柠檬F-box基因的克隆及表达分析

本研究以香水柠檬幼嫩叶片为材料,在前期通过De Novo技术获得的F-box基因片段基础上设计引物,利用RT-PCR技术成功克隆出长度为585 bp的F-box基因,命名为LFB1,该基因编码194个氨基酸,该氨基酸序列在N端具有F-box结构域,生物信息学分析表明:该蛋白分子量为48.94 k D,等电点:5.2。进化分析发现其与克里曼丁桔(Citrus clementina)聚在一起。q RT-PCR分析表明:该基因在植株的根、茎、嫩叶、老叶、花蕾、花苞、幼果、成熟果中均有表达,LFB1基因在组织中的表达量是:茎老叶根花蕾成熟果嫩叶幼果;在花的不同器官的表达分析,发现该基因在雄蕊中的表达量最高,其它组织则相对较低,在雄蕊中基因的表达量是其它组织的10倍左右;在逆境胁迫下,该基因的表达量发生明显变化,表明该基因与植株的生长发育、花粉的发育以及环境胁迫可能有着一定的关系。     

小麦TaSPP基因的克隆及表达分析

为明确磷酸蔗糖磷酸酶基因(SPP)的表达特征和生物学功能,进一步了解SPP参与蔗糖生物合成的调控机制。以小麦抗旱品种晋麦47的cDNA为模板克隆出3个位于第5同源群上的TaSPP同源基因,分别命名为TaSPP-5A、TaSPP-5B和TaSPP-5D。并利用生物信息学对小麦TaSPP的理化性质、基因结构、顺式作用元件、系统进化树和蛋白保守结构域等进行分析,通过qRT-PCR分析基因TaSPP的表达模式。结果表明,TaSPP-5A、TaSPP-5B、TaSPP-5D都包含8个外显子和7个内含子,TaSPP-5A和TaSPP-5D编码422个氨基酸,TaSPP-5B编码413个氨基酸。系统进化分析显示,小麦TaSPP基因与小麦的近缘物种在进化上处于同一分支,相似度较高。qRT-PCR表达分析结果显示,TaSPP基因在根、茎秆、旗叶、叶鞘、颖花、种子中均表达,其中在旗叶和茎秆中表达量较高;ABA、PEG-6000、NaCl和IAA胁迫均能诱导TaSPP基因的表达,表明小麦TaSPP基因可能在逆境胁迫过程中发挥重要作用。     

香椿TsCCR基因的克隆及表达分析

肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)是木质素合成的关键酶,本研究根据香椿转录组数据从太和‘红油椿’中克隆得到1个肉桂酰辅酶A还原酶基因,命名为TsCCR,对其进行了生物信息学分析,并通过荧光定量PCR技术分析了TsCCR基因在香椿幼苗根、茎、叶及低温、高温、干旱、盐4种非生物胁迫条件下的表达特性。结果表明:香椿TsCCR基因含有975 bp的开放阅读框,共编码324个氨基酸,含有FR-SDR-e保守结构域,与柑橘的亲缘关系最近;TsCCR基因在茎中的表达量最高;4℃低温胁迫期间,TsCCR表达量短暂升高后逐渐降低;38℃高温胁迫期间,短暂降低后逐渐升高;200 mmol/L NaCl盐胁迫处理期间,TsCCR表达量在4 h时急剧降低,随后又急剧增加;200 g/L PEG6000干旱胁迫处理期间,TsCCR表达量呈现先下降后升高又下降的趋势。以上结果表明香椿TsCCR基因在香椿抵抗非生物胁迫方面可能发挥调控作用,本试验结果为通过基因工程改良香椿的栽培抗性提供了参考。     

苹果矮化砧木GA20氧化酶基因的克隆及其表达分析

为了研究GA20氧化酶基因在苹果矮化砧木中的分子特征和表达特征,利用RT-PCR方法从苹果矮化砧木2号和36号c DNA中克隆了GA20氧化酶基因(GA20ox1),并对该基因及其编码氨基酸序列以及在不同时期砧木及嫁接品种中的表达分别进行了分析。结果表明,GA20ox1基因c DNA编码序列长1 179 bp,推导编码393个氨基酸(包括终止密码子),预测蛋白相对分子质量44.3 k Da,理论等电点5.89,编码的蛋白质包含GA20ox1基因家族所具有的特征保守结构域,系统进化分析表明该蛋白序列与苹果SH40的同源性达到96.9%。实时荧光定量PCR分析显示:36号砧木在6月份GA20ox1基因表达强度显著低于八棱海棠对照,而7-8月份的均显著高于对照,其上嫁接的品种7月份表达强度显著低于对照。在7-8月份2号砧木及嫁接品种GA20ox1基因的表达强度均显著低于对照。     

羊踯躅psy基因的克隆及表达分析

[目的]为了研究羊踯躅psy基因的功能及其在花瓣着色中的分子机理,[方法]以羊踯躅花瓣的cDNA为模板,采用RT-PCR和RACE方法克隆得到1 638 bp的psy基因全长cDNA序列,命名为RmPSY (GenKank登录号为KX230461)。[结果]序列分析表明,RmPSY开放阅读框为1 296bp,编码432个氨基酸。羊踯躅PSY为亲水性的不稳定蛋白,无信号肽,属于非分泌蛋白;预测的蛋白质分子量48.91 kD,等电点为8.78。RmPSY与GenBank中收录的其它植物PSY蛋白氨基酸的相似性达到81%。构建系统进化树,结果显示羊踯躅PSY与葡萄PSY蛋白的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,该基因在羊踯躅花发育的不同阶段均有表达,在花蕾期表达量较低,在初开期表达量最高,盛开期表达量有所下降。[结论]试验结果为进一步揭示RmPSY基因参与调控羊踯躅花色形成的分子机制奠定基础。     

石蒜LrCMO基因的克隆及表达分析

以石蒜(Lycoris radiata)为试材,采用同源克隆和RACE的试验方法,克隆得到LrCMO基因全长cDNA,并对其进行了基因表达分析。结果表明:LrCMO基因全长1 472 bp,其中开放阅读框(ORF)为1 281 bp,编码427个氨基酸残基,预测编码蛋白质的分子量为47.92 kD,理论等电点为5.72;LrCMO是一个稳定的疏水蛋白,不具有跨膜结构,含有叶绿体导肽;LrCMO基因编码的氨基酸与植物其他CMO蛋白具有较高的一致性,且与海枣PdCMO、香蕉MaCMO及油棕EgCMO亲缘关系最高,聚为一类。实时荧光定量PCR分析表明,LrCMO在根、鳞茎和叶片中有表达,且在鳞茎中的表达量最高;LrCMO受聚乙二醇(PEG)处理的诱导表达,其基因相对表达量在处理后12 h达到最高。随着处理时间的延长,LrCMO基因相对表达量逐渐下调至对照水平。     

苹果属无融合生殖SERKs基因家族的克隆和表达分析

本研究利用同源克隆法以苹果属平邑甜茶和杂种后代叶片为试验材料,克隆得到4个SERK基因家族片段,并分析了SERKs家族基因在平邑甜茶和杂种后代不同器官和组织中的表达情况。研究结果表明:分离获得的4个SERK基因家族片段的氨基酸序列与模式植物拟南芥、烟草等植物的同源性均在84%以上,同时与其他物种的氨基酸序列进行Blast比对都具有较高的同源性;RT-PCR定量分析结果表明SERK1、SERK2、SERK3、SERK4基因主要在生殖器官中表达。因此,推测SERKs基因在平邑甜茶和杂种后代生殖发育过程中起着重要的调控作用。本研究结果为进一步揭示无融合生殖的发生机理奠定了基础。     

水稻OsMED7基因的克隆及表达分析

转录中介体复合物(Mediator com-plex)是一个由多亚基组成的RNA聚合酶II重要辅助因子,参与真核生物基因的转录调控。通过RT-PCR方法从水稻中克隆了拟南芥MED7的同源基因,命名为OsMED7,该基因的开放阅读框全长为531bp,编码一个含176个氨基酸的蛋白,含有一个MED7保守结构域。用水杨酸处理水稻幼苗后OsMED7基因的表达受到抑制,而茉莉酸的处理对OsMED7基因的表达没有影响,水稻接种白叶枯病菌24h后OsMED7基因的表达开始下降。结果表明,OsMED7亚基通过SA介导的信号转导途径参与水稻对白叶枯病菌的应答。     

几丁质酶基因chiB 的克隆及表达分析

几丁质酶能够通过破坏昆虫组织中的几丁质起到抗虫作用。为获得高表达的植物几丁质酶基因载体,通过同源克隆的手段,从粘质沙雷氏菌中分离到了chiB基因,长度为992 bp,构建了pET28表达载体,并用IPTG诱导了该基因的表达。经分析发现该基因表达产物属于糖基水解酶（glycosyl hydrolases）18家族,并利用pCAMBIA2300构建了植物表达质粒pCAM-35S-chiB。     

荸荠EdAGPL1基因的克隆及表达分析

为了克隆荸荠AGPase大亚基基因(EdAGPL1) cDNA序列,分析其序列结构特征及其在荸荠不同组织和球茎发育过程的表达情况。以荸荠‘桂林马蹄’为研究材料,通过RT-PCR技术克隆得到EdAGPL1基因并对其进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR技术分析其不同组织和球茎发育过程的表达情况。结果表明,克隆获得EdAGPL1基因长度为1 744 bp,其开放阅读框为1 599 bp,编码532个氨基酸,蛋白质分子质量为58.84 k D,等电点为7.54,具有NTP_transferase和PbH1结构域;二级结构组成比例为螺旋结构(Helix)占13.72%,链状结构(Strand)占25.19%,无规则卷曲(Loop)占61.09%;三级结构由17个α-螺旋、34个β-折叠和51个β-转角(卷曲)构成。同源性及系统进化分析表明,EdAGPL1与其他植物AGPL蛋白氨基酸序列的同源性为57.54%～61.64%,在进化上与其他植物亲缘关系较远。荧光定量PCR分析表明,EdAGPL1在不同组织的表达情况为球茎叶状茎匍匐茎根;在球茎各发育阶段,EdAGPL1在初期表达量最高,随后降低保持较稳定水平。EdAGPL1基因表达具有时空、组织特异性,可能是调控淀粉合成代谢途径中的关键基因,对该基因的研究有助于后续阐明荸荠淀粉合成的调控机理,进而为高淀粉品种选育提供理论依据。     

马铃薯StKNOX1基因的克隆及表达分析

KNOX基因是一类转录调控因子,其和植物的生长发育密切相关。为了探讨同源异型盒(KNOX)基因在马铃薯(Solanum tuberosum L.)块茎发育中的作用,采用RT-PCR和RACE技术,克隆了1个KNOX同源基因,且根据属性情况命名为StKNOX1,其属于KNOX家族I类蛋白,编码含344个氨基酸的蛋白,包含KNOX1、KNOX2、ELK等结构域。根据相关生物信息研究结果,该基因编码的蛋白与番茄中KNOX1的一致性最高(93.7%)。StKNOX1基因在马铃薯的各组织器官中均有表达,在根和块茎中的表达水平显著高于其他部位的表达水平。本研究将为进一步开展基因功能研究奠定理论基础,为马铃薯生物技术育种提供基因资源。     

柚FIE同源基因的克隆及表达分析

FIE基因在受精前抑制胚乳发育并在受精后通过特异位点阻碍胚发育相关基因的转录。在拟南芥中,FIE突变最终导致种子败育。本研究从马家柚中克隆到1个FIE同源基因,开放阅读框(ORF)长为1 110 bp,编码369个氨基酸,命名为CmFIE (GenBank:IDMG680456),包含一个保守的WD40 motif结构域。推测其蛋白分子质量为41.443 3 k D,等电点为6.02,属于不稳定亲水性蛋白,并以折叠结构和环状结构为主。系统进化树分析表明,与甜橙(Citrus sinensis) CsFIE亲缘关系最近。qRT-PCR分析显示,CmFIE基因在马家柚种子和幼苗根、茎、叶中均有表达,但在种子中的表达量相对更高。CmFIE在正常种子中的发育过程持续表达,并在授粉后4～7周(胚乳细胞化之前和开始时)表达量下降,另外胚乳退化型败育种子中CmFIE表达水平被发现从授粉2周后开始一直高于正常种子。结果表明CmFIE对种子发育起到重要的调控作用,这与模式植物拟南芥FIE基因的功能一致。通过探究柚FIE基因生物信息学特性及在种子中的表达情况,可以为FIE基因在种子发育过程中的功能研究提供理论基础。     

大豆GmbZIP27基因的克隆及表达分析

bZIP蛋白是一类调控植物生长发育和抗性的转录因子。为探究大豆bZIP的生物学功能,利用PCR方法从大豆中克隆到1个bZIP基因GmbZIP27,对该基因进行生物信息学、表达模式和结合特异性分析。结果表明,GmbZIP27基因的开放阅读框长为825 bp,编码274个氨基酸,蛋白质分子质量为30.426 kD,等电点为8.54,含组氨酸和丝氨酸活性位点,为不稳定疏水蛋白,二级结构以α-螺旋和β-折叠为主。亚细胞定位分析发现GmbZIP27定位于细胞核。酵母单杂交实验表明GmbZIP27不能结合GmFBX176启动子中的ABRE元件。组织特异性表达模式表明,GmbZIP27在大豆组织中的相对表达量由高到低依次为子叶、根、叶和茎,推测GmbZIP27基因参与调控大豆的生长发育过程。本研究为深入解析bZIP转录因子在大豆发育及非生物胁迫应答中的功能提供一定理论依据。     

番茄SlSPS1基因的克隆及表达分析

蔗糖是植物光合作用的主要产物,参与植物的多种生理生化反应.蔗糖磷酸合成酶是蔗糖进入各种代谢途径所必需的关键限速酶之一,其活性直接反映了植物体内蔗糖合成的能力.为研究番茄中蔗糖合成的作用机理,本研究从番茄果肉中克隆到一个蔗糖磷酸合成酶基因,并命名为SlSPS1,通过生物信息学分析发现其cDNA全长3488 bp,编码10...     

粉蕉MbACS7基因的克隆及表达分析

乙烯合成及其效应是决定香蕉果实成熟的核心要素,其中1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合成酶(ACS)是乙烯合成途径的限速酶。粉蕉果实成熟速度较快,保鲜难度较大。研究粉蕉ACS家族基因的特征和表达模式可为控制香蕉果实成熟进程和延长货架期提供理论依据。本研究从粉蕉中克隆获得一个全长序列为1 458 bp的目的片段,编码485个氨基酸,分子量为54.751 kD,具有PLN02450保守结构域(37～1 377氨基酸),属于ACS基因家族蛋白,因此被命名为MbACS7。理化性质分析表明MbACS7蛋白亲水且不稳定。进化分析表明MbACS7蛋白预测的氨基酸序列与苦瓜(Momordica charantia) ACS蛋白的氨基酸序列(CAE53271.1)遗传关系较近。瞬时表达分析表明MbACS7蛋白在烟草表皮细胞的细胞核中强烈表达,表明该蛋白可能在细胞核中发挥着重要的生理功能。实时荧光定量表达分析表明MbACS7基因在粉蕉果实成熟期表达量最高,为果实发育初期的900多倍。本研究为进一步解析MbACS7基因在粉蕉果实乙烯生物合成中的功能奠定基础,也为改良香蕉果实贮藏性提供基因资源。     

薏苡ramosa2基因的克隆及表达分析

ramosa基因属于LBD基因家族,在植物侧生器官原基的启动和形态形成中发挥重要作用。为了解薏苡ramosa基因的功能及表达特征,本研究采用RT-PCR和RACE技术克隆获得薏苡ramosa2 (ClRA2)基因,并对其序列的生理生化特征及表达模式进行分析。ClRA2 c DNA序列全长1 421 bp,ORF长813 bp,编码270个氨基酸,含有LOB结构域,位于26～124位置,属于LBD基因家族。ClRA2相对分子质量为49.96 kD,等电点为9.08,属于疏水性的不稳定蛋白。分子进化树分析发现ClRA2与高粱SbRA2亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测结果表明,ClRA2在根中的表达丰度最高,表达量远高于茎和花穗。本研究为解析ClRA2基因功能及其调控薏苡侧生器官发育机制提供了理论基础。     

春兰AGAMOUS同源基因的克隆及表达分析

为深入探索春兰(Cymbidium goeringii)中C类MADS-box基因参与春兰花器官发育调控的分子机理,用同源克隆的方法从春兰花芽中分离出两个C类MADS-box基因CygoAG1与CygoAG2。在分析其序列结构的基础上,分别检测2者在春兰不同花器官中的表达差异。序列结构分析表明:CygoAG1序列全长为831bp,包含702 bp完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码233个氨基酸和1个终止密码子;CygoAG2基因cDNA序列全长996 bp,包含705 bp完整开放阅读框,编码234个氨基酸和1个终止密码子,2个基因编码的转录因子均包含保守的MADS、K-box结构域和AG基序。分子系统发生与进化树重建结果显示:春兰CygoAG1与CygoAG2与拟南芥MADS-box基因家族中AG (AGAMOUS)基因的同源性最高。实时荧光定量分析结果表明,春兰CygoAG1基因只在花粉团、合蕊柱和子房中表达,在其它花器官及营养器官叶片中不表达,其在子房中的表达量最高。CygoAG2基因在春兰的花器官如萼片、花瓣、唇瓣、花粉团、合蕊柱和子房中均有表达,但在营养器官叶片中不表达,其在合蕊柱(雌雄蕊合生结构)中的表达量最高。CygoAG1和CygoAG2基因在春兰花器官中的表达模式呈现一定的差异。