均有表达,且3 年生根中表达量最高,暗示该基因可能参与三七皂苷次生代谢调控 及其品质形成。     

板栗CmMYB转录因子基因的克隆及在花序发育中的表达分析

板栗大量雄花序影响产量形成,寡雄性状是板栗重要的育种目标。利用RT-PCR与RACE扩增方法,从板栗极短雄花序芽变和正常雄花序cDNA中分离出一个板栗MYB转录因子cDNA全长,进行测序和序列分析。结果表明,克隆的cDNA片段总长为1 522 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为1 071 bp,可编码长度为357个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与苹果的MYB91、豌豆的MYB转录因子和蒺藜苜蓿的MYB转录因子基因分别具有88%、87%和87%的氨基酸序列同源性。序列分析及空间结构预测发现该序列具有完整的R2R3区域,推测其具有转录激活功能。命名为CmMYB(GenBank登录号为GU076490)。实时荧光定量PCR结果显示,芽变雄花序CmMYB转录因子在雄花序原基形成期、花簇原基形成期、花朵原基形成期、雄蕊原基形成期和花药形成期的表达量均低于正常雄花序中的表达量,而在花被原基形成期表达量高于正常雄花序中表达量,说明该转录因子调控的主要基因与雄花序的短化存在一定联系。     

板栗赤霉素缺陷型短雄花序芽变的初步鉴定及CmGID1基因的表达分析

 利用赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯利和吲哚乙酸分别涂抹板栗短雄花序,结果显示仅赤霉素能够抑制短雄花序顶端的细胞程序性死亡,并在一定程度上恢复短雄花序的伸长生长。通过RT-PCR扩增方法,从板栗短雄花序芽变和正常雄花序cDNA中克隆出赤霉素受体基因GID1部分序列。测序及序列分析结果表明：克隆的cDNA片段为786 bp,所推导的氨基酸序列与杨毛果GID1氨基酸序列有91%的同源性,与陆地棉、蓖麻GID1均有85%的氨基酸序列同源性。经氨基酸序列功能分析,推测该GID1序列是板栗有编码功能的赤霉素受体基因,命名为CmGID1（GenBank登录号为HQ651231）。实时荧光定量PCR结果显示,从花序萌发至花药萌发前期,除其中一个时期（5月23日）外,芽变短雄花序CmGID1的表达量均高于正常雄花序;在花序的快速生长期,芽变短雄花序CmGID1表达量显著高于正常雄花序（P < 0.01）;且赤霉素处理后恢复生长的短雄花序CmGID1表达量显著降低（P < 0.01）。综合试验结果,初步揭示了该短雄花序为一个赤霉素缺陷型突变体。     

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。     

应用抑制性消减杂交分离板栗短雄花序芽变相关基因

利用抑制性消减杂交技术分离了板栗正常花序与芽变花序之间表达的差异cDNA片段。以芽变板栗雄花序cDNA为试验方(tester),以对照板栗雄花序cDNA为驱动方(driver),构建了一个板栗芽变花序消减文库。菌落PCR显示插入片段主要在100～1000 bp,文库质量良好。通过对文库阳性克隆随机测序共得到了30个有效EST序列。利用Blast同源性比较,其中一些EST可能与板栗雄花序发育中变短的生物学形态形成密切相关,为后续板栗短雄花序芽变相关基因的研究奠定了基础。     

蝴蝶兰PhSVP的克隆及其在花发育过程中的表达分析

从蝴蝶兰杂交品种‘大辣椒’中克隆到SVP同源MADS-box基因PhSVP，使用RACE方法获得PhSVP全长，其开放阅读框为687 bp，编码228个氨基酸。蛋白序列多重比对表明PhSVP蛋白包含一个高度保守的MEF2-like MADS结构域和一个中度保守的K-box结构域，且与兰科的SVP/AGL24同源蛋白相似度高，进化树分析也表明PhSVP蛋白与其他兰科植物的SVP/AGL24同源蛋白亲缘关系最近。PhSVP的空间表达模式表明其在营养器官表达量高，在萼片、侧瓣和唇瓣等生殖器官表达量低。进一步对PhSVP在成花转换和花发育过程中花序顶端的表达进行分析，表明PhSVP的转录水平在营养分生组织向花序分生组织过渡的过程中无显著变化，仅在花序分生组织阶段有少量上升，但在花发育早期花分生组织阶段中的表达水平显著升高，而在花发育后期的萼片原基、花瓣原基和合蕊柱原基阶段持续下降。此外还发现A类基因PhAP1在花发育过程中的花序顶端的表达模式与PhSVP相似，而B类基因PhPI和C类基因PhAG在花瓣原基和合蕊柱原基阶段的表达量最高。检测了PhSVP在抽葶期、花蕾期和盛花期的根、叶和花葶中的转录水平，结果表明PhSVP在花蕾期的根中的表达量稍高于其他时期，在不同阶段的叶中的表达水平无显著差异，而在抽葶期花葶中的表达量显著高于花蕾期和盛花期。试验结果暗示蝴蝶兰PhSVP可能起到调控花分生组织状态的维持、避免花器官原基过早分化的作用。     

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。     

大蒜MADS-box基因AsPI的克隆及表达分析

B类MADS-box基因在调控显花植物的花瓣和雄蕊发育过程中发挥关键作用。为初步了解大蒜花发育的分子机制,以‘阿城紫皮’大蒜(Allium sativum)的花蕾为试材克隆了AsPI(Gen Bank登录号为KY272748)。AsPI的cDNA长939 bp,开放阅读框为615 bp,编码204个氨基酸。推导的氨基酸序列显示,AsPI编码的蛋白质包含高度保守的MADS结构域(1~57氨基酸)和保守的K结构(76~140氨基酸),AsPI蛋白具有PI亚家族特有的序列特征:MADS区特征丝氨酸残基、K区高度保守序列KHExL以及C–末端的PI基序。序列比对、功能域分析及系统发育分析结果表明,AsPI属于单子叶植物B功能基因PI亚家族。半定量和实时RT-PCR检测AsPI在大蒜不同组织器官中的表达模式,结果表明,在花蕾中高丰度表达,在花茎中表达量中等,在根、假茎、嫩叶、保护叶等营养器官中表达量极低甚至不表达。     

葡萄MADS-box家族基因保守片段的克隆与序列分析

MADS-box转录因子在多种植物的发育过程特别是花器官和果实发育过程中发挥重要的作用。为了从葡萄中克隆出新的MADS-box基因,研究在葡萄花及果实发育中的作用,根据多种植物MADS-box基因保守区序列,设计简并引物,应用RT-PCR技术从红富士葡萄花序中分离出34条MADS-box基因cDNA片段。序列分析表明,这些片段长度在138～152bp之间,包含基因起始密码子。推导的氨基酸序列与已登录的欧洲葡萄及其它物种的MADS-box基因同源性超过83%。用推导的氨基酸序列与已知的欧洲葡萄和拟南芥MADS-box家族基因进行系统发育分析,可将这些基因片段分别归入拟南芥MADS-box基因不同亚家族中,证明葡萄中存在多种MADS-box家族基因,克隆的片段包含ABCDE模型中的各类花发育基因。     

藤稔’葡萄VvGAI基因的克隆、亚细胞定位及时空表达分析

 以‘藤稔’葡萄（Vitis vinifera × V. labrusca‘Fujiminori’）的茎、叶、花和果为试材,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆获得1个推测为葡萄赤霉素响应因子VvGAI基因的cDNA序列,全长2 295 bp,其编码590个氨基酸。该基因在GenBank基因数据库的登录号为HQ834311。序列分析表明：VvGAI与杨树、拟南芥、水稻的同源基因的氨基酸序列相似性分别为68.56%、62.79%和54.16%。半定量与定量PCR结果都表明,VvGAI在葡萄茎尖、叶、花和果等营养与生殖器官中均有表达,但在茎尖中的表达最高,是一个与快速生长和分裂关系密切的基因。50 mg · L^-1赤霉素处理后,各阶段果实中VvGAI表达量趋势与对照基本一致,但水平低于对照,其中幼果中表达量最高。洋葱表皮细胞的瞬时表达显示,VvGAI蛋白定位于细胞核。     

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。