紫薇LiUFGT基因的克隆与生物信息学分析

为探究类黄酮葡萄糖基转移酶基因(UFGT)在紫薇花青素生物合成中的分子机制及表达情况,本文以紫薇花瓣为试材,根据紫薇转录组序列设计特异性引物,通过PCR克隆LiUFGT基因开放序列,进行生物信息学分析,再对LiUFGT基因进行荧光定量PCR分析。结果表明：LiUFGT基因的开放阅读框长1 431 bp,编码476个氨基酸,相对分子量为52 465.22 Da,理论等电点为5.66;LiUFGT蛋白为不稳定疏水蛋白,且以α-螺旋和无规则卷曲为主;经过多序列比对发现,LiUFGT蛋白和石榴的相似性最高,为68.70%;系统进化分析表明,LiUFGT蛋白与杨树、石榴、夏栎UFGT蛋白的同源性最高。此外,LiUFGT基因在红色花瓣紫薇中的表达量最高,在白色中最低,说明LiUFGT基因对紫薇花色基因具有直接调控的作用。本研究结果为进一步阐明LiUFGT基因在紫薇花青素合成机制中的调控作用提供了理论基础。     

球孢白僵菌中与致病相关的NRPS基因的克隆与表达

以真菌球孢白僵菌为研究对象,以基因序列相似性为基础从球孢白僵菌基因组中挖掘获得Bbnrps1基因,再通过序列相似性和聚类分析等生物信息学方法推断该基因功能,并比较相同环境下不同的培养基配方对该基因表达水平差异等手段以寻找能够诱导该基因表达的最佳条件。结果表明,Bbnrps1基因的cDNA全长4 032bp,编码1 343个氨基酸;BbNRPS1是一种定位于细胞质基质,无信号肽具7个跨膜结构域的蛋白;BbNRPS1与羊毛状小孢子菌(Microsporum canis,XP_002842845)、Nannizzia gypsea(XP_003169294)、Xylona heveae(XP_018190776)聚为一支,可能负责参与ETP类毒素的生物合成。在以乳糖、葡萄糖、山梨醇和肌醇为碳源添加物的培养基上,Bbnrps1基因表达量较高,在以甘露糖和果糖为碳源添加物的培养基上表达量较低,在麦芽糖上不表达;在以牛肉浸粉(SGB)、胰蛋白胨(SGT)和马铃薯浸粉(SGP)为氮源添加物的培养基上表达量较高,在酪蛋白胨(SGC)上不表达。本研究有助于预测nrps基因功能,为异源表达球孢白僵菌中nrps基因奠定基础。     

滇牡丹ω-6脂肪酸脱氢酶基因的克隆与功能分析

ω-6脂肪酸脱氢酶(FAD2)是亚油酸合成的关键酶,催化油酸脱氢形成亚油酸。以滇牡丹种子为材料,研究根据转录组数据设计的特异引物,采用RT-PCR方法,克隆滇牡丹ω-6脂肪酸脱氢酶(FAD2)并分析其功能。获得一个ω-6脂肪酸脱氢酶基因,将其命名为Pd FAD2。结果表明,该基因与芍药的同源性为98.7%。经氨基酸序列比对,推断滇牡丹FAD2具有植物FAD2特有的3个组氨酸区,包含完整的c DNA开放阅读框,由1 155bp组成,编码384个氨基酸残基。半定量PCR的结果显示,滇牡丹FAD2基因在花、茎、叶、种子中均有表达,在根中只有微弱表达。研究结果为研究滇牡丹不饱和脂肪酸代谢奠定基础,也为油用滇牡丹育种提供理论依据。     

白桦BpGT14基因表达载体及RNA干扰载体的构建

糖基转移酶基因是生物分子糖基化中的关键基因,已有研究表明少数糖基转移酶14(Glycosyltransferase14,GT14)家族基因在植物细胞壁合成及对逆境的响应中发挥重要的生物学功能,然而GT14基因对逆境的响应机制目前仍不清楚。为了研究糖基转移酶基因的生物学功能,本实验室在克隆了白桦Bp GT14基因(JQ409354)编码区序列全长的基础上,利用Bam HⅠ单酶切的方法构建了白桦Bp GT14基因的p BI121植物表达载体,并利用一步PCR之后在同一体系中同时酶切-连接的方法,构建了Bp GT14基因RNA干扰载体,相比于传统的RNA干扰载体构建方法更为高效快捷。测序结果表明,植物表达载体及RNA干扰载体均构建成功。本研究的完成,为Bp GT14基因进一步的遗传转化及转基因植株的获得奠定了基础,同时为今后植物表达载体的构建提供了高效便捷的参考方法。     

牛樟芝actri5基因的克隆与最佳表达培养基的筛选

为探讨牛樟芝单端孢霉二烯合酶(actri5)基因与单端孢霉烯类化合物间的关系,从牛樟芝基因组中分离并克隆actri5基因,对其进行生物信息学分析和表达谱分析,以获得该基因的最佳表达培养基。结果表明,actri5基因含5个外显子、4个内含子,其蛋白与根纤维孔菌(Fibroporia radiculosa,XP_012177824)的TRI5蛋白的一致性为46%;ACTRI5蛋白不含信号肽,无跨膜结构,定位于细胞质基质的内质网上;序列比对分析显示该蛋白含有Mg~(2+)绑定位点(DDXXX)、焦磷酸与二价离子螯合区域(NDXXSFYKE)及FPP结合基序(XXRYRL)3个保守结构域;聚类分析结果显示牛樟芝ACTRI5与绣球菌TRI5(Sparassis crispa,XP_027613108)、变色栓菌TRI5(Trametes versicolor,XP_008037460)、球孢白僵菌TRI5(Beauveria bassiana,XP_008596951)、里氏木霉TRI5(Trichoderma reesei,XP_006964535)和Aspergillus costaricaensis TRI5(XP_025537855)聚为一支,该分支均编码单端孢霉二烯合酶;actri5基因在以果糖为碳源添加物及以番茄浸粉、酪蛋白胨和胰蛋白胨为氮源添加物的培养基上表达,而在其他培养基上不表达。本研究为牛樟芝中tri5基因功能的进一步研究、单端孢霉烯族化合物检测和异源表达奠定基础。     

HPLC分析6种不同花色滇牡丹花瓣中花青素和黄酮

滇牡丹是牡丹野生种之一,具有非常丰富的颜色,有白色、黄色、黄绿色、橙色、红色(深红、紫红)、紫色和紫黑色等颜色。采用HPLC和HPLC-DAD-ESI-MS~2同时分析6种不同花色滇牡丹花瓣中花青素和黄酮成分,分析并鉴别出4种花青素化合物和7种黄酮化合物。研究表明:除黄色花瓣,其余5种颜色的花瓣中都含有相同种类的花青素,不同颜色花瓣中花青素的相对百分含量差距比较大。首次从滇牡丹粉色系花瓣中分析并鉴定出矢车菊素双葡萄糖苷(cyanidin-3,5-di-O-glucoside)、矢车菊素单葡萄糖苷(cyanidin-3-O-glucoside)、芍药素双葡萄糖苷(peonidin-3,5-di-O-glucoside)和芍药素单葡萄糖苷(peonidin-3-O-glucoside)。6种颜色滇牡丹花瓣中黄酮化合物的种类几乎相同,仅含量有差异。     

金花茶花朵和叶片UPLC-QTOF-MS分析

[目的]鉴定分析金花茶花朵和叶片中主要化学成分、含量及其变化特征,为金花茶资源的进一步开发利用提供科学依据。[方法]利用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用(UPLC-QTOF-MS)技术定性定量分析金花茶花瓣、雄蕊、老叶和新叶中花青苷、类黄酮及儿茶素类成分与含量。[结果]花青苷天竺葵素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷均为金花茶中首次发现,其中,矢车菊素-3-O-葡萄糖苷仅存在于紫红色新叶中。类黄酮木犀草素-7-O-芸香糖苷和染料木苷为金花茶中首次发现,槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷和山柰酚-3-O-葡萄糖苷为金花茶叶片中首次发现。金花茶花瓣与雄蕊中花青苷相差不大,但却低于叶片尤其新叶;花朵中儿茶素类远高于叶片尤其新叶。金花茶花瓣和雄蕊中总黄酮及槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷和山柰酚-3-O-葡萄糖苷均相差不大,但却远高于叶片。金花茶新叶中主要类黄酮成分木犀草素-7-O-芸香糖苷及总类黄酮明显高于老叶。[结论]金花茶中共鉴定出2种花青苷、6种类黄酮和2种儿茶素;槲皮素-3-O-葡萄糖苷等类黄酮是金花茶花朵呈现黄色的主要原因,矢车菊素-3-O-葡萄糖苷是金花茶新叶呈现紫红色的主要原因。     

榅桲C4H基因的克隆、序列分析及表达

【目的】肉桂酸-4-羟化酶(cinnamate 4-hydroxylase,C4H)是调节木质素合成的关键基因,榅桲是新疆特色经济果树之一。目前,有关榅桲C4H基因的序列信息尚不明确。为了获得该基因的序列信息及其在果实不同发育时期的差异性表达规律,为深入研究该基因在榅桲果实发育过程中的作用和功能奠定基础。【方法】以榅桲果实为研究材料,基于GenBank已登录近源物种的C4H基因的cDNA序列,提取其果实的总RNA并反转录为cDNA,利用同源克隆的方法获得榅桲C4H基因的cDNA序列,并对该序列进行生物信息学分析,同时检测在榅桲果实开花后不同时间点C4H基因表达量的差异。【结果】同源克隆结果表明:C4H基因编码区的序列全长为1 518 bp,编码505个氨基酸,其蛋白的分子质量为58.28 kD。生物信息学分析结果显示:榅桲C4H蛋白为亲水性不稳定蛋白质,其二级结构以α-螺旋和无规卷曲结构为主。系统进化分析结果显示:榅桲C4H蛋白与甜樱桃(Prunus avium,XP_021806844.1)、山杏(Prunus armeniaca,VVA16404.1)的C4H蛋白同源性均较高,其相似性分别为92.87%和91.24%。实时荧光定量PCR的结果显示:随着榅桲果实的发育,在开花后10 d的果肉中C4H基因的表达量最高,随着果实的不断发育,果肉中C4H基因的表达量逐渐减少。【结论】成功获得了榅桲C4H基因全长编码区序列,并发现了C4H基因在果实发育初期的表达最高,这与榅桲果实的木质化程度密切相关。     

鹅掌楸LcPAT8基因的克隆及功能初步分析

【目的】基于前期鹅掌楸生长性状与EST-SSR分子标记关联分析结果,克隆分离与鹅掌楸生长性状相关联的SSR位点相对应的基因,通过分析其序列特征、结构特征、与其他物种同源基因的亲缘关系和表达特性,初步了解该基因在鹅掌楸生长发育过程中的作用。同时,利用遗传转化技术对分离的基因进行功能研究,以期为鹅掌楸生长发育的分子机制研究及功能基因挖掘奠定基础。【方法】以鹅掌楸叶芽为材料,借助其叶片转录组数据库,采用RT-PCR和RACE技术克隆分离与鹅掌楸生长性状相关联的642号位点对应的EST序列相关基因,对其进行生物信息学分析。通过实时荧光定量PCR检测该基因在鹅掌楸花芽、盛花期的叶芽、叶片、花瓣、雄蕊、雌蕊中的相对表达量。利用Gateway技术构建该基因的植物过表达载体,使用农杆菌GV3101介导的花絮浸染法转化拟南芥,获得T2代转基因植株,直接观察转基因植株表型。【结果】克隆获得与鹅掌楸生长性状相关联的642号位点相对应的基因,该基因全长1 968 bp(GenBank登录号:KU883608),开放阅读框为1 269 bp,编码422个氨基酸。生物信息学分析表明该基因编码的蛋白序列含有1个典型的DHHC-CRD结构域,属于DHHC型锌指蛋白家族成员,与其他植物预测的蛋白质棕榈酰基转移酶(PAT)高度相似,并根据与NCBI中拟南芥PAT基因的比对结果,将其命名为LcPAT8。组织表达分析表明,LcPAT8基因在鹅掌楸花芽、叶芽等6个组织中均有表达,在雌蕊中表达量最高,花瓣和叶片中的表达量高于叶芽和花芽,而在雄蕊中的表达量最低。利用Gateway技术,成功构建了鹅掌楸LcPAT8基因的植物过量表达载体,获得T2代转基因拟南芥。与野生型拟南芥相比,过表达LcPAT8基因的拟南芥植株的莲座叶片数目以及抽薹时间没有发生明显变化,而野生型植株大部分角果成熟、叶片枯黄掉落时,转基因植株依然生长旺盛,叶片鲜绿并且还有大量花絮,在野生型植株干枯死亡后,转基因植株还有大量侧枝生长、开花。【结论】鹅掌楸LcPAT8基因在雌蕊中表达量最高,其次是花瓣,可能参与花瓣的扩展、心皮及胚的发育;在拟南芥中过表达LcPAT8基因,明显延长了植株的生长期。因此,鹅掌楸LcPAT8基因可能在植物生长发育过程中起着重要的调控作用。     

长松萝中非核糖体肽合成酶NRPS基因克隆与鉴定

非核糖体肽具抗生素、抗病毒、抗癌及免疫抑制剂等重要的药用价值。以长松萝的地衣型真菌为研究材料,通过同源克隆和Gene walking的方法获取长松萝地衣型真菌全长非核糖体肽合成酶基因(Us NRPS),并对得到的Us NRPS进行生物信息学分析、分子系统进化分析及基因表达分析。结果表明:在地衣型真菌中,非核糖体肽在长松萝中为首次发现,BLAST比对表明其为NRPS基因的A结构域,生物信息学分析显示Us NRPS蛋白是一种非分泌蛋白,位于细胞质基质中;分子进化分析显示Us NRPS与埃默森蓝状菌(Rasamsonia emersonii)的NRPS基因的A结构域蛋白聚为一类;RT-PCR分析表明:2%肌醇、10%甘露醇、2%山梨醇、2%葡萄糖、10%葡萄糖、0.2%谷氨酰胺、1%甘氨酸、0.2%丙氨酸能够诱导NRPS基因的轻微表达,2%、10%蔗糖和果糖均能诱导NRPS基因的强烈表达;0.2%、1%的天冬氨酸均抑制NRPS基因的诱导表达。     

枣蔗糖合成酶基因SS6的克隆及表达分析

蔗糖合成酶是蔗糖代谢的关键酶之一,它在调控果实品质和产量方面均有重大意义。为了探究ZjSS6基因在枣蔗糖合成代谢途径中的功能,文中基于枣的转录组测序数据,以中秋酥脆枣为试验材料,利用RACE技术克隆了枣SS6基因的全长cDNA序列,编码区长度为2 553 bp,编码850个氨基酸;该蛋白质的分子量为96.67 kDa,理论等电点为7.57。蛋白结构预测发现,该基因编码的蛋白含有蔗糖合成酶和糖基转移酶两个结构域。多序列比对和系统进化分析结果均表明,枣SS6与桑SS6的亲缘关系最近,其次是梅。实时荧光定量PCR表达分析结果显示,ZjSS6基因在枣各组织器官(果实、枣花、枣吊、叶片和根)中均有表达,其在幼果期枣果中的表达量最高,其次是绿果期枣果和枣吊,而在果实发育过程中其表达量呈整体下降趋势。     

杜鹃花花色苷遗传变异的研究

采用高效液相色谱对7个杂交组合的父本、母本及其子代共27份杜鹃花样品进行分析,共检测到15种花色苷组分,其中,Cy3Ga、Cy3G和成分2、5、14为杜鹃花主要花色苷组分,累积含量占总花色苷的90％以上;而Dp3G花色苷仅在4份样品中出现.花色苷遗传变异模式的研究发现,Cy3G5G和成分15为增效基因占主导的多基因遗传控制模式,成分5、14和Cy3Ga为等效多基因遗传,成分2、4和Cy3G为减效基因占主导的多基因遗传控制模式,并以此推测类黄酮3-O-葡萄糖苷转移酶和类黄酮3-O-半乳糖苷转移酶基因的控制模式分别为减效基因占主导的多基因遗传模式和等效多基因遗传模式,而类黄酮5-O-葡萄糖苷转移酶基因为增效基因占主导的多基因遗传控制模式.花色比对结果显示,Dp花色苷与蓝紫花色呈现具有高度相关,成分14与洋红花色呈现具有密切关系,其余花色苷与大红花色呈现具有一定相关.最后初步探讨了杜鹃花花色的花色苷辅助育种策略.     

牡丹PsAP2基因的克隆及表达

以牡丹品种‘赵粉’为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得1个牡丹APETALA2基因cDNA全长,命名为PsAP2,GenBank登录号为HM167511。序列分析结果表明:PsAP2全长2138bp,包含47bp的5'非编码区、557bp的3'非编码区和1个长度为1533bp编码510个氨基酸的开放阅读框。氨基酸序列分析显示该基因属于AP2家族。序列比对和系统进化分析表明,PsAP2与葡萄的亲缘关系最近,相似性达70%以上。相对荧光定量PCR分析表明,PsAP2在根、茎、叶和四轮花器官中均有表达。花瓣中的表达量最高,叶片中表达量最低。     

牡丹花型基因的研究

为研究牡丹花型的分子机理,挖掘调控牡丹雌蕊瓣化的候选基因,揭示牡丹不同花型的分子机理,以牡丹‘黑海撒金’(tree peony ‘HEIHAISAJIN’)和‘璎珞宝珠’(‘YINGLUOBAOZHU’)为材料,采用Illumina Hiseq测序技术进行花瓣的转录组测序,通过序列的拼接、组装和过滤,得到牡丹的转录组;比较‘黑海撒金’和‘璎珞宝珠’中转录本特定基因的表达量,获得差异表达基因;将差异表达基因进行GO功能注释和KEGG代谢通路分类,获得与花发育相关的功能基因。通过de novo的拼接和组装,获得了49 191个unigenes;差异显著性分析得到2 735个差异表达基因(DEGs),其中1 082个为上调基因,1 653个差异表达基因下调。GO功能注释发现,DEGs主要分布在25个功能区,最显著富集的为90 S preribosome。KEGG代谢通路中显著富集的通路有13条,最显著富集的通路为Ribosome。对功能基因进行挖掘和比对,发现与开花相关的ABCDEF模型基因有3个,分别为agamous-like MADS-box protein 65(AGL65), floral homeotic protein APETALA 2(AP2)和EMBRYO SAC DEVELOPMENT ARREST 3(EDA3)。认为利用转录组测序技术,可以分析雌雄蕊发育正常和雌蕊瓣化的不同花型的牡丹花瓣的功能基因。3个ABCDEF模型基因中,AGL65和EDA3为首次在牡丹中发现的花器官发育基因。说明这3个基因很可能是调控牡丹雌蕊瓣化的关键基因,参与牡丹花型的发育。该研究系统地挖掘与花型相关的基因,并发现了新的可能调控牡丹花型基因的成员,不仅为调控牡丹花器官发育挖掘了新的重要功能基因,也为揭示牡丹花型发育的分子机理奠定了重要的基础。     

月月桂AACT基因的cDNA全长克隆及生物信息学分析

为了克隆分离月月桂AACT(乙酰辅酶A酰基转移酶)全长基因,并研究其基因特征和蛋白结构,以月月桂花瓣RNA为模板,通过反转录PCR及RACCE技术分离克隆AACT全长。再利用NCBI网站及生物信息学软件对其碱基分布、氨基酸组成、亲疏水性、二级结构、保守区及三级结构进行预测和分析,并对10个物种的AACT氨基酸进行多重比对,对基因进行进化分析。分离克隆出AACT基因的cDNA序列长为1580bp,编码405个氨基酸,该蛋白质相对分子质量为41347.89D,等电点为5.66,其中Ala含量最高为14.53%,平均疏水值为0.215,属Cond-enzymes超家族。氨基酸序列比对中,胡黄连、假马齿苋氨基酸序列同源性最高。OsAACT基因稳定,编码的蛋白为疏水性蛋白,其在进化过程中相对保守。试验获得的基因信息为萜类物质合成途径进一步研究奠定基础。     

樟叶越桔糖基转移酶VdUGT1基因克隆及序列分析

根据樟叶越桔Vaccinium dunalianum叶芽转录组测序实验获得的糖基转移酶Vd UGT1基因部分c DNA序列设计引物,采用RACE-PCR技术克隆了全长1 620 bp c DNA序列的Vd UGT1基因,包括1 398 bp c DNA序列的完整开放阅读框,推测编码由465个氨基酸残基组成、相对分子质量为50.89 k D的糖基转移酶Vd UGT1。序列分析表明,Vd UGT1理论等电点为5.53,负电荷残基(Asp+Glu)总数为53个,正电荷残基(Arg+Lys)总数为41个,不稳定系数为48.38,属于不稳定蛋白;其二级结构的主要构件为α-螺旋和随机卷曲,无跨膜结构域,属于亲水性蛋白质。Vd UGT1位于C末端含有尿嘧啶核苷二磷酸糖基转移酶所特有UDPGT功能域,推测与尿嘧啶核苷二磷酸糖的结合有关。该研究为后期Vd UGT1的异源表达和功能研究奠定了基础。     

玫瑰转录因子RrMYB10的克隆及表达分析

R_2R_3-MYB转录因子在植物花青素合成过程中具有重要作用。本研究基于玫瑰转录组数据,克隆了一个玫瑰花青素相关R_2R_3-MYB基因,命名为Rr MYB10并对其进行生物信息学分析,期望通过克隆及分析探究MYB基因与玫瑰花瓣成色的关系,为改良玫瑰花色等奠定良好的基础。以‘紫枝’玫瑰(Rosa rugosa‘Zizhi’)为材料,通过RT-PCR以及RACE技术获得了该基因的c DNA全长。经过生物信息学分析,该基因全长871bp,开放阅读框699bp,编码232个氨基酸,其蛋白的分子式C1230H1904N348O356S6,相对分子质量为27455.13Da,等电点p I为9.01,该蛋白不稳定系数为42.31,属于不稳定蛋白。多重比对及序列分析发现其具MYB的保守域,系统进化树分析表明该基因与同科草莓等亲缘关系最近,与不同科物种亲缘关系远。     

红叶山茶品种花青素苷相关基因表达水平及代谢产物分析

[目的]通过对花青素苷相关合成基因的表达水平和代谢产物的分析,系统地阐明‘金华美女’叶色变异与基因表达的关系。[方法]以‘金华美女’为材料,‘贝拉大玫瑰’、杜鹃红山茶和红山茶为参照组,使用NCBI Primer Designing Tool设计山茶DFR、ANS、LAR、ANR和UFGT基因的荧光定量引物,使用实时荧光定量PCR仪测定这5个基因在叶片4个发育时期的表达量;采用高效液相色谱仪测定对应时期的多酚合成途径的主要次生代谢产物(儿茶素、表儿茶素),以及花青素苷合成途径的主要代谢产物矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的含量。[结果]表明:(1)在4个时期中,红叶品种叶片中DFR基因表达量与对照组差异不显著,ANS、LAR、ANR和UFGT基因在4个时期的表达量与对照组存在显著差异,这说明‘金华美女’类黄酮代谢途径相关基因在表达水平上发生了改变;(2)‘金华美女’叶片中多酚含量明显低于对照组,其中,表儿茶素含量仅为0.04 0.21 mg·g-1,这说明在生理水平上,‘金华美女’叶片中多酚合成途径可能受阻;(3)‘金华美女’叶片中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷含量达1.2 1.4 mg·g-1,4个生长阶段均显著高于对照组,这说明‘金华美女’叶片具备持续合成花青素苷的能力。[结论]根据试验结果,推断‘金华美女’叶色变异的主要原因可能是由于花青素还原酶基因的表达水平受到了抑制,降低了矢车菊素催化成表儿茶素的效率,使叶片类黄酮代谢途径中以多酚为主的合成方向转向花青素苷合成方向。     

矮牡丹与芍药属其他5个种叶绿体基因组特征的比较

【目的】中国特有的野生牡丹一直被国内外视为珍贵的种质资源。野生矮牡丹被认为是现代栽培牡丹品种重要的祖先种之一,开展矮牡丹在内的芍药属植物叶绿体基因组(cp DNA)特征分析对阐明牡丹系统进化、培育和改良栽培品种具有重要的理论与实践价值。【方法】在矮牡丹叶绿体高通量测序的基础上,从NCBI数据库下载凤丹牡丹、大花黄牡丹、滇牡丹、川赤芍和草芍药的cp DNA数据,利用Geneious 8. 0、EMBOSS 6. 4. 0等软件,对芍药属6个种的cp DNA进行对比分析。【结果】矮牡丹cp DNA序列共152 628 bp,共有112个基因,使用25 988个密码子,编码蛋白78个;有19个基因(包括4个rRNA、7个tRNA、8个蛋白编码基因)在IR(反向重复)区重复。共搜索到143个SSR位点,单核苷酸重复基序位点最多,为116个(占81. 12%),没有六核苷酸重复基序。尽管芍药属叶绿体基因组比较保守,但不同种间IR和LSC(大单拷贝区)的边界位置仍有一定变化,凤丹牡丹LSC/IR的rpl2基因有718 bp延伸至LSC区域,而其他种的rpl2基因均完整地位于IR区。【结论】从基因组大小和基因内容来看,芍药属cp DNA高度保守;草芍药与滇牡丹cp DNA最大,为152 698 bp;凤丹牡丹cp DNA最小,为152 153bp。矮牡丹cp DNA蛋白编码基因密码子偏好使用A/T碱基,SSRs位点的碱基组成也偏好使用A/T碱基,143个SSRs位点中,A/T组成的位点有134个;矮牡丹cp DNA SSRs分布具有不均匀性,14个SSR位点位于IR区段,103个位于LSC区段,26个位于SSC区段。IR边界分析显示,芍药属LSC/IRb的边界变化是IR区扩张与收缩的主要原因。研究结果为芍药属植物的系统进化与栽培起源等研究提供支持,对芍药属植物分子标记开发及优良品种选育具有参考价值。     

珙桐DiZF-CCCH1基因的克隆及表达分析

【目的】珙桐Davidia involucrata有性生殖能力弱是限制其自然更新的主要原因。为研究珙桐种子发育的分子机制,本课题组前期完成了珙桐种子转录组分析,筛选到1个编号为c37849.graph_c0的转录本,其在正常种子中高量表达,而在发育异常的种子中表达量很低,差异表达显著,因此将其作为研究目标。【方法】使用PCR克隆该转录本的全长序列,并利用在线分析工具对其编码氨基酸的序列特征、蛋白结构和系统进化等进行生物信息学分析预测,采用qRT-PCR检测目标基因在珙桐不同组织部位以及种子不同发育阶段中的表达情况。【结果】序列分析确定目标基因为一个编码CCCH型锌指蛋白转录因子的基因,将其命名为DiZF-CCCH1,该基因开放阅读框全长为711 bp,编码236个氨基酸,无内含子,相对分子量26.74 kDa,为不稳定蛋白,其氨基酸序列含有植物特有的RR-TZF结构域,与来源于甜橙Citrus sinensis的CCCH蛋白同源性最高。基因表达模式分析显示,DiZF-CCCH1在种子发育前期的表达量最高,后期表达量降低,在其他组织中仅有微量表达,推测其可能在种子发育过程中发挥重要作用。【结论】对珙桐DiZF-CCCH1基因进行了克隆与初步生物信息学分析,发现其编码的蛋白属于RR-TZF型锌指蛋白,且DiZF-CCCH1可能是珙桐种子发育过程中的重要调控基因,为进一步探索该基因在珙桐生殖发育过程中的功能奠定基础。