巴西橡胶树钙调蛋白基因的克隆和表达分析

以拟南芥和杨树的钙调蛋白氨基酸序列为探针,对橡胶树转录组数据库进行搜索,并设计引物进行PCR扩增,得到7个橡胶树钙调蛋白基因的c DNA序列,命名为Hb Ca M1-7。序列分析结果发现,Hb Ca M1-7的CDS序列均为450 bp,编码149个氨基酸,分子量为16.8 ku,等电点为3.95。其中,Hb Ca M1-6间氨基酸同源性为100%,Hb Ca M7与其他成员之间的氨基酸同源性为98%。在基因结构组织方面,Hb Ca M1-7均为一个内含子,且内含子的插入位置相同,但内含子的长度明显不同。从氨基酸序列同源性和进化关系分析结果可看出,钙调蛋白基因家族在进化上非常保守。在表达方面,Hb Ca M1-6在各组织中均有表达,除了Hb Ca M3在根中表达丰度相对较高,其他成员均在胶乳中表达丰度相对较高,而Hb Ca M7在各组织中的表达均比较低;乙烯利处理后,Hb Ca M2-7的表达均有一定的上升趋势,而在叶片发育过程中Hb Ca M1-5碷呈明显下调表达。由此可见,橡胶树钙调蛋白与橡胶树叶片发育、胶乳乙烯信号通路具有一定的相关性。     

巴西橡胶树HbUBC5基因克隆、生物信息学及表达分析

为研究巴西橡胶树泛素结合酶(UBC)基因功能,采用PCR技术从巴西橡胶树中克隆了一个UBC基因,用半定量RTPCR分析基因表达模式,同时对基因编码蛋白进行生物信息学分析。结果表明,基因长681 bp,最长开放阅读框555 bp,预测编码蛋白包含184个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC5(At1g63800)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC5。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC5在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在树皮中表达最低。HbUBC5在叶片不同发育时期表达模式存在变化,在古铜期最低,在稳定期最高。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC5表达量明显下降。HbUBC5表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC5可能在巴西橡胶树死皮、产排胶、乙烯和茉莉酸反应中发挥作用。     

巴西橡胶树HbNTL2基因的克隆和表达分析

利用RT–PCR和实时荧光定量PCR技术,对巴西橡胶树膜结合转录因子HbNTL2进行克隆和表达,并通过酵母试验进行转录激活功能分析。结果表明,HbNTL2基因的开放阅读框为1 380 bp,编码一个由459个氨基酸组成的蛋白,该蛋白属于NAC转录因子家族中的ANAC001亚族;在第6～172位氨基酸之间含有典型的NAC结构域,第433~453位氨基酸具有跨膜结构域,是膜结合NAC转录因子;HbNTL2具有转录激活功能,转录激活区在C–末端;HbNTL2在叶片的表达高于在橡胶树的其他部位,受割胶、茉莉酸(JA)和乙烯(ET)处理以及低温胁迫诱导。综合分析结果表明,HbNTL2可能参与调控巴西橡胶树的生长发育和胁迫应答过程。     

巴西橡胶树HbUBC14基因克隆、生物信息学及表达分析

从巴西橡胶树中鉴定出一个泛素结合酶(UBC)基因,该基因长653 bp,最长开放阅读框504 bp,预测编码蛋白包含167个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC14(At3g55380)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC14。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC14在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在花药中表达最低。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC14表达量明显下降。HbUBC14表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC14可能在巴西橡胶树死皮、乙烯和茉莉酸反应中发挥作用。     

巴西橡胶树MADS-27基因的克隆与生物信息学分析

以巴西橡胶树花芽为材料,利用RT—PCR技术从总RNA中扩增获得1个MADS基因。eDNA长度1063bp．开放阅读框717bp,编码239个氨基酸．命名为HbMADS-27。在HbMADS-27氨基酸序列中具有1个较强的跨膜区,二级结构分析结果表明其属于混合型蛋白。HbMADS-27在N端前34-50氨基酸区域内为较强的疏水区,但整条多肽链表现为亲水性。对20个MADS蛋白进行系统进化分析,结果发现,巴西橡胶树的HbMADS-27基因与蓖麻的MADS-27基因亲缘关系最近,而与拟南芥MADS-27基因亲缘关系相对较远。     

巴西橡胶树核糖体蛋白S5基因的克隆及生物信息学分析

核糖体蛋白S5是核糖体蛋白家族的重要成员,在核糖体中发挥重要作用.利用本实验室获得的部分序列设计引物,采用3'-RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得一个核糖体蛋白S5基因的完整阅读框,该基因编码209个氨基酸的多肽,含有一个典型的真核生物核糖体蛋白S5结构域.在HbRPS5氨基酸序列中没有预测到跨膜区和信号肽,二级结构分析表明HbRPS5属于混合型蛋白.对14个RPS5系统进化分析表明,巴西橡胶树的RPS5基因在进化上具有保守性,与植物类拟南芥的RPS5基因亲缘关系最近,而与人和酵母等亲缘关系相对较远.该基因的克隆和生物信息学分析为深入研究其功能奠定了基础.     

巴西橡胶树核糖体蛋白S6基因的克隆及生物信息学分析

核糖体蛋白S6是核糖体蛋白家族的重要成员,在核糖体中发挥重要作用。利用农业部橡胶生物学重点开放实验室获得的部分序列设计引物,采用3-′RACE技术从巴西橡胶树胶乳中获得一个核糖体蛋白S6基因的完整阅读框,该基因编码249个氨基酸的多肽,含有一个典型的真核生物核糖体蛋白S6结构域。在HbRPS6氨基酸序列中没有预测到跨膜区和信号肽,二级结构分析表明：HbRPS6属于混合型蛋白。对10个RPS6系统进化分析表明：巴西橡胶树的RPS6基因在进化上具有保守性,与植物类玉米的RPS5基因亲缘关系最近,而与动物和酵母的亲缘关系相对较远。该基因的克隆和生物信息学分析为深入研究其功能奠定了基础。     

巴西橡胶树铁螯合物还原酶基因(HbFRO)的克隆及表达

在橡胶树转录组测序的基础上,通过RT-PCR方法扩增到橡胶树的1个铁螯合物还原酶基因,命名为Hb FRO。该基因包含1个2 217 bp的开放阅读框,可编码739个氨基酸的多肽。生物信息学分析结果表明,Hb FRO蛋白除了含有Ferric_reduct,FAD_binding和NAD_binding保守结构域外,还含有10个跨膜结构域;Hb FRO蛋白的氨基酸序列与木薯、蓖麻、杨树和拟南芥的FRO蛋白同源,同源性分别为85%,80%,73%和63%。半定量分析结果表明,Hb FRO基因在胶乳、花和叶片中的表达丰度明显高于在树皮和芽中的表达;当橡胶树受到炭疽病菌和白粉病菌侵染时,Hb FRO基因在叶片中的表达被明显抑制。以上数据暗示Hb FRO基因在不同组织中的表达存在差异,可能参与植物的抗病应答反应。     

巴西橡胶树谷氨酸脱氢酶基因cDNA片段克隆及表达分析

谷氨酸脱氢酶[Glutamate dehydrogenase,(GDH;E.C.1.1.4.2)]在植物处于逆境或胁迫时,发挥着重要的作用,主要功能可能是解除逆境或胁迫条件下高浓度的铵毒害.该研究通过同源克隆从巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)中获得谷氨酸脱氢酶基因(HbGDH)的部分cDNA片段(GeneBank登录号:DQ672585),基蛋白包含一个谷氨酸脱氢酶保守结构域.BLAST比对表明HbGDH基因与拟南芥(Arabidopis thaliana)、水稻(Oryza sati-va)GDH基因分别有82%、79%的同源率;系统进化树分析发现HbGDH蛋白与拟南芥、水稻GDH蛋白聚为一簇;不同组织的表达分析表明HbGDH基因在胶乳中表达较高,叶片中次之,树皮中最低.     

巴西橡胶树HbICE2基因的克隆及表达分析

ICE(inducer of CBF expression)介导的非依赖ABA信号传导途径在植物应对低温胁迫反应中起重要的调节作用。采用RT-PCR技术从橡胶树无性系热研8-79的叶片中扩增到1条全长c DNA,共1 677 bp,包括1 593 bp的开放阅读框,编码530个氨基酸,含有bHLH结构域,其中包含19个特征性的保守KMDRASILGDAI(D/E)YLKELL氨基酸序列,命名为HbICE2(Gene Bank登陆号:KY406163)。该基因编码的蛋白分子质量为58.02 KDa,理论等电点为5.95。荧光定量PCR分析结果表明,HbICE2主要在叶片和树皮中表达,而且在原生皮中的表达量显著高于再生皮,在抗寒性较强的橡胶树无性系PR107的树皮中表达量显著高于抗寒性弱的橡胶树无性系热研8-79。HbICE2可能在橡胶树树皮应对低温胁迫的反应中起重要的调节作用。     

巴西橡胶树CCaMK基因家族成员的鉴定和表达分析

钙/钙调素依赖型蛋白激酶(CCa MK,calcium-and calmodulin-dependent protein kinase)是一种钙离子结合蛋白,在钙信号传导过程中起重要作用。本研究以已发表的CCa MK序列作为检索序列,对橡胶树和其他5种植物(木薯、水稻、杨树、蓖麻和拟南芥)的基因组和转录组数据进行全面搜索,鉴定得到6个CCa MK基因,其中包括一个橡胶树CCa MK基因,命名为Hb CCa MK1。序列分析发现:5种植物的CCa MK氨基酸序列同源性较高,为73%~94%。基因结构分析发现,Hb CCa MK1和所分析的其他植物CCa MK一样均,含有6个内含子、1个蛋白激酶结构域和3个EF-hand结构域;从结构和进化上看,Hb CCa MK1和蓖麻、木薯2种植物的CCa MK具有较近的亲缘关系;在表达方面,Hb CCa MK1在橡胶树根中表达丰度最高,其次为树叶和花;另外,Hb CCa MK1的表达还与叶片发育、真菌侵染和低温胁迫有关。     

巴西橡胶树谷氨酸脱氢酶基因cDNA片段克隆及表达分析

谷氨酸脱氢酶[Glutamatedehy drogenase,（GDH;E.C.1.1.4.2）]在植物处于逆境或胁迫时,发挥着重要的作用,主要功能可能是解除逆境或胁迫条件下高浓度的铵毒害.该研究通过同源克隆从巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）中获得谷氨酸脱氢酶基因（HbGDH）的部分cDNA片段（GeneBank登录号：DQ672585）,其蛋白包含一个谷氨酸脱氢酶保守结构域.BLAST比对表明HbGDH基因与拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryzasativa）GDH基因分别有82%、79%的同源率;系统进化树分析发现HbGDH蛋白与拟南芥、水稻GDH蛋白聚为一簇;不同组织的表达分析表明HbGDH基因在胶乳中表达较高,叶片中次之,树皮中最低.     

巴西橡胶树LIM结构域基因克隆与生物信息学分析

根据乙烯利刺激巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳差异表达cDNA文库的EST序列信息,利用RACE技术从胶乳中成功克隆了1个含有LIM结构域的未知功能新基因HbLIM的全长cDNA。生物信息学分析表明,该基因全长cDNA由1016bp的碱基组成,拥有1个570bp的开放阅读框编码189个氨基酸残基;推测氨基酸序列富含Lys,Ser,Ala和Leu,含有2个LIM结构域和2个N-豆蔻酰化位置。序列相似性分析表明,HbLIM编码的氨基酸序列与蓖麻、杨毛、葡萄相应的LIM基因的相似性高达98%,95%和92%。这些研究结果为深入探讨LIM结构域蛋白在巴西橡胶树乳管发育及乳管代谢中的功能奠定了基础。     

巴西橡胶树HbEPSPS基因逆境响应功能解析

草甘膦除草剂的靶标酶为5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)。为研究HbEPSPS基因在橡胶树中的逆境响应功能,分析其在草甘膦、机械伤害、白粉菌侵染和不同激素处理下的表达模式。结果表明:草甘膦、机械伤害和IAA处理诱导HbEPSPS显著上调;干旱、ABA、SA和ETH处理亦能诱导HbEPSPS显著上调;H2O2处理橡胶树叶片中HbEPSPS表达呈现双峰规律;白粉菌侵染叶片,HbEPSPS表达显著下调。不同部位表达分析结果表明,HbEPSPS基因在花中表达量最高,其次是树皮和叶,在胶乳中表达量最低。此结果表明,HbEPSPS基因在橡胶树草甘膦药害和激素信号响应中具有重要作用,为研究其在橡胶树抗逆机制中的作用奠定良好基础。     

巴西橡胶树K+通道蛋白HbKCO1的原核表达

K+通道蛋白在维持细胞离子平衡等生命活动中发挥重要的作用.利用真核或原核表达系统高效表达K+通道蛋白是深入研究其生化特征及生理功能的基础和前提.该研究在成功克隆巴西橡胶树Hevea brasiliensis)K+通道蛋白基因cDNA全长的基础上,将HbKC01 cDNA编码区插入pET-28a构建原核表达载体pET-28a(+)-HbKCO1,并分别转化大肠杆菌RosettaTM(DE3)pLysS和BL21(DE3)菌株.经过条件优化,转化的大肠杆菌RosettaTM(DE3)pLysS菌株经1mM IPTG诱导3h能够高效表达HbKCO1重组蛋白,但同等条件下转化的BL21(DE3)菌株仅能微量表达.HbKCO1重组蛋白原核表达具有菌株依赖性.     

巴西橡胶树产胶量与气象因子的相关性分析

通过对海南天然橡胶集团新中分公司2006~2011年橡胶产量和生育期内气象因子的统计和分析表明,影响橡胶树胶乳产量的主要气象因子是日照时数和气温。当气温在26.3~26.5℃,日照时数在165.18~166.76 h,地温在30.53~31.43℃范围内,能获得较大的胶乳产量。     

巴西橡胶树抗风研究进展

从品种(系)抗风性评价、抗风力影响因素,以及抗风性早期预测等3个方面,综述巴西橡胶树抗风研究的最新进展,为巴西橡胶树抗风性的深入研究及抗风品种选育提供参考。     

巴西橡胶树PR107和海垦1号品种的核型分析

巴西橡胶Hevea brasiliensis)是重要的热带经济作物.PRl07与海垦1号是中国橡胶树种植、育种的两个重要品种.利用染色体直接敲片技术研究橡胶品种PR107、海垦1号的染色体数目和核型.结果表明:PR107染色体数目为2n=36,核型公式为2n=36=30m(2sat)+6sm,海垦1号染色体数目为2n=36,核型公式为2n=36=22m(2sat)+14sm(2sat),两者核型类型均为2B型.     

巴西橡胶树胶乳蛋白质组学研究综述

巴西橡胶树胶乳高速离心后大致可分为橡胶粒子、C-乳清和黄色体3种组分,这些组分中含有约200种不同的蛋白质。随着蛋白质组学的发展,巴西橡胶树胶乳蛋白质组学的研究已相继展开。本文综述近年来巴西橡胶树胶乳蛋白质组学的研究,提出了其存在的问题并进行了展望。     

巴西橡胶树雄性不育相关候选基因HbXTH23的表达

为了揭示HbXTH23基因在橡胶树雄性不育的功能与作用,从分子水平分析橡胶树雄性不育的机制,利用qRT-PCR对HbXTH23基因在橡胶树不同的组织器官及雄花不同发育时期的表达进行分析,并通过mRNA原位杂交技术以探明HbXTH23在橡胶树雄花中的特异性表达部位。荧光定量结果表明,HbXTH23基因在不育品种的雄花表达量明显高于在可育品种雄花的表达量,且明显高于在其他组织的表达量,而在胶乳中几乎没有表达。在雄性可育品种小孢子母细胞时期、四分体和单核小孢子时期3个阶段的变化呈现平缓上升的趋势,在不育品种中,则表现为先升高后下降的趋势,在四分体时期的表达差异最大。利用mRNAFISH技术表明HbXTH23基因主要是在花丝（柱）、花药壁中表达,推测其在花丝（柱）和花药壁上的异常表达可能是导致雄花不育发生的原因之一。HbXTH23开放阅读框为861 bp,编码286个氨基酸,蛋白分子量为31.95 kDa,理论等电点7.62,总平均亲水性GRAVY为-0.288,氨基酸序列密集分布在负值以下,为疏水性蛋白。亚细胞定位预测HbXTH23蛋白存在于细胞壁、细胞质中。具有信号肽,其剪切位点位于第26...