芒果二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的克隆及其表达分析

二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)是花青素代谢后期重要的酶,是决定花青素从无色到有色的关键调控点。本研究以‘贵妃’芒果的果实为材料,采用同源克隆的方法克隆得到了一个二氢黄酮醇4-还原酶DFR基因。该基因c DNA全长为1 260 bp,开放阅读框为987 bp,编码328个氨基酸。进一步扩增得到其基因组DNA,全长为3 022 bp,分析发现其含有五个内含子,在已报道植物中表现保守。系统发育分析发现芒果DFR蛋白与火鹤花、小麦和大麦等植物具有较近的亲缘关系。对不同着色的果皮中的DFR基因表达进行分析发现,绿色果皮中表达量较高,而黄色果皮中表达量较低,暗示DFR调控花色苷合成的功能待深入研究。     

华丽龙胆二氢黄酮醇-4-还原酶GsDFR基因的克隆及表达模式分析

二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)是花青素苷合成过程中的关键酶。为研究华丽龙胆(Gentiana sino-ornata) DFR与花色形成的关系,将其花冠不同开放阶段分为H₁～H₅阶段,采用RT-PCR技术首次从华丽龙胆中克隆得到GsDFR全长序列,对其进行生物信息学和表达模式的分析。结果显示GsDFR包含1 125 bp的开放阅读框(OFR),编码375个氨基酸。结构分析显示,GsDFR属于NADB＿Rossmann超家族,具有典型的DFR蛋白(PLNO02650)功能结构域,含有“TGASGYI”和“TVDVQEQQKPVYDENDWSDLDFINSH”两个典型的结构域,以及FR＿SDR＿e的特征位点。系统进化树分析表明Gs DFR与橙花龙胆(Gentiana lutea var.aurantiaca)亲缘性最近。采用实时荧光定量PCR分析GsDFR在根、茎、叶和花冠中的表达,发现GsDFR在根、茎、叶和花冠中均有表达,其中花冠的表达量最高,根茎中微量表达。在花冠H₂阶段GsDFR表达量达到最高,随后降低。结果表明,...     

芥菜型油菜4-二氢黄酮醇还原酶基因的克隆和表达分析

利用同源克隆方法, 在芥菜型油菜中克隆了DFR基因。在DNA和cDNA中扩增的DFR基因大小分别为 1 612 bp和1 214 bp。该基因含有5个内含子, 开放阅读框为1 158 bp, 预计编码385个氨基酸, 预测分子量为42 886.0 Da, 推测的等电点为5.54。DFR基因在芥菜型油菜紫叶芥和黑籽近等基因系的叶片、胚和种皮中都表达, 在四川黄籽中只在叶片和胚中表达。DFR基因在四川黄籽种皮中不表达, 导致种皮中花色素和原花色素不能合成, 从而种皮透明, 形成黄籽, 因此DFR基因是油菜种皮颜色形成途径中一个关键基因。本研究为利用该基因与种子、种皮特异启动子构建反义表达载体或RNAi载体, 阐明油菜种皮颜色形成的分子机理和创造黄籽油菜新种质奠定了基础。     

芒果(Mangifera indica)黄烷酮3-羟化酶基因的克隆及其表达分析

色素苷的合成是红色芒果果实着色的主要代谢途径,黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因是花色素代谢途径上的关键酶,属于依赖型2-酮戊二酸的双加氧酶(2-ODD)家族,反应需要2-酮戊二酸、分子氧、铁和抗坏血酸,作用是催化柚皮素C3位羟基化,生成二氢山奈素(dhiydorkaempeforl,DHK)。本研究根据已经报道的F3H基因的序列设计兼并引物,采用RACE方法从芒果的果实中,克隆得到了一个F3H基因,其全长cDNA序列为1 182 bp,开放阅读框为1 092 bp,编码363个氨基酸,分子重量为40.82 k D,等电点为4.88。通过在线软件对其二级结构和三级结构进行了预测。对不同着色芒果品种中的F3H基因的表达进行分析发现:红色的贵妃品种中表达量较高,而绿色的桂七品种中表达量较低。通过系统进化树分析发现芒果中黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因编码的蛋白与荔枝、可可、柚子等植物的亲缘关系比较近。     

芜菁黄烷酮3-羟化酶基因的克隆、序列分析及表达

花青素是一类重要的植物次生代谢产物,黄烷酮3-羟化酶（F3H）是花青素生物合成早期阶段的重要催化酶。利用UV-A处理津田芜菁（Tsuda turnip）和赤丸芜菁（Yurugi Akamaru turnip）块根24h后提取总RNA,通过RT-PCR方法克隆了BrF3H基因。津田芜菁和赤丸芜菁的F3H基因完全相同。BrF3H的开放读码框为1077bp,编码358个氨基酸。氨基酸序列分析显示,BrF3H与甘蓝型油菜（Brassica napus）F3H-1的同源性为99%。Northern杂交结果显示,UV-A可以诱导BrF3H表达,基因的表达量与处理时间呈相关。     

彩色马铃薯二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的克隆及生物信息学分析

花色素苷是影响花色的主要色素,二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因是花色素苷合成的关键酶基因.本研究以云南地方彩色马铃薯品种‘剑川红’和‘转心乌’,外引品种‘黑美人’为实验材料,通过RT-PCR方法从其块茎表皮中克隆到DFR基因的完整cDNA序列,并进行了生物信息学分析.分析结果显示供试的三个彩色马铃薯的DFR基因编码3...     

明日叶二氢黄酮醇4-还原酶(AkDFR)基因的克隆及生物信息学分析

二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因是类黄酮合成途径的关键酶之一,在植物花色形成和黄酮物质合成中起着重要的作用。根据明日叶转录组测序得到的序列设计引物,以明日叶叶片cDNA为模板,通过RT-PCR方法克隆得到明日叶DFR基因的完整序列,并对其进行生物信息学和组织特异性分析。结果表明明日叶的AkDFR基因开放阅读框(ORF)有1 131 bp,编码376个氨基酸,蛋白大小为42.42 kD,等电点为5.83。用DNAman同源序列比对结果表明,明日叶的AkDFR基因与胡萝卜、杜鹃的DFR基因同源性均在80%以上。生物信息学分析AkDFR基因没有信号肽和跨膜区域,亲水系数为负数,可能为亲水蛋白。α-螺旋和无规则卷曲是DFR的主要二级结构元件。AkDFR基因在明日叶的不同组织中均有表达,其中叶片中的表达量最高。明日叶AkDFR基因的克隆及其生物信息学分析将为提高明日叶黄酮类化合物提供理论依据。     

金花茶黄烷酮3-羟化酶基因CnF3H的克隆及表达分析

本研究利用反转录PCR和RACE方法,从中国珍稀濒危植物金花茶(Camellia nitidissima)花瓣中获得了黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)基因的c DNA全长,命名为Cn F3H,Gen Bank登录号为HQ290517。碱基序列分析表明,该Cn F3H基因c DNA序列全长为1 360 bp,5'非翻译区(untranslated regions,UTR)长54 bp,3'UTR长202 bp,开放阅读框长为1 104 bp编码367个氨基酸。氨基酸序列比对分析表明,Cn F3H与茶(C.sinensis)F3H同源性高达99%。二级结构预测表明,无规则卷曲在Cn F3H蛋白结构中所占比例最大,其次为α-螺旋和延伸链。相对荧光定量PCR分析表明,Cn F3H基因的表达量在幼蕾期、初蕾期和膨大期的表达量较高,之后逐渐降低;Cn F3H基因在花器官不同部位中均有表达,其表达量高低顺序为雄蕊、花瓣、萼片、雌蕊和苞片。本研究为全面深入地研究金花茶花色形成的分子调控机理提供了充实的理论依据。     

维管特异表达启动子BSP的克隆与活性检测

为了研究维管特异表达启动子BSP的活性和组织特异性,从杨树基因组中克隆得到维管特异表达启动子BSP,利用该启动子与绿色荧光蛋白（GFP）报告基因构建植物表达载体,采用基因枪法转化烟草叶片,并在高渗培养基上培养过夜,后转移到诱导培养基上(MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L+Kan 100 mg/L)培养生根并长到一定高度后,剪下已形成维管组织的叶脉和根,制成切片,然后在OLYPUS BX51/BX52型荧光显微镜下用蓝光激发,观察各个组织细胞中的绿色荧光,同时以未转化的烟草材料做为对照。结果表明：BSP启动子所驱动的GFP基因在烟草的维管组织细胞中得到了高水平的表达,而在烟草的其他组织及对照的任何组织中几乎不表达。通过GFP在烟草维管组织中的瞬时表达,表明了该启动子具有维管组织特异性表达活性特点。     

黄花蒿黄烷酮3-羟化酶基因AaF3H的克隆及其在烟草中的表达

通过SMART-RACE技术从黄花蒿中克隆得到了2 136 bp的黄烷酮3-羟化酶基因AaF3H的cDNA全长序列,该序列包含一个1 092 bp的完整编码区,编码364个氨基酸组成的蛋白。该蛋白的分子量为41.18 k D,理论等电点(p I)为5.67,是一种稳定的非分泌和非跨膜的亲水性蛋白,共有13个磷酸化位点,属于典型的2OG-FeⅡ_Oxy加氧酶超家族,二级结构以无规则卷曲为主。利用NCBI分析表明,AaF3H与菊花F3H蛋白的一致性达97%。经基因克隆、农杆菌介导将该基因转入烟草中,结果显示,相较于野生烟草,过表达AaF3H基因能显著转化柚皮素,说明AaF3H基因在黄花蒿黄酮类物质的生物合成中起重要作用,也为进一步研究黄花蒿中黄酮类物质的生物合成调控提供了基础。     

甘蓝自交不亲和相关基因BoPUB9的克隆及表达分析

自交不亲和性(self-incompatibility,SI)是指植株的雌蕊对自身花粉和异体花粉进行识别从而抑制自身花粉萌发的特性, PUB (Plant U-Box)蛋白在植物抗逆及信号转导过程中起着重要的作用。本研究通过分析甘蓝自花授粉0～60min的柱头转录组数据,筛选到1个受自花授粉诱导上调表达的PUB蛋白编码基因BoPUB9。BoPUB9 cDNA序列长度为1368 bp, gDNA序列全长1720 bp,含有1个臂重复结构域和1个U-box结构域。荧光定量PCR结果显示, BoPUB9基因在甘蓝的不同组织中均有表达,在萼片中的表达量最高,花瓣、雄蕊、柱头表达量次之,在花粉花蕾中表达量相对较低,同GUS染色结果保持一致。BoPUB9基因在自花授粉0～30 min内快速上调表达, 15 min后为异花授粉后表达量的20多倍,在30min后达到差异最大,自花授粉后的表达量为异花授粉的40多倍。亚细胞定位结果显示,BoPUB9蛋白在细胞核和细胞质中均有表达,且BoPUB9蛋白在大肠杆菌中被成功诱导表达,相对分子质量为51 kD,与预测结果一致。酵母双杂交与poll-down结果显示...     

马氏珠母贝CyPB基因的克隆与表达分析

为了探究亲环蛋白B(CyPB)在马氏珠母贝中的作用机制,运用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆得到马氏珠母贝CyPB基因(PmCyPB)cDNA的全长序列,并且应用实时荧光定量PCR技术对PmCyPB基因在马氏珠母贝不同组织中的表达进行检测。结果显示,PmCyPB基因序列全长1266 bp,其中开放阅读框(ORF)为678 bp,编码225个氨基酸,5′-UTR为62 bp,3′-UTR为526 bp。预测其相对分子量为24829.3,理论等电点5.77。多序列比对结果显示PmCyPB基因与其他物种的CyPB具有较高的保守性。SMART软件对PmCyPB进行蛋白质序列分析,发现它包含亲环蛋白家族典型的肽脯氨酰顺反异构酶的结构域。实时荧光定量PCR数据分析表明,该PmCyPB基因在马氏珠母贝闭壳肌、肝胰腺、血细胞、外套膜、足、性腺、鳃这7种组织中均有表达,在外套膜表达量最高,其次是鳃。结果可为进一步阐述PmCyPB在马氏珠母贝中的免疫防御机制提供一定的理论基础。     

甘蓝型油菜光敏色素互作因子4(BnaPIF4)基因克隆和功能分析

光敏色素互作因子4 (phytochrome interacting factor 4, PIF4)是光信号途径关键转录因子, PIF4与BZR互作介导光信号与油菜素内酯信号互作,参与植物光响应。本文在甘蓝型油菜湘油15号中克隆到2个PIF4基因,分别定位于A03号染色体和C03号染色体,命名为BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03,全长编码序列(coding sequence, CDS)、全长mRNA和全长基因分别为1242 bp和1245 bp、1701 bp和1731 bp、2527 bp和2665 bp,各自编码413和414个氨基酸。BnaPIF4_A03具有7个外显子和6个内含子, BnaPIF4_C03具有8个外显子和7个内含子,与测序品种中双11号相比, BnaPIF4_A03基因第1内含子存在单碱基插入突变,第4和第6内含子存在缺失突变,且具有更长的3'-UTR,两基因其他序列在湘油15号和中双11号之间无差别。BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因编码蛋白具有典型的植物bHLH结构域,亚细胞定位于细胞核,是典型的植物PIF4蛋白。多序列比对和进化分析表明, BnaPIF4蛋白与白菜、拟南芥、亚麻芥等PIF4蛋白高度同源。PIF4蛋白进化关系与物种进化关系一致,近缘物种中的PIF4蛋白在进化树中高度聚类,大量植物中可见PIF4蛋白重复且低等植物中分化程度明显低于高等植物中,表明PIF4蛋白是一个晚期进化事件且可能存在功能冗余。酵母杂交实验表明BnaPIF4与BnaBZR蛋白存在互作,但BnaPIF4不能与BnaBZR基因的启动子互作,表明BnaPIF4与BnaBZR在蛋白水平而非转录水平发生互作。湘油15号中BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因表达规律一致,BnaPIF4基因主要表达于油菜茎表皮、未成熟角果和叶中,在花和根中表达较低,且其表达随油菜生育进程逐渐降低。     

陆地棉Nudix基因家族的全基因组鉴定及表达分析

[目的]Nudix是一类能够催化各种核苷二磷酸衍生物水解的酶,具有维持遗传物质稳定,响应逆境胁迫等生物学功能.本研究旨在对陆地棉Nudix基因进行全基因组分析,为深入研究Nudix基因家族参与棉纤维生长发育调控机制提供参考.[方法]通过生物信息学方法对陆地棉基因组(ZJU_v2.1)的Nudix基因进行全基因组鉴定,并...     

花生膜联蛋白基因家族成员的结构和表达分析

植物膜联蛋白(annexin)是一类钙依赖性磷脂结合蛋白,参与调控植物代谢和生长发育并协同调节抗旱、耐盐等多种抗逆反应,其结构在不同植物中具有物种特异性。为系统分析花生膜蛋白基因家族,对30个花生annexin(annexinof Arachis hypogaea, AnnAh)基因进行了生物信息学分析。结果表明30个AnnAhs不均匀分布在13条染色体上,其中A、B基因组中各有13个和17个。AnnAhs含有2～8个内含子,但大多数含有5～6个内含子。聚类分析表明,植物annexin聚类关系比较复杂,低等植物、单子叶、双子叶植物annexin间隔分布, AnnAhs穿插其中,分布于各个分支中;但在各个小分支中,AnnAhs基本上都与双子叶植物annexin聚在一起,其中与大豆、苜蓿、向日葵亲缘关系较近,其次是拟南芥;但个别AnnAhs与单子叶植物和低等植物annexin聚在一起。30个AnnAhs均无跨膜结构域,其中有16个AnnAhs定位于细胞质,其余定位不明确。对AnnAhs可变剪切分析显示,仅有11个发生可变剪切事件,占38%;根中发生的最多,其次是叶中,种子中最少。根据表达谱数据分析发现, AnnAhs在seed2和根中表达量较高,其次是seed1,在叶中表达量较低。本文可为花生抗性育种提供一定的理论支撑。     

Molecular cloning and characterization of six novel HMW‐GS genes from Aegilops speltoides and Aegilops kotschyi

Six novel high molecular weight glutenin subunits (HMW‐GS) from Aegilops speltoides (SS, 2n = 2x = 14) and Aegilops kotschyi (UUSS, 2n = 4x = 28) were identified by SDS‐PAGE and designated as ASy15*, AKx1*, AKx3*, AKx2.3, AKy20* and AKy8*, respectively. Their complete open reading frames (ORFs) were cloned and sequenced by allele‐specific PCR (AS‐PCR). Sequence comparison demonstrated that these novel genes displayed high single‐nucleotide polymorphisms (SNP) and InDel variations. In particular, AKy8* had an extra cysteine residue at position 140 in the central repetitive domain, while AKx2.3 had an unusually long repetitive domain (816 aa), which might have positive effects on gluten quality. Phylogenetic analysis showed that AKx1* and AKx3* belonged to the 1S genome, AKx2.3 to the 1U genome, and AKy20* and AKy8* most likely to the 1S genome. The divergence between the 6 HMW‐GS genes from the two Aegilops species and those from Triticum species occurred 4.77–23.54 MYA. The authenticity of these isolated endogenous HMW‐GS genes was confirmed through heterologous expression in Escherichia coli and Western blotting.     

猪骨形态发生蛋白4成熟肽cDNA的克隆及序列分析

目的：克隆猪骨形态发生蛋白4（BMP-4）成熟肽基因。方法：提取猪肾的总RNA,通过RT-PCR技术扩增出目的基因,并将其回收后与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌TOP10感受态细胞,进行阳性克隆的筛选与鉴定。结果：琼脂糖凝胶电泳检测RT-PCR产物,显示结果与预期片段大小一致,质粒PCR检测、酶切鉴定证实重组克隆中插入了PCR产物,测序结果揭示BMP-4成熟肽cDNA长为351bp,编码116个氨基酸。序列对比表明,猪与人、小鼠、牛、绵羊BMP-4成熟肽cDNA序列的同源性分别为94.87%、90.60%、94.87%、94.59%,而相应的氨基酸同源性分别为99.12 %,99.12 %,100 %、100%。 结论：首次成功地克隆了猪BMP-4成熟肽编码基因,对于进一步研究猪BMP-4全基因结构、功能及其与繁殖性能的关系有重要的意义。