龙眼14-3-3基因的克隆与原核表达

 以龙眼(Dimocarpus longan Lour. ) 为试材, 应用同源克隆和RACE方法从花芽中获得了调控 蛋白14-3-3的全长cDNA序列, GenBank登录号为FJ479618 (GI: 218202931) 。该cDNA全长1 121 bp, 包括一个783 bp的开放阅读框, 编码261个氨基酸, 序列比较分析显示14-3-3 cDNA具有较高的保守性。半定量RT-PCR分析结果表明, 14-3-3 mRNA在龙眼叶芽、叶片、花芽和成熟的花中都有表达, 但在花芽中表达量最大。构建了pET14-3-3原核表达系统, 将14-3-3全长cDNA在大肠杆菌中表达, 获得一个分子量约为34 kD的可溶性融合蛋白, 经Western blotting验证, 该蛋白为14-3-3蛋白。     

龙眼DlLac7的克隆及其表达调控分析

【目的】探索漆酶(laccase)与龙眼生长发育及逆境胁迫响应之间的关系。【方法】根据龙眼胚性愈伤组织转录组数据库unigene序列,利用RT-PCR和RACE技术,以‘红核子’龙眼胚性愈伤组织的c DNA为模板,克隆laccase基因,并利用实时荧光定量PCR技术对其在龙眼体胚发生过程中、不同组织部位和逆境胁迫响应中的表达进行分析。【结果】获得龙眼漆酶laccase基因2个转录本Dl Lac7-a和Dl Lac7-b的c DNA全长序列(KM103385和KM103386)。Dl Lac7-a和Dl Lac7-b全长分别为2 121 bp和2 064 bp,包含相同的完整开放阅读框(ORF)1 713 bp,均编码570个氨基酸,2者仅3’非编码区(3’UTR)长度不同;该氨基酸序列与甜橙、毛果杨和葡萄等物种的laccase有较高的同源性。生物信息学分析表明,Dl Lac7的保守结构域具有漆酶的典型结构域特征。q PCR分析结果表明,在龙眼体胚发生过程中,Dl Lac7在鱼雷形胚时期的表达量最高,子叶胚阶段下调表达,其他阶段表达量平稳;Dl Lac7在龙眼成花中表达量最高,其次是花芽,在根中也有一定程度的表达,而在其他组织部位表达量较低。激素和非生物胁迫处理下的表达分析表明,水杨酸(SA)、低浓度茉莉酸甲酯(Me JA)、盐、渗透、干旱和脱落酸(ABA)胁迫等因素均可诱导Dl Lac7上调表达。【结论】Dl Lac7可能参与龙眼体胚发生中期的转录调控过程,且可能参与茉莉酸、SA和ABA的逆境胁迫信号转导途径,调控龙眼多种非生物胁迫应答过程。     

H_2O_2和NO对反季节龙眼成花及AP1基因表达的影响

为阐明H2O2和NO对龙眼成花及AP1基因表达的影响,选用9年生反季节储良龙眼结合H2O2和NO促进剂及信号阻断剂喷施,分析成花及AP1基因表达量的动态变化。结果表明,反季节龙眼AP1基因在成花过程中表达量上升,而SNP和MV处理均不同程度上调了侧花原基形成时顶芽和叶片中AP1基因的表达,尤以SNP处理效果最为显著;DMTU处理显著抑制了侧花原基形成时顶芽和叶片中AP1基因的表达,L-NNA处理对侧花原基形成时叶片AP1基因表达有轻微的抑制作用,对顶芽AP1基因表达影响不大。结合龙眼成花情况,推断加强NO、H2O2信号有助于促进龙眼成花,而阻断H2O2信号将抑制龙眼成花。     

龙眼亚硫酸盐氧化酶(DlSO)基因的克隆及表达分析

【目的】探讨龙眼果实亚硫酸盐氧化酶基因(DlSO)在硫残留生物降解中的作用。【方法】以龙眼总RNA为模板,采用RT-PCR结合RACE法获得龙眼亚硫酸盐氧化酶基因全长cDNA序列,命名为DlSO;运用荧光定量PCR对其表达量进行分析;使用ClontechIn-Fusion技术构建原核表达载体,使其在Rosetta(DE3)大肠杆菌中表达。【结果】DlSO序列全长1413bp,包含一个1182bp的开放阅读框,一个长37bp的5’非翻译区序列和194bp的3’非翻译区,预测编码393个氨基酸;同源性和系统进化分析结果均表明DlSO与毛果杨SO亲缘关系最近;荧光定量结果表明,在龙眼不同组织中,DlSO基因都有表达,其中在叶片中表达量最高,其次是花、幼果、根和果肉,在茎和果皮组织中DlSO基因的表达量最低;成功构建pET-32a-DlSO原核表达载体,经IPTG诱导后在Rosetta(DE3)大肠杆菌中成功表达。【结论】克隆了龙眼亚硫酸盐氧化酶基因(DlSO),并且成功构建了pET-32a-DlSO原核表达载体,经IPTG诱导在大肠杆菌中成功表达出融合蛋白,为下一步研究龙眼亚硫酸盐氧化酶的作用奠定了基础。     

低温胁迫下龙眼碳酸酐酶基因（CA）的克隆与表达分析

 应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时发现碳酸酐酶（CA）蛋白下调表达。利用RT-PCR方法克隆CA基因的全长cDNA,GenBank登录号JN033201,长度为1 119 bp,包括1个966 bp的开放阅读框,编码321 bp的氨基酸序列,同源性分析表明,12个不同植物同源性为81% ~ 88%。龙眼CA基因具有典型的CA结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,CA在龙眼根、茎、叶中都有表达,为组成型表达,在叶中的表达量最高,茎和根中的表达量最少。CA基因在低温胁迫下随着低温胁迫时间的延长而发生变化。将CA在大肠杆菌中表达,获得1个约40.5 kD的外源蛋白。推测CA表达与低温胁迫有关。     

龙眼水通道蛋白基因(DLPIP1)的克隆与表达分析

应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时,发现PIP1蛋白在龙眼低温胁迫中上调表达。应用RACE技术克隆龙眼水通道蛋白基因全长cDNA,命名为DLPIP1,基因登陆号为JN572691,长度为1 132 bp,包括1个900 bp的开放阅读框,编码299个氨基酸序列,同源性分析表明,DLPIP1在21个不同植物中的一致性为90%~93%。应用生物信息学软件对DLPIP1氨基酸序列分析表明,含有7个跨膜区,有2个NPA单元,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致。氨基酸序列比对发现,该序列与其他物种PIP质膜水通道蛋白氨基酸序列有很高的同源性。利用实时荧光定量技术对DLPIP1在低温胁迫下不同组织表达谱分析表明,DLPIP1在龙眼根、茎、叶中都有表达,在根中的表达量最高,其次是茎和叶。DLPIP1在低温胁迫时,随着低温胁迫时间的延长而发生变化。这说明DLPIP1蛋白在龙眼低温逆境过程中起作用。     

龙眼胚胎F3H基因的cDNA克隆及序列分析

采用IEF-SDS-PAGE双向电泳技术,对‘立冬本'龙眼合子胚发育不同时期的蛋白质进行分离,通过MALDI-TOF-TOF鉴定到其中一个上调差异表达的蛋白为黄烷酮-3-羟化酶 (flavanone 3-hydroxylase,F3H)。以‘立冬本’龙眼胚胎cDNA为模板,采用RT-PCR和RACE技术,获得F3H基因cDNA 1 404 bp全长序列。序列分析表明,F3H基因共编码365个氨基酸,其cDNA序列与柑橘、苹果、棉花等F3H基因的同源性均高达80%以上,该基因在GenBank中登录号为EF468104。     

牡丹SERK2基因的克隆和花芽休眠进程中细胞分裂频率分析

根据牡丹休眠相关的差减文库中筛选得到的类体细胞胚胎发生受体蛋白激酶基因SERK2的部分cDNA片段,采用RACE技术扩增到5′和3′ cDNA片段,通过拼接得到PsSERK2基因2 374 bp的全长cDNA序列,其中5′非编码区（UTR）为158 bp,3′UTR为341 bp,ORF为1 875 bp,编码625个氨基酸。同源性分析得出其与葡萄VvSERK2蛋白同源性最高,为92.95%。PsSERK2在初花期（大风铃期）茎中表达量最高,叶片中最低。Northern杂交和定量PCR结果均表明PsSERK2在低温解除牡丹花芽休眠前期上调表达,而后降低。低温累积过程中,花芽内各个组织细胞分裂频率逐渐增加。推测PsSERK2上调表达促进了休眠花芽的发育,进而促进内休眠的解除。     

月季突变体抑制差减杂交cDNA文库构建及分析

为了分析月季花色花香突变机理和揭示花色花香代谢的相关基因, 利用抑制性消减杂交技术分离了月季红花无香突变体‘往日情怀’ (以下简称突变体) 与其野生型金黄色浓香品系‘金银岛’ (以下简称野生型) 之间表达差异cDNA片段。分别以突变体作为驱赶子, 野生型为检测子, 以及以野生型作为驱赶子, 突变体为检测子建立了两个差异表达cDNA文库WSSH和JSSH, 分别代表在突变体和野生型中特异表达的cDNA; 再经文库高密度点阵膜的杂交差示筛选分析, 在WSSH库中获得特异表达的27个阳性克隆, 在JSSH文库中得到25个阳性克隆。差异表达克隆测序后经BLAST比对分析发现WSSH文库中含有与红花突变体的花青素积累直接相关的CHS、DFR、细胞色素P450加单氧酶、乙二醛酶Ⅰ、己糖转移因子、MYB1 转录因子、S - 腺苷蛋氨酸转移酶、ADR等花色相关EST; JSSH文库中含有与野生型花香形成相关的月季甲基间苯二酚O - 甲基转移酶、转醛醇酶、Acyl-CoA 结合蛋白、钙调素结合蛋白、MYB92转录因子的EST以及导致芽变的Ty1-cop ia-like逆转座子。     

阔叶猕猴桃果实GalDH cDNA 克隆及其在大肠杆菌中的表达

 以猕猴桃属植物中果实维生素C含量最高的阔叶猕猴桃(Actinidia latifolia Merr. ) 果实为试 材, 经RT2PCR扩增获得约110 kb的L - 半乳糖脱氢酶cDNA片段。生物信息学分析表明, 该cDNA片段长为997 bp, 最大开放阅读框为960 bp, 可编码319 个氨基酸残基, 命名为A lGalDH, GenBank登录号为EU525846, 核苷酸序列及其推导的氨基酸序列与已知其它植物GalDH核苷酸、氨基酸序列间的同源性分别在76%和70%以上, 且具有醛酮还原酶的保守结构域。构建了其原核表达载体pET-A lGalDH并转化大肠杆菌BL21, 经0.1 mmol·L ^{- 1} IPTG诱导, 获得具有较高活性的表达融合蛋白6 ×His-AlGalDH。经Ni-His亲和磁珠分离纯化, 获得单一的融合目的蛋白条带, 测定其酶活为120 pmol·min^{- 1} ·mg^{- 1}。     

龙眼TPI基因的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

 采用RT-PCR结合RACE法，通过T/A克隆测序，获得龙眼胚性愈伤组织磷酸丙糖异构酶基因（TPI）两个类型的全长序列TPIⅠ（GenBank登录号：FJ595244）和TPIⅡ（GenBank登录号：GU073294），序列全长分别为1 084 bp和1 113 bp，其ORF都由765 bp核苷酸组成，编码254个氨基酸，与其它植物的TPI在核苷酸序列和推导的氨基酸序列的相似性较高。qRT-PCR结果分析表明，在龙眼体胚发生过程中，TPI在松散型胚性愈伤组织阶段的转录水平比较低，在胚性愈伤组织Ⅱ阶段转录水平急剧升高，并一直持续到胚性紧实球形结构阶段，球形胚阶段大幅下调，之后至子叶形胚阶段都维持在较低水平，初步证明TPI及其编码蛋白在龙眼启动体胚发生和早期体胚发育中行使重要的功能。     

北柴胡鲨烯合酶基因及其编码区cDNA克隆与序列分析

鲨烯合酶(EC.2.5.1.21,squalene synthase,SS)是植物甾醇和三萜化合物生物合成途径中的关键酶。为研究鲨烯合酶在柴胡皂苷生物合成中的作用,以北柴胡(Bupleurum chinense DC.)不定根为试材,采用Trizol法提取总RNA,利用RT-PCR方法从北柴胡中扩增出了鲨烯合酶cDNA特异片段,并进行了克隆、测序。测序结果显示得到了两个序列不同的cDNA(BcSS1和BcSS2),分别为1245bp和1248bp,分别编码414及415个氨基酸。BcSS1和BcSS2间的核苷酸和氨基酸一致性分别为98%和96%。NCBI Blastx结果显示与三岛柴胡和三七SS氨基酸序列相似性最高,BcSS1的一致性分别为99%和90%,BcSS2的分别为97%和87%。在此基础上,利用PCR技术从北柴胡不定根中扩增得到了一个SS基因克隆,长5880bp,包含12个内含子。     

苹果内根-贝壳杉烯氧化酶基因的克隆及序列分析

内根-贝壳杉烯氧化酶(KO)是赤霉素合成代谢的关键酶。以苹果(Malus×domestica Borkh.)品种富士(Fuji)为供试材料,应用同源克隆和RACE方法从其茎尖中克隆到KO的cDNA全长序列,命名为MdKO,GenBank登录号:AY563549,其长度为1 859 bp。MdKO的开放性阅读框(ORF)编码514个氨基酸残基,推断其相对分子量为58.9 ku,等电点为7.63。氨基酸同源性分析表明,MdKO与已报道的其他植物的KO氨基酸序列具有较高的相似性;氨基酸聚类分析表明,苹果和梨首先聚类,其次是葡萄;序列结构分析表明MdKO属于细胞色素超家族P450系,具有细胞色素P450的血红素结构域FXXGXRXCXG和跨膜结构域;亚细胞定位分析发现MdKO可能位于内质网膜上。     

龙眼TIR1和ABP1基因的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

AIM: To investigate the expression and the role of histone deacetylase 8 (HDAC8) in cardiac hypertrophy and the effects of valproic acid sodium (VPA, a histone deacetylase inhibitor) on the expression of HDAC8 and cardiac hypertrophy in two-kidney two-clip (2K2C) renovascular hypertensive rats. METHODS: Male SD rats were randomly divided into sham operation group, 2K2C group, high dose VPA (400 mg穔g^-1穌^-1) treatment group, low dose VPA (200 mg穔g^-1穌^-1) treatment group and candesartan (10 mg穔g^-1穌^-1) treatment group.Four weeks after surgery,the rats were intraperitoneally injected with VPA for 4 weeks. Sham operation and 2K2C rats were given vehicle for 4 weeks. All animals were sacrificed 8 weeks after surgery. The ratio of left ventricular weight to body weight (LVW/BW) was calculated and pathological changes of the myocardium were observed with HE staining. The mRNA expression of atrial natriuretic factor (ANF) and HDAC8 was examined by RT-PCR. The protein level of HDAC8 was also measured by Western blotting analysis. RESULTS: Compared with the control rats, the mRNA and protein expression of HDAC8 significantly increased in the myocardium in 2K2C rats while the mRNA and protein expression of HDAC8 was significantly decreased by VPA treatment in 2K2C rats. The mass index (as measured by LVW/BW) and cardiomyocyte cross areas were markedly increased and myocardial fibers were disordered in 2K2C rats, but these parameters were markedly reversed after treated with VPA for 4 weeks, indicating that VPA attenuated cardiac hypertrophy. Moreover, VPA also decreased the mRNA expression of ANF. CONCLUSION: HDAC8 may play an important role in cardiac hypertrophy in 2K2C renovascular hypertensive rats. VPA inhibits the expression of HDAC8 and prevents the development of cardiac hypertrophy.     

菊花开花抑制基因CmFLC-like1的克隆及表达特性分析

为深入研究夏菊的春化机理,利用多聚酶链式反应（PCR）结合5′ RACE、3′ RACE技术克隆夏菊品种‘优香’[Chrysanthemum morflorium（Ramat.）Kitam.‘Yuuka’]开花抑制基因CmFLC-like1的cDNA全长序列,获得其全长为945 bp,开放阅读框（ORF）为636 bp,编码1条211个氨基酸残基的多肽,且具有典型的MADS结构域。同源性分析表明,CmFLC-like1与葡萄（Vitis vinifera）VvFLC和龙眼（Dimocarpus longan）DlFLC的同源性最高,分别为55%和52%。进化树聚类分析表明,CmFLC-like1蛋白与拟南芥和核桃的FLC遗传距离最近。亚细胞定位表明,CmFLC-like1基因定位在核上。在酵母体系中发现CmFLC-like1没有转录激活活性,拟南芥原生质体转化发现具有转录抑制活性。菊花植株营养生长期不同组织器官的RT-PCR表明CmFLC-like1在叶片中表达量最高,茎和茎尖中次之,根中最少。低温（4 ℃）可抑制CmFLC-like1表达,且处理时间越长,抑制表达越明显。     

LA杂交系百合特征花香释放规律及关键基因研究

使用顶空固相微萃取（HS–SPME）-气相色谱-质谱（GC–MS）联用技术和实时荧光定量技术,分析LA杂交系百合（Lilium longiflorum × Asiatic hybrids）花香释放代谢途径的生物化学规律和遗传特征。对比LA系百合、麝香百合（Longiflorum hybrids）、亚洲百合（Asiatic hybrids）、OT系百合（Oriential hybrids × Trumpet hybrids）4个杂交系的5个品种挥发物释放差异;利用同源克隆从LA百合中克隆得到3个甲羟戊酸合成途径（MVA）中的关键基因。结果表明：5个百合品种花香成分释放存在显著差异,萜烯类化合物的释放规律与香气程度基本一致。LA百合‘爱神’在初开期花香释放达到顶峰,随后逐渐降低;花瓣的香味释放量最大。不同杂交系百合MVA途径合成酶基因（HMGR、MVD、FPS、TPS）的表达模式不同,关键基因的表达量影响最终产物的生成。在LA百合‘爱神’中克隆得到LlaTPS,在开花进程中,LlaTPS表达趋势与萜烯类化合物释放规律相似,表明其是控制萜烯类化合物挥发量的关键基因。LlaTPS cDNA全长1 799 bp,具开放阅读框1 764 bp,共编码587个氨基酸。系统进化树分析得出LlaTPS与同属百合‘Siberia’亲缘关系最近,属于TPSb亚家族。克隆得到合成倍半萜前提物质FPP的关键基因--法尼基焦磷酸合酶基因LlaFPPS,cDNA全长1 072 bp,开放阅读框1 056 bp,共编码351个氨基酸;其编码蛋白与单子叶植物FPPS蛋白亲缘关系较近。克隆得到焦磷酸甲羟戊酸脱羧酶（MVD）基因LlaMVD（KX034060）,cDNA全长1 439 bp,开放阅读框1 275 bp,共编码424个氨基酸;百合MVD与油棕（Elaeis guineensis）、短花药野生稻（Oryza brachyantha）等单子叶植物亲缘关系较近。     

龙眼属rDNA的ITS序列分析

为了讨论龙眼属(Dimocarpus Lour.)的遗传多样性及鉴别技术,运用克隆测序法测定了主产区龙眼(Dimo-carpus longan Lour)品种及其近缘种龙荔[Dimocarpus confinis(Howet Ho)H.S.Lo.]的核糖体DNA中的内转录间隔区(ITS)序列(包括ITS1,5.8S和ITS2)。结果表明,龙眼及其近缘种龙荔的ITS区序列的长度范围为618～646 bp,长度变异为28 bp;其中,ITS1和ITS2的长度范围分别为227～235 bp和227～247 bp。龙眼品种间ITS序列变异位点比较丰富,通过单个或组合变异位点可以作为特异位点用于品种之间的鉴别。龙荔的ITS序列变异较大,在609处插入一个19个碱基的片段;系统发育树也表明龙荔自为一单树系,为其是龙眼近缘种提供了新的分子证据。结果还表明龙眼果实香味、流汁程度和质地与基于ITS序列的系统发育树结果表现较多品种的吻合性。