拟南芥晚花突变体fve-1和fca-1营养生长时相转变

拟南芥胚后发育经历了营养生长和生殖生长两个主要阶段,在营养生长的过程中,由幼龄期向成熟期的转变称为营养生长时相转变。有关这个转变的基因调控网络仍不清楚。本文对拟南芥晚花突变体fca-1、fve-1的营养生长时相转变过程进行了形态学观察和基因表达分析。结果表明：与野生型相比,fve-1、fca-1植株幼龄期延长,导致营养生长时相转变延迟。自主开花基因FVE、FCA参与了植物营养生长时相转变的调控。     

巴西橡胶树中碱性转化酶HbNINa基因的克隆和表达模式分析

检索橡胶树EST和基因组数据库,发现了1个在叶片中高丰度表达的中碱性转化酶基因.采用RT-PCR和RACE技术获得了该基因的cDNA和基因组序列,命名为Hb NINa.序列分析结果显示,HbNINa基因cDNA序列的编码区(CDS)序列长度为1 719 bp,对应的基因组序列为3 696 bp.序列分析表明,该基因编码571个氨基酸多肽,推测其分子量大小为65.7 ku,等电点为6.36.HbNINa蛋白包含植物中碱性转化酶的全部保守结构域.基因组结构分析显示Hb NINa基因包含4个外显子和3个内含子.QPCR分析结果表明,HbNINa基因在在胶乳中表达水平极低,而在其他组织如树皮、树叶和雌花中的表达丰度相对较高.在叶片发育过程中,Hb NINa在叶片发育的初期高丰度表达,推测HbNINa可能参与叶片蔗糖利用,进而在橡胶树叶片发育过程中起重要作用.     

甘蔗可溶性酸性转化酶基因的克隆及序列分析

可溶性酸性转化酶在植物糖代谢中起着关键作用,为了研究甘蔗中可溶性酸性转化酶,利用电子克隆与RT-PCR方法从甘蔗中分离出1个甘蔗可溶性酸性转化酶基因DNA及cDNA序列,DNA序列长度为3 266 bp,含有3个外显子和2个内含子,cDNA序列长度为1 890 bp,包含1 656 bp的完整开放阅读框,编码551个氨基酸。BLASTX分析显示,该蛋白与其它植物已知的酸性可溶性蔗糖转化酶具有很高的同源性,推测该蛋白为可溶性酸性转化酶。预测甘蔗SAI家族可能只有1个基因,这可能与其大量积累蔗糖的能力有重要关系。     

条锈菌诱导上调表达的小麦腺苷甲硫氨酸脱羧酶（SAMDC）基因的克隆及其特征分析

为了克隆条锈菌诱导上调表达的小麦腺苷甲硫氨酸脱羧酶（SAMDC）基因并研究其在小麦感病、抗病单株苗期抗条锈病防御反应中的作用,以大麦（Hordeum vulgareL.）SAMDC全长cDNA序列为信息探针,采用电子克隆、RACE（Rapid amplification of cDNA ends）和RT-PCR方法,从条锈菌（Puccinia stri-iformisf.sp.tritici）CYR32侵染的小麦（Triticum aestivumL.）抗条锈病新种质NR1121中分离出1个新的小麦SAMDC基因家族成员,命名为TaSAMDC2（GU016570）。TaSAMDC2基因cDNA序列全长2 003 bp,5′非翻译区区域和一个带有Poly（A）的3′非翻译区区域长分别为553和283 bp;该基因的开放阅读框为1 167 bp,编码388个氨基酸,编码的氨基酸序列包含酶原剪切位点和PEST结构域。基因组序列全长2 539bp,位于5′UTR存在一个526 bp长的内含子序列,内含子的剪切位点均符合真核生物GT-AG规则。同源序列分析表明,TaSAMDC2与来自大麦、水稻（Oryza sativaL.）、玉米（Zea maysL.）、一粒小麦（TriticummonococcumL.）4种植物SAMDC蛋白的相似性分别为95.0%、85.0%、80.0%和80.0%。半定量RT-PCR与实时荧光定量PCR分析表明,TaSAMDC2的表达受条锈菌诱导,小麦苗期经条锈菌侵染后,在抗病材料中,该基因于48 hpi上调表达至最高水平,而在感病材料中先下调、上调表达至最高水平明显滞后。结果提示,分离到的是一个条锈菌CYR32诱导后上调表达的小麦SAMDC基因,该基因可能参与了小麦的抗条锈病反应。     

TaMBD2基因cDNA全长克隆及其在小麦叶片和种子中的表达

为探讨甲基结合蛋白(MBD)在小麦生长发育过程中的生物学功能,通过RACE技术克隆了小麦TaMBD2基因的cDNA全长,并分析了该基因在小麦叶片、种子发育及萌发过程中的表达特性。RACE克隆及序列分析表明,TaMBD2基因cDNA全长为1 511 bp,其中5 UTR 164 bp,3 UTR 405 bp,ORF 942 bp。对该基因编码氨基酸序列的分析发现,TaMBD2编码蛋白中包含有1个典型的甲基结合域和1个CW型锌指结构域;通过RT-PCR分析发现,TaMBD2基因在叶片中的表达随着小麦的生长发育而逐渐增强;在种子发育过程中,该基因在花后20和30 d时的表达量最高;在种子萌发过程的胚和胚乳中,该基因的表达水平变化不大。     

巴西橡胶树蔗糖磷酸合成酶基因的克隆和表达分析

分析橡胶树EST数据库,得到一个注释为SPS(蔗糖磷酸合成酶)的EST序列重叠群(contig).通过PCR扩增和测序技术获得该基因的全长cDNA和基因组序列,命名为HbSPS1.序列分析显示,HbSPS1基因长度为5 298 bp,包含13个外显子和12个内含子.对应的cDNA编码序列(CDS)为3 156 bp,推测编码1 050个氨基酸,分子量大小为118.1 ku,等电点为6.05.采用荧光定量PCR技术分析该基因的表达模式,结果表明,HbSPS1基因主要在胶乳中表达,在乙烯利和机械伤害处理的胶乳中呈下调表达,在割胶影响下略有上调表达趋势,同时该基因在叶片发育过程中呈上调表达.说明HbSPS1基因可能参与胶乳蔗糖代谢和叶片发育调控.     

小麦PM H+ ATPase基因克隆及其推定的蛋白结构分析

为了解小麦PM H~+-ATPase的基因全序列及其相关生物信息学特征,以豫麦18的基因组DNA为材料,用Full-Tail-PCR方法首次克隆到了小麦PM H~+-ATPase基因的启动子,并用分段克隆方法克隆了其全长序列(登录号:AY829002).DNA序列分析结果表明,该基因全长5 770 bp,含有15个外显子和14个内含子,其中第一个内含子片段较大,长达1 432 bp.碱基组分分析结果表明,该基因的启动子及5′UTR全长分别为161和201 bp,G+C含量分别高达72.1%和72.6%.对其生物信息学特征分析结果表明,该蛋白由951个氨基酸组成,分子量为104.6 kD,有44个功能位点,10个跨膜区,1个Cation-ATPase结构域,1个E1-E2-ATPase结构域和1个水解酶结构域.与其他植物序列比对分析结果表明,不同植物来源PM H~+-ATPase具有较高的保守性.该基因结构及其推定产物结构的复杂性说明该基因在生命活动调节中的精确性.     

小麦16.9 kD热激蛋白cDNA克隆及其表达分析

为进一步了解小分子量热激蛋白在小麦耐热能力中的作用,根据玉米16.9 kD小分子热激蛋白的氨基酸序列,采用同源序列法进行序列拼接和引物设计,用RT-PCR扩增获得了1个源自小麦叶片的热激蛋白基因cDNA片段,即TaHSP16.9-1(GenBank登录号为EU649679).TaHSP16.9-1全长770 bp,5′非翻译区81 bp,3′非翻译区233 bp,开放阅读框编码151个氨基酸.序列分析结果表明,此蛋白与已知单子叶植物来源的同类基因高度同源,相似性介于78.3%～96.7%之间.定量RT-PCR表达谱分析显示,TaHSP16.9-1在小麦抽穗期的茎和旗叶以及幼苗期叶片中均能表达,其在小麦幼苗叶片中的表达受高温胁迫的诱导.     

2个番木瓜多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因的克隆与分析

采用RT-PCR扩增获得了2个番木瓜果实多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因cDNA和DNA全长序列,将其命名为CpPGIP1和CpPGIP2.CpPGIP1基因全长为984 bp,编码325个氨基酸；CpPGIP2基因全长为1 025 bp,编码326个氨基酸.2基因均没有内含子序列,核苷酸序列有66.54％的相...     

白菜型油菜八氢番茄红素脱氢酶基因PDS3的克隆与序列分析

利用电子克隆技术,从数据库中找到与拟南芥高度同源的油菜EST序列,继而通过RT-PCR和RACE等方法,成功克隆了白菜型油菜八氢番茄红素脱氢酶（类胡萝卜素合成途径中的一个关键限速酶）基因PDS3的cDNA,命名为BrPDS3（GenBank 登记号GQ200741）。cDNA序列全长1940bp,其中包含114bp的5’前导序列和134bp的3’不翻译序列,编码区长度为1 692bp,编码63kD的蛋白。序列分析表明,BrPDS3蛋白与其他植物的PDS蛋白具有较高相似性;在系统进化树中,BrPDS3与甘蓝亲缘关系最近。根据全长cDNA序列设计引物,从白菜型油菜青油13号DNA中克隆得到BrPDS3基因的全长DNA,长度为3 911bp,ORF（开放阅读框）1 692bp,含有15个外显子和14个内含子。     

小麦TaWRKY2基因组分析及在进化和育种材料中的检测

小麦WRKY转录因子在抗旱抗逆等方面有重要作用。为小麦抗旱抗逆分子模块组装育种提供参考,本研究在已有小麦TaWRKY2基因cDNA序列（GenBank登录号：EU665425）的基础上,从小麦品种晋麦79号中克隆获得TaWRKY2基因全长序列,并对TaWRKY2的基因结构、基因组信息进行研究,同时检测其在部分小麦亲缘种、黄淮麦区水旱地代表品种、本课题组选育的高代品系及部分水旱地杂交组合F₁代中的分布。结果表明,克隆所得到的TaWRKY2基因全长DNA序列包含4个外显子和3个内含子,其中,3个内含子长度变化范围为111~172 bp;外显子和内含子的交接处序列符合GT-AG原则;与乌拉尔图小麦（Triticum urartu,AA）和粗山羊草（Aegilops tauschii,DD）中的片段序列同源性分别为93%和99%,与中国春小麦（AABBDD）1AS、1BS和1DS染色体的片段序列同源性分别为93%、88%和99%。除野生一粒小麦外,在小麦进化祖先种、黄淮海水旱地推广的代表品种、课题组选育的高代品系及F₁代共78份材料中,都能够检测出该基因的普遍存在,说明该基因可应用于小麦抗旱抗逆分子设计育种中。     

丰水梨多酚氧化酶基因的克隆与原核表达

通过PCR方法克隆丰水梨PPO基因全长,并将其登录Genebank,登录号JQ861265。基因全长1782 bp,无内含子,编码的PPO属于亲水性蛋白质,无跨膜结构,含有593个氨基酸,分子量约为65.8 k Da,理论等电点为8.4。N端含有一段由47个氨基酸组成的转运肽。去除转运肽的成熟PPO分子量为60.8 k Da,理论等电点为6.69。PPO中含有两个铜离子结合区,主要位于PPO二级结构中的α-螺旋区域中。原核诱导目的蛋白在诱导3~6 h后积累量较大。诱导蛋白(PPO前体和成熟PPO)均能氧化儿茶素形成茶黄素。     

利用差异显示技术克隆小麦抗白粉病相关基因的研究

对小麦—簇毛麦抗病易位系进行差异显示分析,以期获得小麦抗白粉病基因的分子克隆。根据已克隆植物抗病基因的保守域,设计了简并引物,与锚定引物组合,对抗病诱导的小麦抗白粉病易位系进行了差异显示分析,共获得10个差异片段,其中两个片段R3-1和8C1.3-6Northern杂交为阳性。将这两个片段克隆后进行了测序,序列分析结果为两个新序列,GenBank登录号分别为AF498271和AF498272。R3-1没有发现同源性较高的植物基因序列,发现8C1.3-6与Sphenostylisstenocarpa 类几丁质酶基因有同源性。     

兜兰查尔酮合成酶基因的克隆与表达分析

以同色兜兰为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花中获得一个兜兰查尔酮合酶基因（chalcone synthase,CHS）的cDNA全长,命名为PcCHS,GenBank登录号JQ030889。序列分析表明,PcCHS全长1 424 bp,包含106 bp的5′非编码区、133 bp的3′非编码区和一个长度为1 185 bp编码394个氨基酸的开放阅读框。氨基酸序列分析显示,PcCHS具有CHS家族保守的功能活性位点和特征多肽序列。序列比对表明,PcCHS与兰科植物的蝴蝶兰、文心兰和石斛兰等的CHS蛋     

枇杷胚性培养物ACC氧化酶基因的克隆及序列分析

以枇杷胚性培养物（Eriobotrya japonica embryonic cultures）为材料,采用同源克隆方法,从其mRNA中分离得到ACC氧化酶（ACO）基因EjACO-1,在GenBank中登录号为GQ377219。结果表明：EjACO-1大小为 1 160 bp,编码322个氨基酸。枇杷EjACO-1与苹果、桃和梨等蔷薇科植物同源性较高,而与水稻、石斛兰等单子叶植物距离较远。此外,从枇杷基因组DNA中分离了转录为EjACO-1 mRNA的基因gACO,大小为1 517 bp,在GenBank中的登录号为GU233743。生物信息学分析显示,gACO基因中含有3个内含子,大小分别为114、240、194 bp,均符合真核生物内含子通用的GT-AG法则。EjACO基因的克隆为以后研究乙烯在枇杷中的功能奠定基础。     

花生中UDP-glucosyltransferase基因的克隆及在非生物胁迫下的表达研究

通过RACE技术从花生叶片cDNA中克隆到了UDP-glucosyltransferase基因,命名为AhUGT83A1-like （Genbank注册号为KF411463）。该基因全长为1 530bp,ORF为1 380bp,编码460个氨基酸。序列比对与进化分析结果表明,该序列有保守的UDPGT结构域,并且与其它植物的UGT蛋白同源性较高。荧光定量PCR结果表明,AhUGT83A1-like基因在高盐和低温处理的花生根和叶片中均上调表达;在干旱处理时,根中表达也受到显著上调,但叶片中表达量则有明显下降。以上结果表明AhUGT83A1-like可能参与了花生对干旱、低温和高盐的抗性调控。ABA处理结果表明,AhUGT83A1-like在花生根中对ABA响应明显,但在叶片中对ABA没有明显响应,表明该基因在花生根中对非生物胁迫的调控可能是以依赖ABA的方式发挥作用的。?     

中国水仙NtPI基因的克隆与表达分析

采用RACE技术从中国水仙‘金盏银台’(Narcissus tazetta var.chinensis)花芽中获得1个与花器官发育有关的MADS-box基因,命名为NtPI(GenBank登录号:JQ326272).该基因全长804 bp,含有1个618 bp的开放阅读框,编码205个氨基酸,具有典型的MADS结构域和K结构域,与仙客来水仙(Narcissus cyclamineus)同源性最高,达98％.系统进化树显示,NtPI属于B类MADS-box基因家族的PI/GLO类基因.半定量RT-PCR分析表明,该基因在‘金盏银台’和‘玉玲珑’2种水仙花朵的各个部位均有表达,但表达的水平有所不同.在‘金盏银台’中,雄蕊和雌蕊的表达量大于花瓣和副冠,而在‘玉玲珑’花瓣和副冠中,表达丰度远远大于雄蕊和雌蕊.     

小麦NAC转录因子的基因克隆与序列分析

为了深入研究小麦中NAC家族转录因子基因,针对NAC基因家族成员,设计了覆盖其全长编码区的1对特异引物,从陕253小麦品种中克隆了2条大小分别为1 463、1 549 bp的片段,命名为TaNAC2、TaNAC4( GenBank登录号为HQ872050HQ872051)。序列分析表明,这2个序列包含典型NAC的完整编码序列,包括两个内含子,具有完整的开放阅读框;推导的氨基酸序列分别为383、405个,这2个基因在N端均具有NAC基因的典型DNA结合结构域,即 NAC结构域,且氨基酸序列在该结构域的 A、B、C、D、E 5个亚区高度保守,仅在C亚区出现一个氨基酸的差异LM,而且在CD区出现罕见的半胱氨酸变异,此发现对于小麦品质的研究非常重要。同时发现这 2个NAC类转录因子都不含有核定位信号（NLS）,但是有相关的转录调控功能区域。通过系统进化树分析,证实克隆序列属于NAC基因家族成员,并且发现的TaNAC4属于NAC转录因子家族的NAM亚组,TaNAC2属于NAC转录因子家族的CUC亚组。     

栽培一粒小麦α 醇溶蛋白新基因的克隆与序列分析

α-醇溶蛋白是人们生活中消费最多的蛋白,由于含有引起乳糜泻(CD)的主要毒性肽成分,也是引起CD的最活跃的蛋白。为了解一粒小麦在小麦品质育种中的潜力,利用1对α-醇溶蛋白的特异引物,采用基因组PCR法从栽培一粒小麦中克隆α-醇溶蛋白新基因,共获得片段大小为856～882bp的4个基因序列,分别命名为AA-6、AA-8、AA-9和AA-21(GenBank登录号为JN831382～JN831385)。其中,AA-8、AA-9和AA-21均在102位因C→T替换而导致TAG终止子出现成为假基因;AA-6由882个核苷酸构成,可编码293个氨基酸,与已知基因的最高同源性为99%,推断氨基酸序列具有α-醇溶蛋白的典型结构,是α-醇溶蛋白家族的新成员。AA-6的CD毒性肽分析表明,除不含A基因组所没有的glia-α和glia-α2毒性肽外,其他已知的7种毒性肽均有分布。AA-6和86个来源于小麦及其祖先供体种的α-醇溶蛋白的同源性分析表明,α-醇溶蛋白基因存在基因组来源的差异性,其中,A、D基因组来源的α-醇溶蛋白基因的相似性较高。     

蝴蝶兰蔗糖合成酶基因的cDNA克隆及其表达分析

利用低夜温诱导的蝴蝶兰花芽的抑制消减杂交文库中分离的蔗糖合成酶基因的ESTs片段,采用RT-PCR和RACE技术,从蝴蝶兰花芽中克隆得到蔗糖合成酶基因的全长cDNA,命名为PhSUS,GenBank登录号JX162557.该基因全长2 816 bp,包含147 bp的5’非编码区、218 bp的3 '非编码区和一个长度为2 451 bp编码816个氨基酸的开放阅读框.PhSUS预测的分子量为93.30 ku,等电点为5.95.蛋白同源性分析结果表明,PhSUS与兰科植物的文心兰、石斛兰和莫氏兰(Mokara)等的蔗糖合成酶有很高同源性.保守结构域分析结果表明,PhSUS含有蔗糖合成酶和葡糖基转移酶两个保守功能域及4个ADP结合位点.表达分析结果表明,PhSUS在检测的组织中都有表达,但表达丰度不同.PhSUS在花蕾发育中后期、成熟花和花器官的表达量都较营养阶段根和叶中的表达量高.PhSUS的克隆为研究其参与花芽分化和发育的表达调控奠定了重要基础.