棉花八氢番茄红素脱氢酶GhPDS1基因的克隆与表达谱分析

八氢番茄红素脱氢酶(PDS)在胡萝卜素生理代谢和病毒诱导外源基因沉默中起着非常重要的作用.本研究通过同源克隆方法,分析已报道植物八氢番茄红素脱氢酶氨基酸保守区,设计筒并引物,扩增出编码棉花PDS基因cDNA中间片段.通过RACE技术成功地克隆了棉花PDS基因的全长cDNA,命名为GhPDS1(GenBank No.HQ...     

羊踯躅八氢番茄红素脱氢酶基因的克隆及表达分析

旨在研究羊踯躅八氢番茄红素脱氢酶基因的功能,为其花瓣着色的分子机理研究提供一定的理论依据。以羊踯躅瓣为材料,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣cDNA中克隆获得到2098 bp的八氢番茄红素脱氢酶基因cDNA序列,命名为RmPDS。序列分析表明,RmPDS基因包含一个长度为1743 bp编码580个氨基酸的开放阅读框。利用NCBI分析该基因的氨基酸序列,Blast序列分析结果显示RmPDS与其他植物PDS蛋白氨基酸的相似性达到87.80%。用MEGA软件构建系统进化树,结果显示羊踯躅PDS与茶树PDS蛋白的亲缘关系最近。荧光定量PCR检测结果表明RmPDS基因在羊踯躅花蕾期和膨大期表达量较低,在初花期表达量最高,盛花期表达量有所降低。RmPDS基因参与羊踯躅花色的形成,研究结果为进一步探究该基因在花色形成中的作用机制奠定基础,同时也为构建杜鹃VIGS体系提供报告基因。     

芒果八氢番茄红素脱氢酶(PDS)基因的克隆与表达分析

八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)影响类胡萝 卜素的合成,是合成途径中关键基因.为了研究芒果果实中PDS基因的功能,本试验采用RACE方法从'贵妃'芒果果实中克隆得到了 一个八氢番茄红素脱氢酶(PDS),该基因全长cDNA序列为1 820 bp,开放阅读框为1 650 bp,编码549...     

芝麻八氢番茄红素脱氢酶基因SiPDS的克隆与序列分析

来自芝麻的八氢番茄红素脱氢酶基因(phytoene desaturase gene,PDS)的分离鉴定尚未见报道。本研究根据已报道植物PDS基因的氨基酸保守区,设计简并引物,扩增出编码芝麻新蔡选抗PDS基因c DNA的中间片段。利用电子克隆技术,从芝麻EST数据库中比对得到一条高度同源的序列,并通过RT-PCR方法,从新蔡选抗成功克隆了八氢番茄红素脱氢酶基因的c DNA,命名为Si PDS(Gen Bank登录号:KJ191121)。c DNA序列全长2 273 bp,开放阅读框长度为1 743 bp,编码580个氨基酸。根据克隆获得的全长c DNA序列设计引物,从新蔡选抗DNA中克隆获得Si PDS基因的全长DNA,长度为5 592 bp,转录区包括14个外显子和13个内含子。序列分析表明,Si PDS与其他植物的PDS蛋白序列高度相似;系统进化树分析表明,芝麻Si PDS与黄芩的亲缘关系最近。Si PDS基因可以用作植物病毒诱导的基因沉默载体的内源检测基因,在利用基因工程技术改良芝麻农艺性状方面具有较大的应用价值。     

火鹤八氢番茄红素脱氢酶基因的克隆与其表达分析

旨在为火鹤叶色和花色呈色机理研究提供一定理论依据。以火鹤‘阿拉巴马’为材料,提取火鹤肉穗花序中的总RNA,采用RACE技术克隆得到了八氢番茄红素脱氢酶基因(Aa PDS),通过RT-PCR分析其表达变化。八氢番茄红素脱氢酶基因(Aa PDS)c DNA全长为2226 bp,其中开放阅读框(ORF)共1767个碱基,编码588个氨基酸。序列比对后发现火鹤Aa PDS序列与鹤望兰、水仙、烟草、葡萄、黑藻、向日葵等PDS氨基酸序列存在高度同源性,有74%~79%的一致性。系统进化分析表明火鹤Aa PDS与黑藻、水稻、水仙、鹤望兰等单子叶植物的PDS基因聚类在一起应用。RT-PCR分析表明,Aa PDS在肉穗花序中表达量最高,在佛焰苞中表达次之,在叶、茎、根表达量依次降低。以上结果可见,通过分子生物学进行系统分类与传统植物表观分类学结果一致。类胡萝素代谢途径中的PDS基因在火鹤花器官成色中起一定作用。     

海南粗榧GGPPs基因克隆与诱导表达分析

濒危植物海南粗榧富含多种抗癌活性次生代谢产物。为研究这些产物的生物代谢途径和表达调控,通过同源克隆和RACE技术获得了海南粗榧紫杉醇生物合成途径中通用前体牻牛儿基牻牛儿焦磷酸合成酶(GGPPs)基因全长并进行了生物信息学分析。该基因命名为CmGGPPs(GenBank登录号:JX971119),并进一步利用不同激发子诱导研究了该基因对不同逆境信号的响应情况。结果表明:海南粗榧GGPPs基因cDNA全长1694bp,包含一个1182bp的ORF框,编码393个氨基酸;预测该基因编码蛋白质分子量为42.91kD,其等电位为7.12。通过BLAST比对结果分析,海南粗榧GGPPs基因全长核苷酸序列与红豆杉科植物的同源性最高可达91%,氨基酸序列有89%的相似性。同时,GGPPs基因氨基酸序列同其他植物也有较高的同源性。用不同类型激发子处理发现,GGPPs在诱导后表达量均上升,但不同激发子诱导的基因表达强度和速率存在明显区别。     

苹果MdPDS基因的克隆及表达分析

八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是苹果类胡萝卜素生物合成途径的关键酶。本研究运用电子克隆与RACE技术克隆得到‘澳洲青苹’苹果Md PDS基因(Gen Bank登录号:KU508828),该c DNA序列全长2 005 bp,包含1 725个碱基(121~1 845 bp)的完整开放阅读框,编码575个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,Md PDS编码的氨基酸序列与其他植物的PDS蛋白具有很高的同源性;其同样含有一个二核苷酸结合域和一个类胡萝卜素结合域。系统进化树分析表明,Md PDS与杏、碧桃和草莓蛋白亲缘关系较近,聚为一类。实时荧光定量PCR结果表明,Md PDS在‘澳洲青苹’苹果不同组织均有表达,其在树皮、果皮及叶片中的表达要明显高于花中的表达。此外,Md PDS在着色期套袋果实果皮中的表达量随果色增加而上升,而在非套袋果皮中的表达则变化不明显。上述结果表明Md PDS在苹果果实色泽发育过程中起着重要作用,也为进一步研究其生物学功能奠定了基础。     

中国水仙八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS)的克隆及表达分析

八氢番茄红素脱氢酶（PDS）是影响类胡萝卜素合成的一个重要限速酶,在植物花色发育过程中起着重要作用。采用RT-PCR技术从中国水仙（Narcissustazetta var.chinensis）幼嫩花蕾中分离到一个新的水仙花色发育相关的PDS基因,命名为NTPDS1（GenBank登记号：EU138883）。该基因长1719bp,具有一个1713bp的完整开放读码框（ORF）,编码570个氨基酸。序列分析表明,NTPDS1编码的氨基酸序列与其它植物的PDS蛋白有很高的相似性。系统进化树分析显示,NTPDS1与喇叭水仙亲缘关系最近。利用半定量PCR技术进行组织表达模式分析发现,该基因在中国水仙的花、叶片和根中均有表达,但以花器官中表达量最高;在花瓣和副冠中的表达量高于雄蕊和雌蕊。     

病原诱导的中间偃麦草ERF转录因子基因的克隆及其表达特性

应用RT-PCR、RACE技术，从病原诱导的中间偃麦草叶片cDNA中，分离出1个编码ERF基因的全长cDNA序列，该基因暂命名为TiERF1a，编码由292个氨基酸组成的蛋白质，具有ERF转录因子典型的结构，即保守的AP2/ERF DNA 结合域、核定位位点和酸性激活区。TiERF1a的氨基酸序列与一个水稻ERF蛋白OsBIERF3具有66%的同源性，与拟南芥AtERF1同源性仅39.7%，为植物ERF转录因子家族B3亚群的一个新成员。表达分析结果表明，纹枯病菌、赤霉病菌侵染可诱导TiERF1a基因的上调表达，与防卫相关的激素乙烯、茉莉酸也可诱导该基因上调表达，且TiERF1a对外源乙烯、茉莉酸的响应时期早于对纹枯病菌、赤霉病菌响应时期，说明TiERF1a可能通过乙烯、茉莉酸信号途径参与寄主调控对纹枯病菌、赤霉病菌的防御反应。     

海南粗榧保护和开发利用的研究

海南粗榧(Cephalataxus mannii Hook.f.),为三尖杉科(Cephalotaxaceae),三尖杉属(Cephalotaxus)植物,主产海南,为国家二级重点保护植物.因其材质优良和卓有特效的抗癌效果而屡遭砍伐及毁灭性利用,现已处于濒危灭绝边缘.近年来,系统研究了海南粗榧种群生物生态学特征等内容,探讨其致濒机理,以求达到保护和开发利用的目的.海南粗榧种群遗传多样性水平低,是海南粗榧濒危的内因;而破坏性开发,生境破碎化,台风袭击,动物对果实种子的侵食等,只是其濒危的外因.因此对海南粗榧仅就地保护远远不够,还必须通过不同繁殖方式复壮和迁地保护,以扩大种群数量和分布区域及利用资源量,提高其遗传多样性水平.     

海南粗榧保护和开发利用的研究

海南粗榧(Cephalatazus mannii Hook．f．)，为三尖杉科(Cephalotaznceae)，三尖杉属(Cephalotaxs)植物，主产海南，为国家二级重点保护植物。因其材质优良和卓有特效的抗癌效果而屡遭砍伐及毁灭性利用，现已处于濒危灭绝边缘。近年来，系统研究了海南粗榧种群生物生态学特征等内容，探讨其致濒机理，以求达到保护和开发利用的目的。海南粗榧种群遗传多样性水平低，是海南粗榧濒危的内因；而破坏性开发，生境破碎化，台风袭击，动物对果实种子的侵食等，只是其濒危的外因。因此对海南粗榧仅就地保护远远不够，还必须通过不同繁殖方式复壮和迁地保护，以扩大种群数量和分布区域及利用资源量，提高其遗传多样性水平。     

条锈菌诱导的小麦bZIP转录因子基因的克隆及表达分析

采用电子克隆和RT-PCR方法,从条锈菌诱导的小麦品种水源11的cDNA中分离到一个编码bZIP转录因子基因的cDNA序列,暂被命名为TabZIP。TabZIP包含一个完整的1 071 bp的开放阅读框,编码356个氨基酸,具有典型的bZIP保守结构域;与水稻、玉米、拟南芥等植物bZIP蛋白的氨基酸序列相似性较高;TabZIP基因在小麦根中的表达量丰富,而在茎和叶中表达量很小;在小麦与条锈菌非亲和组合中,TabZIP基因高水平表达,而在亲和组合中没有明显的变化;防卫相关激素乙烯、茉莉酸也可诱导该基因的快速上调表达,表明TabZIP可能通过乙烯、茉莉酸信号途径介导小麦对条锈病的防御反应。     

基于PDS基因的番茄VIGS高效沉默体系的优化

病毒诱导的基因沉默（VIGS）具有独特优势,被广泛应用于基因功能验证。高效基因沉默体系的建立和优化是对目标基因功能进行研究的前提和基础。以番茄品种money maker和携带八氢番茄红素脱氢酶（PDS）基因序列的TRV病毒载体为材料,研究了农杆菌不同OD值、不同侵染方法以及侵染后不同培养温度对PDS基因沉默株率的影响。结果表明,农杆菌OD值分别为0.50、1.00和1.50时,PDS基因的沉默株率分别为5%、13%和6%;当农杆菌OD值为1.0时,采用注射法、真空浸润法和注射处理24h后再进行真空浸润后的PDS基因沉默株率分别为13%、30%和15%;侵染后的培养温度对于基因沉默株率也有显著影响,在25℃时的沉默株率为13%,22℃时沉默株率达到46%。以上研究表明,农杆菌OD值为1.00时,注射24h后再进行真空浸润,接种后植株在22℃下生长能够提高番茄目标基因的沉默株率。     

外源物质调控芥蓝幼苗MAM3基因表达及其生物信息学分析

萝卜硫苷的水解产物(萝卜硫素)对人体具有很强的抗氧化和防癌抗癌功效。本研究利用亚硒酸钠和茉莉酸甲酯处理芥蓝7 d幼苗,探究其对萝卜硫素含量及MAM3基因表达量的影响,并对MAM3蛋白进行生物信息学分析,以探寻萝卜硫素合成代谢过程的分子机理。结果显示,硒和茉莉酸甲酯处理都能提高芥蓝幼苗萝卜硫素水平,茉莉酸甲酯使萝卜硫素水平极大提高,且MAM3基因在茉莉酸甲酯的刺激下表达量与萝卜硫素水平一致。通过克隆所得MAM3基因测序发现,其开放阅读框序列1 518 bp,可编码505个氨基酸。通过一系列在线软件对MAM3蛋白进行生物信息学分析,预测MAM3蛋白为稳定的亲水蛋白,隶属于HMGL-Like大家族,是一种叶绿体蛋白,MAM3蛋白有58个磷酸化位点,且预测其蛋白结构元件中30.50%为α-螺旋、47.52%为随机卷曲、21.98%为延伸链;通过氨基酸序列多重比对发现,其与欧洲油菜、甘蓝有高度同源性。该结果证明,MAM3基因在萝卜硫素合成过程中起着重要作用。本研究结果为高萝卜硫素芥蓝品种的选育提供实践依据;对MAM3蛋白的生物信息学分析,为进一步深入研究MAM3基因功能打下理论基础。     

巴西橡胶树JAZ家族基因的克隆和表达分析

茉莉酸是调控橡胶树创伤反应及产排胶的重要激素,JAZ蛋白是茉莉酸信号途径中重要的负调控因子。目前,巴西橡胶树中已报道7个JAZ基因。本研究结合Genebank中已有的橡胶c DNA序列和本实验室转录组测序数据,通过电子克隆的方法获得5个橡胶JAZ基因全长序列,分别命名为HbJAZ3、HbJAZ4、HbJAZ5、HbJAZ6和HbJAZ12,并通过RT-PCR技术成功扩增得到HbJAZ3、HbJA5、HbJAZ6、HbJAZ12等4个基因的编码区。最后采用定量RT-PCR技术分析发现,4个橡胶JAZ基因在橡胶不同组织中的表达有明显,以及其在伤诱导和茉莉酸处理后的差异表达,发现4个橡胶JAZ基因的表达都受到茉莉酸及创伤处理的影响,说明这些JAZ蛋白参与橡胶茉莉酸调控的创伤反应,本研究为阐明橡胶产排胶调控机理打下基础。     

八眉猪DRA基因编码区多态性及生物信息学分析

为了探讨八眉猪DRA基因的遗传特性及其在抗病育种和猪-人异种器官移植中的应用前景,采用克隆测序的方法对该基因编码区进行多态性分析,并利用生物信息学方法预测该基因编码氨基酸的理化特性和结构功能,同时对该基因进行同源性分析。结果显示,八眉猪DRA基因编码252个氨基酸,编码区有5个核苷酸和2个氨基酸变异位点。DRA基因编码产物是一种不稳定的不可溶蛋白,二级结构为混合型,无规则卷曲所占比例最高。蛋白质功能预测结果显示,DRA基因免疫应答几率最高(4.405)。同源性分析发现,八眉猪DRA氨基酸与其他猪种的相似度在98%以上,与人的相似度达到83%,在CD4分子结合部位与人类相应的DRA仅存在1个氨基酸差异,具有在异种移植排斥反应中利用的潜力。研究结果为八眉猪的抗病分子育种和猪-人异种器官移植提供理论依据。     

VIGS诱导PSY基因沉默对枇杷果实类胡萝卜素积累的影响

本研究从枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)果肉中克隆得到527 bp的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)基因保守片段,通过病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术干扰枇杷果实中PSY基因的表达,探究PSY基因在枇杷果实类胡萝卜素积累过程中的调控作用。结果表明,干扰枇杷PSY基因表达后,对照果实侵染部位着色为黄色,而沉默果实侵染部位着色为绿色,果肉中均能检测到TRV病毒分子,PSY基因表达量降低55.6%,总类胡萝卜素含量降低46.8%,说明PSY基因对枇杷果实类胡萝卜素积累起着正调控作用。     

脱落酸调节长春花中单萜吲哚生物碱的生物合成

利用病毒诱导的基因沉默技术沉默长春花幼苗中ABA生物合成途径基因八氢番茄红素脱氢酶(Cr PDS)的表达,控制内源ABA的含量,并对其进行外源ABA处理,从而研究脱落酸(abscisic acid, ABA)对长春花中单萜吲哚生物碱(monoterpenoid indole alkaloids, MIAs)生物合成的影响。Real-time PCR结果显示,在ABA处理后,单萜吲哚生物碱生物合成基因CrTDC、CrNMT和CrD4H表达量显著上升。进一步实验表明,ABA生物合成途径基因CrPDS的沉默能够降低内源ABA水平,并通过下调单萜吲哚生物碱生物合成途径基因降低长春质碱和文朵灵的积累。外源ABA处理能够恢复这些基因的正常表达,由此确定单萜吲哚生物碱生物合成基因CrTDC、CrNMT和CrD4H能够响应ABA信号,并且在ABA介导的长春花单萜吲哚生物碱生物合成调控中发挥重要作用。     

木薯EIN3基因的序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

木薯是一种重要的能源和淀粉作物,具有较强的抗逆性和耐贫瘠等能力。为研究木薯中EIN3基因如何被逆境信号调控,对木薯基因组数据库中的EIN3基因进行了序列分析,表明其具有典型的EIN3-like protein DNA结合结构域;其启动子区具有茉莉酸响应元件等多种响应元件。本研究以木薯品种"华南八号"悬浮培养细胞为材料,利用q RT-PCR检测木薯EIN3基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:EIN3在乙烯处理后,基因表达在8 h内呈现持续上升趋势;而茉莉酸甲酯处理后则整体呈现先上升后下降的趋势,且在2 h基因表达量最大。说明EIN3基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并推测其可受不同激素信号的整合后的综合调控,可参与到植物体内一系列多种生理生化过程。