青花菜钙依赖蛋白激酶基因BoCDPK1的克隆与表达

钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)为Ca²⁺传感蛋白,在植物生长发育和逆境响应中起着重要作用。在克隆青花菜BoCDPK1基因的基础上,开展序列分析、系统发育分析和表达分析,为后续的基因功能鉴定和抗逆育种奠定基础。该研究以青花菜为材料,利用PCR法克隆1个CDPK 基因,利用生物信息学对序列进行分析,并采用qRT-PCR研究该基因在霜霉菌和核盘菌侵染下的表达模式。测序结果表明,BoCDPK1的基因组DNA全长为2 414 bp,具6个内含子,编码区全长为1 647 bp,编码548个氨基酸;BoCDPK1有1个S_TKc和4个EF手性结构域。多序列比对结果表明,BoCDPK1与芸薹属植物同源序列的相似性最高,仅个别氨基酸残基存在差异,它们在系统发育树上聚于一组。qRT-PCR结果表明,BoCDPK1的表达受霜霉菌和核盘菌的诱导,表达量均呈现先上升后下降的规律。在霜霉菌的诱导下,BoCDPK1的表达量在72 h达最大值,为对照的3.4倍;而在核盘菌侵染下,BoCDPK1的表达量在36 h达最大值。该研究明确了青花菜BoCDPK1基因的序列特点、系统发育关系和表达特征。     

青花菜转录因子基因BoWRKY3的克隆与表达分析

以青花菜为材料,从叶片中分离WRKY转录因子基因BoWRKY3(登录号:JN120758),并进行序列分析;利用逆转录聚合酶链式反应(RT‐PCR)对霜霉菌侵染前后叶片BoWRKY3的表达模式进行分析.测序结果表明:BoWRKY3的基因组DNA全长为1136bp,有3个内含子,长度分别为81、101和96bp;编码区全长为858bp,编码285个氨基酸,具WRKYGQK保守区和CX5CX23HX1H锌指结构.RT‐PCR结果表明,BoWRKY3的表达受霜霉菌诱导,表达量在接种6~36h时最高,暗示该基因与青花菜霜霉病抗性相关.序列比对结果表明,BoWRKY3与十字花科同源基因的差异最小,而与禾本科作物的序列差异最大,关系最远.     

青花菜病程相关蛋白基因 BoPR2 的克隆与表达

病程相关蛋白基因以家族形式存在于植物中,在抗病反应中起着重要作用。以青花菜为试材,利用PCR法克隆到1个PR2基因,定名为BoPR2。测序结果表明,BoPR2基因组全长1188bp,具1个内含子,编码区全长1092bp,编码351个氨基酸;序列比对和系统发育分析结果显示,BoPR2与野甘蓝、甘蓝型油菜和白菜PR2的相似度最高,在发育树上聚为一组,与亚麻荠、荠菜的相似度最低,亲缘关系最远;实时定量PCR结果表明,BoPR2的表达受芸薹根肿菌诱导,在10d时的相对表达量最大,约为对照的6倍;但BoPR2的表达不受核盘菌的诱导。BoPR2基因的克隆与表达分析,为青花菜抗病机理研究及开展分子育种奠定了基础。     

甘蓝型油菜湿害相关基因BnLDH-1的克隆和表达分析

采用RACE技术从中双9号中克隆了甘蓝型油菜BnLDH-1基因全长cDNA序列和基因组序列。BnLDH-1基因的DNA序列为1 432 bp,包含1个内含子;cDNA序列全长1 319 bp,含有1个1 053 bp的ORF,其编码蛋白含350个氨基酸。经预测发现,BnLDH-1蛋白存在LDH-1保守结构域。qRT-PCR结果表明,湿害诱导BnLDH-1表达,但在不同耐湿性甘蓝型油菜品种中,BnLDH-1的诱导表达水平不同。相关分析表明,湿害胁迫后48 h的BnLDH-1表达量与12份测试的甘蓝型油菜材料的耐湿指数呈显著负相关,其相关系数为0.73。     

甘蓝型油菜雄性不育基因BnaX.MS1.a的克隆及其amiRNA载体的构建

根据拟南芥MS1基因已知保守序列设计特异性引物,分离克隆甘蓝型油菜中与拟南芥MS1基因同源的基因片段。应用PCR-Walking技术获得甘蓝型油菜核雄性不育基因BnaX.MS1.a,其全长3 424 bp。BnaX.MS1.a基因与拟南芥MS1基因全长序列同源性为60.3%,编码序列同源性为89.5%。根据基因序列比对结果推测开放阅读框长2 004 bp,编码667个氨基酸,分子量为765 kD,等电点为8.01。BnaX.MS1.a基因编码的氨基酸序列与已知拟南芥MS1基因编码的氨基酸序列同源性达93%。构建BnaX.MS1.a基因的amiRNA载体转化甘蓝型油菜,旨在研发核不育基因工程油菜。     

不结球白菜BrCBF基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

运用RT-PCR和RACE技术从不结球白菜中克隆到1个抗寒相关基因,命名为BrCBF,基因登陆号为DQ402470.其cDNA全长1 003 bp,含有648 bp的完整开放阅读框,编码216个氨基酸,该基因编码的蛋白序列与拟南芥、荠菜、甘蓝型油菜编码的氨基酸序列有极高的同源性,且具有CBF典型的保守结构域AP2.     

不结球白菜BrCBF基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

运用RT-PCR和RACE技术从不结球白菜中克隆到1个抗寒相关基因,命名为BrCBF,基因登陆号为DQ402470.其cDNA全长1 003 bp,含有648 bp的完整开放阅读框,编码216个氨基酸,该基因编码的蛋白序列与拟南芥、荠菜、甘蓝型油菜编码的氨基酸序列有极高的同源性,且具有CBF典型的保守结构域AP2.     

甘蓝型油菜BnClo1基因克隆、表达载体的构建及原核表达

【目的】克隆甘蓝型油菜(Brassica napus)油体钙蛋白(caleosin)基因BnClo1,并进行原核表达研究。【方法】在获得甘蓝型油菜BnClo1基因全长cDNA的基础上,根据BnClo1基因编码区设计1对特异引物,以甘蓝型油菜种子总RNA为模板,通过RT-PCR获得了约750bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定。随后将该蛋白成熟肽cDNA片段克隆到原核表达载体pTYB12中,构建融合表达载体pTYB12-BnClo1,转化到Escherichia coli ER2566(DE3)中进行表达。【结果】测序结果显示,RT-PCR获得的cDNA全长768bp,包含完整的开放阅读框738bp,编码245个氨基酸残基,caleosin分子量为28.1kD。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,以20℃、4mmol·L-1IPTG诱导该基因表达效果最好,诱导产物为一个与理论值相符的83.1kD的融合蛋白intein-caleosin。【结论】克隆了油菜BnClo1基因,并在大肠杆菌中进行了优化表达。为进一步纯化和鉴定目的蛋白,及研究其功能奠定了试验基础。     

青花菜BoBURP2基因的克隆与表达分析

BURP是植物特有蛋白,在生长发育和抗逆反应中起着重要作用。本研究以青花菜为材料,利用PCR克隆到1个BURP基因,命名为BoBURP2。测序结果表明,BoBURP2的基因组DNA全长为1 218bp,具1个内含子,编码区全长为840bp,编码279个氨基酸;序列比对结果表明,该基因与BURP家族成员RD22具有较高的同源性。系统发育分析结果表明,BoBURP2与甘蓝、芜菁和甘蓝型油菜的同源序列相似性最高,在发育树上聚为一组,与醉蝶花的相似性最低,亲缘关系最远。RT-PCR结果表明,BoBURP2的表达受NaCl和干旱胁迫的诱导,表达量分别在24h和48h时达到最大值,暗示该基因与这2种逆境响应相关。青花菜BoBURP2的克隆与表达分析,为后续基因功能的鉴定和抗逆分子育种奠定了基础。     

油菜(Brassica napus L.)BnPGIP基因克隆及其表达分析

以油菜品系甘蓝型油菜宁RS-1为植物材料,以南京油菜田里收集的核盘菌为致病菌,根据已经报道的油菜PGIP基因序列,设计简并引物。从宁RS-1基因组DNA中经PCR克隆到1条包含1个内含子与2个外显子的基因序列。序列比对分析显示,该基因与已公布的油菜PGIP1基因的核苷酸序列和氨基酸序列同源性均达99％,编码区序列全长9...     

甘蓝型油菜BnaWRKY30-like基因cDNA序列克隆 及生物信息学分析

WRKY 转录因子是植物所特有的一个超级基因家族,能调控植物生长发育过程及逆境反应。根据转录组测序获得的 EST 序列设计引物, 利用 RT-PCR 及 RACE 技术克隆了甘蓝型油菜WRKY30 基因 cDNA 全长序列, 并运用生物信息学手段对序列进行了分析及预测。结果表明：BnaWRKY30-like 基因全长cDNA序列中包含102 bp 的5′-UTR序列,188 bp 的3′-UTR序列以及942 bp的完整ORF,编码313个氨基酸。该转录因子蛋白相对分子量为35 319.85D,等电点为 6.22,基本氨基酸中含量最高的丝氨酸（Ser）,313个氨基酸中含有41个酸性氨基酸,34个碱性氨基酸,在121～182区域含有一个典型的WRKY结构域。亚细胞定位预测发现该转录因子定位于细胞核的可能性最高。蛋白质的二级结构预测表明共有α-螺旋占26.20%,延伸链占10.54%,β-转角占4.47%,无规则卷曲占58.79%。BnaWRKY30-like基因编码的蛋白具有典型的WRKY转录因子特征,与拟南芥WRKY30基因亲缘关系近,可能在油菜早期生长发育过程及盐胁迫中的发挥调控作用。     

青花菜病程相关蛋白基因BoPR1的克隆与表达分析

病程相关蛋白(Pathogenesis-related protein,PR)是参与植物抗病性的重要物质,在诱导系统抗性过程中起着重要作用。本研究以青花菜为材料,在克隆BoPR1基因的基础上,利用荧光定量PCR技术研究它们在根肿菌和核盘菌侵染下的表达模式。序列分析结果表明,BoPR1基因组全长为489bp,无内含子,编码162个氨基酸,具1个信号肽和1个SCP结构域。系统发育分析的结果表明,BoPR1与甘蓝型油菜和白菜的PR1遗传距离最小,亲缘关系最近,在进化树上聚为一组;与醉蝶花PR1遗传距离最大,亲缘关系最远。荧光定量PCR结果显示,BoPR1基因的表达受根肿菌诱导,在接种5d时的表达量最高,为对照的11.84倍;BoPR1基因的表达则不受核盘菌诱导。     

甘蓝型油菜PEP转运子BnPPT1基因的克隆、序列分析和表达模式

磷酸烯醇式丙酮酸/磷酸转运子基因(Phosphoenolpyruvate/phosphate translocator 1, PPT1) 是细胞质体碳水化合物转运的一个关键基因,在植物莽草酸代谢和脂肪酸生物合成途径中起着重要作用。根据十字花科拟南芥PEP转运子AtPPT1基因序列与油菜数据库BBSRC Brassica DB中相应ESTs设计全长引物,以甘蓝型油菜(Brassica napus) 幼嫩叶片基因组DNA和种子cDNA为模板,克隆到了甘蓝型油菜PEP转运子基因全长序列,命名为BnPPT1。该基因基因组gDNA全长为2 075 bp,含有8个内含子,编码区长度为1 224 bp,编码407个氨基酸。序列比对结果表明,BnPPT1与同属于十字花科拟南芥AtPPT1转运子同源性很高,仅有个别氨基酸的差异。进一步采用半定量RT-PCR分析表明,BnPPT1基因在油菜各器官中表达差异很大,在幼嫩的子叶和茎中有较高丰度的表达,在中早期发育的种子中表达丰度逐步升高,种子成熟后期没有表达,暗示该基因在油菜籽粒中油份等物质积累中有重要功能。     

芥蓝(Brassica alboglabra)苯丙氨酸解氨酶基因BaPAL的克隆、表达与序列分析

根据NCBI数据库中拟南芥、甘蓝型油菜和菘蓝的苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)基因序列设计简并引物,从芥蓝叶片cDNA中克隆到1个PAL基因,定名为BaPAL.BaPAL编码区全长2 145 bp,编码714个氨基酸,在NCBI的登录号为FJ849059.半定量RT-PCR结果表明,BaPAL基因在茎、叶、花蕾、开放花朵和嫩角果中均有表达,而且以开放花朵的表达量最大,根中未能检测到.BaPAL与其他植物PAL序列比对的结果表明:芥蓝与甘蓝型油菜、白菜的关系最为接近,与同科的菘蓝和拟南芥的关系稍远,但它们都处于同一进化分支;跟蕨类植物的同源性最低,亲缘关系最远.     

芸芥果胶酸裂解酶基因的克隆及序列分析

采用RACE技术从芸芥自交亲和系花药中克隆出果胶酸裂解酶(Pectate lyases,PL)基因,全长1 657bp,其完整开放阅读框(Open Read Frame,ORF)为1 371bp,编码456个氨基酸,分子质量51.179ku,等电点9.42。序列比对结果表明,该蛋白与其他植物的PL蛋白具有较高的同源性,因此命名为EsPL。进化树分析表明,芸芥EsPL基因与十字花科芸薹属植物甘蓝型油菜、白菜型油菜的PL基因亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果显示,EsPL在芸芥开花后自交亲和系花药中的表达量显著高于自交不亲和系花药中表达量,该基因可能在芸芥自交亲和性状调控过程中发挥重要作用。     

甘蓝型和白菜型油菜肉桂酰辅酶A还原酶1基因的克隆与表达

【目的】分别克隆甘蓝型油菜(Brassica napus L.)和白菜型油菜(Brassica rapa L.)肉桂酰辅酶A还原酶1(cinnamoyl-CoA reductase 1,CCR1)基因,并进行生物信息学和表达模式分析。【方法】基于甘蓝型油菜和白菜型油菜转录组测序信息,分别从contig文库中获得了一个CCR1基因mRNA转录本片段,利用RACE技术分别获得一个CCR1基因的cDNA全长,对其进行生物学分析,并用实时定量PCR方法分析CCR1基因在甘蓝型和白菜型油菜开花期根、茎、叶、花中的表达差异。【结果】所克隆的甘蓝型油菜和白菜型油菜CCR1基因序列经同源序列比对分析后,将其分别命名为BnCCR1(登录号:KX138521)和BrCCR1(登录号:KX138522)。BnCCR1全长1 388bp,开放阅读框(ORF)长为1 032bp,编码343个氨基酸,分子质量11.56ku,等电点4.99;BrCCR1全长1 366bp,ORF长为1 026bp,编码341个氨基酸,分子质量为11.36ku,等电点5.0。2物种CCR1编码蛋白质二级结构无信号肽和跨膜结构域;亚细胞定位显示该蛋白在细胞质中存在的可能性最大。CCR蛋白多重比对分析显示,BnCCR1和BrCCR1均具有CCR蛋白典型的一个NAD(P)结合域和一个底物结合域(NWYCY)。系统进化树分析结果表明,BnCCR1和BrCCR1与同属十字花科的菘蓝、亚麻荠、拟南芥CCR形成了一个独立分支,且亲缘关系较近;其蛋白质三级结构均与矮牵牛CCR1(PDB:4r1t.1A)蛋白质三级结构相似,结构稳定。实时荧光定量PCR分析结果表明,CCR1基因在白菜型油菜和甘蓝型油菜根、茎、叶、花各器官中均有表达,其中在木质化程度较高的根和茎中表达丰度明显高于叶和花。【结论】从白菜型油菜和甘蓝型油菜中分别克隆到CCR1基因cDNA全长,该基因主要在木质化程度较高的根和茎器官中表达。     

葡萄抗病相关基因VvIPK2的克隆、序列分析及表达

以金星无核葡萄叶片为试验材料,采用RT-PCR结合RACE技术克隆得到IPK2同源基因全长cDNA序列,命名为VvIPK2(GenBank登录号:KF752483),全长1 853 bp,含有1个918 bp的开放阅读框,编码305个氨基酸,预测VvIPK2蛋白质分子量为3.421×104,理论等电点为5.38。系统进化分析表明,VvIPK2编码的氨基酸序列与拟南芥、盐芥、大豆和菜豆的一致性分别为65.23%、63.56%、54.84%和52.18%。荧光定量RT-PCR分析结果表明,VvIPK2在葡萄叶片和茎中的表达水平高于根和花,葡萄霜霉病菌侵染后72 h内均可诱导VvIPK2基因的表达,且相对表达量均高于对照(处理0 h),说明VvIPK2基因在葡萄应答霜霉病菌侵染过程中可能发挥着重要作用。     

甘蓝型油菜△12-脂肪酸脱氢酶基因(BnFAD2)cDNA序列的克隆及其对烟草的转化

通过PCR方法从甘蓝型油菜基因组DNA中克隆出△12-脂肪酸脱氢酶基因BnFAD2的cDNA序列,全长1155bp,编码384个氨基酸,测序结果表明该基因与GenBank已登录的甘蓝型油菜FAD2基因(AF243045)的相似性为99%.将其克隆到植物表达载体pZP212上,利用农杆菌介导法转化烟草NC89品种,经卡那霉素筛选和PCR鉴定,得到阳性植株15棵.     

不结球白菜BrLOS2基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

利用RT-PCR和5'/3'RACE方法,从不结球白菜冷诱导12 h的根中,克隆到1个冷适应相关基因BrLOS2,GenBank登录号DQ334724,其cDNA全长1 666 bp,含有1 335 bp的完整开放阅读框,编码444个氨基酸.BrLOS2基因与芜菁、甘蓝型油菜、拟南芥等物种的烯醇酶基因有80%以上的同源性,有1个烯醇酶N端结构域、1个烯醇酶结构域和保守的DNA结合域.二级结构及三维结构分析表明,BrLOS2具有许多其他LOS家族的共同特性.     

不结球白菜BrLOS2基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

利用RT-PCR和5‘/3‘RACE方法,从不结球白菜冷诱导12 h的根中,克隆到1个冷适应相关基因BrLOS2,GenBank登录号DQ334724,其cDNA全长1 666 bp,含有1 335 bp的完整开放阅读框,编码444个氨基酸.BrLOS2基因与芜菁、甘蓝型油菜、拟南芥等物种的烯醇酶基因有80%以上的同源性,有1个烯醇酶N端结构域、1个烯醇酶结构域和保守的DNA结合域.二级结构及三维结构分析表明,BrLOS2具有许多其他LOS家族的共同特性.