珍稀植物华木莲SRK基因的克隆与亚细胞定位

[目的]利用杂种优势是植物育种的重要目的,但对于自交不亲和物种来说,因为亲本杂合,很难充分利用最大杂种优势.自交不亲和是开花植物避免近交的重要繁育机制,自交不亲和与自交亲和相互转换在自交不亲和物种中非常普遍,这种转换可为自交不亲和物种育种开辟新的途径.华木莲(Sinomanglietia glauca)为木兰科珍稀物种,有重要科学价值和良好应用前景,但适应能力差,自我更新能力弱.华木莲呈现迟发性自交不亲和特征,自交不亲和机理尚不清楚.从华木莲转录组中鉴定出了与孢子体自交不亲和反应关键基因S位点受体激酶(S-locus receptor kinase,SRK)基因高度同源基因SgSRK,这是唯一一类与已知自交不亲和基因高度同源的迟发性自交不亲和基因,因此了解该基因的作用成为研究华木莲自交不亲和机理的出发点.克隆基因、分析其编码蛋白理化性质及亚细胞定位是进行基因功能分析的前提,因此了解SgSRK基因克隆与亚细胞定位可为揭示该基因在华木莲自交不亲和中的作用提供参考.[方法]以自花授粉后3h华木莲心皮为材料,根据转录组扩增出了SgSRK基因,对其编码蛋白分析了理化性质,鉴定了结构域,推断了疏水性、信号肽、跨膜结构,并对其亚细胞定位进行了预测.为探讨SgSRK基因与已知的不同物种SRK基因演化关系,基于蛋白序列利用最大似然法构建了系统发育树.将目的基因和GFP基因构建了重组表达载体并转化农杆菌,然后将含有目的基因重组表达载体的农杆菌直接注射烟草叶片,3d后利用荧光显微镜观察叶片注射部位基因瞬时表达情况,确定其编码蛋白的亚细胞定位.[结果]SgSRK基因共计2463 bp(GenBank登录号:MW139903),编码蛋白含有820个氨基酸,编码蛋白具有4个结构域:B_lectin、S_locus_glycop、PAN-2、Pkinase Tyr结构域,有跨膜结构,存在信号肽,因此编码蛋白质可分为膜外域、跨膜域、胞内磷酸激酶域.共聚焦荧光显微镜观察表明,该基因蛋白产物定位在细胞质中和细胞膜上,细胞膜上表达更多.[结论]SgSRK基因具有植物SRK基因典型特征.     

新疆梨PsSFBB基因克隆及其生物信息学分析

[目的]对新疆梨PsSFBB基因进行克隆,并对其进行生物信息学分析。[方法]以新疆梨品种棋盘梨的花药为材料,利用RT-PCR和RACE技术对其PsSFBB基因进行克隆,并对克隆出的基因进行生物信息学分析。[结果]试验克隆到了一个全长为1 231 bp的PsS-FBB-α基因(Genbank登录号为EU909687),命名为PsSFBB6-α。该基因编码378个氨基酸,在N末端含有一个约50个氨基酸组成的F-box基序。经生物信息学分析,推测PsSFBB6-α蛋白的分子式为C2000H3034N517O558S23,相对分子质量为44 987.5,等电点为6.02,二级结构以α螺旋为主;理论推导半衰期大约为30 h,不稳定参数为55.21,属于不稳定蛋白;并且推测此蛋白为亲水性、非分泌型蛋白,在基质内起裂合酶的作用,特异性的识别底物,正好吻合了F-box蛋白的作用。[结论]为进一步研究SFBB蛋白和自交不亲和机理奠定了基础,也为新疆梨自交亲和品种的选育和生产中科学配置授粉树以提高产量和品质提供理论了依据。     

沙田柚类蛋白激酶基因的鉴定及生物信息学分析

[目的]研究沙田柚类蛋白激酶基因编码的蛋白质序列所包含的生物信息学。[方法]利用高通量测序对沙田柚自交和异交花柱进行转录组测序,通过差异分析得到沙田柚类蛋白激酶基因序列。采用生物信息学方法,对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、高级结构以及功能域等方面进行预测和分析。[结果]该基因全长为2 323 bp,开放阅读框(ORF)全长为1 560 bp(Genbank登录号:MG925820),共编码519个氨基酸,分子质量为57.39 kD,等电点PI为8.55。该蛋白质含有1个植物STKc IRAK蛋白家族的保守结构域,为亲水性稳定蛋白。氨基酸序列分析表明,其编码的氨基酸与克莱门柚和甜橙的同源性分别为100%、99%。系统进化树表明沙田柚类蛋白激酶基因与克莱门柚和甜橙亲缘关系很近,属于同一进化分支。[结论]该研究结果可为今后深入研究沙田柚自交不亲和机理提供参考。     

新疆扁桃品种自交不亲和S-Rnases基因型的分析鉴定

[目的]利用特异性PCR扩增、DNA测序和生物信息学方法鉴定新疆扁桃品种的S-Rnases基因型,对新疆扁桃授粉品种配置、人工授粉、遗传改良以及栽培利用都具有重要的理论意义和实践价值.[方法]以新疆24个栽培扁桃品种的叶片为试材,选用目前蔷薇科通用的引物组合对扁桃叶片基因组DNA进行自交不亲和S-RNases基因特异性PCR扩增,克隆测序结果比对分析,综合进行S-Rnases基因型的鉴定.[结果]利用引物组合AmyC5R+AS1Ⅱ对24个新疆栽培扁桃品种的基因组DNA进行S-Rnases基因特异性PCR,共扩增出32条清晰可辨的片段,克隆测序后,通过DNAMAN多重序列比对,发现共包括11个核苷酸序列,大小分别为1 688 bp(Sn1)、1 404 bp(S19)、1 330 bp(S61)、1 222 bp(S24)、1 141 bp(S25)、1 087 bp(S17)、979 bp(S10)、785 bp(S63)、777 bp(S6)、690 bp(S50)、602 bp(S15).[结论]鉴定出了新疆扁桃品种的10个S-Rnases基因型,分别为阿买提(S15S17S63)、红宝石(S15S17)、莎舟(S15S17)、鹰嘴(S10 S24)、矮丰(Sn1S25)、扁石头(Sn1S25)、桃扁桃(S6Sn1)、开心果(S6S61)、双果(S63Sn1)、纸皮(S50S61).     

21种植物八氢番茄红素合成酶的生物信息学分析

[目的]对番茄等21种植物的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)进行生物信息学分析,为研究植物八氢番茄红素合成酶的结构与功能分析奠定基础.[方法]采用Blast、ProtParam和SignalP等生物信息学软件,对番茄、拟南芥、辣椒和胡萝卜等21种植物PSY的理化性质、蛋白结构和系统发生树等进行分析.[结果]21种植物PSY氨基酸不存在信号肽,不具有跨膜结构,推测PSY可能定位于细胞质叶绿体中发挥功能,二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成.[结论]PSY蛋白为较不稳定亲水性蛋白,亚细胞定位于叶绿体上.不经过跨膜转运,而是直接在细胞质基质中形成.     

赛买提杏自交不亲和SFB基因全长的克隆与序列分析

[目的]克隆新疆主栽杏(Prunus armeniaca)赛买提自交不亲和性花粉SFB基因全长序列,为今后通过分子改良培育具有自交亲和性的赛买提杏奠定基础.[方法]通过RT-PCR法克隆获得赛买提杏花粉SFB基因中间片段,RACE技术克隆cDNA全长,DNAMAN预测其氨基酸序列,并将编码蛋白与自交亲和的杏SFBC基因进行比对.[结果]克隆到1个全长为1 373 bp的SFB基因,命名为SFB60(GenBank登录中).该基因包含1个1 122 bp的开放阅读框,编码373个氨基酸.与SFBC基因相比,该蛋白有2个变异区(V1和V2)和2个高变区(HVa和HVb),N端有一段由42个氨基酸组成的F-box结构域,而SFBC基因缺少2个高变区.[结论]获得了赛买提杏花粉自交不亲和SFB60基因cDNA全长序列,为进一步以分子育种的方法来改良赛买提杏的研究奠定了基础.     

自交亲和与自交不亲和日本梨中S4基因的研究进展

综述了近20年日本梨中与自交亲和和自交不亲和有关的S4基因的研究进展。这些结果包括:“二十世纪”(基因型为S2S4)为自交不亲和品种,其突变品种“奥嗄二十世纪”(基因型为S2S4SM,SM=stylarpartmutant;花柱部分突变)为自交亲和型。“奥嗄二十世纪”自交亲和的原因有三点:(1)S4SM基因被删除或者是低水平表达。(2)S4SM基因仅在柱头表达。(3)S4SM基因表达较迟。这主要是由于“二十世纪”S基因座上的S4等位基因发生了高度突变成为S4SM基因或者S4等位基因被删除,导致其基因产物花柱中的S4-RNase受到高度抑制或缺乏的缘故。S4基因由997bp组成,其中85~768bp为684bp的阅读框,925~931bp和943~950bp为多聚腺苷酸信号。S4基因的表达产物为S4蛋白,S4蛋白由228个氨基酸残基组成,其中N端的27个氨基酸残基为信号肽,成熟的S4蛋白由201个氨基酸残基组成。S4蛋白的生理功能是抑制花粉的萌发和花粉管的伸长。     

澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1和MiSTPP4克隆与生物信息学分析

[目的] 通过澳洲坚果蛋白磷酸酶基因MiSTPP1和MiSTPP4克隆与生物信息学分析,以期为阐明澳洲坚果蛋白磷酸酶基因的功能及作用机制提供参考依据.[方法] 基于澳洲坚果转录组数据和RT-PCR方法克隆澳洲坚果蛋白磷酸酶基因,利用生物信息学分析基因编码蛋白质的同源性、系统进化、理化性质、磷酸化位点、亚细胞定位、跨膜域...     

海岛棉一个成花素类似基因的克隆和生物信息学分析

[目的]海岛棉成花素类似基因的克隆及生物信息学分析.[方法]利用RT - PCR技术,从海岛棉中克隆成花素FLOWERING LOCUST(FT)的同源基因,并进行生物信息学分析.[结果]从新海14号花后15 d纤维中,克隆到一个棉花成花素类似基因FLOWERING LOCUS T- LIKE1,命名为GbFTL1.该基因的开放阅读框为525 bp,编码174个氨基酸.蛋白比对表明bFTL1和AtFT的相似性为79.3;,和陆地棉GhFTL1的相似性为99.4;,GbFTL1第37位氨基酸为Asn(N),而GhFTL1第37位氨基酸为Ser(S).GbFTL1含有FT蛋白亚家族两个关键的氨基酸残基及14个保守氨基酸,系统进化树分析表明GbFTL1属于FT亚家族成员.[结论]GbFTL1基因可能为海岛棉中促进开花的基因之一.     

大豆肌醇半乳糖苷合成酶基因GmGolS及非生物胁迫表达分析

[目的]本文探索了大豆肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)基因与非生物胁迫的关系.[方法]通过RT-PCR从大豆叶片cDNA中扩增编码GolS的基因GmGolS.生物信息学分析预测该基因及编码蛋白的理化性质.构建系统进化树分析GolS蛋白的亲缘进化关系.采用实时荧光定量PCR技术检测该基因在非生物胁迫下的表达模式.[结果]G...