过量表达杜鹃红山茶CaAPX1的烟草耐热性提高

根据山茶(Camellia japonica)同源序列设计特异性引物,利用同源克隆和3′,5′-RACE技术,从杜鹃红山茶(C.azalea)嫩叶组织中克隆出抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)基因,命名为CaAPX1(Gen Bank登录号:KP635267),基因全长1 097 bp,开放阅读框753 bp,编码250个氨基酸。实时荧光定量分析发现,CaAPX1在4种不同的山茶中均得到表达,其中较耐热的微花连蕊茶(C.minutiflora)表达量最高,其次是中等耐热的杜鹃红山茶和‘耐冬’山茶(C.japonica‘Naidong’),最低的为耐热性较差的‘恨天高’云南山茶(C.reticulata‘Hentiangao’)。结果表明该基因的表达量高低与测试物种的耐热性有关。CaAPX1在杜鹃红山茶4种组织中均得到表达,表达量由高到低依次为:叶片、花蕾、种胚、花芽,其中叶片表达量高达其他组织的1.29~4.26倍。CaAPX1转基因烟草分析表明,过量表达CaAPX1后,APX酶活性提高了2.58~3.81倍,抗坏血酸(Ascorbate,AsA)含量也提高了2.67~3.56倍,并且转基因烟草植株及其种子的耐热能力也提高。     

苹果MdGA20ox1 基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

 以苹果砧木SH40[（Malus × domestica）× M. honanensis]为试材,采用RT-PCR 结合RACE 技术从SH40 茎尖中克隆得到一个赤霉素合成关键酶基因（GA20–氧化酶基因）,命名为MdGA20ox1, 其cDNA 全长1 579 bp,编码392 个氨基酸。该基因在GenBank 登录号为KC493633。氨基酸序列同源性 分析表明：MdGA20ox1 与玉米、拟南芥、梨等植物GA20ox 具有55.9% ~ 96.7%的相似性。洋葱表皮细 胞瞬时表达显示,MdGA20ox1 蛋白定位于细胞核与细胞质膜。植株生长量测定和相对定量表达结果表明, MdGA20ox1 基因在砧木SH28、SH40 和M26 自根苗的表达呈先下降再上升然后下降的趋势,这与其生长 动态基本一致。嘎啦/SH28 的植株生长量和MdGA20ox1 表达量最高,嘎啦/M26 次之,嘎啦/SH40 最低, 初步表明该基因的表达有与苹果植株矮化程度呈负相关的趋势。MdGA20ox1 在嘎啦/SH40 和嘎啦/SH28 不同组织中的表达模式一致,且半矮化类型砧木SH28 嫁接‘嘎啦’,其茎尖、幼叶、成熟叶和枝皮中的 表达量均高于矮化类型SH40 嫁接‘嘎啦’。     

东方百合‘索邦’GA20ox的克隆及表达分析

以东方百合‘索邦’为材料,利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得编码活性GAs合成过程中双加氧酶的基因GA20ox,对其进行生物信息学分析和表达分析。结果表明,GA20ox全长1 502bp,包括1个1167bp的开放阅读框(ORF),编码388个氨基酸。GA20ox编码的蛋白存在多个糖基化位点、磷酸化位点和酰化位点。‘索邦’GA20ox和其他物种的GA20ox蛋白有很高的相似性,均含有保守的PLN02276结构域。‘索邦’GA20ox与姬蝴蝶兰、铁皮石斛、海枣、油棕和椰子等单子叶植物的GA20ox蛋白具有较高的同源性。实时荧光定量PCR分析表明,GA20ox具有时空表达特异性,在萌芽期之后的茎生根、现蕾期的茎、萌芽期和展叶期的叶片、萌芽期的顶芽等快速发育的组织中有较高的表达。在萌芽期对植株进行高浓度(200和400 mg·L^-1)GA3处理对其生长的影响最大,其中200 mg·L^-1 GA3处理最有利于株高的增加,400 mg·L^-1 GA3处理最有利于地下部分干质量的增加。对萌芽期‘索邦’百合进行200 mg·L^-1 GA3处理,显著抑制其GA20ox在除鳞片外其他部位的表达,表达量均在处理后12 h降至最低,其中在茎和基生根中降幅最大,分别下降了96.79%和94.65%。推测GA20ox的表达受活性GAs的反馈调节,在调控体内活性GAs稳态中发挥重要的作用。     

梨极矮化突变体与苹果梨GA20ox基因的克隆及植物表达载体的构建

以梨极矮化突变体和苹果梨为试材,应用RT-PCR技术对GA20ox基因进行克隆及序列分析。结果表明:克隆得到梨极矮化突变体和苹果梨GA20-氧化酶基因,依次命名为PuGA20ox和PbGA20ox,其全长均为1 179bp,分别包含1个完整编码392个氨基酸的开放阅读框(ORF);对其进行序列分析,并成功构建了植物表达载体,为进一步研究梨矮化突变体和GA20-氧化酶基因功能奠定了基础。     

菊花叶绿素a/b结合蛋白基因CmLhcb1及其启动子的克隆和表达分析

 以切花菊品种‘公子’cDNA为模板克隆出叶绿素a/b结合蛋白同源基因cab,其开放阅读框为798 bp,编码266个氨基酸。经多物种间比对分析,确认其属于cab基因家族的Lhcb1类,命名为CmLhcb1。同源克隆菊花品种‘清露’Lhcb1基因,氨基酸序列与‘公子’完全相同。CmLhcb1在叶片中的表达量比在茎、花和根中高,弱光和GA₃处理使CmLhcb1表达上调,多效唑处理后CmLhcb1表达量受到抑制。CmLhcb1的表达受昼夜节律调节,白天表达量显著高于夜间。通过high-efficiency TAIL-PCR（hiTAIL-PCR）方法克隆到‘公子’切花菊CmLhcb1起始密码子上游序列715 bp和‘清露’起始密码子上游序列716 bp,序列经PLACE数据库的比对分析,发现有很多与非生物和生物胁迫相关的元件,主要与光照、GA、ABA、水分、水杨酸和病毒相关,CmLhcb1启动子是光诱导型启动子,具有GT1-box和Z-box。     

大岩桐SsKN1基因的克隆及组织表达分析

以大岩桐(Sinningia specisoa)茎尖组织为试材,采用RT-PCR方法对大岩桐SsKN1(KNOTTED1-like homeobox)基因进行克隆,经BLAST比对、邻接法构建进化树,研究了SsKN1基因与其它KNOXI基因的亲缘关系;并利用半定量RT-PCR,研究了SsKN1基因在大岩桐根、花瓣、花萼、叶、茎和茎尖等不同组织中的表达情况,以期为SsKN1基因的功能研究奠定基础。结果表明:获得了大岩桐SsKN1基因451bp的cDNA序列,该基因与烟草NTH15基因亲缘关系最近,其次为拟南芥STM基因;SsKN1基因在根、叶、茎尖和花萼等4种组织中表达,在花瓣和茎中不表达。其中在茎尖的表达量最高,叶中的表达量次之,根和花萼的表达量较低。     

异源表达拟南芥赤霉素2–氧化酶基因对矮牵牛形态发育的影响

拟南芥赤霉素2–氧化酶基因AtGA2ox1在矮牵牛（Petunia hybrida）中过量表达导致转基因植株开花延迟,株形明显矮化,花冠变小,花冠表皮细胞变小,但花色变化不明显。施用多效唑对矮牵牛花冠的影响与过量表达AtGA2ox1一致。用拟南芥茎特异性表达基因At3g56700的启动子驱动AtGA2ox1在矮牵牛中表达时,转基因植株的表型变化在株系间存在明显的差异,但外源基因在茎中的表达量都明显高于叶和花中的,果实和种子的发育未受影响,通过对转基因后代的筛选可以获得株形矮化,其它性状的发育受影响较小的转基因株系。     

葡萄赤霉素受体基因VvGID1A 的分离、亚细胞定位及表达分析

 以‘藤稔’葡萄（Vitis vinifera × V. labrusca‘Fujiminori’）的花序、茎尖、叶片以及果实为 试材,应用RT-PCR 结合RACE 技术克隆得到GID1A 同源基因全长cDNA 序列,命名为VvGID1A（基因 登录号：JQ669511）,全长1 681 bp,含有1 个1 035 bp 的开放阅读框,编码344 个氨基酸,该氨基酸序 列还包含两个激素敏感酯酶家族保守的结构域HGG 和GXSXG。系统进化分析表明,VvGID1A 与蒺藜苜 蓿、棉花和拟南芥之间的一致性分别为70.25%、70.08%和68.21%。荧光定量RT-PCR 结果表明,VvGID1A 在葡萄花序、老叶和卷须中表达水平高于茎尖和幼叶,而在GA 处理果实中的表达水平低于未处理的对照 样品。瞬时表达载体的构建及洋葱表皮细胞转化后,洋葱表皮细胞的瞬时表达结果显示,该基因的表达 产物定位在细胞核上。     

刺葡萄VdMAPK7参与炭疽病胁迫响应的功能分析

【目的】克隆刺葡萄VdMAPK7基因,并对其参与炭疽病胁迫响应的功能进行分析。【方法】结合前期转录组数据,以刺葡萄福安（Vitis davidii‘Fu’an’）为试材,通过实时荧光定量PCR(quantitative real time PCR,qRT-PCR)分析VdMAPK7基因在炭疽菌侵染后不同时间点表达水平变化,通过聚类分析VdMAPK7蛋白与其他物种相关MAPK蛋白的系统发育关系。利用烟草叶片亚细胞定位技术分析VdMAPK7蛋白在细胞中的位置。在番茄中异源表达VdMAPK7基因后,番茄果实接种尖孢炭疽菌（Colletotrichum acutatum）,验证其对炭疽病胁迫的响应。【结果】刺葡萄VdMAPK7基因响应炭疽菌诱导后表达量逐渐升高,在接种第7天达到高峰。VdMAPK7蛋白与欧洲葡萄、番茄、马铃薯、茶树、珙桐、烟草聚为一大类;亚细胞定位发现,VdMAPK7蛋白定位在细胞质和细胞核中;VdMAPK7转基因番茄植株矮于野生型植株,果实变小。转基因番茄果实接种尖孢炭疽菌后,相较于野生型番茄,VdMAPK7基因过表达番茄果实发病较轻;q RT-PCR结果显示,VdMAPK7...     

节瓜ACC 合酶基因CqACS 的克隆与表达分析

为分析ACC 合酶与节瓜雌性之间的关系，以雌性自交系（A36）和普通雌雄同株自交系（SX）为材料，克隆得 到节瓜ACC 合酶（CqACS）基因，并与葫芦科中已知的ACC 合酶基因进行同源序列比对分析、构建进化树；对A36 幼苗 叶片进行赤霉素（GA3）处理后用qRT-PCR 对CqACS 基因进行表达分析，并统计赤霉素处理前后20 节内的雌花率。结果 表明，CqACS 基因在雌性自交系A36 中的长度为1 318 bp，普通雌雄同株自交系SX 中长度为1 637 bp。经对比分析，SX 比A36 多了91、97、117 bp 3 个片段，除此之外只有2 个碱基的差别。同源序列比对发现，A36 中的CqACS 基因与西瓜中 的Cit-ACS1 基因同源性最高，为95.31%，与黄瓜中的Cs-ACS1 基因同源性为91.13%；SX 中的CqACS 基因与西瓜中Cit- ACS1 基因同源性为78.04%，与黄瓜中的Cs-ACS1 基因同源性为76.06%。GA3 处理后，A36 的平均雌花节率（20 节位内） 为45%，而对照为90%；qRT-PCR 分析发现，与对照相比，CqACS 基因在GA3 处理后的相对表达量显著上调，且在第3 次 处理后4 h 上调最大。     

薄壳山核桃赤霉素氧化酶基因CiGA2ox1克隆与功能分析

【目的】从薄壳山核桃（Carya illinoinensis）中分离克隆赤霉素氧化酶CiGA2ox1基因,通过遗传转化及功能验证研究该基因对薄壳山核桃生长发育的影响,为薄壳山核桃新品种选育提供理论参考。【方法】采用PCR扩增技术从薄壳山核桃体胚中克隆出CiGA2ox1基因全长序列,分析其序列和表达特性。通过亚细胞定位观察其在烟草中发挥功能的场所。构建35S::CiGA2ox1::GFP过表达载体,利用农杆菌介导法将35S::CiGA2ox1::GFP过表达载体转化到薄壳山核桃体胚中,获得CiGA2ox1过表达株系。通过qRT-PCR方法分析转基因薄壳山核桃中相关基因的表达水平,采用丙酮乙醇提取方法测定再生植株中叶绿素含量。【结果】薄壳山核桃CiGA2ox1基因全长1053 bp,编码350个氨基酸。CiGA2ox1蛋白含有1个2OG-FeⅡ-Oxy保守结构域和3个Fe2+结合位点。序列系统进化分类结果表明,CiGA2ox1基因与核桃JrGA2ox1基因亲缘关系最近。烟草叶片亚细胞定位显示,CiGA2ox1蛋白定位于细胞核和细胞膜中。对薄壳山核桃进行遗传转化后经荧光检测及PCR验证表明,...     

萝卜水通道蛋白基因RsAQP1b的表达模式及功能分析

以萝卜品种白玉春为材料,利用同源克隆的方法获得萝卜水通道蛋白基因Rs AQP1b的编码序列全长,在萝卜苗期干旱胁迫下分析Rs AQP1b基因及蛋白的表达模式;在烟草中表达该基因,研究干旱胁迫下烟草中MDA含量及保护酶的活性变化。结果表明:萝卜水通道蛋白基因Rs AQP1b的编码序列全长861bp,编码286个氨基酸。制备了Rs AQP1b多克隆抗体,效价在1∶512000以上。RealtimePCR与Westernblot检测表明,干旱胁迫导致Rs AQP1b基因与蛋白的表达水平整体下降。PEG6000干旱处理下的转基因与野生型烟草MDA含量都增加,但是转基因烟草的增加幅度小;随着干旱程度加重,转Rs AQP1b基因烟草中SOD含量呈上升趋势,CAT含量呈先上升后下降趋势,POD含量呈上升趋势,酶活性均高于相应野生型对照。     

茄子SmNAC1 基因的克隆与表达分析

 以茄子幼苗为试材,利用cDNA 末端快速扩增（RACE）技术获得SmNAC1 基因全长,并利 用RT-qPCR 技术检测该基因在GA、4 ℃低温、NaCl 处理下的时空表达。结果显示：SmNAC1 全长序列 1 279 bp,开放阅读框为909 bp,编码302 个氨基酸,推测其蛋白质分子量约35.04 kD;SmNAC1 含有 NAC 家族的N 端保守域,与番茄、马铃薯同源性高达90%。SmNAC1 受GA、低温和高盐诱导,表达上 调,但在根、茎、叶中的表达量有差异,在根中表达水平整体高于茎和叶中,显示SmNAC1 在根中优势 表达,且短时间（0.5 ~ 1 h）相对表达量较高,而在茎和叶中应答相对迟缓,且叶中表达水平趋于稳定。 可见SmNAC1 可能参与了茄子对外源GA 诱导的响应及对低温、高盐胁迫的耐受调节过程。     

茄子生长素响应因子SmARF5对分枝发育的影响

以茄子（Solanum melongena）‘S12’为试验材料,同源克隆了生长素响应因子（auxin response factor ARF5）基因SmARF5,该基因开放阅读框全长2 793 bp,编码930个氨基酸,定位于细胞核。分别构建载体pGBKT7-SmARF5-Full和截短体pGBKT7-SmARF5-674aa进行酵母转化试验。结果表明,SmARF5具有转录激活活性,SmARF5全长可以与SmIAA16和SmIAA26蛋白互作,截短体SmARF5-674aa不与SmIAA16和SmIAA26互作。构建过表达载体pCAMBIA-2301G-SmARF5并转化入烟草。结果表明,与野生型相比,SmARF5转基因烟草植株出现明显分枝,茎粗增大。以上结果表明SmARF5可能通过生长素信号转导途径在植物分枝形成过程中发挥重要作用。     

‘元帅’苹果短枝变异逆转座子插入位点临近基因Md RDACO1的表达及功能分析

前期研究发现在‘元帅’苹果短枝突变体4号染色体约3 768 578 bp处存在一个2 190 bp的逆转座子Mdsolo-LTR1及其插入位点3’端约50 kb处有一乙烯合成限速酶基因ACO1。以‘元帅’及其短枝突变品种‘奥勒冈矮生’为试材,研究逆转座子Mdsolo-LTR1对其临近基因MdRDACO1表达活性的影响。荧光定量PCR结果表明,MdRDACO1的表达量在新梢发育至9节和12节时的顶芽和新梢半木质化前各阶段的茎段中均是‘元帅’显著高于‘奥勒冈矮生’。拟南芥异源转化结果显示,播种后7 d时,转Md RDACO1基因株系下胚轴长度和45d时株高显著高于野生型和转空载株系;进一步分析发现,转Md RDACO1株系中古巴焦磷酸合成酶基因AtCPS1的表达量显著高于野生型和转空载株系。试验结果暗示‘奥勒冈矮生’等短枝突变体中,逆转座子Mdsolo-LTR1可能通过抑制其临近的乙烯合成限速酶基因Md RDACO1的表达活性,从而抑制受乙烯正调控的赤霉素合成关键基因Md CPS活性,进而导致短枝突变。     

‘粉红亚都蜜’葡萄NAC转录因子基因VvDRL1的功能初步分析

以欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’为材料,利用同源克隆法获得1个NAC转录因子,命名为VvDRL1（GenBank：XP-002281816）。该基因全长840 bp,编码280个氨基酸,与‘黑比诺’葡萄中该基因的同源性为100%,但是基因组DNA序列中存在6处单核苷酸突变。瞬时转化洋葱表皮细胞进行亚细胞定位分析,VvDRL1基因主要在细胞核内表达,属于核蛋白;通过农杆菌介导的叶盘法获得稳定整合的转基因烟草,T2代转基因植株生长迟缓,株高、叶面积和叶片细胞面积约为野生型烟草的60%、34%和31%,转基因植株叶片出现向内卷曲现象,利用石蜡切片进行显微结构观察,转基因植株主叶脉上表皮下缺失2 ~ 3层厚壁细胞,且海绵组织内的空隙明显多于野生型植株。研究结果表明,VvDRL1在调控植株的形态发育方面起着重要作用。     

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。     

梨‘中矮1号’LUE1基因的克隆及功能分析

以梨优良矮化砧木‘中矮1号’新梢嫩茎为试材,根据白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)基因组预测的相关基因序列信息设计特异引物,克隆获得1个Katanin蛋白家族成员基因。序列分析显示该基因编码区全长1 566 bp,编码521个氨基酸,预测蛋白分子量约为57.2 kD,等电点为8.11,与其他物种的Katanin P60家族氨基酸序列具有78.01%~98.66%的相似性,将该基因命名为PcLUE1。实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,生长慢的矮化品种新梢快速生长时期PcLUE1的表达量显著高于生长快的乔化品种。石蜡切片显示,矮化品种与半矮化及乔化品种间茎组织细胞的排列方式和细胞大小存在较大差异。过表达PcLUE1的烟草植株与对照相比,株高降低,叶片变小,颜色变深,与‘中矮1号’中PcLUE1高表达效应极为相似,说明PcLUE1可能与‘中矮1号’的矮化有一定的关系。     

大岩桐SsPIN2基因的克隆及组织表达分析

以大岩桐为试材,采用RT-PCR方法对大岩桐SsPIN2基因进行了克隆,获得898bp的基因序列,经BLAST比对,采用邻接法构建进化树;并利用半定量RT-PCR方法,研究了SsPIN2基因在大岩桐叶、茎尖、根、茎、花瓣和花萼组织的表达情况。结果表明:大岩桐SsPIN2基因与黄瓜CsPIN2、豌豆PsPIN2基因等亲缘关系较近;该基因在上述6种组织中均有表达组织,其中在茎尖、根、茎和花萼的表达量较高,在叶和花瓣中的表达量较低。     

梨矮化砧木‘中矮1号’生长素氢转运体基因PcAHS及其启动子的克隆与表达分析

以梨（Pyrus communis L.）紧凑型矮化砧木‘中矮1号’及其母本‘锦香’新梢韧皮部为试材,根据转录组测序结果设计特异性引物,克隆到1个长1 239 bp的基因序列。该序列在两个品种间不存在差异,均编码412个氨基酸,其氨基酸序列与苹果（np_001280772.1）、梅（xp_008242099.1）、毛果杨（xp_002306421.2）、草莓（xp_00428771.1）的生长素氢转运体基因（AHS）编码的氨基酸序列的相似性在67% ~ 99%之间,命名为PcAHS。qRT-PCR分析发现,‘中矮1号’新梢韧皮部中PcAHS的表达量均低于母本‘锦香’,推测其启动子序列存在差异。‘中矮1号’及其母本‘锦香’PcAHS 基因上游启动子长度分别为828 bp和888 bp,二者相似性89.1%。序列分析发现‘中矮1号’PcAHS基因启动子有一段58 bp（–496 bp ~–553 bp）的缺失;利用植物顺式作用元件数据库PLACE和PLANTCARE分析表明,‘中矮1号’启动子含有一个‘锦香’没有的BPBF转录因子结合元件P-box。推测‘中矮1号’PcAHS基因启动子特有的片段缺失和P-box转录因子结合元件可能是导致其表达量低并通过影响生长素的运输最终引起矮化的原因。