杨树桑黄6-磷酸海藻糖合成酶基因克隆鉴定与表达分析

对杨树桑黄(Sanghuangporus vaninii)6-磷酸海藻糖合成酶基因（SvTPS）进行克隆和生物信息学分析,并进行原核表达;采用荧光定量PCR方法研究SvTPS在杨树桑黄菌丝体和不同年份子实体中的表达情况,测定菌丝体和不同年份子实体中SvTPS活性。结果表明：SvTPS DNA序列长度为1 894 bp,编码576个氨基酸。SvTPS相对分子质量为65 130,等电点为6.21,脂肪系数为88.14,平均亲水系数为-0.281,不稳定系数为42.41。SvTPS氨基酸序列与暴马桑黄(S. baumii)的相似性最高,仅有一个TPS单结构域;SvTPS二级结构中α-螺旋、β-折叠、延伸链、无规卷曲占比分别为48.61%、5.56%、15.62%、30.21%。三年生子实体SvTPS的表达量最高,菌丝体的表达量最低。菌丝体的SvTPS活性最低;随着栽培时间增加,SvTPS活性增加,三年生子实体的最高。研究结果为进一步探讨SvTPS在杨树桑黄生长发育过程中的功能提供参考。     

甜菜蔗糖磷酸合成酶基因的克隆及序列分析

甜菜蔗糖磷酸合成酶（Beta vulgaris sucrose phosphate synthase,BvSPS）是甜菜体内控制蔗糖合成的关键酶之一。根据Genbank上的BvSPS序列（Genbank accession no.X X81975）,利用RT-PCR方法,从甜菜体内扩增获得了BvSPS基因的cDNA全长,并将其连接到pMD 18-T载体上。通过利用PstI、XbaI和EcoRI对重组质粒pMD 18-T-BvSPS进行酶切鉴定,进一步确定了重组质粒的正确性。利用生物信息学软件分析结果表明,该基因cDNA全长为3138bp,编码1045个氨基酸,蛋白质分子量为118.18kDa,等电点为6.15,该蛋白被预测定位于细胞核内。     

甜瓜果实蔗糖磷酸合成酶基因cDNA片段的克隆及表达分析

根据在GenBank中登录的番茄、马铃薯等蔗糖磷酸合成酶基因的保守序列设计引物, 采用RT-PCR方法从甜瓜花后25 d的果实总RNA中扩增出目标cDNA片段, 克隆到pMD18-T载体中。序列分析表明, 该片段与番茄蔗糖磷酸合成酶氨基酸序列同源性为98.9% , GenBank中登记号为DQ355797。通过Northern blot检测其在甜瓜果实不同发育时期的表达变化, 结果表明该基因在甜瓜果实花后25 d开始表达,随着果实的成熟, 表达量升高。     

枣甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆及表达分析

以‘金丝小枣’为试材,根据GAPDH基因保守序列设计引物,采用同源克隆和RT-PCR法,克隆枣GAPDH基因并进行生物信息学及转录表达分析。结果表明:该基因包含完整的开放阅读框为1 020bp,编码339个氨基酸残基,预测分子量为36.904kDa,理论等电点为8.53,命名为ZjGAPDH(KP147910);该蛋白包含2个保守结构域,即Gp_dh_N superfamily和Gp_dh_C superfamily;系统进化树分析表明,ZjGAPDH与其它物种GAPDH蛋白的同源性相对较小,但均属于存在细胞质中参与糖酵解过程的蛋白;实时荧光定量分析表明,ZjGAPDH基因在枣果实不同发育时期中表达有显著差异,在幼果期和全红期果实中的表达丰度较高。     

香蕉中一个新的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及采后表达分析

利用抑制消减文库从香蕉中分离到一个cDNA片断,结合RACE技术获得该基因的全长序列。该全长cDNA共含1 285个碱基,通过Blastx同源性分析结果显示它与香蕉的一个S-adenosyl-L-methionine synthase(SAMS)基因(GenBank序列号为AF004317)具有82%的碱基同源性,编码的氨基酸顺序有93%同源性,但在cDNA的5’和3’非编码区同源性较低。设计特异引物对此基因进行RT-PCR分析表明,正常成熟的香蕉果实,采后当天表达量较高,随后略有降低,至采后12 d又达到一个相对较高值后迅速下降;高锰酸钾处理的果实,整个成熟期该基因均表现一个比较高的表达量;乙烯利处理的果实,采后表达量明显下降且处在一个比较稳定的水平。     

白姜花倍半萜合成酶基因的克隆及表达

以白姜花的叶片为材料,通过RT-PCR与RACE相结合的方法,克隆到一个倍半萜合成酶基因的cDNA序列,其全长为1 932 bp,基因编码区共1 653 bp,编码551个氨基酸,命名为Hc-Sesqui。该基因编码蛋白的氨基酸序列与姜和玉米中的倍半萜合成酶有较高的同源性,并且含有DDXXD保守序列。通过Clustal.X进行序列分析,确定该基因属于植物萜类合成酶基因家族中的Tps-a亚族。Northern杂交的结果表明,该基因在茎、叶和萼片中均有表达。     

芋淀粉合成酶AGPase基因的克隆及表达分析

通过对‘靖江香沙芋’转录组数据进行功能注释,克隆获得‘靖江香沙芋’淀粉合成酶AGPase的基因,序列全长为1 596 bp,命名为CeApS1（NCBI：Colocasia KU288757,未公布）。该基因编码532个氨基酸,蛋白含有1个NTP_transf_3结构域（Gly¹⁰⁴ ~ Pro³⁰⁶）和1个PbH1结构域（Gly⁴⁷³ ~ Ser⁵¹⁵）,编码产生AGPase小亚基,等电点和分子量分别为6.73和57.6 kD。ApS1在单子叶和双子叶植物中广泛存在,CeApS1与紫萍（AIZ00992.1）中相应蛋白的亲缘关系最近,相似性为83.4%,与草莓（AAS00541.1）、苜蓿（XP_003617925.1）、水稻（AAK27313.1）和小麦（CAA46879.1）等植物中相应蛋白的亲缘关系较远。CeApS1在‘靖江香沙芋’的母芋和子孙芋中表达量较高,在叶片、叶柄和根中低表达。芋球茎中的CeApS1表达水平与球茎发育密切相关,在播种160 d后达到最大值。该基因的表达模式与球茎淀粉含量的积累显著正相关。     

莲藕可溶性淀粉合成酶基因LrSSS的克隆与表达特性分析

以莲藕品种‘美人红’叶片为试材,利用RACE结合RT-PCR技术克隆得到全长4 080 bp的莲藕可溶性淀粉合成酶基因（LrSSS）cDNA序列（GenBank登录号：KP201636）,其中开放阅读框3 696 bp,编码1 231个氨基酸;该序列与甜瓜、葡萄SSS基因编码氨基酸序列同源性较高,分别达79%、69%。LrSSS 所编码的氨基酸序列包含3个典型的碳水化合物结合结构域（CBM_25）和1个淀粉合成酶催化域（Glyco_transf_5）。LrSSS 表达分析表明,莲藕根状茎膨大具3节段时,在终止叶叶片中的表达量最高,其次为后把叶叶片,终止叶叶柄表达量最少;在根状茎膨大至4节段时,LrSSS在第1、2节段根状茎中表达量较高,在第3、4节段根状茎中表达量较低,表明在第1、2节段根状茎形态基本建成后LrSSS在调控产物转化为淀粉过程中可能起到重要作用。     

香蕉果实MaGBSSI基因家族的克隆及表达分析

以"巴西"蕉(Musa acuminata L.AAA group cv.Brazilian)为试材,利用同源克隆法获得4个颗粒结合淀粉合成酶I(Granule-Bound Starch Synthase I,GBSSI)基因家族成员的cDNA全长,运用MEGA 5.05软件进行聚类分析,并通过quantitative real-time PCR(qPCR)技术检测MaGBSSI基因家族成员在香蕉果实不同发育时期及成熟阶段和不同组织中的表达情况。结果表明:香蕉4个MaGBSSI基因家族成员MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-3、MaGBSSI-4的cDNA全长分别为1 851、1 851、675、1 845bp,登录号分别为KF512020、KF512021、KF512022、KF512023。聚类分析发现,香蕉MaGBSSI基因家族与其它植物GBSSI基因同源性达65%。qPCR分析发现,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在香蕉根、球茎、叶片和苞片等营养器官中明显上调表达,而MaGBSSI-3在花、果皮、果肉等生殖器官中表达量比较高,在根、球茎及叶片中几乎不表达。香蕉果实发育过程中,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在0~30d明显上调表达,而MaGBSSI-3在香蕉果实发育30~60d表达量比较高,在0~30d几乎不表达,且随着果实的成熟,MaGBSSI-3表达量逐渐下降。研究结果为阐明香蕉果实的直链淀粉生物合成及降解机制并对其进行表达调控奠定了基础。     

甜瓜蔗糖磷酸合成酶基因全克隆及工程载体的构建

蔗糖磷酸合成酶在甜瓜果实蔗糖合成途径中起关键性的调节作用,克隆该基因并导入甜瓜低糖自交系,可改良甜瓜果实品质创新优良种质。从甜瓜幼苗叶片提取总RNA,利用RT-PCR与Southern blot方法相结合,重组子质粒经限制性内切酶酶切和PCR验证以及测序同源性比较,克隆到基因的5’(2859bp)和3’(852bp)。应用高保真Taq聚合酶PCR拼接蔗糖磷酸合成酶完整cDNA序列3692bp,该片段与GenBank中其它植物基因序列具有97%￣99%的同源性,登录号DQ364058。应用BamHⅠ、KpnⅠ、BglⅡ限制性酶切获得植物双元表达载体pROK2及基因的线性片段,通过T4连接酶反应,构建了以CaMV35S为启动子,以Tnos为终止子的工程载体pROK-SPS,该载体含有Npt-II选择标记基因。     

茉莉花萜类合成酶基因JsTPS的克隆及其表达分析

以双瓣茉莉花[Jasminum sambac（L.）Ait]花瓣为材料,采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,克隆了萜类合成酶基因（JsTPS）的全长cDNA,该cDNA全长为1 884 bp,其中ORF为1 491 bp,编码496个氨基酸的蛋白,分子量56 989.7 D,与原核表达结果一致。序列分析结果表明,该基因编码的氨基酸序列与油橄榄（Olea europaea）的TPS2具有75%的同源性,同属于α-Farnesene synthase分支。采用荧光定量PCR技术检测JsTPS在茉莉花开放过程中的表达量变化,结果表明,表达量在未开放时（18：00）最低,在半开放时（22：00）达到最高。     

甜椒甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因的克隆与表达分析

 用RT-PCR技术从甜椒(Capsicum annuum ) 中克隆了甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因的cDNA序列, 其全长为1 791 bp, 开放阅读框架为1 392 bp, 编码463个氨基酸, 命名为CaGPAT。序列分析表明该基因与番茄中的甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因同源性最高; 在进化上与番茄最先聚类, 其次是菠菜。Northern杂交结果显示, CaGPAT在甜椒各器官中表达量差异较大, 叶片中的表达量明显高于根、茎、花及果实。低温诱导该基因快速表达, 8℃下处理3 h该基因表达量最高, 12 h以后基因表达量下降; 而高温对基因表达没有明显影响。当温度低于15℃时基因表达被诱导。结果表明甜椒叶绿体CaGPAT的表达量与低温关系密切。     

黄瓜CsaDMR6-2基因的克隆及特征分析

通过系统进化树和黄瓜霜霉病主效QTL分析,确定了与拟南芥抗霜霉病突变基因DMR6同源性较高的Csa DMR6-2基因为黄瓜霜霉病感病候选基因。以15份不同遗传背景的抗病和感病黄瓜自交系为材料克隆了Cs DMR6-2基因,经过与已知功能的拟南芥基因DMR6、DLO1和DLO2的氨基酸进行多序列比对、蛋白质二级和三级结构的预测,结果显示:欧洲温室型的抗病材料K15和K58的Csa DMR6-2的CDS序列在856bp处有1个碱基的突变,引起相应氨基酸由丝氨酸(TCA)变成丙氨酸(GCA),进而引起其部分蛋白质二级和三级结构的变化;Csa DMR6-2与拟南芥的DMR6、DLO1和DLO2基因具有很高的同源性,且同属于一类氧化酶,两者具有相同的结构域,而抗病材料的变异位点均发生在催化区。试验结果为进一步研究Csa DMR6-2的基因功能和利用感病基因获得霜霉病持久广谱抗性打下了良好的基础。     

香蕉ACC氧化酶基因(MAO3)的克隆及其表达特性分析

 根据同源扩增得到香蕉(Musa acuminata) ACC氧化酶基因(MAO3) 的核心部分, 再通过3'和5'RACE扩增上、下游序列以及Genome-Walker的方法得到启动子部分, 共获得3 718 bp长度的序列。将所得结果进行聚类分析, 发现香蕉中ACC氧化酶的氨基酸序列非常保守, 各序列间的同一性高达99% ,与单子叶植物和双子叶植物中ACC氧化酶的氨基酸序列的同源性在66.7%～71.8%之间。组织原位杂交试验表明MAO3基因的表达具有组织特异性, 初步认为是在韧皮部筛管组织中特异表达。运用实时荧光定量PCR技术, 实时监测到了MAO3基因和香蕉乙烯受体基因ERS2受机械伤诱导的定量变化。     

香蕉抗逆相关基因MaERF的克隆与表达分析

 根据已获得的AP2/ERF基因片段,通过RACE方法获得一个香蕉ERF基因完整编码区序列,命名为MaERF。该基因cDNA全长1 611 bp,其中开放阅读框1 128 bp,编码376个氨基酸,包含一个保守的AP2/ERF结构域,基因组序列全长2 881 bp,含有一个内含子,剪切位点符合“GT-AG”规则;系统进化树表明该基因属于植物ERF转录因子家族的B2亚群。半定量RT-PCR分析表明,该基因在香蕉各个器官中均有表达,其中在根和叶中的表达量较低,而在果实和花中的表达较高;实时荧光定量Real-time PCR检测表明,受尖孢镰刀菌侵染及低温胁迫后,香蕉中该基因表达明显上调,推测其在香蕉胁迫反应中可能发挥重要作用。     

毛竹纤维素合成酶基因PeCesA的克隆及组织表达谱分析

根据物种间同源基因设计引物,对构建好的毛竹笋全长cDNA文库进行大规模PCR筛选,成功分离出了毛竹纤维素合成酶基因PeCesA的cDNA序列,全长共3 545 bp（GenBank登录号：FJ799713）。该序列包含3 243 bp的开放阅读框（ORF）,编码1 081个氨基酸。通过核酸序列比对发现,该序列与绿竹、水稻、玉米、小麦和大麦的纤维素合成酶基因同源性极高（> 90%）。蛋白序列比对分析发现：PeCesA蛋白含有植物纤维素合成酶特有的保守区、可变区、N端Zn指结构域以及8个跨膜区;系统发育分析表明PeCesA与绿竹BoCesA4、水稻OsCesA4、玉米ZmCesA4属于同一进化分支。运用实时定量PCR法分析PeCesA基因的组织表达特异性发现,PeCesA在毛竹根部的表达量最高,茎部其次,叶中较少;在竹笋基部的表达量远远高于竹笋上部。随着PeCesA基因表达量的增高,组织中的纤维素含量亦相应增高。推测PeCesA参与了毛竹次生细胞壁中纤维素的生物合成。     

枳抗逆基因PtrZPT2-2 的克隆与表达分析

 通过电子克隆和RT-PCR 法从枳[Poncirus trifoliata（L.）Raf.]中克隆到1 个C2H2 型锌指蛋 白家族基因,命名为PtrZPT2-2。该基因编码159 个氨基酸残基,预测蛋白分子量为17.28 kD,等电点为 9.51。PtrZPT2-2 包含两个C2H2 型锌指结构域,在其C–末端含有一个转录抑制结构域EAR/DLN-box （DLNL）。PtrZPT2-2 与其他植物参与各种非生物胁迫反应的C2H2 型锌指蛋白有较高的一致性。系统发 育树分析表明PtrZPT2-2 与杨树PtaZFP2,矮牵牛ZPT2-12、ZPT2-13,拟南芥ZAT12、ZAT7 亲缘关系较 近。半定量PCR 分析表明,低温、高盐、干旱胁迫和ABA 处理下枳叶、茎、根中PtrZPT2-2 均被诱导上 调。PtrZPT2-2 可能在枳适应低温、高盐、干旱等非生物胁迫和ABA 响应中起着重要作用。     

香蕉谷胱甘肽过氧化物酶基因MaGPX 的克隆和表达分析

 谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPXs）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,是植物体清除活性氧的一种主要酶,与植物抗逆性密切相关。本研究中从香蕉根中克隆了一个编码谷胱甘肽过氧化物酶的cDNA,命名为MaGPX（GenBank 登录号为：JX094345）。序列分析结果表明,该基因全长989 bp,存在一个完整的开放阅读框504 bp,编码168 个氨基酸。氨基酸序列分析表明其具有GPX 家族典型的保守结构域。与其他植物的谷胱甘肽过氧化物酶基因相比,具有较高的相似性。与水稻、谷子、小麦、大麦、玉米和甜橙编码的氨基酸序列的同源性分别为85.12%、84.82%、83.93%、83.33%、82.14%和80.36%。利用荧光定量PCR 技术分析了该基因在香蕉不同器官中的表达特异性及不同胁迫条件下的表达特性,结果表明,MaGPX 在香蕉的根、球茎、叶片、花和果实中均有所表达,其中在花和根中表达量较高,而在叶片中的表达量最低。在盐、涝害、干旱和枯萎病胁迫下MaGPX 表达量升高,表明该基因表达具有器官差异性和受胁迫的诱导。本研究为进一步研究MaGPX 的生物学功能及其应用奠定了基础。     

杧果类胡萝卜素合成酶基因PSY的表达特性分析

八氢番茄红素合成酶(PSY)是植物类胡萝卜素生物合成途径中的关键酶,为明确PSY基因的表达特性,设计特异性引物,采用实时荧光定量的方法,对两个品种杧果果皮不同阶段中PSY基因的表达差异进行分析。结果表明,汤米和爱德华杧果在果实生长发育期和后熟期,果皮中PSY基因的表达均呈上升水平,但后熟期表达要显著高于果实发育期;在品种差异方面,汤米杧果和爱德华杧果在果实生长发育期差异不明显,在后熟期汤米杧果的表达量要强于爱德华杧果,说明杧果PSY基因的表达丰度和类胡萝卜素的合成密切相关。     

羽衣甘蓝甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的克隆及序列分析

以羽衣甘蓝品种白孔雀为试验材料,通过同源克隆和RACE 方法从低温诱导的羽衣甘蓝幼苗中分离得到了羽衣甘蓝甘油-3-磷酸酰基转移酶（glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT）基因的全基因序列,采用生物学软件对该序列 进行生物信 息学分析。结果表明：该基因全长1 558 bp,推测其编码451 个氨 基酸,并命名为BaGPAT。序列分析发现,羽衣甘蓝BaGPAT 基因推导的氨基酸与已知其他植物GPAT 基因序列有54%～85% 的相似性。聚类分析结果显示：羽衣甘蓝GPAT（BaGPAT）基因与拟南芥和宽叶独行菜GPAT 基因亲缘关系较近。