小金海棠MxYSL1基因的克隆与表达分析

小金海棠属于铁高效基因型。为了研究小金海棠的抗缺铁分子机理,根据苹果的EST库得到一个791 bp的YSL(yellow stripe 1-like protein)基因片段序列,设计特异引物,在苹果铁高效基因型小金海棠（Malus xiaojinenesis）中克隆到此基因片段。3'-RACE得到YSL基因的3'端序列,拼接后得到1 114 bp的3'端基因序列。预测该基因片段编码一个含7个跨膜区的蛋白多肽,与拟南芥AtYSL1同源性达74%,命名为MxYSL1。RT-PCR及Northern blot分析表明,该基因在小金海棠各个检测部位都有表达。在根、茎与成熟叶中,该基因在低铁(EDTA-NaFe,4 μmol/L)时减弱表达,在过量铁(EDTA-NaFe,320 μmol/L)供应时增强表达。MxYSL1基因在新叶中的表达趋势与以上器官中的表达趋势正好相反。     

小金海棠S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因（MxSAMS）的克隆和表达分析

从本实验室建立的小金海棠缺铁差减文库中分离出一个cDNA片段,在GenBank中发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因具有90%的同源性。利用RACE技术成功地获得小金海棠（Malus xiaojinensis）SAMS基因(MxSAMS)的cDNA全长序列（GenBank登录号：EU639408）,该基因cDNA全长1 479 bp,最大开放阅读框1 176 bp,编码392个氨基酸,酶蛋白理论分子量为42.99 kD;与其它植物的蛋白质氨基酸序列同源性在88.1%~92.6%之间。推测的MxSAMS蛋白质三级结构包含3个保守结构域和一个保守的ATP结合位点GAGDQG。Southern 杂交显示,MxSAMS基因在小金海棠基因组中是单拷贝的。半定量RT-PCR结果表明,该基因在小金海棠的根和叶中均受缺铁胁迫诱导增强表达。     

小金海棠类黄色条纹蛋白基因(MxYSL5)启动子的克隆与表达

为探明小金海棠(Mdus xiaojinensis)类黄色条纹蛋白基因(MxYSL5)的表达和调控机制,应用Tail-PCR技术从小金海棠中克隆了翻译起始位点上游891 bp的启动子序列.生物信息学分析表明,该启动子片段中存在光响应元件、乙烯应答元件、赤霉素响应元件、TATA-box、CAAT-box等顺式作用元件.以GFP为报告基因,构建了含MxYSL5基因启动子的植物表达载体MxYP5-GFP.将MxYP5-GFP用基因枪法转化洋葱(Allium cepa)表皮细胞,瞬时表达结果表明,该启动子能够驱动GFP在洋葱表皮细胞中的表达,可以用于MxYSL5的表达示踪.     

小金海棠Fe3+-螯合还原酶MxFRO2基因启动子的克隆与表达分析

通过染色体步移法从小金海棠（Malus xiaojinensis）基因组中克隆了三价铁螯合还原酶（ferric chelate reductase, MxFRO2）基因翻译起始位点上游1 738 bp的启动子序列。生物信息学分析表明,该启动子片段中存在光响应元件G-box、生长素应答元件、铜元素响应元件、TATA-box、CAAT-box等顺式作用元件。从TAIR网站获得了拟南芥（Arabidopsis thaliana）中8个FRO基因上游的启动子序列,通过PlantCARE分析了其与MxFRO2启动子的异同。根据在线预测结果,克隆了翻译起始位点上游1 644 bp（MxFul）和259 bp（MxD1）两段序列,构建了其与GFP融合的瞬时表达载体,并将重组质粒通过PEG介导法分别转化拟南芥叶片原生质体,结果表明,小金海棠MxFul和MxD1两段启动子序列都能驱动GFP蛋白在拟南芥原生质体中的瞬时表达。     

小金海棠质膜H+-ATPase基因(MxHA2)的克隆及功能分析

植物质膜H+-ATPase能把质子泵出根外酸化土壤,增加铁的溶解度,利于植物对铁的吸收.小金海棠是一个苹果铁高效基因型砧木,为研究质膜H+-ATPase在小金海棠铁吸收过程中的功能,本研究通过同源克隆的方法从小金海棠(Malus xiaojinensis)中克隆到了一条全长2865 bp含有完整编码区的质膜H+-ATPase基因(MxHA2),编码954个氨基酸(GenBank登录号:JQ867095).系统进化分析结果表明MxHA2蛋白与碧桃(Prunus persica)的PPA2蛋白亲缘关系较近.基因枪法在洋葱(Allium cepa)表皮内进行亚细胞定位分析,结果表明,MxHA2与GFP的融合蛋白定位于细胞膜上.荧光定量PCR分析表明,缺铁胁迫后,MxHA2基因在根和叶中均有不同程度的增强.把MxHA2基因转化到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)(BJ2168)后,转MxHA2的酿酒酵母H+-ATPase活性极显著增强,且缺铁处理后其生长量持续高于对照,表明该基因编码的蛋白具有H+-ATPase活性,其过量表达能提高酵母菌株的耐缺铁性.结果提示,MxHA2可能在小金海棠的耐缺铁胁迫过程中起重要作用,为进一步研究小金海棠的铁高效机理提供了依据,在果树耐缺铁分子育种上有重要的应用前景.     

小金海棠Fe3+-还原酶基因MxFRO在酵母中的表达及其活性检测

为研究苹果属植物抗缺铁的分子生物学机理,从铁高效基因型小金海棠（Malus xiaojinensis）中克隆了Fe3+-还原酶基因MxFRO。MxFRO2的cDNA序列长2283bp,开放阅读框为2166bp,编码722个氨基酸。半定量RT-PCR结果表明MxFRO在小金海棠的根和叶中均受缺铁胁迫诱导。 将MxFRO转入野生型酵母中,结果表明转基因酵母的Fe3+-还原酶活性是对照的2.8倍,因此我们初步推测MxFRO基因编码的蛋白具有Fe3+-还原酶活性。     

苹果属山定子柠檬酸合成酶基因(MbCS1)的克隆及表达分析

为了研究不同铁效率基因型苹果砧木铁吸收利用的分子机理,本研究以铁低效基因型山定子(Malus baccata Borkh)为试材,根据实验室从铁高效基因型小金海棠(Malus xiaojinensis)克隆到与铁运输相关的基因柠檬酸合成酶基因(MxCS1)的全长序列设计特异引物,通过RT-PCR方法从山定子cDNA中克隆到柠檬酸合成酶基因CS,基因全长为1422bp,与金冠(Malus domestica Borkh cv.Golden Delicious)、小金海棠中的CS基因具有较高的同源性,将该基因命名为MbCS1(GenBank登录号:JQ898346)。利用生物信息学软件对山定子柠檬酸合成酶基因(MbCS1)进行预测分析,结果显示该基因预测编码473个氨基酸,相对分子量为54.26kD,理论等电点为8.95。亚细胞定位显示MbCS1蛋白定位在细胞膜上。半定量RT-PCR及Real-time PCR分析均表明,正常供铁时,该基因在山定子的根、茎、新叶中都有表达;缺铁处理(EDTA-NaFe,4μmol/L)时,该基因在根、茎和新叶中的表达加强,第9天达到最高值,之后开始下降;但各检测器官中表达增强的程度不同,其中茎中受缺铁诱导表达最明显。与小金海棠中MxCS1基因的表达趋势有明显的差别。本研究为高等植物抗性机理的深入研究以及铁低效资源型砧木资源的改良提供了基础资料。     

奶山羊短链脂肪酸受体基因(GPR43)编码区(CDS)的克隆及表达分析

GPR43是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)家族成员之一,在脂代谢中具有潜在的调控作用。本实验旨在克隆奶山羊(Capra hircus)短链脂肪酸受体基因GPR43编码区(coding sequence,CDS)并分析其组织表达谱。根据GenBank上已登录的牛(Bos taurus)GPR43基因(NM_001163784)序列设计引物,利用RT-PCR方法克隆奶山羊GPR43基因的编码区(coding sequence,CDS)(GenBank登录号:HM623658),测序结果分析表明,该基因CDS区长度为987 bp,共编码329个氨基酸。序列同源性分析表明,奶山羊GPR43的核苷酸和氨基酸序列与牛、人(Homo sapiens)、鼠(Mus musculus)的相似性较高,且与牛的相似性高达90%以上。蛋白结构预测发现,奶山羊GPR43蛋白具有7个跨膜螺旋,且C端存在较强的疏水区域,N端则表现出较强的亲水性。实时定量PCR分析表明,在干奶期奶山羊的10个组织中,GPR43基因在脾脏中表达量最高,小肠、肝脏、脂肪次之,肺脏、肌肉和肾脏表达相对最少,而乳腺中也有少量的表达,表明其具有明显的组织表达特异性。泌乳期奶山羊GPR43基因的表达显著高于干奶期,表明该基因在奶山羊泌乳组织中具有一定的调控作用。研究结果为进一步揭示GPR43在奶山羊乳腺组织的功能提供参考资料。     

小麦TaFKBP62c-2B基因克隆、组织表达及亚细胞定位

FK506结合蛋白(FK506 binding protein,FKBP)具有肽基-脯氨酰顺反异构酶(peptidyl-proly cistrans isomerase,PPIase)活性,可以作为一种分子伴侣在蛋白折叠中发挥作用.本研究采用同源基因克隆获得小麦(Triticum aestivum)高温胁迫应答基因TaFKBP62c-2B,利用qRT-PCR和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)示踪技术明确了TaFKBP62c-2B的表达模式和亚细胞定位信息.序列分析结果表明,小麦TaFKBP62c-2B基因含有37 bp的5'UTR区、1 926 bp的完整CDS以及176 bp的3'UTR区,共编码642个氨基酸(GenBank登录号:KU350629).结构域分析发现,TaFKBP62c-2B是由3个FK506结合保守域(FKBP_C)和3个三十四肽重复序列(tetratricopeptide repeat,TPR)构成的多域FKBP.qRT-PCR结果显不,TaFKBP62c-2B强烈响应高温胁迫;组织表达分析表明,TaFKBP62c-2B主要在小麦的茎和小穗等植株地上组织中表达,在根部的表达量较低.亚细胞定位表明,TaFKBP62c-2B位于内质网上.本研究获得了小麦TaFKBP62c-2B基因全长、明确了其表达规律以及亚细胞定位信息,为进一步了解TaFKBP62c-2B的生物学功能提供了基础资料.     

小金海棠Fe^3＋-还原酶基因MxFRO在酵母中的表达及Fe^3＋-还原酶活性检测

从铁高效基因型小金海棠(Malus xiaojinensis)中克隆了Fe3 -还原酶基因MxFRO.半定量RT-PCR结果表明MxFRO在小金海棠的根和叶中均受缺铁胁迫诱导.将MxFRO转入野生型酵母(Saccharomyces cerevisitae)中,结果表明转基因酵母的Fe3 -还原酶活性是对照的2.8倍,实验初步证明MxFRO基因编码的蛋白具有Fe3 -还原酶活性.     

青花菜BoCHS2基因的克隆、表达和反义载体的构建

根据前期的研究结果设计PCR引物,从青花菜(Brassica oleracea var.italica)叶片基因组DNA和cDNA中克隆到了查尔酮合成酶基因,定名为BoCHS2.BoCHS2的基因组DNA全长为1267bp,具一个长度为85bp的内含子,基因编码区全长为1182bp,编码393个氨基酸.基因序列已提交至...     

辐射诱导荆州黑麦染色体1R结构变异的研究

以60Co γ射线(12Gy)辐照普通小麦辉县红-荆州黑麦染色体1R二体添加系花粉,并授粉给辉县红,获得153粒辐射杂种M₁代种子。以Fluorescein-12-dUTP标记的荆州黑麦基因组DNA为探针,对其中33粒M₁代种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH(genomic in situ hybridization)分析发现,23粒种子中的荆州黑麦1R染色体未发现明显变化,而另外10粒均发生了小麦和黑麦染色体易位,变异率为30.30%。电离辐射诱发产生的易位类型包括相互易位、大片段易位、小片段易位、整臂易位及端体等。这些易位染色体涉及1R染色体11个易位断点,其中位于长臂4个,短臂6个,位于着丝粒区1个,说明电离辐射可有效诱发目标染色体系列结构变异,为染色体缺失作图、重要性状基因定位和培育仅具目标基因的小片段易位提供了可能。     

热胁迫下丹参迷迭香酸代谢途径关键酶基因的表达研究

为探索热胁迫对丹参迷迭香酸途径关键酶基因表达的影响,采用定量RT-PCR法,以Actin与GAPDH作为内参基因,0~48h叶片cDNA作为模板,对迷迭香酸途径7个关键酶基因PAL、C4H、4CL、TAT、HPPD、HPPR和RAS的表达进行分析。通过试验结果构建出这7个关键酶基因0~48h代谢途径表达图谱。其中,PAL、C4H和RAS受热胁迫影响表达量下降;TAT、4CL和HPPD表达量呈先上升后下降趋势;HPPR表达量前期变化不大,后期呈下降趋势。结果表明热胁迫对迷迭香酸途径关键酶基因表达有极显著影响。该表达时序谱的建立为进一步研究热胁迫与酚酸类成分累积之间的关系奠定了基础。     

烟草WRKY12基因的分离、表达与多克隆抗体的制备

在高等植物中,WRKY转录因子家族成员广泛参与植物的生长发育、代谢、生物胁迫和非生物胁迫等生理过程的调控.本研究采用同源序列克隆的方法获得烟草WRKY12基因,序列分析表明,该蛋白属于WRKY家族第2类成员,只有一个WRKY结构域,锌指结构为C-X4-C-X23-H-X1-H.构建系统发育树结果表明,它与大豆中GmWR...     

秋水仙素诱导甘菊多倍体研究

以甘菊种子为试验材料,研究了不同秋水仙素浓度和处理时间对甘菊多倍体诱导的影响。结果表明:500mg/L的秋水仙素水溶液浸渍种子12h,变异率为23%,达到了极显著差异。根尖染色体压片检查表明,四倍体染色体数为2n=4x=36,并且获得了同源四倍体甘菊1株(2n=4x=36)。四倍体植株表现出叶片下表皮气孔保卫细胞变大,叶绿体数变多,叶片变小,花径变大,舌状花数目减少,管状花数目增多。     

外源激素和糖类对玉米zSs1表达的影响

为明确外源激素和糖类对叶片zSs1表达的影响,本文以玉米优良自交系18-599叶片为材料,在分别含有甘露醇、蔗糖、葡萄糖的培养基中处理,然后分别添加ABA、GA,提取总RNA,通过Real-time PCR检测zSs1基因mRNA表达量变化.结果表明:与只含基础盐处理相比,单独用甘露醇和葡萄糖处理玉米叶片,zSs1基因...     

耐辐射球菌中priA类似基因突变对DNA修复和DNA转化的影响

DNA损伤很易阻断复制叉的前进。损伤DNA的修复以及接下来停止复制叉的重启动过程对细胞生存极为重要。依赖于PriA的复制重启动机制是细菌复制重启动的主要途径。为了解priA类似基因Dr2606在耐辐射球菌中的作用,并检测Dr2606在DNA修复中的作用,本研究用卡那霉素抗性基因代替Dr2606阅读框,构建了Dr2606缺失突变株,并对突变株进行UV和丝裂霉素处理,测定了Dr2606突变株的转化效率。Dr2606的突变导致菌体生长缓慢,细胞生存率急剧下降。意外的是,耐辐射球菌的DNA修复能力没有削弱。但突变株的转化效率大大削弱。这说明在耐辐射球菌中priA类似基因Dr2606对停止复制叉的重启动过程并不是必需的;耐辐射球菌不依赖于原点的复制重启动过程可能与其他细菌不同。     

辣椒线粒体基因转录本编辑位点研究

以辣椒细胞质雄性不育系北A及其相应保持系北B为材料,比较分析了nad2、atpA和cob 3个线粒体基因转录本的编辑位点。结果表明,atpA基因转录本在不育系与保持系中都未发生编辑。nad2基因在不育系中的编辑位点共有10处,与保持系相比增加了3处非C-U的特异编辑位点。cob基因在不育系与保持系中的编辑位点都有6处,除5处共同的C-U编辑外,不育系和保持系各有1处U-C和G-U的特异编辑位点。保持系比不育系相应位点的编辑频率偏高。编辑大多改变了编码氨基酸的种类,增加了编码蛋白质的疏水性。推测不育胞质特异的线粒体基因转录本编辑可能与辣椒细胞质雄性不育有关。     

酸雨对木芙蓉幼苗光合作用及抗氧化酶活性的影响

以pH 5.6为对照,采用pH 4.0、pH 3.0、pH 2.0强度的酸雨对2年生木芙蓉进行人工模拟胁迫,研究酸雨胁迫对木芙蓉叶片可见伤害、质膜透性(Membrane Permeability,MP)、叶绿素(Chlorophyll,Chl)含量、抗氧化酶系统及气体交换参数的影响.研究结果表明,pH 2.0和pH 3...