枇杷脂类相关质体蛋白基因PAP的克隆及表达分析

本研究以‘大五星’(红肉)和‘川农159’(白肉)枇杷不同发育阶段的果皮、果肉为试验材料,采用同源克隆法从枇杷中分离PAP基因后采用qRT-PCR对两种材料不同时期的皮和肉进行定量分析。结果如下:该基因的CDS区具有一个长744 bp的开放阅读框,编码247个氨基酸。氨基酸序列的同源性分析表明,枇杷PAP蛋白与白梨(Pyrus bretschneideri)相似性高达97%。进化树也进一步说明,枇杷与白梨的进化关系最近。定量分析表明:白肉枇杷果肉中PAP基因的表达量平均水平较低,成熟的果皮果肉中PAP基因的表达量都表现为红肉枇杷显著高于白肉枇杷,表明PAP影响枇杷色素形成。本试验结果更清晰地呈现出了EjPAP基因的序列结构以及PAPs蛋白在枇杷果实呈色过程中的重要作用。     

甜瓜CmERFIV-3基因cDNA的克隆及功能初步分析

为了研究甜瓜ERF(ethylene-responsive factor)亚家族基因在果实成熟过程中的功能,本研究以甜瓜(Cucumis melo L.)品种河套蜜瓜为材料,克隆得到甜瓜ERF亚家组成员之一Cm ERFIV-3(MELO3C021306)基因c DNA,其开放阅读框(ORF)长为702 bp,编码233个氨基酸。分别构建了Cm ERFIV-3基因的超表达载体p PZPIV-3和RNAi载体p ARTIV-3,采用农杆菌介导的瞬时表达技术将含有重组质粒的农杆菌菌液注射到成熟期甜瓜果实中。结果显示,注射超表达载体的部位与对照相比,23.3%样品出现提前变黄的表型,而注射RNAi载体的部位与对照相比,20%样品出现持绿的表型。实时荧光定量PCR结果表明,注射超表达载体部位的目的基因的表达量是对照的2.37倍,而注射RNAi载体部位的目的基因的表达量是对照的0.24倍。这些结果初步表明Cm ERFIV-3基因参与甜瓜果实成熟过程。     

番木瓜成熟衰老蛋白基因CpSSA的克隆与表达分析

衰老相关蛋白(senescence-associated protein,SSA)基因在果实成熟衰老中起重要作用。为了探究番木瓜衰老相关蛋白基因,以‘大白八号’番木瓜果实为材料,采用RACE技术扩增出番木瓜SSA基因全长cDNA序列,命名为CpSSA(登录号:KX885408)。生物信息学分析显示,CpSSA全长1 203 bp,包含一个420 bp的开放性阅读框。番木瓜SSA蛋白含有139个氨基酸,分子质量为15.172 4 kD,等电点为9.61。该蛋白的氨基酸序列与桃、葡萄、杨树、菠菜的氨基酸序列有较高的同源性。系统进化树显示,番木瓜SSA与葡萄SSA表现出最小的进化距离,亲缘关系最接近。用荧光定量PCR分析在不同处理不同成熟度番木瓜果实中CpSSA基因的表达差异,结果显示在乙烯处理后的6 h和12 h表达量显著升高,在1-MCP处理中表达量较低,在乙烯/1-MCP处理果实中的表达模式与成熟衰老有一定相关性,推测CpSSA基因可能参与了番木瓜果实的成熟衰老进程。     

芒果DELLA-GAI基因及其启动子的克隆与分析

DELLA蛋白是赤霉素(GA)代谢通路中的受体因子,参与了数种环境信号、激素信号的系统反应。本研究采用同源克隆的手段,参考NCBI登录的‘阿方索’芒果的基因组数据,克隆了‘贵妃’芒果的DELLAGAI基因。其全长cDNA序列长2 120 bp,包含一个1 719 bp的开放阅读框(ORF),编码572个氨基酸,蛋白分子量为62.9 kD,等电点为5.10。由系统进化树分析可知,可可、榴莲、番木瓜、木薯等作物与该基因编码的蛋白聚为一类。经互作蛋白分析发现,芒果DELLA-GAI可能与GID1B、GID1C、SLY1、PIF4、JAZ1、GA3OX1等蛋白存在相互作用。启动子结构分析发现,该启动子主要含有MYB响应元件、光响应元件、植物抗病相关元件、MYC响应元件、MYB识别位点以及脱落酸和水杨酸响应元件。通过检测DELLA-GAI基因在‘贵妃’芒果果实不同发育阶段的表达情况发现,其在果实成熟期和完全成熟期表达量比较高,而在幼果期的表达量比较低。该基因及其启动子的研究与分析为探究‘贵妃’芒果果实色泽及其抗逆境调控机制提供了条件。     

香蕉MaEIL4的分离鉴定及其在果实采后成熟过程中的差异表达分析

为了明确香蕉果实中参与乙烯信号转导的关键基因,本研究在转录水平上对香蕉中的9个Ethylene insensitive 3-like (MaEIL)基因在果实采后成熟过程中的差异表达特性进行分析,找到关键基因并克隆其全长,采用生物信息学方法对其理化特性,结构特征,亚细胞定位进行分析,采用荧光实时定量PCR方法对其果实采后不同处理条件下的差异表达特性进行了深入研究。结果表明,MaEIL4在果实采后成熟过程中高水平表达。MaEIL4全长4 314 bp,单一外显子。其开放阅读框全长1 908 bp,编码635个氨基酸,分子式为C₃₁₀₄H₄₈₃₇N₈₈₃O₉₇₀S₃₄,分子量为71.13 kD,等电点为5.70,属于亲水性氨基酸。该基因具有典型的Ethylene insensitive 3 (EIN3)结构域。该基因编码蛋白质定位于细胞核中。MaEIL4在香蕉果实采后成熟过程中的表达明显受到外源乙烯的诱导,受1-MCP的抑制,表明MaEIL4参与了果实成熟早期乙烯信号的转导,在果实...     

草莓果实小分子量热激蛋白基因FaHSP17.4的克隆及表达分析

为了探究小分子热激蛋白(s HSP)在草莓果实发育成熟中的作用,以及其在果实发育成熟时期和不同温度下的表达和调控模式。本试验采用RACE方法克隆了草莓Fa HSP17.4的c DNA全长序列并进行生物信息学预测分析;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测其在不同温度下、不同草莓果实发育成熟期的表达水平。序列分析表明:Fa HSP17.4全长为784 bp,含有一个471 bp的完整开放阅读框(ORF),预测编码156个氨基酸,分子量为17.4 k D,p H值为6.55,属于Ⅰ型s HSP。q RT-PCR结果表明:在丰香和甜查理不同组织器官中Fa HSP17.4均有表达,在果实发育成熟期表达水平持续下降。Fa HSP17.4基因对温度的响应因品种而不同,丰香更为敏感,为30℃;而甜查理的响应温度为35℃。获得了草莓Fa HSP17.4的全长c DNA序列,其基因表达水平与果实发育成熟和温度刺激有着关系密切,推测Fa HSP17.4可能参与草莓果实的发育成熟进程。     

芒果CHS基因的克隆及其表达分析

为了研究芒果CHS基因的功能及其在果实着色中的分子机理,以芒果果实的c DNA和DNA为模板,采用同源克隆的方法克隆得到了一个CHS基因,该基因的开放阅读框1 194 bp,编码397个氨基酸,等电点为6.03,分子重量为43.29 k Da。基因组扩增得到了1 315 bp的片段,通过序列比对发现该基因含有1个内含子,对其在幼嫩叶片和成熟叶片中的表达进行分析,发现该基因在不同时期的叶片中都有表达,在红色幼嫩的叶片中表达量较高,成熟叶片中表达较低,初步推断该基因可能的叶片中黄酮类物质合成有密切的关系。通过聚类分析发现该基因编码的蛋白与兜兰、白芨等的CHS蛋白序列亲缘关系较近,可以与白芨、问荆草、甘蓝等聚为一类。     

筇竹QtKAT1基因的克隆与表达分析

为探究竹类植物K+调控机理及K+通道的系统,本研究以筇竹(Qiongzhuea tumidinoda)为试验材料,对筇竹QtKAT1基因分离克隆及表达分析.通过克隆获得筇竹QtKAT1基因,全长为3 124bp,含2 235 bp的最大开放阅读框,编码744个氨基酸.生物信息学分析表明QtKAT1基因预测编码蛋白分子质...     

菊花CgF3’H基因克隆及表达特性分析

根据菊花花器官表达序列标签序列设计引物,采用PCR和5’-RACE技术对类黄酮3'-羟化酶(F3’H)基因进行全长cDNA克隆.克隆获得F3'H cDNA全长为1 760 bp,其开放阅读框(ORF)为1 524 bp,编码一条包含508个氨基酸残基的多肽,GenBank登录号为AB523844.预测该基因编码的蛋白分...     

黄瓜ζ-胡萝卜素脱氢酶基因克隆及表达分析

以西双版纳黄瓜为试材,从黄瓜果肉中克隆ζ-胡萝卜素脱氢酶(ZDS)基因的cDNA序列,命名为CsZds。获得目的片段长度为1805bp,该序列具有完整的开放阅读框,位于31~1761bp,编码576个氨基酸。序列比对分析结果显示,该蛋白在氨基端变化十分明显,中部较为保守,存在一个特征序列。系统进化分析表明,推测的CsZDS蛋白与南瓜中ZDS蛋白同源性最高,达到91.84%。利用实时荧光定量PCR技术分析结果显示,随着果实成熟期的延长,西双版纳黄瓜CsZds基因的表达量呈明显上升的趋势,在转色期达到最大。在果实发育过程中,西双版纳黄瓜CsZds基因的表达量高于普通黄瓜。     

红肉枇杷和白肉枇杷果实成熟不同阶段的比较转录组研究

本研究对红肉枇杷和白肉枇杷在果实转色到成熟间的4个时期(授粉后第171天,第175天,第180天,第185天)样本进行转录组测序。除去低质量数据后共得到约9.5 Gb的Clean reads,组装出61 587条Unigenes。在阈值为|log2 Ratio|≥1和Probability0.8时,共检测到28 216个Unigenes(13 676个上调和14 540个下调)差异表达。Gene Ontology(GO)和KEGG分析表明有40个GO类别和121代谢通路显著富集,涉及次级代谢物合成、植物激素信号传导、氧化磷酸化、糖酵解、淀粉与蔗糖代谢、氨基糖与核糖代谢等。此外从中鉴定出21个与类胡萝卜素代谢相关的基因,大部分基因在授粉后171 d时在红肉枇杷果肉中的表达量要显著高于白肉枇杷。研究结果为枇杷果肉颜色形成机制的阐明和枇杷遗传改良育种提供了理论依据。     

苦瓜转录因子McEIL2的克隆及其表达分析

本研究从已构建的苦瓜果实均一化文库筛选得到一个EIN3-like同源EST序列,结合RACE技术,克隆得到EIN3基因c DNA全长序列,命名为Mc EIL2(Gen Bank登录号:KF595122)。该基因全长2 122 bp,开放阅读框1 890 bp,编码629个氨基酸,预测该蛋白的分子量为71.58 k D,与黄瓜Cus EIN3、甜瓜Cm EIL1、苜蓿Mt EIL1、绿豆Vr EIL1和番茄Le EIL1的蛋白同源性分别为89.61%、78.37%、71.23%、69.09%和65.66%。Mc EIL2基因的编码蛋白亚细胞定位于细胞核,荧光定量分析表明Mc EIL2基因表达量在幼果期先强后弱,绿熟期最低,破色期表达量大幅增加至最高随后下降,推测该基因参与苦瓜果实成熟软化调控过程。本研究初步明确了Mc EIL2基因在苦瓜成熟过程表达模式,可为今后进一步揭示苦瓜果实成熟软化的分子机制奠定基础。     

乌桃果胶裂解酶基因(PpPL)的克隆及其在花色苷降解中的作用

花色苷是调控果实着色的主要色素之一,具有多种保健功能。为探索花色苷在乌桃果实成熟过程中的降解与果胶裂解酶的关系,利用已报到的碧桃果胶裂解酶基因序列设计特异引物,从乌桃中克隆出果胶裂解酶基因PpPL,PpPL包括1239bp的开放阅读框,编码413个氨基酸。利用荧光定量PCR检测PpPL在果实不同成熟度及不同组织中的表达,数据显示,乌桃PpPL基因的表达量随着果实的成熟及花色苷的降解呈现递增的趋势,且在果实成熟末期表达量明显增多;不同组织中PpPL基因均有表达,同一成熟度,其相对表达量从少到多依次为:幼果果肉叶幼果果皮茎,推测PpPL可能参与花色苷的降解。     

黄瓜ABC转运蛋白基因(abca19)的克隆及其对农药霜霉威胁迫的响应

ABC转运蛋白基因与植物的多抗耐药性密切相关,是植物抗农药机理研究的热点。克隆黄瓜ABC转运蛋白基因abca19,分析其编码蛋白的氨基酸序列、理化性质和结构,了解其在霜霉威胁迫条件下的表达规律,为abca19的研究奠定基础,为黄瓜抗农药霜霉威机理研究积累材料。以D0351为材料,根据黄瓜基因组数据库中Csa7M368750.1基因编码区全序列,应用Primer Premier 5.0软件设计引物,从黄瓜果实cDNA中克隆abca19基因的开放阅读框。定量PCR分析霜霉威胁迫处理条件下,黄瓜果实不同处理时间和黄瓜不同部位abca19的表达变化。abca19序列长度为921bp,注册到Gene Bank,登录号为KC123181。abca19编码306个氨基酸,与大豆(Glycine max)等植物abca19的同源性为80%。该蛋白是一个疏水蛋白,无跨膜结构,包含6个α-螺旋结构,无信号肽。具有蛋白激酶C磷酸化位点、N-豆蔻酰化位点、N-糖基化位点和酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点等多个活性位点。霜霉威处理条件下,0.5~6h黄瓜果实处理组abca19相对表达量极显著高于对照,9~48h对照组abca19相对表达量高于处理组,但二者间差异不显著。不同处理时间点(3、9和24h),叶片中abca19相对表达量最高,果实中其次,茎中最低。成功克隆到黄瓜abca19,该基因具有已知物种abca19的特征。霜霉威处理条件下,黄瓜果实abca19参与农药霜霉威胁迫响应,反应迅速且具有时限性。在黄瓜叶片和果实中,abca19积极参与对农药霜霉威胁迫的响应,茎中响应较弱。     

茶树叶绿素合成相关基因克隆及在白叶1号不同白化阶段的表达

高等植物叶绿素的生物合成对其正常光合作用起关键作用。本文根据前期芯片杂交结果, 采用RT-PCR和RACE技术克隆了3个茶树叶绿素合成相关基因, 分别为谷氨酸-tRNA还原酶(CsGluTR)、叶绿素合酶(CsChlS)、叶绿素酸醋氧化酶(CsCAO), 对应的GenBank的登录号为HQ660371、HQ660370、HQ660369。序列分析表明, CsGluTR基因全长2165 bp, 开放阅读框长1665 bp, 编码554个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为60.6 kD, 理论等电点为8.78;CsChlS基因全长1463 bp, 其中开放阅读框长1125 bp, 编码374个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为40.5 kD, 理论等电点为8.58;CsCAO基因全长2146 bp, 其中开放阅读框长1611 bp, 编码536个氨基酸, 推测的蛋白分子量约为60.8 kD, 理论等电点为8.03。比对分析表明, 3个基因编码的氨基酸序列与其他植物中同源基因的相似性均在70%以上。利用荧光定量PCR技术检测3个基因在不同白化阶段的表达,表明, CsChlS和CsCAO基因具有明显的表达协同性, 它们在叶片中的表达量与叶片的颜色变化高度同步;而CsGluTR在白化叶片和正常叶片中的表达差异相对较小, 同时在新生芽叶转绿过程中最先恢复正常表达水平。说明在白化叶片中, 叶绿素的合成机制受到较大影响, 叶绿素合成受阻导致的叶片内色素类物质含量降低或消失是叶片白化的直接原因。     

芒果 ANS 基因的克隆及其序列分析

为了研究芒果果实中ANS基因的功能。利用同源克隆方法从芒果果实中克隆得到了一个ANS基因,该基因的cDNA长度为1252 bp,开放阅读框的长度为1056 bp,编码351个氨基酸。通过系统发育分析,发现该基因编码的蛋白与荔枝、葡萄、可可豆、桑树等聚在一类。通过序列对比分析表明,已经成功得到芒果ANS基因,并对其生物信息进行了分析,为下一步芒果ANS基因的功能研究打下了基础。     

桃果实ACC氧化酶基因的克隆及序列分析

乙烯是调控果实成熟衰老的内源激素,有效地调控乙烯的生物合成便是控制果实成熟的关键,而ACC氧化酶是植物乙烯生物合成途径中的限速酶之一。本研究以成熟的白粉桃为材料提取果实总RNA,克隆ACC氧化酶基因,旨在利用反义技术抑制乙烯合成,延迟桃果实成熟,提高硬度。将克隆片段与pMD18-T载体连接并转化到E.coliDH5α,经PCR、酶切和测序鉴定。分析表明该基因全长为1246bp,其中编码区长960bp,共编码319个氨基酸,与已登陆的ACC氧化酶基因(AF319166)核苷酸序列和氨基酸序列的同源性分别为99%和98%,表明成功的克隆了ACC氧化酶基因。经生物信息学分析,推测该蛋白的分子式为C1626H2542N420O485S12,相对分子质量为36.12kDa,等电点为5.27;该蛋白为亲水性非分泌型蛋白,无信号肽存在;其蛋白质二级结构以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为主,是一个紧凑型球状结构域。     

橄榄类黄酮3'-羟化酶CaF3'H基因的克隆及其表达特性分析

以‘清榄一号’橄榄(Canarium album)果肉为材料,通过RACE技术克隆得到橄榄类黄酮3'-羟化酶(F3'H)cDNA序列全长,命名为CaF3'H(GenBank登录号KY189088.1)。CaF3'H全长为1 649 bp,包含一个1 554 bp开放阅读框(ORF),编码517个氨基酸,5'和3'非编码区(UTR)长度分别为40 bp和55 bp,编码的氨基酸序列含有P450结构域和半胱氨酸亚铁血红素结合域保守区。氨基酸多重比较分析表明:橄榄和芒果的氨基酸序列相似性为78.89%,较之于其他物种相对最高。蛋白结构预测结果显示,CaF3'H蛋白呈弱亲水性,存在跨膜结构域,没有信号肽。实时荧光定量PCR分析显示,CaF3'H在‘清榄一号’和‘檀香’2个橄榄栽培品种的表达量在花后50 d达到最大值,此后其表达量随果实的成熟呈现出波动,总体表达量比花后50 d都低,这与橄榄生长发育时期多酚含量的变化趋势相符,推测CaF3'H基因在调控果实多酚含量过程中发挥着重要作用。     

浙贝母ACO基因克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆出浙贝母1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(1-aminocyclo-propane-1-carboxylateoxidase, ACO)基因全长,对该基因进行生物信息学分析,并以‘浙贝3号’浙贝母花败期根、茎、叶及幼苗期至成熟期鳞茎为材料,采用RT-qPCR测定ACO基因在浙贝母中的时空表达。成功克隆得到的序列全长1 185 bp,开放阅读框为951 bp,编码317个氨基酸;浙贝母ACO氨基酸序列与同属百合科的麝香百合相似性最高,为95.21%。浙贝母不同部位ACO基因表达量依次为茎>根>叶>鳞茎,在鳞茎发育过程中ACO基因表达量逐渐增高,并在成熟期达到最高,比幼苗期提高了193.2%。     

大豆苹果酸脱氢酶基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆技术获得大豆中的苹果酸脱氢酶基因cDNA序列,并对基因及其编码蛋白进行生物信息学分析和预测,为进一步克隆该基因、解决植物磷高效基因数量缺乏等问题提供依据。结果表明,大豆中的苹果酸脱氢酶基因(GmMDH1)cDNA序列长度为1 574 bp,开放阅读框1 230 bp,编码409个氨基酸残基;编码蛋白含有NAD bindingsite,Dimerization interface,Substrate binding site,MDH_glyoxysomal_mitochondrial结合位点和保守域,属于LDH_MDH_like Superfamily家族;亚细胞定位分析显示,编码蛋白位于植物细胞的叶绿体中。