萝卜胞质雄性不育正常花蕾与败育花蕾DD-PCR及EST序列分析

提取了萝卜雄性不育系BT-18败育花蕾和正常花蕾的DNA,并且采用DD-PCR技术研究了败育花蕾与正常花蕾的mRNA差异表达。败育花蕾DNA表现有规则的Ladder,而正常花蕾只有单一DNA条带,该结果为萝卜败蕾发生了细胞程序化死亡提供了生化证据;DD-PCR得到107个差异表达片段,其中败育花蕾差异表达片段94个,正常花蕾差异表达片段13个。BLAST结果显示,与功能蛋白同源的差异序列50%以上来源于叶绿体,推测萝卜败蕾与叶绿体有很大关系;叶绿体Mat K在不同的引物组合扩增中出现3次,序列分析后发现长度为282bp和283bp的为同一片段,长度为396bp的片段与长度为282bp和283bp的片段无同源性,可能为编码Mat K的不同亚基。Mat K参与叶绿体中RNA转录本Ⅱ型内含子剪切,通过对内含子剪接的影响来调节基因的表达,推测Mat K等叶绿体基因上调表达使其蛋白质的合成发生变化,导致萝卜叶绿体代谢紊乱,最终导致败蕾;而甲基转移酶可能通过DNA甲基化调控萝卜发育,使其发育异常表现花蕾败育。对BLASTx比对分值小于80及无同源性的片段进行BLASTn分析,根据比对结果推测:细胞程序化死亡可能是萝卜败蕾、植物衰老和植物受逆境胁迫时普遍发生的一种生理生化现象。     

金柑磷酸蔗糖磷酸酶的基因克隆、表达与蛋白结构分析

磷酸蔗糖磷酸酶（SPP）是植物蔗糖生物合成最后一步催化反应的关键酶，对调控植物生长发育不同时期的蔗糖合成过程有重要作用。为探索金柑（Fortunella crassifiolia Swingle）SPP基因及其编码蛋白的序列特征及其在果实发育过程的表达特性，本研究以四倍体品种脆蜜金柑（F. crassifiolia Swingle cv. Cuimi）为试验材料，采用反转录PCR和cDNA末端快速克隆（RACE）方法从金柑果肉中克隆SPP基因，对其进行生物信息学和原核表达分析，并检测果实发育不同时期该基因在果肉中的表达量。结果表明，FcSPP基因的cDNA序列全长1 638 bp，最长开放阅读框（ORF）为1 191 bp，编码396个氨基酸，理论等电点为6.57，为稳定的亲水性蛋白，二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。FcSPP蛋白含有S6PP和S6PP＿C保守结构域，属于植物磷酸蔗糖磷酸酶家族成员。系统进化分析结果显示，FcSPP蛋白与甜橙SPP同源性最高，在进化树上与拟南芥等双子叶植物SPP划归为一类。此外，本研究构建了FcSPP基因的原核表达载体，诱导表达获得纯化的FcSP...     

十字花科植物C2H2型锌指蛋白新基因BcMF20同源序列克隆与进化分析

为获取C2H2型锌指蛋白基因在物种间的分类和进化关系,分析其在基因结构上的保守性,更好地研究该基因在植物花粉发育中的功能,根据白菜花粉发育相关基因BcMF20 DNA序列设计引物,运用PCR技术分别从十字花科芸薹属和萝卜属18种材料中克隆了C2H2型锌指蛋白基因BcMF20的同源序列。经序列比对分析,BcMF20同源基...     

棕色棉GhANS基因的克隆与表达分析

本研究以15DPA棕色棉及其白色近等基因系为材料,蛋白质双向凝胶电泳结合质谱分析,鉴定出其中一个差异表达的蛋白为花色素合成酶(ANS)。以15DPA棕色棉纤维细胞cDNA为模板,电子克隆获得了编码该蛋白基因的全长cDNA序列,序列分析发现,该基因的开放阅读框为1062 bp,编码354个氨基酸,属于花色素还原酶2-酮戊二酸加氧酶亚家族,将该基因命名为GhANS。构建GhANS基因GFP融合植物表达载体转化烟草,荧光共聚焦显微镜观察发现GhANS基因定位于烟草细胞质内。实时荧光定量PCR分析表明,GhANS基因在棉花中组成型表达,该基因在纤维细胞发育的各个时期在棕色棉中表达量均高于其白色近等基因系,推测GhANS基因在棕色棉纤维色素合成过程中起重要作用。     

小麦TaWRKY51基因的克隆、表达分析和转基因功能鉴定

WRKY是植物中特有的锌指型转录因子,其广泛参与植物对生物及非生物胁迫的响应过程.本研究从小麦(Triticum aestivum L.)中分离出一个新的WRKY转录因子基因TaWRKY51,其全长cDNA序列长度为1295 bp,其中开放阅读框(ORF)为942 bp,编码一个由313个氨基酸组成的多肽.用半定量RT-PCR进行表达谱分析,结果显示,TaWRKY51基因在分蘖节、叶和根系中的表达水平较高,并且受干旱胁迫诱导上调表达.在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过量表达TaWRKY51基因导致转基因株系侧根数目明显增多,并且对ABA、干旱和盐等胁迫处理的敏感性增加,表明该基因可能在植物响应非生物逆境胁迫信号传导过程中起负调控作用.本研究有助于揭示TaWRKY51基因调控植物侧根发育及响应非生物逆境胁迫的分子机制.     

青花菜锌指蛋白基因BoCCCH1的克隆和表达分析

CCCH锌指蛋白广泛存在于真核生物中,在植物的生长、发育和逆境胁迫响应中起着重要作用。为获知青花菜CCCH转录因子基因的序列特征和表达特性,从青花菜叶片中克隆到1个CCCH基因,命名为Bo CCCH1,同时,利用RT-PCR方法研究了其在不同器官及霜霉菌侵染叶片中的表达模式。序列分析结果表明,Bo CCCH1的基因组全长为1 568 bp,包含1个长度为599 bp的内含子,2个长度分别为627 bp、342 bp的外显子,编码322个氨基酸,蛋白质的分子量与等电点分别为35 296.42 Da和8.47;Bo CCCH1有2个锌指结构,类型均为C-X8-C-X5-C-X3-H。系统发育分析结果表明,Bo CCCH1与其它植物的21条同源序列在进化树上分为6组,来自十字花科的CCCH与Bo CCCH1处于同一分支。基因表达结果表明,Bo CCCH1在叶、花茎、嫩角果、花蕾和花中表达,其中花茎和嫩角果的表达量最高,但在根中未检测到表达;在霜霉菌侵染下,叶片Bo CCCH1的表达量升高,到24 h和36 h时达到最大,推测Bo CCCH1与霜霉病抗性相关。本研究为进一步探明Bo CCCH1在霜霉病抗性反应中的功能奠定了基础。     

玉米NAC转录因子基因ZmNAM的克隆及表达分析

为探究候选基因ZmNAM的功能,本研究从甜玉米自交系1132及其变异系704中克隆得到该基因。生物信息学分析表明,ZmNAM的c DNA长度为1 548 bp,开放阅读框(ORF)为1 302 bp,编码一个由433个氨基酸残基组成的蛋白,蛋白具有亲水性,N-末端具有保守的NAC结构域,定位于细胞核中,具有9个糖基化位点和35个磷酸化位点;与自交系1132相比,变异系在非编码区与编码区中的C-末端转录激活功能域对应核苷酸序列中存在差异,可导致多个氨基酸发生变异。系统进化分析结果表明,玉米ZmNAM蛋白属于NAC转录因子家族中的VND亚族,与拟南芥中的At VND3亲缘关系最近;时空特异性表达分析表明,不同发育时期内ZmNAM在根中的表达量明显高于其他器官,说明ZmNAM基因可能在调控玉米根部的生长发育过程中发挥着重要作用。变异系704中ZmNAM在各个发育时期和发育器官中表达水平基本都明显高于自交系1132,其中在根中的表达水平差异最明显。本研究结果为深入研究ZmNAM基因在玉米生长发育过程中的作用提供了理论支持。     

青花菜转录因子基因BoiWRKY8及其与抗病性的关系

WRKY转录因子是植物特有的一类调控蛋白,在抵御生物和非生物逆境中起着重要作用。为初步明确该基因在抗病反应中的功能,本研究在分离青花菜BoiWRKY8基因的基础上,利用生物信息学方法进行序列分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)明确其在核盘菌、灰霉菌侵染下的表达模式,并对过量表达植株进行抗病性鉴定。结果表明,BoiWRKY8的基因组全长为3 170 bp,具2个内含子,长度分别为776和1 422 bp。编码区全长为972 bp,编码323个氨基酸,WRKY结构域由60个氨基酸组成,包括一个WRKYGQK序列和一个C₂H₂锌指结构C-X₄-C-X₂₃-H-X₁-H。系统发育分析结果表明,BoiWRKY8与芸薹属植物的同源序列聚为一组,支持率达100%,与野甘蓝的关系最近。qRT-PCR结果显示,BoiWRKY8受核盘菌和灰霉菌的诱导,在6和12 h时的表达量最大,为对照的3.18/2.68和3.22/2.90倍;BoiWRKY8过量表达植株对核盘菌、灰霉菌的抗性显著增强...     

青花菜乙烯反应传感蛋白基因BoERS的克隆与表达分析

乙烯反应传感蛋白在乙烯信号转导中起着重要作用,可作为负调控因子使下游的CTR1失活,并激活之后的一系列反应。为明确青花菜ERS基因的序列特征和表达特点,本研究以青花菜为试验材料,在克隆乙烯反应传感蛋白基因BoERS的基础上进行表达分析,以明确其在核盘菌和根肿菌侵染下的表达模式。结果表明,BoERS的基因组DNA全长为1 928 bp,含有1个长度为68 bp的内含子;编码区全长为1 860 bp,编码619个氨基酸,编码蛋白有4个跨膜结构域、1个GAF结构域和1个HisKA结构域。序列比对结果表明,BoERS与芸薹属ERS序列的差异最小,在系统发育树上处于同一分支,但与萝卜属、盐芥属和拟南芥属植物ERS序列的差异较大,在系统发育树上处于不同的分支。实时荧光定量PCR结果表明,BoERS的表达受核盘菌的诱导,36 h时表达量最大,为对照的3.53倍,但BoERS的表达不受根肿菌的诱导。本研究结果为进一步开展BoERS基因功能鉴定和应用研究奠定了理论基础。     

结球甘蓝BoFBX117基因的克隆与表达分析

F-box基因在植物组织器官发育及非生物胁迫响应中起着重要的作用。为进一步探讨其作用机制,从结球甘蓝品种BoJF-16-1中利用反转录PCR(RT-PCR)技术克隆得到一个F-box基因BoFBX117,其cDNA全长为936 bp,编码311个氨基酸,蛋白分子量为30.14 kDa,等电点为9.71。该基因编码BoFBP7蛋白,序列同源性分析表明,BoFBP7与芜菁、萝卜、拟南芥的FBP7蛋白亲缘关系较近,同源性分别为99.36%、98.39%、92.26%;实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明,BoFBX117基因在结球甘蓝莲座叶中最高,其次是根,幼叶中表达量最低,表现出组织特异性;在低温胁迫处理下,该基因表达量总体呈现上升趋势,说明该基因的表达受低温胁迫诱导。推测BoFBX117基因可能在结球甘蓝叶片发育及低温胁迫中发挥重要的生物学功能。本研究为深入解析F-box基因调控植物生长发育及非生物逆境胁迫的分子机制提供了依据。     

西兰花表皮特异硫蛋白基因的克隆与表达分析

表皮特异硫蛋白在硫代葡萄糖苷代谢调控中起着重要作用,包括催化异硫氰酸酯生成环腈类和腈类物质。本研究以西兰花为试验材料,在克隆表皮特异硫蛋白基因BoiEPS的基础上进行序列分析和表达分析,并初步明确其在野油菜黄单胞菌侵染下的功能。结果表明,BoiEPS基因全长1 270 bp,有1个长度为238 bp的内含子;编码区全长1 032 bp,编码343个氨基酸,编码蛋白具有2个Kelch结构域。系统发育分析结果表明,BoiEPS与来自芜菁、甘蓝型油菜的EPS聚为一组,但与其他十字花科植物的EPS处于不同分支。实时荧光定量PCR结果表明,BoiEPS的表达受野油菜黄单胞菌的诱导,在24 h的表达量最大;BoiEPS的过量表达可显著提高西兰花对黑腐病的抗性,病程相关蛋白基因BoPR1的表达量在3个过表达株系均明显增加。本研究结果为后续开展西兰花-黑腐病抗性机理研究奠定了理论基础。     

狗蔷薇RcKN1基因的克隆及功能分析

Class-Ⅰ KNOX(KNOX1)基因是真核生物中高度保守的同源盒转录因子,在植物的器官和胚胎发生中起着重要作用。本研究从狗蔷薇(Rosa canina L.)的类原球茎中克隆出了其同源基因,通过对其编码的蛋白质序列比对和系统发育分析,认为其属于KNOX1 在狗蔷薇中的同源基因;该基因全长 1 509bp,其中编码区 1 185 bp,编码 395 个氨基酸,将其命名为 RcKN1 基因 (GenBank 登录号:JN998201)。RT-PCR分析表明,其在叶芽、花芽、类原球茎等幼嫩的器官中表达;进一步构建了组成型表达载体并导入烟草(Nicotiana tabacum L.)中分析其功能,转基因烟草出现了叶片浅裂、叶脉紊乱、叶片基部歪斜、叶片皱缩甚至类似于复叶的叶片等多种表型。研究结果表明,RcKN1 基因在植物发育中起着重要作用,是研究叶片发育机理和培育叶型奇特的花卉新品种有价值的目的基因。     

不结球白菜新种质P70-203雄性不育细胞质类型的鉴定

本研究根据OguraCMS、PolimaCMS的不育性状相关的线粒体基因序列设计特异引物,对不结球白菜雄性不育系新种质P70-203及其保持系P60-27-1进行PCR分析。研究结果表明,Polima引物P3/P4,P5/P6在不育系与可育系中均无扩增条带;Ogura引物P1/P2在不育系中扩增出750bp的特异片段,但可育系中无扩增条带。将扩增的特异条带回收并测序,将得到的测序结果在NCBI中进行Blastn同源性比较,结果与青花菜Ogura（登录号：EU604643）和萝卜Ogura（登录号：AB055438）细胞质雄性不育同源性均达到99%。从分子角度初步推测：该雄性不育系新种质P70-203具有Ogura细胞质。     

普通白菜PGIP基因BcPGIP分子特征研究

根据甘蓝型油菜多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因PGIP3的全长序列设计引物,从普通白菜核隐性不育两用系‘Bajh97-01A/B'可育株中成功克隆了多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因BcPGIP,对其DNA和cDNA全长序列进行分析,结果表明,该基因包含2个外显子和1个内含子,最大开放阅读框为996bp,编码331个氨基酸,共有10个LRR(Leucine-rich repeat,高氨酸富集)重复序列。将BcPGIP与其他植物的49个PGIPs蛋白进行同源序列比对后,发现PGIP蛋白特征序列非常保守。由重建的进化树可知,该基因与十字花科芸薹属的甘蓝型油菜的同源性最高。通过实时荧光定量PCR分析发现,BcPGIP基因可能与花粉的发育相关。     

茶树生长素抑制蛋白基因CsARP1的克隆与表达分析

从茶树休眠芽抑制消减杂交文库中分离得到生长素抑制蛋白基因的3＇-片段,以休眠芽为材料,利用RACE技术克隆了其cDNA全长,并利用荧光定量PCR研究了该基因在不同休眠阶段芽的相对表达量。结果从茶树休眠芽中获得一个全长为711bp的生长素抑制蛋白基因CsARP1（GenBank登录号为HQ225758）。该基因开放阅读框...     

甘蔗Lea基因cDNA全长克隆及表达特性

本研究从甘蔗叶片全长cDNA文库中获得了甘蔗Lea基因cDNA全长序列,命名为Sc-Lea。该基因全长921 bp, 含有一个495 bp编码164个氨基酸的的开放阅读框(open reading frame, ORF), 5’端非编码区（untranslated region,UTR）长64 bp,3’端UTR长362 bp,且在3’端UTR有明显的polyA结构, 起始密码子周围为CCCCAGCCATGGC, -3、+4位为G,C是该段序列的偏好碱基,符合Kozak规则。目的基因原核表达产物分子量大小约为17.9kD。同时还利用定量PCR技术研究了该基因在水杨酸（SA）、H2O2 PEG和NaCl等四种外源非生物胁迫因子作用下的表达特性。研究结果表明,甘蔗Lea基因的表达,会受到PEG和NaCl的强烈诱导,以及H2O2的抑制,同时也会受SA的影响。推测甘蔗Lea基因在甘蔗的抗旱和抗盐机制中发挥作用。     

秋水仙碱诱导粗皮桉花粉染色体加倍研究

目前自然界仍未发现天然多倍体桉树的存在,建立人工诱导桉树未减数2n花粉技术体系对于推进桉树的多倍体种质创制及遗传改良的意义重大。本研究以粗皮桉为对象,探究其花蕾发育与小孢子母细胞减数分裂进程的特点,并对不同发育阶段花蕾施加秋水仙碱处理,诱导粗皮桉花粉染色体加倍。结果表明,待观察到小孢子母细胞减数分裂开始后48 h,即处于细线期至粗线期的花蕾占比最高时,在靠近花序位置的花枝上切口并导入0.5%浓度的秋水仙碱溶液处理6 h的效果最佳,人工诱导2n花粉的有效诱导率达到31.34%。诱导获得的粗皮桉2n花粉较普通单倍性花粉的形态差异显著。本研究揭示了粗皮桉花蕾发育与小孢子母细胞减数分裂的时序性关系,建立了基于花蕾着生位置和发育时数,即时判别粗皮桉小孢子母细胞减数分裂时期的方法,明确了采用秋水仙碱溶液处理诱导粗皮桉花粉染色体加倍的最佳时机和处理条件,为进一步开展桉树多倍体种质创新工作奠定了重要基础。