香鳞毛蕨DfTCP的生物信息学及其表达模式分析

为探究香鳞毛蕨DfTCP基因应答外源激素和非生物胁迫的响应机制,以香鳞毛蕨幼苗为材料,在外源激素(SA、ABA、MeJA和Eth)、盐(200 mmol/L NaCl)、干旱(20%PEG)、高温(42℃)及低温(4℃)处理下,分别于0,0.5,1,3,6,12,24,48 h取样,对DfTCP进行生物信息学分析和表达模式分析。结果表明:DfTCP基因CDS全长1 431 bp,编码477个氨基酸,含有一个保守的bHLH结构域,定位于细胞外;DfTCP蛋白二级结构为mixed型;香鳞毛蕨不同组织中DfTCP的相对表达量为叶柄>叶>根;外源激素SA处理下,香鳞毛蕨叶片中DfTCP的相对表达量表现为"升-降-升-降"的趋势,在0.5,12 h达到峰值,极显著高于对照;ABA处理下,DfTCP的相对表达量整体上调且呈现先升后降的趋势,仅0.5 h香鳞毛蕨叶片中DfTCP的相对表达量与对照组差异不显著;MeJA和Eth处理后,香鳞毛蕨叶片中DfTCP的相对表达量均随处理时间的增长表现为"降-升-降"的趋势,分别在6,1 h达到峰值且与对照差异极显著;在PEG和NaCl条件下处理,香...     

黄毛草莓FnFIT基因克隆及非生物胁迫下表达模式分析

为分析非生物胁迫下黄毛草莓FnFIT基因的表达模式,探讨FnFIT参与铁吸收的作用机制。本研究提取黄毛草莓根系总RNA,通过克隆获得基因FnFIT,并分析FnFIT的基因结构、保守基序和启动子顺式作用元件。此外,对黄毛草莓进行缺铁、铁过量、高p H值、干旱、碱、盐碱、盐七种胁迫处理,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测FnFIT的表达模式,并测定新叶铁含量、叶绿素含量和根系铁还原酶(FCR)活性。结果表明,FnFIT编码区全长984 bp,编码327个氨基酸,属于bHLH家族。FnFIT启动子区具有脱落酸、茉莉酸等激素调控元件、光响应元件、干旱、低温等逆境诱导元件,以及DNA结合蛋白结合位点、G-box元件。RT-qPCR结果显示FnFIT主要在根系中表达,且在缺铁、高pH值、干旱、碱、盐碱、盐等胁迫下基因表达量提高,铁过量诱导FnFIT表达量下降。FCR活性变化与FnFIT表达模式基本一致。缺铁和高pH值处理导致新叶叶绿素含量和Fe²⁺含量显著降低。盐碱和盐胁迫会导致叶片叶缘焦枯,而缺铁处理表现出黄化症状。铁过量处理对草莓产生毒害症状,导致草莓根系发黑,...     

玉米ZmWRKY53基因克隆及诱导表达分析

WRKY是植物细胞中进化较为保守的一类转录因子,参与了生物和非生物逆境胁迫应答反应的调控。本研究基于干旱诱导的玉米(Zea mays L.)B73转录组数据库,成功克隆到1个WRKY基因,命名为Zm WRKY53。序列比对发现,该基因含有904 bp的完整开放读码框,编码302个氨基酸,在C端含有1个保守的WRKYGQK结构域,同源比对ZmWRKY53属于IIc类WRKY转录因子。生物信息学预测,Zm WRKY53为碱性不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜结构域。洋葱内表皮亚细胞定位显示,Zm WRKY53蛋白位于细胞核中。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,Zm WRKY53基因在玉米的根和叶中有较高的表达水平,而在茎、玉米须、雄穗和胚中的表达量较低。不同的非生物胁迫如低温(8℃)、NaCl、H2O2和PEG均能显著提高Zm WRKY53的表达水平,尤其是PEG诱导使其表达水平上调9.5倍。接种玉米纹枯病的叶片中,Zm WRKY53的表达量提高了13倍。对比不同的激素处理情况,脱落酸(abscisic acid,ABA)和水杨酸(salicylic acid,SA)处理后,Zm WRKY53的表达水平持续上调;而在赤霉素(gibberellin,GA)和乙烯处理的玉米根中,Zm WRKY53呈现无规律的变化特征。蛋白互作预测,十个候选基因可作为后续Zm WRKY53调节机制的靶目标研究。上述实验表明,Zm WRKY53基因通过对不同激素信号的调节,不仅参与玉米对纹枯病的抗性反应,还参与对非生物胁迫信号的转导。     

小麦CCT基因家族的全基因组鉴定和表达模式分析

CCT基因家族广泛存在于植物中,对植物生长发育有着重要的作用.本研究利用生物信息学方法在小麦全基因组水平一共鉴定到80个CCT基因,并对其基因结构、进化关系、顺式作用元件、染色体定位和表达模式进行分析.结果 表明,80个小麦TaCCT基因在小麦染色体上分布不均,在A、B、D染色体组中分别包含有28、24和28个CCT基...     

橡胶树HbDHAR2基因克隆及表达分析

脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)通过调节抗坏血酸水平在植物生长发育和抗逆过程中发挥重要作用.为明确橡胶树DHAR基因的序列特征、表达特性以及潜在的生物学功能,采用RT-PCR技术,从橡胶树中克隆了DHAR基因HbDHAR2.该基因开放阅读框为639 bp,编码212个氨基酸.预测HbDHAR2蛋白等电点为5.69,分子量...     

椰子NCED2基因克隆及逆境响应表达分析

顺式-环氧类胡萝卜素双氧合酶(9-cis-epoxy carotenoids dioxygenase, NCED)是ABA生物合成间接途径的关键限速酶,在植物逆境响应中有重要作用。本研究利用RT-PCR从‘文椰2号’椰子中鉴定出NCED2基因。结果表明,CnNCED2基因长度为1 845 bp,编码614个氨基酸。其蛋白主要由α-螺旋、无规则卷曲、β-转角和延伸连构成,为亲水蛋白。在CnNCED2的启动子序列上发现了TC重复序列、MBS、LTR等与逆境密切相关的顺式作用元件,以及CGTCA模序、TGA元件、TGACG模序、ABRE等与植物激素相关的顺式作用元件。基因表达分析发现CnNCED2受低温和干旱胁迫诱导,分别在低温处理后12 h和干旱处理后6 h达到峰值,而盐胁迫处理抑制NCED2的表达。本研究分析了CnNCED2在3种逆境胁迫下的表达特征,对椰子抗性育种有一定参考作用。     

杨树PeNHLd基因的克隆与表达模式分析

含有NHL结构域的基因在人类、动物和微生物的生长发育过程中扮演着重要角色,但是在植物中关于该类基因的研究还未曾有过报道。为了探究该类基因在植物中的表达模式,本研究以"南林895"杨为材料,采用RACE技术克隆得到了PeNHLd基因,并通过RT-PCR对预测的ORF框进行了验证。杨树PeNHLd基因包含7个外显子和6个内含子,其c DNA全长为1 971 bp,包括1个1 449 bp的开放阅读框,可编码482个氨基酸,预测其蛋白质分子质量为53.9 kD,理论等电点7.24;该蛋白含有3个跨膜螺旋和2个保守的NHL结构域。实时定量PCR结果显示,Pe NHLd基因在干旱、高盐、激素、病原菌侵染等胁迫下有着明显的动态表达模式,对这些胁迫做出了迅速而强烈的响应;同时该基因在杨树根、茎、叶等不同组织器官中存在显著的表达差异,有着明显的组织特异性。本研究为探究PeNHLd基因在植物中的表达模式提供理论依据。     

木薯MeRSZ21a的克隆、生物信息学分析和表达模式分析

在非生物胁迫过程中,植物中SR蛋白(serine/arginine-rich proteins, SR)发挥着重要作用。本研究利用生物信息学分析方法,对木薯MeRSZ21a基因结构、理化性质、结构域、保守基序、系统进化等方面进行了分析,并分析MeRSZ21a在各组织中的表达,以及胁迫后其剪接模式和表达水平。我们之前的研究表明,木薯MeRSZ21a是SR蛋白家族中RSZ亚家族的成员之一。本研究结果表明MeRSZ21a基因全长为2 263 bp,编码160个氨基酸,蛋白大小为18 kD,属于亲水性碱基蛋白。MeRSZ21a含有RRM和zf-CCHC结构域,与野生大豆亲缘关系最近。在3个木薯品种‘W14’、‘Arg7’和‘Ku50’各组织中,MeRSZ21a在发育前期组织中表达量较低,在成熟的侧芽与叶组织器官中表达量较高。胁迫处理后,MeRSZ21a的转录本及表达量发生较大变化,其中叶片中转录本数均上升,并且对木薯进行不同温度(42℃,-3℃)胁迫处理后,根和叶中MeRSZ21a的表达水平显著性上调,表明在响应胁迫过程中,MeRSZ21a发挥着重要作用。这有助于进一步探索木薯MeRSZ21a在植物响应非生物胁迫中的功能。     

水稻CNGCs家族的鉴定及非生物胁迫诱导表达模式分析

为了解水稻CNGCs家族成员的基因结构、进化特征、亚细胞定位、启动子顺式作用元件和生物学功能,本研究利用生物信息学的手段对水稻CNGCs家族进行鉴定,运用RT-qPCR的方法分析OsCNGCs在非生物胁迫下的诱导表达模式。结果表明,水稻共有16个CNGCs,分布在1、2、3、4、5、6、9和12号染色体上。进化树分析显示OsCNGCs可分为4个大组(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ),而Ⅳ组可以细分为Ⅳ-A和Ⅳ-B 2个亚组。OsCNGCs启动子区域存在多种顺式调控元件,包括各种类型的光响应元件、厌氧诱导响应元件、逆境相关转录因子结合元件、防御和逆境响应元件、低温响应元件以及各种植物激素响应元件等,暗示OsCNGCs在响应多种激素和非生物胁迫中可能存在重要调控作用。多种非生物胁迫诱导表达分析表明,大多数OsCNGCs基因表现出明显的差异表达。本研究为解析CNGCs家族基因在水稻应对非生物胁迫中的功能提供了参考。     

棉花类表皮特异性分泌糖蛋白基因GhA01EP1的克隆和功能分析

[目的]本研究对类棉花表皮特异性分泌糖蛋白基因GhA01EP1的克隆及功能分析,为进一步了解胞外蛋白抵抗环境胁迫的调控机制提供了基础.[方法]利用同源克隆法获得了冀2658中GhA01EP1的序列,通过实时定量聚合酶链式反应检测GhA01EP1基因的组织表达及干旱胁迫前后表达变化.对GhA01EP1蛋白的理化性质、结构...     

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...     

茶树CsDREB-A6转录因子基因克隆及表达分析

DREB (Dehydration-responsive element)转录因子在植物抗逆反应中发挥重要作用.为探究茶树中DREB转录因子在逆境胁迫中的功能,本研究克隆得到茶树'陕茶1号'CsDREB-A6基因cDNA序列,该基因序列全长1041 bp (NCBI登录号:MT747421),含有1041 bp的开放阅...     

马铃薯StSnRK2.4基因的序列分析及其在非生物胁迫下的表达分析

SnRK2是植物特有的一种丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,在ABA信号转导和植物抵御逆境中起着重要作用.为探究马铃薯SnRK2在非生物胁迫下的调控作用,本研究以'青薯9号'为试验材料,克隆得到一个SnRK2家族基因StSnRK2.4,利用PlantCARE、ExPASy、 Cell-PLoc 2.0等软件对其进行序列分析,并通过RT-qPCR技术分析该基因在低温胁迫(4℃)、干旱胁迫(10％ PEG-8000)以及NaC1胁迫(NaC1浓度为300 mmol/L)下的表达模式.结果 表明:StSnRK2.4基因的开放阅读框(ORF)为1083 bp,编码360个氨基酸.StSnRK2.4蛋白的相对分子质量为41.49103 kD,理论等电点(pI)为5.52,脂肪系数为80.69,为不稳定亲水蛋白;亚细胞主要定位于细胞核;与AMP活化蛋白激酶-γ调节亚基、非特异性蛋白-BZIP转录因子、蛋白酪氨酸及PP2C ABI2同源物等互作,可能参与植物MAPK信号通路和植物激素信号转导;与野生番茄、番茄亲缘关系最近.RT-qPCR分析表明,StSnRK2.4基因的相对表达量在低温胁迫(4℃)、干旱胁迫(10％ PEG-8000)以及NaC1胁迫(NaC1浓度为300 mmol/L)下均极显著上调,说明该基因受低温、干旱和盐胁迫诱导.StSnRK2.4基因的相对表达量在低温胁迫、干旱胁迫和NaCl胁迫0、3、6h以及在干旱胁迫和NaC1胁迫0、1、2d均呈上调-下调模式;StSnRK2.4基因的相对表达量在低温胁迫0、1、2d呈上调-上调模式,研究认为StSnRK2.4基因可能参与非生物胁迫及相关信号分子应答.     

番茄萜类合成酶基因SlTPS7和SlTPS16的克隆与表达分析

萜类化合物(Terpenoiods)是番茄中一类重要的次生代谢产物,也是受虫害诱导而产生最多的一类挥发物;萜类合成酶基因(terpene synthase, TPS)是萜类生物合成途径中的关键酶。以‘Micro Tom’番茄为材料,利用RT-PCR技术克隆番茄SlTPS7和SlTPS16基因,并对获得的基因序列进行生物信息学分析;利用荧光定量PCR技术检测施氮量为0.38、1.534、7.67、15.34和23.01 mmol/L不同浓度氮素营养液中番茄SlTPS7和SlTPS16基因的表达情况。结果显示,SlTPS7和SlTPS16基因开放阅读框(ORF)分别为1 779和1 218 bp,编码592和405个氨基酸;均为酸性不稳定亲水蛋白,其结构以α-螺旋(Alpha helix)及无规则卷曲(Random coil)为主,亚细胞预测显示SlTPS7和SlTPS16可能在细胞膜和叶绿体上表达;在不同浓度氮素处理下,SlTPS7和SlTPS16基因表达情况存在显著差异,适量的减氮处理能够促进番茄叶片SlTPS7、SlTPS16的表达,结果可为氮素对番茄挥发性萜类合成酶基因的调控研究提...     

黑果枸杞LrDREB1基因克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

DREB(Dehydrate responsive element binding factor)转录因子是植物非生物逆境适应中的关键调节因子,该类转录因子具有保守的AP2/EREBP结构域,在低温、高盐等非生物逆境胁迫下,可调控下游逆境应答基因的表达,对增强植物的抗逆能力有重要作用。黑果枸杞具有极强的耐干旱、盐碱能力,为研究黑果枸杞DREB类基因在低温、盐碱响应中的功能,本研究以强抗盐灌木黑果枸杞总RNA为模板,基于前期转录组测序拼接序列,利用RT-PCR方法克隆得到一条DREB基因。该基因含有一个1116 bp的开放阅读框,编码372个氨基酸。系统进化树分析显示,Lr DREB1基因属于DREB亚家族A2组成员,与拟南芥AtDREB2B、AtDREB2E具有较高的相似性。荧光定量PCR结果显示,Lr DREB1受盐胁迫、ABA胁迫和低温胁迫诱导表达,可能参与依赖ABA的信号转导途径,调节黑果枸杞抗盐响应。本研究通过对黑果枸杞LrDREB1基因的克隆、序列分析和表达分析,为研究Lr DREB1的功能及黑果枸杞抗盐机理提供了帮助。     

小麦TaSPP基因的克隆及表达分析

为明确磷酸蔗糖磷酸酶基因(SPP)的表达特征和生物学功能,进一步了解SPP参与蔗糖生物合成的调控机制。以小麦抗旱品种晋麦47的cDNA为模板克隆出3个位于第5同源群上的TaSPP同源基因,分别命名为TaSPP-5A、TaSPP-5B和TaSPP-5D。并利用生物信息学对小麦TaSPP的理化性质、基因结构、顺式作用元件、系统进化树和蛋白保守结构域等进行分析,通过qRT-PCR分析基因TaSPP的表达模式。结果表明,TaSPP-5A、TaSPP-5B、TaSPP-5D都包含8个外显子和7个内含子,TaSPP-5A和TaSPP-5D编码422个氨基酸,TaSPP-5B编码413个氨基酸。系统进化分析显示,小麦TaSPP基因与小麦的近缘物种在进化上处于同一分支,相似度较高。qRT-PCR表达分析结果显示,TaSPP基因在根、茎秆、旗叶、叶鞘、颖花、种子中均表达,其中在旗叶和茎秆中表达量较高;ABA、PEG-6000、NaCl和IAA胁迫均能诱导TaSPP基因的表达,表明小麦TaSPP基因可能在逆境胁迫过程中发挥重要作用。     

玉米ZmPP6C基因的克隆及其响应光质和胁迫处理的表达模式分析

丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(catalytic subunits of Ser/Thr protein phosphatase 6, PP6C)是PP6全酶的催化亚基。在模式植物拟南芥中的研究表明,PP6C参与生长素极性运输、脱落酸信号转导和光信号转导途径介导的开花调控。为了明确玉米丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(ZmPP6C)的蛋白结构特征与同源蛋白间的进化关系,采用RT-PCR方法克隆了ZmPP6C的全长基因。序列分析表明,ZmPP6C开放阅读框为912个核苷酸,编码303个氨基酸残基,包含PP2A的催化亚基PP2Ac结构域;系统进化树分析表明,PP6C蛋白在进化上较为保守,并且与高粱的PP6C蛋白相似性更高。对玉米自交系B73的ZmPP6C基因进行器官特异性表达分析表明,其表达量在成株期叶片中最高,是根中的7.9倍;ZmPP6C能够响应不同光质处理,且受远红光和红光的影响较大;也能响应长日和短日处理,在长日条件下的光照和黑暗阶段各有一个明显的表达高峰,在短日条件下的光照和黑暗阶段分别有2个和3个表达峰值;同时,ZmPP6C还响应高渗透、盐渍和淹水等胁迫处理,出现明显的上调表达。结果表明,ZmPP6C在玉米光信号转导、开花诱导与胁迫应答中发挥重要作用,其分子与生化机制值得进一步探讨。     

二穗短柄草BdDREB1 H基因的克隆和表达分析

植物DREB转录因子在应答干旱、低温和高盐等非生物胁迫过程中发挥着重要作用,为了探讨二穗短柄草BdDREB1H转录因子在应答逆境胁迫的作用,对其序列进行了克隆、生物信息学和转录激活分析.然后利用qRT-PCR法对其在根、茎、叶3种组织和冷、干旱、盐和过氧化氢4种非生物胁迫条件下的表达模式进行了研究.结果显示,BdDRE...