牡丹开花调控转录因子基因PsCOL4的克隆、表达与系统进化分析

采用RT-PCR 方法从‘紫罗兰’牡丹（Paeonia suffruticosa‘Ziluolan’）花芽中克隆得到1个重要开花调控转录因子基因CONSTANS-like,其cDNA 全长1 125 bp,编码373 个氨基酸。序列比对和结构域分析表明,此蛋白包含两个B-box 型锌指结构和1 个CCT 结构域,与拟南芥的AtCOL4 最为相似,将其命名为PsCOL4,GenBank 登录号为KF113358。系统进化树分析表明,PsCOL4 与葡萄编码的VvCOL4的亲缘关系最近,属于第1 群组CO 类似基因。实时定量PCR 表明,PsCOL4 在不同组织器官中均有表达,其中茎和叶中的表达量最高,根中最低。在花芽不同发育时期,PsCOL4 的表达呈现递减趋势。不同光周期条件下,PsCOL4 的表达稍有不同,短日照条件下在叶中的表达有所增加,茎中稍有减少。     

矮牵牛B-box型锌指蛋白基因PhBBX8的克隆与表达分析

利用矮牵牛（Petunia hybrida）基因表达谱芯片筛选出应答低温胁迫的相关基因,从中发现1个B-box型锌指蛋白基因PhBBX8。通过RT-PCR克隆得到该基因的编码区序列（CDS）,为1 242 bp,预测其编码氨基酸413 aa,N端含有2个B-box盒,C端含有1个CCT结构域。系统进化树分析发现,PhBBX8与拟南芥AtBBX8等聚类为一支。利用半定量RT-PCR检测其在根、茎、叶和花中的表达特性,结果表明该基因在花中表达量较高,其次为根,而在茎和叶中表达较弱;利用实时定量PCR检测了在低温、干旱、ABA、MeJA、高盐和高渗胁迫处理下矮牵牛叶片中PhBBX8的诱导表达情况,结果表明,PhBBX8表现出不同程度的上调,其中除干旱胁迫外,其他胁迫下上调倍数都较高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温等非生物逆境相关。     

菊花花发育基因CmCO和CmFT的克隆与表达分析

 　利用同源序列法结合RACE技术从菊花‘神马’品种[Chrysanthemum morflorium（Ramat.）Kitam.‘Jinba’]中分离了开花时间相关的CO（CONSTANS）和FT（FLOWERING LOCUS T）同源基因,并命名为CmCO（基因登录号JF488070）和CmFT（基因登录号JF488071）。CmCO和CmFT分别编码382和174个氨基酸。蛋白比对发现,CmCO蛋白包含具有典型的CO同源蛋白结构,包含B-box1,B-box2,CCT结构域及COOH区域。CmFT所推测的氨基酸序列包含FT类蛋白保守基序和两个关键性氨基酸残基。同源性分析表明,CmCO与草莓（Fragaria × ananassa）FaCO同源性最高,为65.8%,与豌豆（Pisum sativum）PsCOL、拟南芥（Arabidopsis thaliana）AtCO同源性分别为62.0%和55.6%。CmFT与向日葵（Helianthus annuus）HaFT2基因同源性最高,为93.7%,与葡萄（Vitis vinifera）VvFT和拟南芥AtFT的同源性分别为85.1%和74.0%。进化树聚类分析表明,CmCO和CmFT蛋白分别与向日葵HaCO和HaFT2遗传距离最近。RT-PCR表明,长日照下的菊花叶片中几乎检测不到CmCO和CmFT,而在短日照下,CmCO在花芽分化启动期（Ⅰ）表达,总苞鳞片分化前期（Ⅱ）有所下降随后又迅速升高;CmFT在CmCO之后表达,之后持续高表达。选择小花原基分化前期（Ⅳ）对菊花叶片、花芽和茎等不同组织器官CmCO和CmFT表达进行分析,结果表明,CmCO在叶片中表达量最高,花芽次之,茎最低;CmFT在花芽中表达量最高,叶片次之,茎最低。由此推测CmCO和CmFT的表达与光周期诱导菊花成花密切相关。     

洋葱光周期途径转录因子基因AcCOL7的克隆及功能鉴定

以洋葱品系‘SA2’为材料,克隆到1个光周期途径重要转录因子CONSTANS-like基因,命名为AcCOL7,其cDNA序列全长1 101 bp,编码366个氨基酸。多序列比对和结构域分析表明,AcCOL7蛋白包含1个B-box型锌指结构和1个CCT结构域;系统发育分析结果显示它与水稻OsCOL13亲缘关系较近;实时荧光定量PCR分析显示,AcCOL7的表达量在抽薹前幼叶中最高,幼嫩花茎次之。为了解AcCOL7的功能,构建了其过表达载体,转化拟南芥co突变体。与突变体植株相比,转化株表现为早花,且突变体的其他变异性状也得到了一定程度的恢复,表明AcCOL7与拟南芥的AtCOL5具有相似的功能,即在光周期诱导开花途径中具有显著的促进开花作用。     

基于EST库的猕猴桃脂氧合酶基因家族成员的克隆

利用猕猴桃EST库及相关生物信息学手段, 从果肉组织克隆了LOX基因家族成员6个, 命名为AdLox1-6。AdLox1、AdLox2、AdLox3和AdLox4 为全长cDNA, 编码区长度分别为2 739、2 595、2 739 和 2 709 bp, AdLox5和AdLox6为cDNA片段, 长度为1 359和1 557 bp。猕猴桃AdLox2和AdLox5氨基酸序列同源性最高, 约74%, 而AdLox3 和AdLox5 仅为49%。生物信息学分析表明, AdLox1、AdLox3、AdLox4 和 AdLox6可能具有132LOX活性, 在N端含有额外约60个氨基酸残基, 而AdLox2和AdLox5则属于92LOX类型。猕猴AdLox1与番茄TomLoxD具有最高氨基酸序列同源性(约80%) , AdLox2和AdLox5与TomLoxA高度聚类, 序列同源性分别为68%和75%, AdLox4和AdLox6与TomLoxC的氨基酸序列同源性分别为62%和63%, AdLox3与番茄LOX基因序列同源性低于55%。     

杧果MiCO基因的克隆与表达模式分析

【目的】克隆杧果(Mangifera indica L.)MiCO基因并探讨其表达模式,为深入研究该基因的功能奠定基础。【方法】根据从杧果转录组测序数据中获得一个MiCO基因全长序列信息,设计基因全长引物,克隆具有不同开花习性的‘四季杧’和‘紫花杧’2个品种的MiCO基因全长序列,对其序列进行生物信息学分析,并利用荧光定量PCR技术对MiCO基因在杧果不同组织以及年周期的表达情况进行分析。【结果】序列分析显示,2个杧果品种的MiCO基因c DNA全长均为1 150 bp,都包含1个966 bp的开放阅读框,编码322个氨基酸,等电点为5.8,‘四季杧’品种的MiCO蛋白分子质量为35.30 ku,‘紫花杧’品种的MiCO蛋白分子质量为35.22 ku;MiCO基因编码的蛋白具有典型的CO同源蛋白结构,包括B-box1、B-box2和CCT结构域;系统进化树表明,杧果MiCO蛋白属于第一类CO蛋白,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)At COL4相似性最高而聚类到一起。基因表达分析表明,MiCO基因在杧果不同组织中均表达,但不同组织的表达水平存在差异。年周期表达分析表明,MiCO基因在杧果成花转变期高度表达,而且在来年的5—6月还存在一个小的表达高峰期,但2个品种不同组织中MiCO基因表达存在差异。【结论】克隆获得杧果MiCO基因全长序列,发现2个具有不同开花习性的杧果品种的MiCO基因核苷酸和氨基酸序列高度同源,只存在少许差异。MiCO基因在杧果成花转变期高度表达,说明MiCO基因与杧果成花关系密切。     

辣椒高赖氨酸蛋白基因Cflr全长cDNA的克隆及其组织表达特征

为了在茄科植物中寻找新的高赖氨酸蛋白基因,以辣椒栽培种‘江蔬7号'的成熟花粉为材料,根据马铃薯和番茄中高赖氨酸蛋白基因的保守序列设计引物,通过RT-PCR技术扩增到一条长390 bp的cDNA片段,继而应用RACE技术克隆了一个辣椒高赖氨酸蛋白基因的全长cDNA,命名为Cflr（GenBank登录号：EU367999）。Cflr基因cDNA全长920 bp,5＇端有84 bp的非翻译区,3＇端具有完整的polyA尾,包含一个编码223个氨基酸的完整开放阅读框。Cflr基因与马铃薯和番茄高赖氨酸蛋白基因cDNA序列的同源性为50%～60%,氨基酸序列的同源性为40%～50%。该基因所编码的蛋白质中赖氨酸含量为21.2%,苏氨酸含量为10.3%,是目前已知赖氨酸含量最高的天然蛋白。半定量RT-PCR结果表明,Cflr基因在辣椒未成熟花药、成熟花粉、花瓣、茎、叶片和根中均有表达,在成熟花粉和花瓣中的表达丰度最高,在叶片中表达量明显减少,而在未成熟花药、茎和根中的表达量极少。     

光皮桦BBX类基因BlCOL13的克隆与表达分析

利用RACE、RT-PCR以及基因组步移技术克隆得到光皮桦BlCOL13全长cDNA（GenBank登录号：KP663425）、全长DNA及其启动子序列。该基因DNA全长2 808 bp,具有4个外显子,3个内含子;cDNA全长1 370 bp,包含1 140 bp的开放阅读框,编码含379个氨基酸的蛋白。BlCOL13蛋白N、C端分别有两个B-box和一个CCT结构域,属于典型的BBX蛋白。以拟南芥中BBX蛋白的分类为参照,通过聚类分析表明BlCOL13属于Ⅱ型BBX蛋白;克隆得到的BlCOL13启动子序列长685 bp,含有多个与成花、光响应、激素信号转导以及逆境胁迫相关的顺式作用元件。亚细胞定位试验结果表明该基因主要在细胞核中表达。不同组织中该基因都有一定程度的表达,但在雄花中表达量最高。低温、干旱、ABA和盐胁迫等非生物逆境都在一定程度上诱导BlCOL13的表达,盐胁迫的影响最为明显,表明该基因在光皮桦逆境响应中可能发挥比较重要的作用。     

番茄转录因子基因SlWRKY16的克隆及原核表达分析

从栽培番茄（Solanum lycopersicum）‘M82’中克隆到1个WRKY家族基因SlWRKY16。研究结果显示：SlWRKY16包含1 497 bp的完整开放读码框，编码498个氨基酸，理论分子量为55.5 kD，含有1个WRKYGQK保守结构域和C2H2锌指结构域，属于Ⅱb类WRKY转录因子基因，且定位于细胞膜上；栽培番茄SlWRKY16与潘那利番茄SpWRKY6（XP_015064265.1）、马铃薯StWRKY6（XP_006350473.1）同源性最高。qRT-PCR结果显示SlWRKY16在番茄不同组织中均有表达，叶片中的表达量最高；短时间非生物胁迫下该基因的表达量显著降低。此外，重组菌pET-30a-SlWRKY16在NaCl、甘露醇胁迫下生长均明显低于对照菌pET-30a。综上，番茄SlWRKY16基因可能在响应非生物胁迫过程中具有负调控效应。     

脐橙CsNAC基因的克隆及其在果实贮藏过程中的表达分析

从脐橙(Citrus sinensis Osbeck)果皮褐变相关基因的cDNA抑制差减文库中,筛选了一个与NAC基因家族同源的EST序列,通过RACE技术成功克隆了CsNAC基因全长cDNA序列共1 203 bp,并对其进行了序列分析。结果表明,CsNAC包含一个918 bp的开放阅读框(ORF),编码305个氨基酸,预测的蛋白质分子量为35.2 kDa,等电点为6.72;CsNAC蛋白N端具有一个高度保守的NAC结构域;进化树分析表明CsNAC属于NAC蛋白家族的ATAF亚家族,可能参与胁迫反应。荧光定量PCR表达分析结果表明,CsNAC在果实贮藏过程中,随着果皮褐变的发生,与对照相比褐变果皮中的表达水平明显增强。说明CsNAC基因与脐橙果实的果皮褐变具有密切关系。     

番茄S-腺苷蛋氨酸脱羧酶基因SlSAMDC1的克隆与序列分析

 以蔓陀罗S-腺苷蛋氨酸脱羧酶全长cDNA序列为信息探针, 筛选NCBI番茄EST数据库, 依据同源EST信息,经人工拼接、RT-PCR及RACE技术验证,获得了1个新的SAMDC基因家族成员,命名为SlSAMDC1(GenBank登录号：EF550528),并利用染色体步移技术克隆了879 bp的上游调控区域。SlSAMDC1 cDNA序列全长1 847 bp, 5′-UTR和3′-UTR分别长523 bp、241 bp;存在3个ORF(微型uORF、小型uORF和主ORF),主ORF编码360个氨基酸的SAMDC酶原;SlSAMDC1基因组序列全长3 648 bp,有3个内含子,均位于5′-UTR,所有内含子的剪切位点均符合真核生物“GT-AG”规则。SlSAMDC1基因与其它植物来源SAMDC基因同源性较高,与人、大肠杆菌以及酵母的同源性较低。表达谱分析发现,SlSAMDC1基因在番茄根、茎、叶、花蕾、果实等器官中均表达,果实中的表达量相对较高。生物信息学分析表明,SlSMDC1基因的上游调控序列存在多个顺式作用元件,如W-box、TATA-box、CAAT-box等。     

水茄泛素结合酶E2基因StUBCc的克隆及黄萎病菌诱导表达分析

以茄子近缘野生种水茄（Solanum torvum Swartz）幼苗根部为试材,并以黄萎病菌（大丽轮枝菌,Verticillium dahliae Kleb）处理的水茄的抑制差减文库中差异表达的EST片段F290为基础,利用RACE技术,获得一个756 bp的cDNA全长序列。经生物信息学分析发现该序列为泛素结合酶E2-2（UBC2）载体蛋白同源基因,命名为StUBCc,GenBank登录号为KP330492。StUBCc基因编码区共459 bp,编码152个氨基酸,该蛋白分子量为63.0925 kD,等电点为5.13。采用MEGA 5软件对StUBCc和其他同源蛋白的氨基酸序列比对,结果表明其与葡萄的同源蛋白一致性最高,达99%,有很高的功能区段保守性。采用荧光定量PCR对黄萎病菌侵染不同时间的水茄幼苗根部StUBCc基因的表达量进行测定,发现在侵染6 h后,表达量最高,为对照（无菌水处理）的6.79倍。     

辣椒花器官发育MADS-box基因的克隆与表达分析

采用RACE技术从辣椒（Capsicum annuum L.）花药中获得了一个控制辣椒花器官发育的MADS-box基因,命名为PPI（GenBank登录号：GU812276）。该基因全长952 bp,编码215个氨基酸,具有典型的MADS结构域和K结构域,与番茄花器官发育MADS-box基因TPI高度同源,同源性达88%。系统进化树分析表明,PPI基因属于花器官发育B类基因。RT-PCR表达分析表明,该基因在辣椒花瓣中的表达高于在花药、萼片以及子房等花器官中的表达,在营养器官叶片中没有表达。     

番茄叶霉菌及番茄抗性基因分子生物学研究进展

 叶霉菌(Cladosporium fulvum) 是番茄(Solanum lycopersicum ) 叶霉病致病真菌, 严重地威胁着番茄生产; 二者互作遵循“基因对基因”假说, 是目前研究植物与病原菌互作模式系统。本文简要地回顾了番茄叶霉菌和抗性基因(Cf) 研究历史; 概述了叶霉菌侵染特征、效应因子的类型、功能和特性; 对番茄Cf基因的类型、定位、进化、结构和功能研究进展加以综述, 特别是对Cf/Avr互作的分子机制、信号转导和抗性基因自激活等最新研究成果加以重点阐述; 同时, 对今后番茄抗叶霉病研究所面临问题、研究热点和解决策略进行了讨论。以期为番茄抗叶霉病或植物抗真菌病研究提供一些有用信息。     

牡丹隐花色素基因PsCRY2的克隆与表达分析

以‘秋发1号'和‘洛阳红'牡丹(Paeonia suffruticosa)为试验材料,采用RT-PCR的方法从花芽中克隆得到1个隐花色素基因Cryptochrome 2,其ORF全长为1902 bp,编码633个氨基酸,基因登录号为KP982893。序列比对和结构域分析表明,此蛋白包含1个PHR和1个CCT结构域,与拟南芥中AtCRY2最为相似,将其命名为PsCRY2。系统进化树分析表明,PsCRY2与甜橙(Citrus sinensis)CsCRY2亲缘关系最近。实时荧光定量PCR表明,PsCRY2在牡丹的不同组织器官中均有表达。其中,成年植株的花芽以及种子胚的表达量最高,幼苗根、茎、叶次之。在整个花芽分化不同时期,PsCRY2的表达呈现较高的表达水平;在花蕾发育不同时期,PsCRY2的表达呈现先降低再升高而后有降低的趋势,大风铃期表达量最高,推测PsCRY2在花芽分化和花蕾发育的过程中均起到重要作用。在‘洛阳红'和‘秋发1号'牡丹春季花芽发育过程中,PsCRY2的表达均呈升高的趋势,‘秋发1号'显著高于‘洛阳红'。不同光周期条件下,PsCRY2表达稍有不同。与长日照条件相比,短日照条件下PsCRY2在现蕾期和小风铃期的表达量均下降。