小麦脱水素基因WDHN1-2的克隆及其表达分析

为进一步明确小麦脱水素基因WDHN1-2在逆境条件下的功能,以伞穗山羊草DHN1基因为探针,通过电子克隆及RT-PCR技术获得WDHN1-2基因后对其序列特征进行分析,同时利用基因表达综合数据库及半定量RT-PCR技术对该基因的表达模式进行解析。结果表明,WDHN1-2基因编码区(CDS)长为548bp,编码的氨基酸具有脱水素保守序列K、Y和S片段,与山羊草脱水素EMT25371亲缘关系最近。WDHN1-2蛋白属于稳定且高度亲水蛋白,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主;该蛋白在亚细胞中定位的可能性:过氧化物酶体细胞核线粒体基质,可能行使转录调控的功能。表达模式分析发现,WDHN1-2基因在小麦开花后22d的胚乳中表达量最高,在ABA、PEG、NaCl及4℃低温胁迫下表达量均先上升后下降。     

巴西橡胶树脱水素基因HbDHN2的克隆及其氨基酸序列分析

脱水素(dehydrin,DHN)是存在于植物体内高度亲水的一类蛋白质,在植物响应和适应干旱、低温和盐渍等非生物胁迫过程中发挥重要作用。本研究在橡胶树已有转录组测序组装序列(TSA)数据的基础上,通过RT-PCR方法克隆了一个新巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)脱水素基因HbDHN2,并分析其氨基酸序列。结果表明,HbDHN2含210个氨基酸残基,与HbDHN1同为SK2型酸性脱水素,属于优先响应低温胁迫的脱水素类型(SKn)。     

陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列分析

为了筛选棉花抗逆转基因育种的候选启动子,根据陆地棉脱水素基因GhDHN1的cDNA序列和陆地棉基因组序列,利用生物信息学分析方法,获得棉花陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列。结果表明,该启动子上多个位点含有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,并含有非生物逆境胁迫响应元件、响应植物激素顺式作用元件、多种光调控相关的顺式作用元件以及胚乳表达顺式调控元件等。推测GhDHN1基因的启动子受光诱导,同时受低温和干旱胁迫等非生物逆境的诱导,参与棉花的生长发育。     

文心兰ACC氧化酶基因OnACO1克隆与表达分析

以文心兰切花品种黄金2号(Oncidium Gower Ramsey‘Gold2’)为材料,通过RT-PCR和RACE技术,从文心兰的花中分离得到了1个ACO基因成员的cDNA,命名为OnACO1(GeneBank登录号为JQ822088)。该基因全长为1 424 bp,包括972 bp的ORF,172 bp的5′-UTR和280 bp的3′-UTR,编码324个氨基酸,其氨基酸序列与石斛兰等兰科植物的ACO氨基酸序列有较高的同源性。构建原核表达载体pGEX-OnACO1,转化大肠杆菌BL21进行诱导表达,在SDS-PAGE中显示出了特异性表达条带,与预测的蛋白大小一致。荧光定量PCR分析表明OnACO1基因的表达具有组织特异性,主要在蕊柱中表达,并且乙烯对该基因的表达有上调作用。     

龙血树DCDPK2基因的克隆及表达分析

通过RACE技术克隆龙血树CDPK基因的全长cDNA,并对基因序列进行相关分析与基因表达分析。结果表明:该基因全长为1 810 bp,编码区长度为1 587 bp,编码528个氨基酸,其氨基酸序列具有CDPK基因编码氨基酸的所有典型结构特征;经序列比对发现其核酸序列与玉米CDPK基因的同源性高达81%,氨基酸序列与其它植物中的CDPK氨基酸序列同源性很高。该基因命名为DCDPK2基因。对未经血竭诱导和诱导的龙血树组培苗进行半定量RT-PCR表达分析,发现在添加了诱导物的组培苗中DCDPK2基因的表达显著增强。     

蝴蝶兰亲环素基因PhCyP的克隆及表达分析

为研究蝴蝶兰对低温胁迫分子调控的机理,采用RT-PCR和RACE方法,从蝴蝶兰叶片中克隆到一个亲环素基因PhCyP（登录号为MH992514）,其基因cDNA全长序列为829 bp,开放阅读框长度为522 bp,编码173 个氨基酸,其编码蛋白含有一个类亲环素（CLD）保守结构域,为碱性亲水性蛋白。系统进化分析显示,蝴蝶兰PhCyP蛋白与兰科植物小兰屿蝴蝶兰、万带兰、深圳拟兰、铁皮石斛等亲环素蛋白亲缘关系较近。转录表达分析表明,PhCyP基因在蝴蝶兰不同发育时期的根、叶、花梗、花器官、子房、种子等组织中有高丰度表达。在13 ℃/8 ℃（昼/夜）温度条件下,PhCyP基因的表达水平先降低,处理6 d时降至最低,随后逐渐升高至恢复培养。在4 ℃低温条件下,PhCyP基因的表达水平升高,在处理4 h升至最高,然后逐渐下降,在处理48 h其表达低于处理前水平。以上结果表明,PhCyP基因参与蝴蝶兰对低温胁迫的响应,且对不同低温胁迫具有不同的分子调控机制。     

陆地棉脱水素基因GhDHN1与拟南芥AtCOR47基因的比较

利用生物信息学分析了陆地棉脱水素基因GhDHN1与拟南AtCOR47基因的区别。结果发现,GhDHN1与拟南AtCOR47基因均有2个外显子,1个内含子;不同的是,AtCOR47基因的内含子和外显子均长于GhDHN1基因的。两个基因的内含子均有较高的AT含量,AtCOR47内含中AT的含量更高,两者外显子和内含子的剪接符合GT-AG规则。GhDHN1与AtCOR47基因所编码的蛋白质均为酸性,带负电荷,属于亲水性蛋白质,均属于SKn型脱水素,其氨基酸序列的一致性为45.2%;不同的是,AtCOR47比GhDHN1多一个保守性的K片段;GhDHN1和AtCOR47基因的启动子比较发现,2个基因的启动子中含有相似的响应非生物逆境胁迫的顺式作用元件和激素响应顺式作用元件,而GhDHN1拥有AtCOR47不具有的参与保卫与胁迫响应顺式作用元件TC-rich repeats,AtCOR47拥有GhDHN1不具有的乙烯响应元件。     

陆地棉脱水素蛋白GhDHN1的结构特征和无序性分析

利用生物信息学对陆地棉脱水素蛋白GhDHN1的氨基酸组成理化性质、保守结构域K片段以及无序性进行分析。结果表明,GhDHN1蛋白无明显跨膜结构,不是分泌蛋白,其2个序列相近的K片段均具有高度亲水性,属于部分无序性蛋白。推测GhDHN1的这些结构特性与其调控棉花响应低温胁迫有关。     

巴西橡胶树HbMYC1基因的克隆及序列分析

从GenBank中搜索到1条来自橡胶树的MYC(Myelocytomatosis)家族基因EST序列,以该序列为保守区,通过RACE技术获得了该基因全长cDNA序列,共1817bp。通过BLAST工具搜索GenBank数据库,结果表明,该cDNA序列同其他植物的MYC家族基因高度同源,认为该cDNA序列为橡胶树MYC家族成员。利用GenScan和Clastal X对该序列进行分析,推测其编码区长度为1428bp,编码476个氨基酸。生物信息学分析结果表明,巴西橡胶树的MYC基因编码的氨基酸序列与其他物种的相似性很高,同时推导的蛋白质序列中还存在着1个螺旋-环-螺旋的DNA结合区域和1个核定位信号,表明克隆到的基因是1个MYC家族成员的转录因子。     

巴西橡胶树CBF1基因的克隆和序列分析

通过RT-PCR技术从橡胶树中克隆了CBF基因家族的保守区,并通过5＇端RACE和3＇端RACE技术克隆了全长为1121 bp的cDNA序列,通过BLAST工具搜索Genbank数据库.结果表明,该cDNA序列同其他植物中的CBF家族基因高度同源,认为该cDNA序列就是橡胶树中的CBF基因.利用genescan和ClastalX工具对该序列进行分析,推测其编码区为693bp,编码231 Aa,并包含一个AP2 DNA结合域.氨基酸同源性分析结果表明,来自橡胶树的CBF基因氨基酸序列与热带起源的作物同源性较高,而与北方种植作物相似性较低.     

巴西橡胶树胶乳亮氨酸氨肽酶基因克隆及表达

以巴西橡胶树(Hevea Brasiliensis)无性系热研7-33-97的胶乳为材料,根据已报道的植物亮氨酸氨肽酶基因的保守序列设计简并引物,应用RACE技术克隆同源基因(HbLAP1).用生物信息学软件(DNA-MAN,DNAStar,ScanProsite,ClustalW)对HbLAP1进行生物信息学分析,通过Northern-blot分析HbLAP1的表达.结果表明,HbLAP1的cDNA全长1 985 bp,包括1个1 581 bp的阅读框,编码526个氨基酸的蛋白质,一个105 bp的5'非编码区和一个299bp的3'非编码区(括16个腺苷酸尾巴);HbLAP1是一种可溶性的细胞质氨肽酶结构域,割胶显著下调舶HbLAP1的表达.HbLAP1可能是乳管细胞茉莉酸信号途径的负调控因子.     

‘海贡蕉’引种试种研究

对引进的二倍体香蕉‘Pisang Empat Puluh Hari’进行品种资源评价,鉴定出该品种天然高抗香蕉枯萎病4号小种,对香蕉枯萎病1号小种免疫, 2013年被海南省农作物品种审定委员会认定名‘海贡蕉’。该品种在栽培香蕉中生育期最短、外观好、收购价格高、受市场欢迎,在枯萎病区栽培经济效益好。根据该品种制订其配套的栽培技术措施,在海南、广东经多年品试、中试和推广,目前已开发成为国内唯一高抗香蕉枯萎病4号小种纯A基因的商业香蕉品种。     

番木瓜果肉果胶裂解酶基因克隆及反义植物表达载体的构建

采用cDNA末端快速扩增方法.获得了番木瓜果肉果胶裂解酶(Pectate lyase,PL)基因的完整3′端和部分5′端序列.然后,根据本实验室已经获得的PL基因5′端DNA序列及笔者得到的3′端序列设计上、下游引物,以番木瓜基因组DNA为模板扩增得到PL基因的开放性阅读框.该序列编码385个氨基酸,与草莓、桃、芒果、拟南芥氨基酸序列的同源性分别为83.38%、75.76%、73.68%、65.96%.根据PL基因设计特异引物,扩增其保守区片段,将其反向插入pBI 121的CaMV 35 S启动子和Nos终止子之间,成功构建反义植物表达载体pBP,并导入到根癌农杆菌EHA 105中.     

巴西橡胶树磷转运蛋白基因的克隆及生物信息学分析

植物磷转运子Pht1家族是一类H2PO4-/H+共转运子,该家族主要成员在植物根系中负责磷的吸收和转运,其表达受磷调控,对该家族成员的研究有助于揭示磷的吸收和转运机制。根据Pht1家族基因的保守性设计简并引物,利用RT-PCR和RACE技术从巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)中克隆了1个Pht1基因,命名为HbPht1。氨基酸序列同源性比对与系统进化分析表明,HbPht1属于磷转运蛋白基因家族的新成员。该基因的克隆和生物信息学分析为进一步研究其功能奠定了基础。     

甜菜BvCK2基因全长cDNA的克隆和序列分析

甜菜M14品系在细胞胚胎学和遗传学特征上具有鲜明的无融合生殖现象.为了寻找在这一特殊的生殖过程中的相关基因及其调控作用,实验通过同源克隆及cDNA末端快速扩增(RACE)的方法,首次从甜菜M14品系中克隆了与生殖相关的基因ByCK2(Beta vulgaris casein kinase 2)的全长cDNA序列,长度为1 501 bp,开放阅读框为1002 bp,编码333个氨基酸.根据氨基酸序列计算蛋白分子量为39.28kDa,pI=8.16.同源比对表明,ByCK2与烟草CK2(GenBank No.A1437635)的相似度为64.22%,与百合CK2(GenBank No.AF517838)的相似度为65.18%.通过细胞内定位分析,BvCK2所编码的蛋白主要存在于细胞核中.     

烟草红素氧还蛋白基因NtRD1的克隆及其RNAi载体构建

采用RACE(Rapid amplification of cDNA ends)技术进行烟草红素氧还蛋白基因NtRD1(Nicotianatabacum rubredoxin1)全长cDNA的克降,获得了全长808 bp的cDNA,该cDNA具有完整的开放阅读框架,编码204个氨基酸,其中包含一个保守的红素氧还蛋白结构域.同源分析结果表明,NtRD1与其它植物已克隆的RDs具有较高的一致性.系统发育分析结果表明,NtRD1与其它物种RDs的亲缘关系由近及远依次是马铃薯、水稻、葡萄、拟南芥和藻类.根据RNAi(RNA interference)载体构建原则,成功地构建了干扰NtRD1的RNAi植物表达载体pCAMBIA1301-NtRD1-RNAi,为进一步探明该基因在烟草中的功能奠定了基础.