梨FWL5基因克隆及表达分析

Fw2.2是调控果实大小的数量性状基因,在果实生长发育过程中扮演重要角色。为探明梨FWL(fruit weight 2.2-like)家族基因在果实发育过程中的作用,本研究以小果型野生杜梨、中果型库尔勒香梨、大果型库尔勒香梨芽变品种‘早美香’以及大果栽培型鸭梨为试验材料,从梨基因组中筛选分离出梨FWL5基因,对该基因进行克隆和序列分析,并利用荧光定量PCR技术检测梨FWL5基因在四个梨品种的果实细胞分裂期表达水平。结果显示,梨FWL5基因开放读码框长度为729 bp,编码了242个氨基酸,为亲水性不稳定蛋白,存在两个跨膜结构。结构域分析发现梨FWL5蛋白包括一个富含半胱氨酸的结构域,属于PLAC8家族基因。系统进化树分析表明,梨FWL5与樱桃Pav CNR12蛋白序列最相近,樱桃PavCNR12蛋白在细胞分裂期能够负调控甜樱桃果实大小,并有可能参与重金属转运。荧光定量PCR检测结果显示,在花期,梨FWL5除在鸭梨盛花期表达量较高,在其余三个梨品种中表达水平相对一致。在幼果期,除‘早美香’外,梨FWL5基因表达水平为杜梨>香梨>鸭梨。本研究结果可为梨FWL5基因在调控果实大小...     

杧果中DXS基因的鉴定及与其他植物的比较分析

1-脱氧-D-核酮糖5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase, DXS)是2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-Methyl-D-erythritol-4-phosphate, MEP)途径的第一个关键酶。本研究鉴定了杧果DXS基因,以拟南芥DXS基因为参考,通过BLASTP方法获得了番木瓜、金钱橘、甜橙、苹果、桃子、白梨、葡萄、中华猕猴桃、无油樟、小果野蕉的DXS基因的蛋白序列,共32条序列,对其进行了保守结构域、保守基序、系统发育、理化性质、蛋白二级结构分析等研究。保守结构域及保守基序分析结果表明,杧果DXS蛋白包含一个PLN02582结构域,保守结构域内包含6个motif,其宽度、排列顺序与大多数植物相同,说明DXS基因家族具有高度保守性。系统发育分析结果显示,单子叶植物纲与双子叶植物纲的DXS基因没有分别形成分支,推测在进化过程中DXS基因的分化在双子叶植物纲和单子叶植物纲形成之后。理化性质分析及蛋白二级结构分析结果显示,稳定性蛋白占65.63%,碱性蛋白占25%,所有蛋白均为亲水性蛋白。杧果DXS蛋白为酸性、不稳定蛋白,具有亲水性。杧果DXS蛋白的二级结构主要结构元件是无规则卷曲、α-螺旋。本研究为进一步阐明杧果DXS基因在萜类合成途径中的功能提供了理论依据。     

棉花GDP-甘露糖-3’,5’-异构酶基因的克隆及其表达分析

根据棉花盐胁迫相关的EST序列设计特异性引物,利用3’,5’-RACE技术,从棉花叶片中克隆出GDP-甘露糖-3’,5’-异构酶(GDP-mannose-3’,5’-epimerase,GME)基因,命名为GhGME。基因全长1 467 bp,开放阅读框1 131 bp,编码376个氨基酸,分子量为42.39 6 kDa,等电点pI=6.291。利用荧光定量Real-time RT-PCR方法对棉花根、茎、叶和3种处理下该基因的表达特性进行分析,结果表明,GhGME在根、茎中高水平表达,在叶中表达量较低。在4℃低温和200 mmol/L NaCl处理下该基因表达上调,然而用100μmol/L GA3处理则表现为下调表达。GhGME的不同表达情况暗示该基因可能在棉花抗逆反应中起着重要的作用,为该基因在棉花中抗逆功能和应用研究提供了基础。     

‘红颜’草莓果实黄烷酮3-羟化酶基因克隆及表达分析

为探究八倍体‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa Duch.)果实着色过程中的关键基因,本研究通过对前期果实表皮部位RNA-Seq数据的研究,筛选花色素苷合成途径的差异表达基因黄烷酮3-羟化酶基因(Flavanone 3-hydroxylase)。根据‘红颜’草莓F3H基因序列设计一对引物,利用RT-PCR技术从中克隆F3H核苷酸序列,命名为FaF3H。将基因上传GenBank数据库获得八倍体‘红颜’草莓F3H基因登录号(MZ190021),并进行生物信息学分析。利用实时荧光定量方法分析草莓果实着色过程中该基因表达水平。结果显示,‘红颜’草莓FaF3H基因长度为1 095 bp,编码364个氨基酸。保守结构域分析显示,具有一个PLN02515超家族结构域。RT-qPCR结果表明FaF3H基因在草莓果实大绿期到白果期表达量下降,全红期表达量最高。FaF3H基因在草莓果实花色素苷合成过程中发挥重要作用。     

牡丹ACS基因片段的克隆及反义植物表达载体构建

根据GenBank登录的牡丹ACS基因DNA全长序列(FJ769773),设计一对特异性引物,在优化的PCR扩增体系的基础上,应用高保真DNA聚合酶KOD-Plus从洛阳红牡丹叶片总DNA中扩增出牡丹ACC合成酶基因片段PsACS-4。测序结果表明:克隆序列长970 bp,不包含牡丹ACS基因内含子序列,与目标序列同源性达100%;用SacI和SmaI对重组质粒和空载体pBI121双酶切、连接,将PsACS-4基因片段反身插入到植物表达载体pBI121的35S启动子下游,成功构建了牡丹ACS反义基因植物表达载体。     

朝鲜碱茅△’-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)基因的克隆及表达分析

脯氨酸在提高植物抗逆性方面起着非常重要的作用.本研究以朝鲜碱茅茎叶组织提取的RNA为模板,根据已报道的P5CS基因同源序列设计引物,通过RT-PCR法扩增出1个P5CS的cDNA序列,全长2 158 bp,是一个完整开放阅读框,编码含716个氨基酸的蛋白,Genebank登陆号为:HQ637435.与其他植物P5 CS...     

牡丹PsMDH基因的克隆、表达及载体构建

以牡丹品种赵粉为试材,采用RT-PCR和RACE方法从雄蕊中获得了一个牡丹苹果酸脱氢酶基因cDNA全长,命名为PsMDH,GenBank登录号为HQ449567.其cDNA全长1283 bp,包含80 bp的5′非编码区、203 bp的3′非编码区和一个长度为999 bp编码332个氨基酸的开放阅读框.序列比对和系统进...     

马铃薯StPR1基因克隆及表达特异性分析

为了探究病程相关蛋白(Pathogenesis related protein,PR蛋白)与马铃薯抗病的相关性,检验其在马铃薯中抗软腐病、青枯病、干腐病的能力。在前期的马铃薯抗病性研究中对PRs的17个家族基因结合转录组数据进行分析及基因的筛选,最终确定PR1为试验的研究对象。选用马铃薯大西洋品种为材料,由黑龙江省农科院提供,主要进行StPR1基因的克隆,并对其进行生物信息学分析;将真菌接骨木镰孢、燕麦镰孢以及导致软腐病和青枯病等细菌为胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌、胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种、茄科雷尔氏菌接种到马铃薯块茎后进行StPR1基因表达特异性分析。结果显示,StPR1基因长度为540 bp,编码179个氨基酸,蛋白质疏水性及亲水性预测PR1蛋白序列的GRAVY值在+4～-3之间,含有亲水区及疏水区,蛋白质二级结构预测其属于混合型蛋白,蛋白质三级结构预测发现其为紧密复杂的螺旋结构,具有SCP_PR-1_like保守结构域,其与辣椒PR1基因在一个进化分支上,相似性较高。qRT-PCR结果显示,StPR1基因的表达量表现为抗真菌胁迫高于细菌胁迫,并预测其抗干腐病的能力强于抗软腐病及青枯病的能力。综上所述,当马铃薯受到外界病原菌侵害时,StPR1在马铃薯的抗病过程中发挥着重要的作用。     

大肠杆菌Top10甘露醇-1-磷酸脱氢酶基因克隆及生物信息学分析

根据细菌中存在的甘露醇-1-磷酸脱氢酶（mannitol-1-phosphate dehydrogenase,mtlD）的基因序列,采用PCR扩增的方法从大肠杆菌（Escherichia coli）Top10中克隆到了mt／D基因（Acession numeber：EU433565）。mtlD开放阅读框为1149bp,编码含有382个氨基酸残基,分子量为41．2kD的蛋白,预测等电点为5．37。mtlD含有38个碱性氨基酸,50个酸性氨基酸,158个疏水氨基酸及72个极性氨基酸。二级结构预测表明该蛋白含约60．47％的α-螺旋、4．71％的β-转角、10．73％的延伸链和20．48％的不规则卷曲。亲疏水性分析显示,mtlD是亲水性蛋白。亚细胞定位分析表明mtlD主要定位于细胞质中。序列分析表明大肠杆菌Top10 mtlD基因与大肠杆菌W3350、大肠杆菌DEC12a和盐生盐杆菌（Halobacterium salinarum）的mtlD基因同源性分别为99％、97％和93％。大肠杆菌Top10mtlD基因的克隆及生物信息学分析为今后对mtlD的进一步深入研究奠定了基础。     

山羊PHKG1基因克隆及其表达特性分析

为获得山羊PHKG1基因序列,明确其生物学特征,阐明其在山羊各组织及诱导分化不同阶段皮下和肌内脂肪细胞中的表达特性,以简州大耳羊为试验动物,屠宰后采集心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、背最长肌、皮下脂肪等组织样品,提取组织中总RNA,利用RT-PCR方法克隆山羊PHKG1基因序列,利用各种在线工具分析其生物学特性,利用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)技术检测其在各个组织及不同分化阶段的前体脂肪细胞中的表达水平。结果显示,克隆得到的山羊PHKG1基因序列1 233 bp,其中CDS区1 164 bp,共编码387个氨基酸,形成无信号肽的不稳定亲水酸性非跨膜蛋白,亚细胞定位显示其主要存在细胞质中;山羊PHKG1氨基酸序列与绵羊、牛、猪、马、人的相似性均在90%以上,说明该基因在不同物种中具有较高保守性;构建进化树显示,山羊和绵羊在同一分支,符合物种进化规律;组织表达谱显示,PHKG1基因在山羊心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、背最长肌、皮下脂肪中广泛表达,且在背最长肌中表达水平最高(P<0.01),时序表达谱显示,PHKG1基因在成脂诱导分...     

黄瓜ζ-胡萝卜素脱氢酶基因克隆及表达分析

以西双版纳黄瓜为试材,从黄瓜果肉中克隆ζ-胡萝卜素脱氢酶(ZDS)基因的cDNA序列,命名为CsZds。获得目的片段长度为1805bp,该序列具有完整的开放阅读框,位于31~1761bp,编码576个氨基酸。序列比对分析结果显示,该蛋白在氨基端变化十分明显,中部较为保守,存在一个特征序列。系统进化分析表明,推测的CsZDS蛋白与南瓜中ZDS蛋白同源性最高,达到91.84%。利用实时荧光定量PCR技术分析结果显示,随着果实成熟期的延长,西双版纳黄瓜CsZds基因的表达量呈明显上升的趋势,在转色期达到最大。在果实发育过程中,西双版纳黄瓜CsZds基因的表达量高于普通黄瓜。     

西葫芦种皮纤维素合成酶基因CpCesA的克隆及表达分析

裸仁西葫芦因其种皮退化无需脱壳而备受关注,纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,是影响西葫芦种皮形成的重要因素,而纤维素合成酶(CES)在植物纤维素合成过程中起关键作用。为深入探究西葫芦CpCesA基因对种皮形成的调控机制,本研究通过克隆获得CpCesA的基因序列,利用生物信息学方法分析其结构和编码蛋白的理化性质。利用实时荧光定量PCR检测种皮不同发育时期和西葫芦不同组织部位CpCesA的表达模式。通过克隆获得CpCesA开放阅读框序列全长2 952 bp,生物信息学分析表明,其编码的蛋白质在葫芦科作物中有很强的保守性,且具有纤维素合成酶家族蛋白的保守结构域,属于质膜蛋白。实时荧光定量PCR结果显示：在种子发育过程中,Cp Ces A在裸仁西葫芦种皮中的表达量比有壳西葫芦普遍显著偏低,有壳西葫芦在授粉后10 d CpCesA表达量达到最高,而裸仁西葫芦则在授粉后20 d达到最高后开始下降。不同品种种皮发育相同时期、同一品种不同发育时期Cp CesA表达量表现均不同,这表明CpCesA与西葫芦种皮的发育和形成有着密切关系。组织表达分析表明,Cp CesA在两种西葫芦叶片、茎、根、花瓣等不同组...     

津田芜菁BrSIZ1基因克隆、定位及表达

SIZ1是植物细胞蛋白质翻译后修饰SUMO化的E3连接酶,参与植物蛋白相互作用、定位和抗逆反应等。为研究BrSIZ1在津田芜菁中的表达特性,本研究克隆了津田芜菁SIZ1基因全长cDNA序列,命名为BrSIZ1 (GenBank登录号为KY441465),该基因全长2754 bp,其ORF全长2571 bp,编码856个氨基酸残基的多肽。构建了BrSIZ1-GFP表达载体进行亚细胞定位研究,结果显示BrSIZ1-GFP定位于细胞核内,可能在细胞核中发挥其功能。利用荧光定量PCR检测表明,该基因表达量在叶子中最高,幼苗和红色根皮中次之,表达具有组织特异性。而且BrSIZ1在芜菁根皮中的表达受长波紫外线(UV-A)诱导,在4°C、37°C胁迫的幼苗中,表达量增加。     

牡丹PsZFP1转录因子的特性及表达分析

含保守锌指结构域的锌指蛋白(ZFP)是一类在调控植物生长发育和逆境响应过程中具有重要作用的转录因子,为了探究转录因子PsZFP1在牡丹休眠解除过程中的功能和作用机制,以牡丹鲁菏红花芽的RNA为模板,通过5′-RACE扩增PsZFP1的全长cDNA序列,利用EditSeq和MEGA 6.0进行氨基酸序列和系统进化树分析,...     

百合LiP5CS、LiGDH和LiOAT基因克隆及表达分析

为探究百合脯氨酸生物合成途径中部分相关基因的功能及其对非生物胁迫的响应,本研究以百合‘西伯利亚’作为试验材料,克隆了3个脯氨酸生物合成相关基因:Δ¹-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因(LiP5CS)、谷氨酸脱氢酶基因(LiGDH)和鸟氨酸氨基转移酶基因(LiOAT),分析其蛋白特性,并测定3个基因在百合不同组织、花不同发育时期以及失水和低温胁迫下的相对表达量和酶活性。结果表明,LiP5CS长度为1 068 bp,编码355个氨基酸残基;LiGDH长度为429 bp,编码142个氨基酸残基;LiOAT长度为870 bp,编码289个氨基酸残基。LiP5CS、LiGDH和LiOAT都含有特有保守motif,皆为脂溶性、亲水性的稳定蛋白,都具有磷酸化位点,3个蛋白在进化上具有一定保守性。表达分析发现,3个基因在百合鳞茎中的表达量最低,LiP5CS与LiOAT在根中的表达量最高,LiGDH在花中的表达量最高;在花蕾的不同发育时期中LiP5CS基因表达随发育呈下降趋势,而LiGDH与LiOAT表达呈升高趋势。在失水和低温胁迫下,LiP5CS、LiGDH和LiOAT的表达均被诱导升...     

无花果ACC合成酶基因克隆及序列分析

为进一步利用基因工程手段调控无花果乙烯的合成,以无花果果肉为材料提取基因组DNA,根据已报道的无花果ACC合成酶基因序列设计引物,采用PCR技术扩增得到一条约600 bp的特异片段,将该片段克隆到pGM-Teasy vector上经PCR、酶切和测序鉴定。序列分析结果表明,基因全长590 bp,编码196个氨基酸,该序列与GenBank上已登陆的Masui Dauphine-ACS1的cDNA序列同源性达99%,氨基酸同源性达98%。结果表明,成功克隆到了无花果ACS基因片段。     

沙柳SpsCCD7、SpsCCD8基因克隆及表达分析

类胡萝卜素裂解双加氧酶7 (CCD7)、类胡萝卜素裂解双加氧酶8(CCD8)基因对于植物的侧枝及侧根生长有着重要的影响.本研究以沙柳为研究材料,克隆获得CCD7、CCD8基因序列,进行了生物信息学分析、组织表达特异性及预测分析,为沙柳CCD7、CCD8基因的功能研究及利用奠定基础,丰富了木本植物中CCD基因家族的研究....