甘蔗B家族蔗糖磷酸合成酶基因SofSPSB的克隆及原核表达

[目的]克隆甘蔗B家族SofSPSB基因并进行原核表达,为进一步研究甘蔗SPS酶学特性及SPS活性调控机制奠定基础.[方法]在进化分析的基础上,通过同源克隆获得甘蔗SofSPSB基因部分序列,再结合RACE技术获得全长cDNA序列.扩增SofSPSB基因ORF并连到原核表达载体pETBlue-2上,导入大肠杆菌BL21(DE3)中表达.[结果]通过比对B家族中进化关系很近的玉米(Zea mays)ZmSPS1和水稻(Oryza sativa) OsSPS1基因序列,并在保守区设计一对引物扩增获得甘蔗B家族SPS基因(SofSPSB) 2330 bp序列.结合5'-RACE和3'-RACE技术获得3481 bp SofSPSB基因全长cDNA序列,该序列包含一个3225 bp的开放阅读框(ORF);起始密码子(ATG)位于转录起始位点后56 bp处,终止密码子(TGA)后有一段201 bp的非编码序列,并带有真核生物典型的polyA尾巴;编码1074个氨基酸,SofSPSB与Zm-SPS1、OsSPS1的核苷酸序列同源性分别为94.7%和81.3%,氨基酸序列同源性分别为96.0%和83.9%;其理论分子量Mw=118.96 kDa,等电点pI=6.30.经原核表达后纯化获得带6×His标签的融合蛋白.[结论]克隆获得甘蔗B家族Sof-SPSB基因全长cDNA序列,成功构建了SofSPSB基因原核表达载体,使其在大肠杆菌BL21(DE3)中表达.     

甘蔗B家族蔗糖磷酸合成酶基因SotSPSB的克隆及原核表达

【目的】克隆甘蔗B家族s0心PsB基因并进行原核表达,为进一步研究甘蔗SPS酶学特性及SPS活性调控机制奠定基础。【方法】在进化分析的基础上,通过同源克隆获得甘蔗SofSPSB基因部分序列,再结合RACE技术获得全长cDNA序列。扩增SofSPSB基因ORF并连到原核表达载体pETBlue－2上导入大肠杆菌BL21（DE3）中表达。【结果】通过比对B家族中进化关系很近的玉米（Zeamays）ZmSPS1和水稻（Oryzasativa）OsSPS1基因序列,并在保守区设计一对引物扩增获得甘蔗B家族SPS基因（SolSPSB）2330bp序列。结合5’－RACE和3’－RACE技术获得3481 bp SofSPSB基因全长cDNA序列,该序列包含一个3225bp的开放阅读框（0I江）;起始密码子（ATG）位于转录起始位点后56bp处,终止密码子（TGA）后有一段201bp的非编码序列,并带有真核生物典型的polyA尾巴;编码1074个氨基酸,SofSPSB与Zm—SPS1、OsSPS1的核苷酸序列同源性分别为94．7％和81．3％,氨基酸序列同源性分别为96．0％和83．9％;其理论分子量Mw=118．96kDa,等电点pI=6．30。经原核表达后纯化获得带6xHis标签的融合蛋白。【结论】克隆获得甘蔗B家族Sol-SPSB基因全长cDNA序列,成功构建了SoPSPSB基因原核表达载体,使其在大肠杆菌BL21（DE3）中表达。     

甘蔗叶片蔗糖磷酸合成酶基因cDNA克隆及序列分析

蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)是高等植物体内控制蔗糖合成的关键酶之一。根据已报道的甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因SoSPS2(GenBank登录号:AB001338.1)序列,采用RT-PCR方法从甘蔗(Saccharum officinarum FN95-1702)叶片中克隆获得SPS基因的cDNA片段。测序结果表明,该cDNA长3013 bp,其中第59-2953位是该基因的开放阅读框(ORF),编码964个氨基酸。与GenBank上已公布的序列比对分析表明,二者序列相似性达99.07%,氨基酸序列相似性达98.86%。     

甘蔗蔗糖磷酸合成酶SPSⅢ基因表达的初步研究

[目的]了解蔗糖磷酸合成酶基因在甘蔗中表达特性及其对甘蔗糖分积累影响的作用机理.[方法]以甘蔗品种桂糖28号(GT28)、拔地拉、新台糖20号(ROC20)、新台糖22号(ROC22)为供试材料,选取0叶、+1叶、幼嫩叶鞘、幼茎,通过半定量RT-PCR法对甘蔗SPSⅢ基因的表达进行分析.[结果]SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的0叶、+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,在GT28 4个不同部位的表达量较低,在拔地拉4个不同部位表达较均匀,在ROC20 4个部位中以嫩叶鞘的表达较高,在ROC22中以幼茎的表达较高.[结论]SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的0叶和+1叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,但SPSⅢ表达因甘蔗基因型不同而有所差异.     

番茄果实蔗糖磷酸合成酶基因的克隆与序列分析

根据GenBank中已登记的番茄、马铃薯等蔗糖磷酸合成酶基因的保守序列设计特异引物,采用RT-PCR方法,从番茄自交系20-19果实总RNA中克隆到目的基因的全长 cDNA。序列分析表明,它与Gen Bank中登记号为AB051216的番茄蔗糖磷酸合成酶基因高度同源,核苷酸序列的同源性为98%。该基因已在GenBank中注册,登记号为AY726439。     

甘蔗脱毒健康种苗蔗糖磷酸合成酶基因差异表达分析

[目的]探究甘蔗脱毒健康种苗中蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因表达对产量和糖分积累影响的作用机理,为提高甘蔗产量和蔗糖含量提供理论参考.[方法]以甘蔗品种新台糖22号的脱毒健康种苗和未脱毒种苗(CK)为供试材料,分别在苗期、分蘖期、拔节期和成熟期进行混合取样,包括未成熟叶、成熟叶、幼茎和成熟茎,利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测分析对不同类型SPS基因(SPSA、SPSB、SPSC、SPSD1和SPSD2)在不同生长时期不同组织中的表达情况.[结果]不同类型SPS基因在甘蔗脱毒健康种苗不同部位均有表达,SPSD1和SPSD2基因在未成熟叶和成熟叶中表达量差异明显,且与CK间也存在明显差异,SPSA、SPSB、SPSD1和SPSD2基因在脱毒健康种苗1~3茎节中的表达量高于CK.在拔节期10~23茎节中,SPSA基因在脱毒健康种苗中的表达量较CK低,SPSB基因的表达量较CK高,SPSD1和SPSD2基因的表达量与CK无明显差异.在成熟期10~37茎节中,SPSB基因在脱毒健康种苗中的表达量较CK低,SPSA、SPSD1和SPSD2基因的表达量与CK无明显差异.总体上,随茎秆节间成熟度的增加,SPSA、SPSB、SPSD1和SPSD2基因在脱毒健康种苗中的表达量与CK差异逐渐减小.[结论]不同类型SPS基因在甘蔗脱毒健康种苗不同生长时期不同组织中均差异表达,推测甘蔗脱毒处理能促进叶片和未成熟茎节中SPS基因的表达,有利于提高甘蔗产量和蔗糖含量.     

蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因克隆与表达研究进展

蔗糖是植物中重要的代谢产物,它直接或间接参与多种生理生化反应,研究其含量的变化规律对提高植物生物学产量和增强植物抗逆性具有重要的指导意义。蔗糖磷酸合成酶(SPS)是蔗糖代谢的关键酶之一,它催化蔗糖代谢中的限速反应,SPS基因在分子水平编码调控SPS。研究SPS基因克隆与表达规律是从分子水平揭示蔗糖代谢的基础。本文综述了近年来SPS基因克隆和表达研究进展,并展望了SPS基因的研究前景和应用前景。     

巨龙竹蔗糖磷酸合成酶基因（sps）的分离克隆

根据已报道的玉米和水稻sps序列的保守区域设计并合成简并引物,以巨龙竹的cDNA第一链为模板,运用TD-PCR的方法,克隆巨龙竹的sps基因,通过测序和序列分析,得到大小为474 bp的基因片段,该片段与毛绿竹、黑麦草、六稜大麦等物种的sps基因均具有较高的同源性.     

甘蔗蔗糖磷酸合成酶磷酸化位点的突变及相应表达载体的构建

用Clontech公司的定点突变试剂盒TransformerTMSite-Directed Mutagenesis Kit对克隆载体pMD18T-SPS3L上的SPS基因SPS3L进行定点突变,使其459位的丝氨酸密码子分别突变为编码苏氨酸、丙氨酸和谷氨酸的密码子。然后将突变后的和未突变的SPS3L基因分别克隆至表达载体质粒pCAMBIA1301中,构建重组质粒pCAMBIA1301-SPS3L。经测序鉴定,对SPS3L基因的定点突变成功,构建表达载体pCAMBIA1301-SPS3L成功。     

甘蔗各家族SPS基因表达特性分析

[目的]通过时空表达特性分析,初步推测甘蔗各家族蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因在甘蔗蔗糖积累途径中的功能,为研究甘蔗各家族sPs基因的生物学功能奠定基础.[方法]采用荧光定量PCR分析甘蔗4个家族SPS基因在高、中、低糖甘蔗品种未成熟叶片、成熟叶片和茎中的时空表达特性.[结果]在甘蔗伸长期、蔗糖积累前期和蔗糖积累后期,SofSPSDⅢ基因在所有甘蔗品种的未成熟叶片、成熟叶片和茎中均高水平稳定表达,相对表达量在5.3~8.1;SofSPSB基因在成熟叶片中几乎不表达,而以茎中表达量最高.在伸长期,SofSPSC和SofSPSA基因表达较强,相对表达量分别为7.3~14.2和1.5~4.4;在蔗糖积累前期,SofSPSC基因表达稍有降低,但仍处于较高水平,相对表达量达为4.6~8.9,而SofSPSA基因表达加强,相对表达量达3.8~6.9;在蔗糖积累后期,SofSPSC基因在成熟叶片中的表达量比蔗糖积累前期下降4.0~7.2倍,且均比未成熟叶和茎中下降约6.0倍,而SofSPSA基因在不同组织中的表达量比蔗糖积累前期下降1.8~5.7倍.各家族SPS基因在不同糖分甘蔗品种间的表达趋势一致.[结论]甘蔗D家族SPS基因维持甘蔗蔗 糖合成的基本功能,通过调控C、A家族SPS基因的表达来调控蔗糖合成的强度,B家族SPS基因不参与甘蔗源叶中蔗糖合成而参与蔗糖的积累与利用.     

异源表达番茄蔗糖磷酸合成酶基因SlSPS促进拟南芥株型增大研究

为了探究番茄SlSPS基因的功能,通过克隆番茄中SlSPS基因,构建过表达载体并在拟南芥中进行遗传转化,对获得的独立转化株系的蔗糖、可溶性糖含量,蔗糖磷酸合成酶活性,株型,花蕾、果荚和种子大小等进行鉴定。发现与野生型拟南芥幼苗相比,其SlSPS基因高表达,同时蔗糖磷酸合成酶活性、蔗糖和可溶性糖含量显著提高。此外,过表达SlSPS转基因植株的株型发生改变,幼苗增大,根长显著变长12.15%,叶片增大;成苗莲座叶变大,株高升高了24.69%;黑暗培养的幼苗下胚轴显著伸长17.09%;并且其花蕾增大,果荚长度显著提高了25.17%,种子大小也大于野生型。在拟南芥中异源过表达SlSPS基因提高了蔗糖磷酸合成酶的活性,和蔗糖、可溶性糖含量,推测可能提高了能量的累积,从而导致营养生长和生殖生长的器官的大小都得到提升,使得株型变大。本研究揭示了番茄SlSPS基因促进生长发育的功能,为该基因功能的深入挖掘和番茄品质遗传改良提供了理论依据。     

木薯蔗糖磷酸合成酶基因克隆及组织表达分析

通过同源克隆从木薯品种辐选01(RS01)中获得SPS基因保守序列,利用RACE扩增技术获得全长cDNA序列并使用相关软件进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR分析木薯SPS基因在不同时期、不同组织中的相对表达量。结果表明:克隆获得的木薯SPS基因cDNA序列全长3 857bp,开放阅读框(ORF)长3 228bp,编码1 076个氨基酸,命名为MeSPS(GenBank登录号KX822780);同源性分析表明,MeSPS基因与麻风树、蓖麻和荔枝的SPS基因序列同源性较高,分别为89%、89%和87%;其氨基酸序列与其他植物SPS氨基酸同源性在77%~92%;经qRT-PCR分析结果表明,MeSPS在苗期的相对表达量较高;在同一生长时期,MeSPS在叶片中相对表达量高于茎段和块根。     

糖蜜酒精废液对甘蔗品质及蔗糖合成关键酶活性的影响

采用45、75、105 t/hm^2糖蜜酒精废液直接浇灌甘蔗,并与清水处理（对照）和常规施肥进行比较试验,研究不同用量糖蜜酒精废液对甘蔗品质及蔗糖合成关键酶活性的影响。结果表明：施用3种定量糖蜜酒精废液的甘蔗,蔗糖产量显著高于清水处理和常规施肥;施用3种定量糖蜜酒精废液,新植蔗的蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性和蔗糖合成酶（SS）合成方向的活性低于清水处理和常规施肥,宿根蔗的两种酶活性与清水处理和常规施肥相当;施用3种定量糖蜜酒精废液,新植蔗的蔗糖分含量、蔗汁还原糖和重力纯度在工艺成熟前期低于清水处理和常规施肥,但到工艺成熟后期与清水处理和常规施肥相当,宿根蔗的上述各项品质指标在整个工艺成熟期不同处理间差异不显著。说明施用3种定量糖蜜酒精废液能显著提高甘蔗蔗糖产量,如生长期足够长,还能获得与常规施肥相同的酶活性和品质。     

蝴蝶兰ACC合成酶基因片段的克隆及其反义表达载体的构建

［目的］克隆蝴蝶兰ACC合成酶cDNA片段,构建其反义表达载体。［方法］根据已报道的蝴蝶兰ACC合成酶的基因序列,设计并合成了1对引物,通过RTPCR以蝴蝶兰总RNA中扩增出ACC合成酶的cDNA片段,将其连接到MD19T质粒载体上进行测序。用XbaⅠ和SacⅠ对重组质粒和pBI221酶切后连接,构建蝴蝶兰ACC合成酶的反义基因表达载体。［结果］获得了蝴蝶兰ACC合成酶的cDNA片段,测序结果显示,该片段与参考的已报道序列具有98.92%和76.36%的同源性。通过引入XbaⅠ和SacⅠ酶切位点,进行载体构建,构建了蝴蝶兰ACC合成酶的反义基因表达载体。［结论］成功构建了蝴蝶兰ACC合成酶的反义基因植物表达载体,为进一步研究其对蝴蝶兰花期和生长的影响打下了基础。     

甜瓜蔗糖合成酶基因(CmSS1)反义表达载体的构建及遗传转化

以BamHⅠ和SalⅠ双酶切pMD18-T-CmSS1和表达载体pBI121,再用T4 DNA连接酶将回收的目的片段反向与pBI121连接。结果证明,CmSS1反向插入到pBI121中,得到了pBI121-CmSS1的重组质粒;利用农杆菌介导法将反义CmSS1基因转化甜瓜,经PCR检测,得到5株转基因植株。这为以后研究甜瓜蔗糖合成酶的活性调节机制及通过基因工程手段研究甜瓜SS的活性奠定了基础。     

甜瓜蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因正反义表达载体的构建

为了改善甜瓜果实的品质及研究甜瓜蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的生物学功能,本试验分别构建了甜瓜果实SPS基因的正义及反义表达载体。用PCR方法将克隆到pMD18-T载体上的甜瓜SPS基因用带有KpnⅠ和XbaⅠ酶切位点的引物扩增,然后将该扩增片段克隆到pMD19-T Simple载体上,再用KpnⅠ和XbaⅠ双酶切,得到该基因编码区3.37 kb的cDNA片段,将其定向插入到植物表达载体pROK2的KpnⅠ/XbaⅠ克隆位点,构建了甜瓜果实SPS基因的正义表达载体。将已克隆到pMD18-T载体上的甜瓜SPS基因用KpnⅠ和HincⅡ双酶切,得到该基因编码区830 bp的cDNA片段,将其定向插入到植物表达载体pROK2的KpnⅠ/SmaⅠ克隆位点,构建了甜瓜果实SPS基因的反义表达载体。     

甜瓜果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆及正义表达载体的构建

根据C,enBank中登记的甜瓜八氢番茄红素合成酶（CmPSY）基因序列设计引物,利用lit—PCR技术克隆了甜瓜PSY全长基因,该基因全长1443bp,编码421个氨基酸,在GenBank中登记号为GU361622。以＆帆HI和剐I双酶切pMDI8-T—CmPSY和表达载体pBI121,再将回收的目的片段与pBI121用T4 DNA连接酶连接,结果证明,渊y正向插入到pBI121中,得到了pBI121-CmPSY的重组质粒。该研究为了解甜瓜八氢番茄红素合成酶的活性调节机制,并通过基因工程手段研究甜瓜PSY的活性奠定了基础。     

芒果MinSPP基因的克隆及表达载体构建

磷酸蔗糖磷酸酶(sucrose phosphate phosphatase)是合成蔗糖的关键酶,为了研究其在芒果果实中蔗糖合成的作用机制,从芒果果肉中克隆得到1个与蔗糖合成相关的基因,将其命名为MinSPP,其cDNA全长序列为1 561 bp,开放阅读框为1 275 bp,编码424个氨基酸,蛋白质分子量为48.46 ku,等电点为5.34,对MinSPP基因编码的蛋白进行系统发育分析,发现其与克莱门柚具有较近的亲缘关系。采用qRT-PCR对该基因在后熟处理的贵妃芒果肉中的表达量进行分析,结果显示从青熟期到成熟期芒果果肉中该基因表达量逐渐上升,从成熟期到完熟期芒果果肉表达量逐渐降低,其中成熟期芒果果肉中表达量较高。本研究深入了解了芒果蔗糖合成的分子机制,进一步构建了pBI121-MinSPP过表达载体,为MinSPP的功能鉴定奠定了理论基础。     

干旱胁迫下菊芋蔗糖磷酸合成酶及转化酶活性变化规律研究

为研究干旱胁迫下不同菊芋品种不同部位的蔗糖磷酸合成酶(SPS)及蔗糖转化酶(INV)的活性变化规律,采用PEG模拟与人工控水胁迫的方式对青芋1号、青芋2号两个菊芋品种进行研究.结果表明:(1)青芋1号和青芋2号在10％、20％PEG胁迫下,茎中SPS活性均较对照高,而30％PEG胁迫下茎中SPS活性较对照低,INV活性均表现较低;而不同浓度PEG胁迫处理的叶片中,SPS活性均较对照高,INV活性表现仍然较低.(2)青芋1号和青芋2号茎、叶中的SPS活性在不同控水强度胁迫前期均较对照高;青芋1号INV活性在中度控水35 d时活性较低、蔗糖合成增加,青芋2号INV活性在所有控水条件下7d后均下降,故适宜的控水强度及控水时间可以提高青芋1号和青芋2号茎、叶中的蔗糖含量.