不同居群蒙古扁桃的遗传多样性SRAP分析

本研究选取5个具有代表性野生蒙古扁桃种群为研究对象,以同科近属蒙古柄扁桃种群为对照,采用SRAP分子标记方法,对珍稀濒危药用植物蒙古扁桃遗传多样性进行研究,为蒙古扁桃资源的合理保护和可持续利用提供科学的依据。用筛选出的12对SRAP引物,通过优化的反应体系对60个样品进行扩增,共扩增出171个清晰可重复的条带,其中多态性条带有166条,占97.08%。在物种水平上,Nei’s基因多样度(h)0.371 1、Shannon信息指数(I)为0.546 8;种群间遗传分化系数(Gst)为0.596 4。结果显示蒙古扁桃居群的遗传变异主要存在于居群间,居群间的遗传分化程度大于居群内的,综合评价贺兰山的蒙古扁桃遗传多样性较高,应当优先保护。     

干旱胁迫对不同生态条件下蒙古扁桃叶片PAL和C_4H活性的影响

植物细胞壁在遭遇逆境后会出现增厚现象,以抵御不良环境,有研究认为这是由于细胞壁内的木质素沉积形成的.目前认为木质素的合成途径不只一条,但苯丙氨酸解氨酶(PAL)和肉桂酸4-羟基化酶(C_4H)等酶在合成中起到了十分重要的作用.因此,本试验以野生蒙古扁桃为试验材料,研究干旱胁迫对其在不同生态环境条件下体内PAL和C_4H酶活性影响的变化.结果表明:在遭受干旱胁迫时,蒙古扁桃叶内PAL和C_4H活性随干旱胁迫程度的增加而逐渐增强,且干旱地区的蒙古扁桃叶内PAL和C_4H活性要强于相对不干旱地区.PAL和C_4H活性与植物的抗旱性呈正相关关系.     

陆地棉微管结合蛋白CLASP家族基因的鉴定及表达分析

CLASP蛋白(CLIP-associated protein,CLASP)是一种调节微管结构与功能的微管结合蛋白,在植物生长发育及形态建成过程中起着至关重要的作用。本研究利用生物信息学的方法,在陆地棉基因组数据库中鉴定出6个编码CLASP蛋白的基因。多重序列比对及系统进化树分析表明,陆地棉CLASPs可分为2个亚家族(I和II),亚家族I含有HEAT重复结构域和典型的CLASP-N端结构域,亚家族II只含有CLASP-N端结构域。实时荧光定量PCR结果表明,6个CLASPs基因在棉花各组织中均有表达,但表达模式各不相同,其中CotAD_63740(Gen Bank登录号为KX881965)和CotAD_04861(Gen Bank登录号为KX881961)在纤维中优势表达,CotAD_48232(Gen Bank登录号为KX881962)、CotAD_48665(Gen Bank登录号为KX881963)、CotAD_55570(Gen Bank登录号为KX881964)和CotAD_68468(Gen Bank登录号为KX881966)在茎中优势表达,表达模式的不同表明CLASPs在棉花不同组织中功能不同。本研究为深入研究棉花CLASPs的功能奠定了基础。     

小麦bZIP家族转录因子的鉴定及其在盐胁迫条件下的表达分析

bZIP(Basic region/leucine zippermotif)蛋白是真核生物中普遍存在的一类转录因子,对植物应答胁迫具有重要作用.为了鉴定bZIP家族转录因子基因是否参与小麦盐胁迫响应的调控过程,获得更多与盐胁迫相关的bZIP转录因子,本研究以'科农199'(KN199)为实验材料,利用Illumina ...     

自花授粉诱导的甘蓝功能基因BoSPI的克隆与表达分析

自交不亲和性是甘蓝在长期进化过程中形成的防止自交衰败、促进杂交优势的一种复杂而完善的遗传机制。克隆自交不亲和性相关基因对甘蓝自交不亲和性的深入研究和利用有重要意义。本研究通过挖掘0~60 min自花和异花授粉的甘蓝柱头转录组数据, 筛选到一个受自花授粉诱导上调表达的基因, 命名为BoSPI。BoSPI开放阅读框534 bp, 编码177个氨基酸, 理论等电点为4.21, 不包含信号肽和跨膜区, 含有4个保守的EF-hand结构域。BoSPI基因起始密码子上游2000 bp的核苷酸序列中含有真菌诱导响应、代谢调节以及器官形成等应答元件。BoSPI基因在大肠杆菌中可诱导表达为17 kD的蛋白。BoSPI在柱头中表达量最高, 在花瓣、萼片、叶片、雄蕊表达量较低。BoSPI蛋白被定位在细胞膜和细胞质。自花授粉30 min后对BoSPI基因的诱导表达显著增强。表明BoSPI参与了柱头响应自花花粉刺激的分子过程, 可能是实现甘蓝自交不亲和性相关的某种新功能基因。     

基于转录组测序的苦瓜热激蛋白相关基因分析

为获得苦瓜叶片高温胁迫状态下表达的相关基因,本研究以高温胁迫下苦瓜叶片为实验材料,采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对正常温度(26℃)和高温胁迫(38℃)下苦瓜叶片转录测序后进行组装,再利用KEGG、Pfam、Swiss-Prot和NR数据库平台对热激蛋白的相关功能基因筛选,共获得24个热激蛋白相关基因,包括得20个热激蛋白基因、2个位于叶绿体中的小热激蛋白以及2个热激转录因子。聚类分析研究表明,涉及到热激蛋白相关的20个Unigene广泛分布于3大类中,其中c42567和c43094这两个亲缘关系最近;两个小热激蛋白c42963和c12133的亲缘关系次之;c35683和c3040两个热激转录因子亲缘关系最远。通过本次研究中获取的24个热激蛋白相关Unigene信息,有助于深入研究苦瓜耐高温胁迫机理等提供数据信息。     

CPPU处理猕猴桃常温贮藏过程中果实糖含量相关基因的表达分析

为了解析采前CPPU处理的猕猴桃果实贮藏性与未处理果实的差异及相关的分子调控机制,以清水为对照,评价了盛花后用20 mg/L CPPU处理果实在常温贮藏下可溶性固形物、可滴定酸及可溶性糖含量的变化,并用转录组分析鉴定出与可溶性糖变化相关的候选基因。结果表明,无论处理还是对照,可溶性糖含量在贮藏过程中呈逐渐上升趋势,但CPPU处理果实的可溶性糖含量始终低于对照果实。转录组分析表明,CPPU处理抑制了淀粉和蔗糖代谢中的基因Achn087691(编码磷酸己糖异构酶)以及果糖和甘露糖代谢中基因Achn203191(编码磷酸丙糖异构酶)的表达,并促进淀粉和蔗糖代谢中基因Achn069851(编码己糖激酶)前期表达,但对基因Achn161931(编码尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶)、基因Achn206141(编码尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸酯-4-表异构酶)和基因Achn295291(编码果胶甲酯酶)表现为前期抑制、中期促进、后期抑制。由此推测,20 mg/L CPPU处理明显影响了徐香猕猴桃果实中可溶性糖含量及糖代谢相关基因的表达,致使果实常温贮藏过程中可溶性固形物和可溶性糖含量降低,且提前软化。     

甘蓝型油菜铵转运蛋白基因家族成员的鉴定与表达分析

了解异源四倍体甘蓝型油菜中AMT基因家族的功能,为进一步克隆和利用基因改良甘蓝型油菜的氮素利用效率和铵毒抗性提供一定的理论基础。利用生物信息学的方法鉴定出20个BnaAMTs基因,其中14个为AMT1亚家族成员,6个为AMT2亚家族成员,它们不均匀地分布在油菜的12条染色体上。进化与保守基序分析结果表明,BnaAMTs蛋白亚家族内的蛋白质序列保守性较高,但亚家族之间的差异较大。BnaAMTs基因在油菜不同组织中的表达谱显示,该基因家族表达具有组织特异性。利用转录组测序结果分析发现,根部在供应高浓度的铵态氮和硝态氮时,BnaA7.AMT1;3表达量最高;在硝态氮缺乏条件下,BnaA5.AMT1;1表达量最高;在上述几种处理下,BnaC6.AMT1;1都是地上部表达量最高的拷贝。在缺硼或缺磷条件下,油菜BnaAMTs基因整体呈现表达上升的趋势;但在盐胁迫条件下,表达量下降;镉胁迫对BnaAMTs基因的表达影响较小。这些基因可能在铵态氮与其他必需营养元素的互作、镉胁迫、盐胁迫等逆境响应中发挥一定的作用;并为进一步深入解析甘蓝型油菜AMT家族基因的分子功能奠定了基础。     

蒙古黄芪2种表型种子的可溶性蛋白电泳分析

采用聚丙烯酰胺电泳技术,对蒙古黄芪有纹和无纹2种表型种子进行可溶性蛋白电泳分析,以探测二者在遗传上的差异。结果表明,2种表型种子产生的34条可溶性蛋白电泳谱带中,25条为共有谱带,其中8条谱带在2种表型种子中着色强度不同;9条为多态性谱带,无纹种子和有纹种子各具有2条和7条特异性谱带。可见,蒙古黄芪2种表型种子在遗传上存在分化。     

扁桃CBF2基因的克隆及原核表达

为进一步研究扁桃CBF2 目的蛋白功能,探明CBF2 转录因子在扁桃中的抗寒分子机制,以新疆栽培扁桃(Amygdalus communis L.)‘双软’叶片为材料,通过PCR 技术从基因组DNA 中克隆CBF2 基因,命名为AcCBF2,将该基因片段连接到原核表达载体pET-32a(+)上,构建重组质粒pET-AcCBF2 并转化E. coli Rosetta(DE3)感受态细胞中进行诱导表达;生物信息学推测显示该基因的开放阅读框(ORF)为717 bp,编码238 个氨基酸,其分子量为26.59 kD,等电点为5.29。系统发育树分析结果显示,AcCBF2 基因与扁桃CBF1、光核桃和桃的亲缘关系最近。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明,该蛋白分子量约47 kD,与预期蛋白大小基本一致。AcCBF2 基因在E. coli Rosetta 中的最佳诱导条件为IPTG浓度0.2 mmol/L、诱导4 h。     

普通菜豆中烟草水杨酸结合蛋白2同源基因的鉴定及表达特征分析

水杨酸(salicylic acid, SA)能够诱导植物产生系统抗病性反应, 而水杨酸结合蛋白2 (salicylic acid binding protein 2, SABP2)是植物细胞内调控水杨酸水平的重要酯酶。本研究利用生物信息学方法在普通菜豆中搜索到7个烟草水杨酸结合蛋白2的同源基因, 命名为PvMES1~PvMES7。分别在2个菜豆感病品种(白刀豆和BRB130)和2个抗病品种(黑芸豆和260205)中接种尖镰孢菌FOP-DM01菌株(Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli isolate, FOP-DM01)后, 检测寄主根组织中水解水杨酰甲酯(methyl salicylate, MeSA)活性和游离SA含量的变化, 并利用荧光定量PCR技术分析7个PvMES基因表达量变化。结果表明, PvMES1、PvMES3、PvMES4、PvMES5和PvMES6的转录表达受FOP-DM01菌株诱导均呈现不同程度的升高, 其中黑芸豆中PvMES5基因和260205中PvMES1基因表达量变化最显著, 接种3 d后分别升高至0 d表达量的7.6倍和5.6倍。此外, 黑芸豆和260205根中水杨酰甲酯酯酶(methyl salicylate esterase, MES)活性显著提升, 游离SA含量也相应升高, 激活寄主内SA介导的相关防御反应。本研究结果可以为普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病分子育种和抗病机理研究提供理论基础。     

棉蚜化学感受蛋白AgosCSP2的基因克隆、时空表达动态及气味结合特征分析

化学感受蛋白是一类存在于昆虫化学感受器中的可溶性蛋白,可能与昆虫识别外界化学信息有关。本研究从棉蚜(Aphis gossypii)转录组数据中克隆得到1条编码化学感受蛋白的cDNA序列,命名为AgosCSP2(GenBank登录号KC017751)。使用qRT-PCR技术对此化学感受蛋白mRNA在棉蚜中的时空表达谱进行了分析,结果表明AgosCSP2在多数类型棉蚜若虫中的表达量明显高于成虫中的表达量;在寄主为棉花时的表达量高于寄主为木槿时;在无翅成蚜中足的表达量相对其他组织较高。荧光竞争性结合试验表明AgosCSP2与气味化合物的结合能力较弱。推测该基因主要参与棉蚜若虫对寄主的适应过程,具有嗅觉以外的生理功能。试验结果为进一步研究AgosCSP2的功能奠定了基础。     

水稻OsUAP2基因生物信息学分析及原核表达活性鉴定

UAGPase广泛存在于生物体,是糖代谢过程中一类重要酶。我们前期发现水稻Os UAP1具有单向催化UDPG分解代谢活性,Os UAP2与Os UAP1序列相似性极高。本研究对Os UAP2进行生物信息学分析,构建并表达重组蛋白,并鉴定其酶蛋白活性。结果表明,OsUAP2基因位于4号染色体,编码区序列长1482 bp,编码493个氨基酸;Os UAP2具有UDPGP保守结构域,无跨膜区域,N-端不含信号肽;二级结构分析显示,该蛋白含α-螺旋和无规则卷曲较多;同源性分析表明,Os UAP2与玉米UAGPase的亲缘关系最近。在16℃下经0.1 mmol/L IPTG诱导8 h,原核菌株BL21表达出分子量约55 kD可溶性重组蛋白。体外酶活性测定表明,Os UAP2能同时催化UDPG降解和合成,表现出双向可逆催化的特点。本研究结果为进一步深入研究OsUAP2基因的生物学功能提供了科学依据。     

山羊心脏型脂肪酸结合蛋白cDNA序列克隆及生物信息学分析

本文通过RT-PCR技术克隆山羊心脏型脂肪酸结合蛋白的cDNA 全序列,并对cDNA序列的氨基酸同源性、理化性质、二级结构特征进行了预测和分析。结果显示,山羊H-FABP基因cDNA全长402 bp,推测的氨基酸序列与绵头同源性为100%;H-FABP蛋白属疏水性蛋白,呈为弱酸性;二级结构以β折叠为主;不含跨膜结构域,具有潜在的信号肽位点、多个其它信号位点以及细胞脂肪酸结合信号位点,从而为揭示H-FABP蛋白空间结构和生物学功能研究提供理论基础。     

棉花C2H2类型锌指蛋白基因GhSIZ1的克隆及表达分析

通过RT-PCR技术从陆地棉中克隆到1个编码C2H2型锌指蛋白的基因,命名为Gh SIZ1(Stress Induced Zinc finger protein1)。该基因编码239个氨基酸残基,预测蛋白分子量为26.6205 k D,等电点为6.52。Gh SIZ1包含一个C2H2型锌指结构域,在其N端含有保守的L-box,C–末端含有一个转录抑制结构域EAR/DLN-box。系统发育树分析表明Gh SIZ1与可可(XP_007044496.1)和中粒咖啡(CDP00218.1)中的锌指蛋白亲缘关系较近。实时定量PCR分析Gh SIZ1在棉花各组织中均有表达,但在根中表达量最高。低温、高盐、干旱胁迫处理后Gh SIZ1的表达水平显著上调。亚细胞定位分析表明,Gh SIZ1定位在细胞核中。本研究表明,Gh SIZ1可能在棉花响应低温、高盐、干旱等非生物胁迫中起着重要作用。     

大草蛉化学感受蛋白基因CpalCSP3组织表达谱及气味结合特性分析

昆虫化学感受蛋白(Chemosensory protein,CSP)具有结合和运载气味分子穿过感器淋巴液到达嗅觉受体的作用,但尚未见有关大草蛉(Chrysopa pallens)CSP功能的报道。本研究克隆得到大草蛉Cpal CSP3基因,利用RT-q PCR技术测定了其在成虫各组织的表达谱,发现Cpal CSP3基因主要在雌雄虫的触角和头部表达,暗示该基因参与了大草蛉的嗅觉及味觉感受。为探讨其嗅觉功能,利用原核表达系统和荧光竞争结合试验测定了Cpal CSP3蛋白与84种气味物质的结合能力。结果表明,Cpal CSP3蛋白与橙花叔醇、(+)￣雪松醇和β￣紫罗兰酮具有很高的结合能力,结合常数(Ki)为8.79~9.79μmol·L-1;与根皮苷、月桂醛、乙酸香叶酯和α￣蒎烯也有较高的结合能力,Ki为11.54~19.06μmol·L-1。分析认为,Cpal CSP3蛋白可能在大草蛉对这些气味的嗅觉感受中起作用,使得大草蛉能对害虫寄主植物有效定向进而搜寻到猎物。     

烟草MRS2/MGT基因家族的鉴定与表达分析

为鉴定烟草基因组中的镁转运蛋白(MGT)基因,探讨MGT对烟株镁离子运输的机制,首先以水稻和拟南芥基因组中的镁转运蛋白家族基因为参考序列,应用同源序列比对方法,从烟草基因组中鉴定获得7个NtMGTs,均具有保守的Gly-Met-Asn三肽基序。再设计不同镁供应水平和光强处理的实验,结果发现NtMGTs的表达具有组织特异性且受光诱导表达。强光处理使烟株根中NtMGT1与叶片中的NtMGT2、NtMGT4、NtMGT5的表达量上升。随着镁供应浓度的上升,根系NtMGT1基因表达量提高且与根系镁含量变化趋势一致,推断NtMGT1基因主要介导烟株根系对镁的吸收;而叶片中NtMGT2、NtMGT4与NtMGT5基因表达量先上升后降低,说明3个基因属于高亲和镁离子转运系统。高温强光胁迫下,适当施镁能提高烟株地下部NtMGT1表达,促进根系吸收镁离子;提升地上部NtMGT2、NtMGT4与NtMGT5基因表达,促进镁离子的转运,保障烟株正常的生长发育。研究结果可为烟草生产上合理施镁提供理论指导。     

绿竹cab-BO2基因的克隆及其表达载体的构建

捕光叶绿素a/b结合蛋白基因是绿色植物光合系统中的重要基因,其编码的蛋白与色素所形成的蛋白复合体在光化学反应、光保护等方面都起着重要的作用.采用RT-PCR技术和与RACE-PCR技术,从绿竹中克隆到捕光叶绿素a/b结合蛋白基因的全长cDNA编码区,命名为cab-BO2(GenBank登记号:EF088668).该基因编码区长为792 bp,编码263个氨基酸.通过加酶切位点的方法,将基因的编码区直接构建到载体pBI121多克隆位点.经过酶切检测,获得了包含35S启动子、cab基因、GUS报告基因和NOS终止区域的植物表达载体.