四倍体矮秆小麦拔节期赤霉素合成途径中关键酶基因表达分析

为研究四倍体矮秆小麦拔节期赤霉素(GA)合成途径中涉及的关键酶基因及其与植株矮化的关系,选择拔节期的矮杆番麦和四倍体矮杆小麦近等基因系ANW 16 D、ANW 16 F、ANW 16 G(分别含有Rht 14、Rht 16、Rht 18基因)以及作为对照的高秆小麦Langdon(LD)进行试验.取拔节期小麦穗下第一茎节节间(约0.5 cm),提取总RNA并反转录,对影响GA合成过程中的GA 20 ox、CPS、GA 2 ox、KAO、KO、KS、GA 3 ox、GID 1、GA-MYB、XET、GIP、GAI、RSG和14-3-3等关键酶基因进行实时荧光定量分析.结果显示,GA 20 ox、GA 2 ox、KAO、KO、KS、GA 3 ox、GID1、GA-MYB、XET、GIP、GAI、RSG在4个矮杆品系和高杆对照中均有表达.GA 20 ox在高秆小麦中的表达量高于矮秆小麦,GA-MYB与之具有相似的表达模式,说明GA 20 ox和GA-MYB基因的低表达影响了矮秆小麦拔节期赤霉素的合成,从而导致矮化性状.     

珠子参皂苷合成途径3个关键酶基因CAS、DS和β-AS时空表达分析

旨在明确环阿屯醇合成酶(CAS)、达玛烯二醇合成酶(DS)和β-香树酯合成酶(β-AS)基因在珠子参中的时空表达情况及其与总皂苷含量的关系。以珠子参叶、茎、花和根状茎为材料,采用实时荧光定量技术检测了3个酶基因在不同时期的表达情况,并分析了基因表达与总皂苷含量之间的关系。CAS、DS和β-AS均在珠子参地上部分高表达,在根状茎中低表达;5—9月间CAS在根状茎中的表达呈现出"高—低—高"的趋势,而DS和β-AS则表现出相反的趋势;珠子参总皂苷含量变化呈"S"型曲线,其前期含量与DS和β-AS的表达呈正相关关系。推测珠子参皂苷最初和主要的合成部位为叶,根状茎可能是后期部分皂苷合成的场所。     

亚麻木质素合成途径中关键酶基因片段的克隆与序列分析

亚麻是一种重要的韧皮纤维作物, 木质素对亚麻纤维的性能和品质具有较大影响。以亚麻(Linum usitatissimum L.)茎秆表皮细胞的mRNA为模板, 利用木质素合成途径中关键酶基因的同源基因保守序列设计简并引物, 通过RT-PCR扩增, 电泳获得13个特异带。分别将这些DNA片段连接到T载体后转化大肠杆菌, 从重组质粒转化菌分别挑取5~8个单菌落测定插入片段序列, 得到关键酶基因新的片段序列8个。生物信息学分析结果表明, 这些新片段分别属于3个基因家族。其中, 2个CCoAOMT基因片段(GenBank登录号为EF214740, EF214741), 3个4CL基因片段(GenBank登录号为EF214737, EF214738, EF214739), 3个F5H基因片段(GenBank登录号为EF214745, EF214746, EF214747), 推测亚麻中这几个木质素代谢关键调控酶基因存在多基因家族。新获得的基因片段序列为进一步克隆全序列和了解调控亚麻木质素的生物合成奠定了基础。     

持绿大豆叶片中叶绿素降解途径关键酶基因的表达分析

为了探究叶绿素降解途径关键酶基因在大豆不同生育时期的表达情况,以期为揭示调控大豆持绿特性的分子机制提供参考,本研究以大豆‘科丰14’和其持绿突变体‘北农108’为试验材料,在其苗期、开花期和成熟前期,利用荧光定量qPCR方法分析了6种叶绿素降解途径中关键酶基因表达量的变化。结果表明,6种关键酶基因在两个品种苗期和开花期的相对表达量并无显著差异,在成熟前期脱镁螯合酶(MDCase)、脱镁叶绿素酶(PPH)和脱镁叶绿酸a加氧酶(PAO)三个酶基因相对表达量显著提高(p0.05),并且在‘科丰14’中的表达量远高于在‘北农108’中的表达量,因此推测在叶绿素降解代谢途径中这三个关键酶基因所调控的代谢过程可能是‘北农108’持绿的重要原因之一。本研究为探究大豆持绿特性的分子调控机制,作用机理提供实践参考,为高光效大豆的遗传改良,探究植物衰老延缓机制,提高产量和品质等提供理论支持。     

木质素生物合成途径中关键酶基因的分子特征

本文主要对苯丙氨酸裂解酶（phenylalanine ammonia-lyase,PAL）基因、4-香豆酸辅酶A连接酶（4-coumarate-CoA ligase,4CL）基因、肉桂醇脱氢酶（cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD）基因、过氧化物酶（peroxidase,POX）基因、漆酶（laccase,LAC）基因、dirigent（DIR）蛋白基因等木质素生物合成途径中关键酶基因的克隆、表达、调控等研究进展进行综述,旨在揭示上述木质素生物合成途径中关键酶基因的分子特征,为通过转基因技术来调控植物体中木质素的含量及其化学组成从而得到改良的新植物资源提供思路。     

参薯赤霉素途径基因的克隆与表达分析

参薯是薯蓣科植物,其块茎有较高的营养价值和经济效益。为探究赤霉素对参薯生长及结块影响,本研究对参薯组培苗进行赤霉素处理,统计与对照组相比结薯时间差异;并检测了赤霉素合成及降解相关基因GA20ox、KO、KAO、GA3ox、GA20ox,赤霉素受体GID1基因(4个)和信号传导的DELLA基因(4个)、SPY、SLY1等24个赤霉素途径基因的表达变化。RT-PCR结果显示赤霉素相关基因在叶、茎中都有表达,仅LSH基因在块茎中特异性表达。统计赤霉素处理参薯的结薯时间表明,赤霉素处理的参薯苗结块时间明显提前。RT-qPCR结果显示赤霉素处理后,4个GID1、GA20ox、DELLA2、SNE等基因表达在所有组织或部分组织显著下降,DELLA1和KAO1表达变化不明显,GRF2在块茎中表达上升。试验结果显示外源赤霉素添加对参薯结薯有诱导作用,且对内源赤霉素合成有一定的抑制,可能通过改变参薯赤霉素含量的平衡而提前进入结薯过程,为将来人工控制结薯时间提供科学数据。     

一个陆地棉类烯醇酶基因的克隆及其表达分析

 采用改良的CTAB法提取陆地棉总RNA,运用RT-PCR技术首次克隆了陆地棉类烯醇酶基因的CDS序列,该基因已经在GenBank上登录,登录号为 EU169604,其开放阅读框为1338 bp,编码445个氨基酸残基。对其序列和进化分析表明,陆地棉烯醇酶基因与其它植物中的烯醇酶基因有较高的相似性,该基因在进化过程中是相当保守的。半定量RT-PCR表达分析结果显示该基因在陆地棉的叶、根、茎中均有表达,但在根中的表达量高于叶和茎。     

高粱赤霉素信号途径关键基因的鉴定及qPCR引物筛选

赤霉素(GA)在植物响应生物和非生物胁迫过程中扮演着重要角色。为了探究GA在高粱响应蚜虫胁迫过程中的作用,本研究采用激素外施实验,证实GA参与了高粱的抗蚜反应;在此基础上,利用NCBI数据库查找已报道参与GA合成、代谢及Della蛋白合成相关基因在高粱中的同源基因,并设计特异引物,采用PCR和qPCR的方法验证引物的特异性。通过PCR技术共筛选出7对引物,大小符合预期,且条带单一,进一步采用qPCR技术验证,最终筛选到5个基因的5对引物,扩增曲线光滑,呈现单峰,且Ct值较小,特异性良好。研究结果为下一步研究这些基因的表达模式变化,揭示GA信号途径在高粱抗蚜反应中的作用提供理论依据。     

鹿角灵芝三萜合成关键酶GaSQS基因的克隆与诱导表达

为进一步研究SQS基因在鹿角灵芝三萜合成途径中的作用机制及茉莉酸甲酯(MeJA)对GaSQS基因的表达调控,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆鹿角灵芝鲨烯合酶基因GaSQS,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行数据分析,采用MeJA对GaSQS基因诱导表达.结果显示,该基因全长1969 bp,开放阅读框(OR...     

小麦类胡萝卜素合成途径关键基因Lcye功能分析

小麦籽粒黄色素是面粉及面制品黄度形成的主要原因,其主要成分是类胡萝卜素。ε-番茄红素环化酶(LCYE)是小麦类胡萝卜素生物合成途径的关键酶,前人对其研究多集中于QTL定位、基因克隆和分子标记开发,而基因功能和遗传调控机制尚不明确。本研究利用TILLING技术筛选EMS诱变群体,对Lcye功能及遗传调控机制进行研究,以期深入认识小麦籽粒黄色素含量形成的分子机制。在2491份M₂代EMS诱变群体中共检测到21个Lcye基因的点突变,包含6个错义突变,2个同义突变和13个内含子突变,Lcye基因在该诱变群体中的突变频率为1/266.1kb。PARSENP软件预测分析显示,M090815(C2202T)和M091648(G3284A)两个错义突变可能严重影响蛋白质功能。MEME分析结果表明, M090815和M092230 (G2195A)突变位点位于Lcye基因保守结构域内。6个错义突变植株与野生型杂交构建的F₂代群体中, M090815突变位点显著降低籽粒黄色素含量,证实该位点对LCYE功能具有重要影响。qRT-PCR(quantitative ...     

陆地棉漆酶基因家族成员表达模式分析

漆酶是铜蓝氧化酶蛋白家族的一员,在植物木质素合成和提高植株抵御胁迫能力等方面发挥着重要作用。本研究从陆地棉基因组中鉴定到104个漆酶基因(GhLAC)家族成员,进行了系统进化树和组织表达图谱的构建,并随机选取了20个基因进行荧光定量PCR分析,验证了表达热图的结果。为进一步探索漆酶在棉花中担当的角色,本研究采用启动子-GUS融合载体转化拟南芥,通过转基因拟南芥不同发育过程不同组织GUS染色结果,分析了陆地棉漆酶基因家族6个成员(GhLAC12A、GhLAC14A、GhLAC20A、GhLAC25D、GhLAC59D、GhLAC63D)的精细表达模式。为探究漆酶在逆境中发挥的作用,对该6个漆酶基因进行了切割和刺洞2种创伤胁迫诱导表达分析,并利用2个棉花品系‘84021’(高温耐受型)和‘H05’(高温敏感型)在常温和高温胁迫条件下不同时期的花药进行相应基因的荧光定量PCR分析。研究结果表明,随机挑选的20个基因在根、茎、叶、花瓣、花药和柱头6个组织中差异表达,大多数基因的表达与转录组结果一致。6个漆酶基因的启动子能够不同程度地驱动GUS基因在种子萌发时期、二叶期、四叶期表达;创伤处理结果...     

影响烟草香气物质合成代谢途径关键酶基因的研究进展

文章详细叙述了与植物香气物质合成有关的3类主要合成代谢途径,并分别归纳苯丙烷代谢途径、异戊二烯代谢途径和生物碱合成途径中催化主要中间产物形成的关键酶基因功能与表达模式,重点阐述关键酶基因在烟草中的最新研究进展,提出目前除了在基因水平上进行表达水平调控、转基因作物改良之外,烟草中亟待进行更为深入的蛋白水平研究和代谢网络互作分析。通过上述分析,对下一步利用代谢工程改良烟草香气品质及其在农业生产领域的应用前景进行了展望。     

多种激素对喜树悬浮细胞中喜树碱合成关键酶基因的影响

喜树中抗肿瘤活性成分喜树碱的生物合成调控具有重要的理论意义与应用价值。基于喜树碱生物合成途径的复杂性及其积累的时间、空间特异性,本研究选择生理状态的均一的喜树悬浮细胞作为研究材料,分析植物激素茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, Me JA)、脱落酸(abscisic acid, ABA)、赤霉素(gibberellin, GA)以及水杨酸(salicylic acid, SA)对喜树碱合成途径中关键酶基因转录水平的调控。实时荧光定量PCR (RT-qPCR)检测结果显示,MeJA、ABA、GA以及SA均可促进喜树碱合成色胺途径中关键酶基因CaTDC1以及下游CaSTR的表达,且在处理2 h左右达到峰值;MeJA、GA、SA主要调控环烯醚萜途径中关键酶基因Ca7DLGT、CaG8O、CaCYC1的表达,而ABA则显著调控色胺途径关键酶基因CaTDC1以及下游CaSTR的转录水平;4种激素中SA调控效果与其他激素相比极其显著。本实验排除了喜树碱合成时间、空间特异性影响以及植物向重性、激素浓度梯度等干扰因素,准确地分析了4种激素对喜树碱合成途径关键酶基因的调控,为后续研究植物激素...     

双色鸳鸯美人蕉中花青素合成关键基因的克隆与表达分析

本研究以双色鸳鸯美人蕉为试材,采用RT-PCR技术扩增查尔酮合成酶基因(CHS)及二氢黄酮醇4-还原酶基因(DFR)序列,并利用RT-q PCR技术检测CHS、DFR及查尔酮异构酶基因(CHI)在双色鸳鸯美人蕉同一朵花不同颜色部位、不同发育时期的表达差异以及在不同花色美人蕉中的表达特性。结果显示:通过扩增分别获得了549 bp的CHS基因片段及570 bp的DFR基因片段,与红掌、百合等相应基因的同源性达70%~95%。基因表达分析表明,CHS及DFR在红色花瓣中的表达量高于黄色花瓣,CHI在黄色花瓣中的表达量高于红色花瓣;CHS与CHI在红色花瓣中随着发育表达量逐渐增大,在黄色花瓣随发育表达量呈先增加后减少的趋势;DFR在红色及黄色花瓣的发育后期表达量逐渐增大;在不同花色美人蕉花瓣中,这三个基因的表达模式各不相同。     

陆地棉GhDAHP基因的克隆与表达分析

棉花黄萎病是制约棉花产业健康发展的一种重要病害,在生产上未发现有效的根治办法,使用现代基因工程技术,从基因库中挖掘抗黄萎病相关基因,为棉花抗黄萎病育种工作的提供理论基础。本研究根据在GenBank中检索到抗黄萎病基因SDAHP(GU479467,1,3-脱氧-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶),从陆地棉基因组数据库中检索到3个同源基因(NM_016893351.1,XM_016849738.1和XM_0168151150.1),根据3个同源基因核苷酸序列设计引物,以陆地棉cDNA为模板进行克隆,获得3个目的基因,依次命名为GhDAHP-1、GhDAHP-2和GhDAHP-3。利用ProtParam和Prot Scale等在线软件对目的基因进行生物信息学分析;RT-PCR分析黄萎病菌诱导后目的基因在陆地棉叶片中的表达量。结果表明:GhDAHP-1序列全长1983 bp,氨基酸总数为539,分子质量约59.45378 kD,理论等电点pI为8.7;GhDAHP-2序列全长1832 bp,氨基酸总数516,分子质量约57.02998 kD,理论等电点pI为7.68;GhDAHP-3序列全长1652 bp,氨基酸总数517,分子质量约56.95491 kD,理论等电点pI为8.52。系统进化树分析,GhDAHP与雷蒙德氏棉(Gossypium raimindii)、木本棉(Gossypium arboreum)的亲缘关系最近。棉花叶片在黄萎病菌的处理下,GhDAHP基因表达量呈现先升高后降低的趋势,推测受到黄萎病诱导后,GhDAHP基因可能参与了黄萎病菌侵染的防卫过程。     

大豆脂肪酸合成关键酶基因的电子定位及结构分析

利用最新大豆遗传图与物理图的整合图谱,对12个大豆脂肪酸合成中乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合酶等关键酶基因进行基因定位与结构分析。它们分别被定位在A2、B2、C2、D1b、D2、G、I、L、M等9个连锁群上,并通过序列比对获得了所在相应连锁群区间两侧标记。同时,比较基因的cDNA和gDNA序列信息,获得了这12个基因结构信息,内含子数目从最少的0到最多的30个,其中FAD2-1、FAD2-2、FAD2-3与FatB是单外显子基因,没有内含子;其余基因都有内含子,KASI有6个,KASII有12个,SACPD有2个,FAD3有7个。通过定位获得对应分子标记可以为基因的分子辅助育种提供参考资料,而基因结构信息能更好地用于基因的功能分析。     

植物赤霉素生物合成关键基因GA3-oxidase的研究进展

在植物赤霉素合成途径中,GA3ox将无活性的GA12和GA53转变为有活性的GA4和GA1,进而实现了调控植物生长发育。GA生物合成及其信号传导途径相关基因的研究备受关注。本研究对高等植物体内GA3-oxidase基因的克隆、组织表达、调控表达、功能鉴定等方面的研究进行综述,并对进一步深入研究GA3ox的互作、抗逆性等方面进行了展望,揭示GA3-oxidase氧化酶信号网络系统及其作用机制。     

大豆生长节间响应温度和外源GA诱导的赤霉素途径关键基因分析

为了解大豆节间在不同温度和外源赤霉素(gibberellicacid,GA)诱导条件下的表型变化规律,分析GA合成重要途径和挖掘调控节间的关键候选基因,本研究将大豆品种Charleston在培养箱条件和室外盆栽条件种植,进行不同温度处理和外源GA涂抹处理,利用徒手切片配合显微照相方法,分析大豆节间长度和细胞形态变化;利用液相色谱-质谱联机结合转录组测序方法分析大豆节间GA合成主要通路并挖掘调控节间生长的关键候选基因。结果表明在25℃和30℃条件下,外源涂抹不同浓度GA可以诱导大豆生长节间伸长,随着伸长量的增加,大豆节间都变得纤细。外源GA对细胞作用效果主要为促进伸长,对宽度影响不明显。高温处理对节间的伸长效果高于低温处理。本研究鉴定到GA2氧化酶基因在大豆生长节间表达和较高含量的GA19和GA53,及这2种GA下游的GA20 (活性GA前体),以及这条合成途径的活性GA产物GA3也被检测到都存在于细胞伸长区组织,说明从GA前体物质到GA53,再到GA19,通过GA20最终合成GA3是大豆节间生长的一条重要GA合成通路,进一步说明GA2氧化酶在大豆节间生长过程中有重要作用。挖掘到某些DE...     

不同关键酶基因在油菜种子发育进程中的表达

不同关键酶基因在甘蓝型油菜种子发育过程中对油脂积累的影响重大。为此,本实验选取3个不同含油量的甘蓝型油菜作为模型。研究BnACC1、BnDGAT1和BnPDAT1基因在甘蓝型油菜种子发育时期的表达模式。结果表明:BnACC1在这三种甘蓝型油菜种子中的基因表达模式基本一致,在低含油量油菜的种子发育前期和高含油量油菜的种子成熟期相对表达量高,说明在油脂积累旺盛期该基因的高表达可提高含油量;而BnDGAT1和BnPDAT1在这三种甘蓝型油菜表达模式存在差异。其中,BnDGAT1基因在高含油量油菜中的相对表达量高于低含油量油菜。这说明BnDGAT1基因对油脂积累有一定的促进作用。BnPDAT1基因的相对表达量与甘蓝型油菜含油量密切相关。本研究可以为提高油菜含油量的相关分子机制提供了科学依据。     

虾青素合成关键酶基因bkt植物表达载体的构建 及对玉米的遗传转化

虾青素是一种具有极强抗氧化活性的类胡萝卜素，具有广泛的应用价值。β-胡萝卜素酮化酶（Bkt）是由玉米黄素合成虾青素生物合成途径中的关键酶。采用La Taq DNA聚合酶用PCR的方法从pET-28a（+）bkt中扩增得到bkt基因，用bkt基因替换pBI221中的GUS基因形成含有CaMV 35S启动子和NOS终止子的bkt基因表达盒，然后插入植物表达载体pCAMBIA1301的多克隆位点，最终获得带有选择标记和报告基因的植物表达载体pCAMBIA1301-bkt。通过农杆菌LBA4404介导将其转化进入玉米自交系齐319，转化后的愈伤经GUS组织化学染色分析表明bkt基因已经转入玉米胚性愈伤组织