黄瓜CsPAP-fib基因的克隆与序列分析

以温敏型黄瓜‘C09-123’为试材,通过对不同夜温处理的黄瓜幼叶进行差异蛋白质鉴定,筛选出一个与低夜温影响黄瓜雌性形成密切相关的蛋白,采用生物信息学方法,对该蛋白进行生物信息学分析,并运用基因克隆技术克隆了该基因,以期为明确该基因在黄瓜性别分化中的作用机制奠定基础,也为进一步试验研究提供基因材料。结果表明:该基因全长870bp,编码289个氨基酸,该基因编码的蛋白质属于叶绿体中一个不稳定的疏水蛋白质,无明显信号肽,无跨膜结构。与甜瓜为同一进化分支,同源性较高。该蛋白属于PAPfibrillin蛋白家族,因此将编码该蛋白的基因命名为CsPAP-fib。     

秀珍菇3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因的克隆及表达分析

为获得秀珍菇3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)全长基因,并分析该基因在秀珍菇正常状态及热胁迫处理下的表达差异,对秀珍菇进行RNA测序(RNA-seq),经生物信息学分析筛选获得HMGR全长基因(命名为Pphg1),并利用荧光定量PCR (qRT-PCR)的方法,分析该基因在秀珍菇不同温度处理下的表达情况。结果表明,获得的Pphg1全长由4 059个核苷酸组成,编码1 352个氨基酸,其蛋白分子质量约144.04 kDa。经qRT-PCR检测,该基因在秀珍菇受热胁迫后表达量升高。本研究中首次克隆并获得秀珍菇HMGR基因全长cDNA,推测其与秀珍菇热胁迫应答相关,为阐明秀珍菇体内次生代谢产物合成的分子机制及其分子育种提供科学依据。     

黄瓜CsDREB1的克隆及其在霜霉威胁迫下的表达分析

以高农药残留黄瓜品系‘D9320’和低农药残留黄瓜品系‘D0351’为试材,采用PCR技术克隆获得响应霜霉威(propamocarb)的黄瓜CsDREB1基因的全长,并对其进行生物信息学分析及表达分析,以期为低农残黄瓜品种的选育提供参考依据。结果表明:黄瓜CsDREB1基因全长603bp,与同属葫芦科的甜瓜CmDREB1D为同一个进化小分支,亲缘关系最近。启动子序列分析结果表明,CsDREB1的启动子区域含有5UTR Py-rich stretch高转录水平调节、O2-site蛋白代谢调节和CGTCA-motif茉莉酸甲酯响应元件等。实时荧光定量PCR结果表明在农药霜霉威胁迫下,低农残品系‘D0351’中CsDREB1的表达量显著下降;而在高农残品系‘D9320’中的CsDREB1的表达量与对照无显著差异。组织特异性表达分析表明,CsDREB1主要在果实表达;CsDREB1编码的蛋白质定位于细胞核上,属于核蛋白。黄瓜CsDREB1负响应霜霉威胁迫,过表达CsDREB1转基因拟南芥植株抵抗霜霉威胁迫能力明显下降。CsDREB1不能响应ABA、干旱和高盐类非生物胁迫及多主棒孢霉菌生物胁迫,能够响应JA胁迫。     

外源NO对铜胁迫下番茄幼苗生长及其抗氧化酶编码基因mRNA转录水平的影响

研究了水培条件下外源一氧化氮(NO) 对Cu胁迫后番茄幼苗生长及抗氧化酶编码基因mRNA表达的影响。结果表明, 0.5 mmol·L - 1 Cu2+处理使番茄幼苗株高、茎粗、鲜样质量、干样质量明显下降, 抑制了幼苗生长, 外施0.3 mmol·L - 1 SNP (NO供体) 能够缓解Cu2 +对番茄幼苗生长的抑制, 显著增加叶片编码过氧化物酶( POD) 、抗坏血酸过氧化物酶(APX) 、超氧化物歧化酶( SOD) 、过氧化氢酶(CAT) 基因mRNA的表达量, 而0.1 mmol·L - 1 L-NAME [Nω -nitro-L-arginine methyl ester, 一氧化氮合成酶(NOS) 抑制剂] 处理的表达量与Cu胁迫处理相比有所减少, 幼苗生长受到更加明显抑制, 表明外源NO可以通过提高抗氧化酶的表达水平而缓解Cu胁迫对番茄幼苗的伤害。     

低氮胁迫下黄瓜钙依赖蛋白激酶基因的克隆及表达分析

在低氮胁迫下，以黄瓜品种津研4 号叶片为供试材料，以cDNA 为模板，依据黄瓜基因组数
据库中Csa002986 基因编码区全序列，应用Primer Premier 5.0 软件设计引物，克隆得到黄瓜钙依赖蛋白
激酶基因（calcium-dependent protein kinase，CDPK）。该基因全长1 584 bp，编码527 个氨基酸。预测
该基因编码的蛋白是一个稳定的亲水蛋白，无跨膜结构，无信号肽，存在蛋白激酶结合区、EF 手型钙结
合区、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性位点、N 酰基化位点等多个位点。CDPK 基因在不同氮浓度处理下黄瓜
各部位表达分析结果显示，在无氮条件下，CDPK 基因在茎尖表达量最高，其次为叶和茎；在低氮条件下，
CDPK 基因在茎中表达量最高，其次为茎尖和叶；在正常及高氮条件下，CDPK 基因在茎尖表达量最高，
其次为茎和叶。CDPK 基因在叶中的表达模式分析结果显示，在无氮及低氮胁迫下CDPK 基因表达量增加，
随着氮浓度的降低，CDPK 基因的表达量增加并明显高于对照；在高氮胁迫条件下，CDPK 基因的表达量
低于对照。     

‘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。     

黄瓜促分裂原活化蛋白激酶基因的生物信息学分析及原核表达

利用RT-PCR技术结合RACE技术,从NO₃^-胁迫下的黄瓜根中克隆出促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）基因的同源序列,命名为CsNMAPK,GenBank注册号为DQ812086。生物信息学分析表明,该基因全长1 636 bp,开放阅读框（ORF）1 113 bp,编码370个氨基酸。亚细胞定位预测其编码蛋白可能定位于细胞质;跨膜结构分析表明该基因有一个强的跨膜螺旋结构;PlantCare分析结果显示该基因序列具有脱落酸诱导、茉莉酸诱导、赤霉素诱导、水杨酸诱导、伤害诱导等顺式作用元件。成功构建原核表达载体,并转化E.coli BL21（DE3）,SDS-PAGE检测结果显示表达了一个约46 kD的蛋白。为进一步揭示黄瓜MAPK基因在NO3-胁迫中的作用奠定基础。     

黄瓜3-磷酸甘油醛脱氢酶基因CsGAPDH的克隆及其涝胁迫响应分析

以黄瓜耐涝品系‘早二N’根组织总RNA为模板,运用RT-PCR结合RACE技术,获得了黄瓜3-磷酸甘油醛脱氢酶基因（CsGAPDH）的cDNA全长序列,基因编码区共1011bp,编码336个氨基酸（GenBank登录号HQ156465）。系统进化分析表明：CsGAPDH基因与胡萝卜、葡萄、大豆等双子叶植物同源基因的核苷酸序列相似性均在88%以上,与单子叶植物水稻和玉米同源基因的相似性达86.8%和86%。qRT-PCR表达分析结果表明：CsGAPDH基因快速响应涝胁迫,在涝胁迫2h,该基因在根中表达量达到对照水平的12倍,在涝胁迫12h达到表达高峰,随后表达量呈现逐渐下降趋势;CsGAPDH基因在‘早二N’的根、茎、叶中均有表达,根和叶中原始表达量高于茎,在涝胁迫4h后均诱导表达,根中诱导表达量上调幅度最大,为初始表达量的4倍。CsGAPDH属于黄瓜涝胁迫响应基因,在缓解涝胁迫伤害过程中可能具有重要的调控作用。     

黄瓜3–磷酸甘油醛脱氢酶基因CsGAPDH的克隆及其涝胁迫响应分析

 以黄瓜耐涝品系‘早二N’根组织总RNA为模板,运用RT-PCR结合RACE技术,获得了黄瓜3–磷酸甘油醛脱氢酶基因（CsGAPDH）的cDNA全长序列,基因编码区共1 011 bp,编码336个氨基酸（GenBank登录号HQ156465）。系统进化分析表明：CsGAPDH基因与胡萝卜、葡萄、大豆等双子叶植物同源基因的核苷酸序列相似性均在88%以上,与单子叶植物水稻和玉米同源基因的相似性达86.8%和86%。qRT-PCR表达分析结果表明：CsGAPDH基因快速响应涝胁迫,在涝胁迫2 h,该基因在根中表达量达到对照水平的12倍,在涝胁迫12 h达到表达高峰,随后表达量呈现逐渐下降趋势;CsGAPDH基因在‘早二N’的根、茎、叶中均有表达,根和叶中原始表达量高于茎,在涝胁迫4 h后均诱导表达,根中诱导表达量上调幅度最大,为初始表达量的4倍。CsGAPDH属于黄瓜涝胁迫响应基因,在缓解涝胁迫伤害过程中可能具有重要的调控作用。     

甜瓜CmGnT基因的克隆及非生物胁迫下的表达分析

为了探究非生物胁迫下甜瓜N–乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)的作用机制,根据甜瓜cDNA序列设计引物,利用RT-PCR技术克隆得到CmGnT。生物信息学分析表明,CmGnT的cDNA全长为2 193 bp,开放阅读框(ORF)为1 179 bp,编码392个氨基酸。CmGnT蛋白分子量约为46 kD,理论等电点(pI)为7.93。蛋白结构分析表明,CmGnT含有β–1,4–N–乙酰氨基葡萄糖转移酶结构域,属于糖基转移酶17家族。该基因编码的蛋白有1个强的跨膜螺旋结构。进化树分析表明,CmGnT氨基酸序列与黄瓜CsGnT(登录号:XP_004135275.1)亲缘关系最近,同源性为99.74%,与西瓜Cs Gn T的同源性为97.70%。实时荧光定量PCR分析结果表明,在NaCl、PEG、H_2O_2和ABA等非生物胁迫下的甜瓜叶片中CmGnT都显著上调表达,表明CmGnT受非生物胁迫诱导,推测其在甜瓜响09应非生物胁迫过程中起到重要作用。