茶树LEAFY基因的克隆和表达分析

以茶树（Camellia sinensis）大叶且无蕾不开花的突变体‘大叶龙’及其母株为材料,通过同源克隆结合RACE-PCR方法,克隆了LEAFY（LFY）同源基因的全长cDNA序列,两种序列分别命名为CsLFL1和CsLFL2,其cDNA全长分别为1 448和1 466 bp,各自包含1 191和1 197 bp的完整开放阅读框,编码396和398个氨基酸。它们与漆树科、无患子科以及壳斗目（山毛榉目）一些物种的LFY同源序列具有77% ~ 79%的一致性,具有植物LFY成员作为转录因子的脯氨酸富集区、亮氨酸重复、酸性和碱性结构域以及保守的C–端等典型结构特征。系统发育分析表明,它们属于双子叶植物LEAFY分支,并且亲缘关系最近,说明两者的形成是发生在茶树物种进化过程中较晚期的复制事件。两种序列在正常开花母株及‘大叶龙’中没有区别,在母株花芽中强烈表达,在母株和‘大叶龙’叶芽中有微弱表达。这些结果说明CsLFL1和CsLFL2代表了茶树中LFY的同源基因,并且可能参与茶树的成花启动过程。     

甜椒CaHSP26的cDNA克隆与表达

 用RT-PCR技术从热激处理的甜椒(Capsicum annuum L. ) 叶片中克隆了叶绿体小分子量热激蛋白(sHSP) 基因的cDNA序列, 其全长为917 bp, 命名为CaHSP26。Southern杂交分析表明该基因在甜椒基因组中为单基因。Northern杂交结果显示该基因在甜椒根、茎、叶中受高温诱导表达。高温( 50℃)胁迫下, 在大肠杆菌中异源表达CaHSP26可以维持大肠杆菌较高的细胞活力。这些结果表明在高温胁迫下植物叶绿体sHSP对细胞具有保护作用。     

小分子热激蛋白基因在番茄花药中的转录

 选择8 个耐热性不同的番茄品种种植在地处亚热带的日本最南部石垣市, 测定夏季高温环境下花粉粒的败育率, 并据此将其分成耐热型和热敏型品种, 分析高温胁迫下花药中4 类小分子热激蛋白的转录。结果表明, 番茄花药中含有组成性的细胞质小分子热激蛋白和线粒体小分子热激蛋白mRNA; 高温季节细胞质小分子热激蛋白和线粒体小分子热激蛋白基因转录明显; 热敏型番茄花药中小分子热激蛋白基因的转录高峰温度低于耐热型花药。     

香石竹水孔蛋白基因的克隆及表达分析

以香石竹(Dianthus caryophyllus)‘马斯特’为试验材料,在分析香石竹和石竹转录组数据的基础上克隆得到10个水孔蛋白(AQP)基因,7个属于PIP亚家族,3个属于TIP亚家族;其中DcaAQP1、DcaAQP2、DcaAQP3、DcaAQP4、DcaAQP6、DcaAQP8和DcaAQP10在萼片中优势表达,DcaAQP5在茎和花瓣中优势表达,DcaAQP7在叶中优势表达,DcaAQP9在各个组织中表达均比较低;在切花开放萎蔫过程中,DcaAQP1、DcaAQP3和DcaAQP6的表达量从花蕾期开始升高,半开期达到最高,DcaAQP4、DcaAQP7、DcaAQP9和DcaAQP10在盛开期表达量达到最高;DcaAQP2在花蕾期表达量最高,DcaAQP5在开始萎蔫期表达量达到最高,表明多个AQP基因协同作用来维持切花开放萎蔫过程中花瓣细胞水分吸收和营养物质转运。     

茶树蛋白激酶基因CsCIPK的克隆与表达特性分析

以茶树品种‘龙井43’作为材料,利用RT-PCR方法,从茶树的cDNA中克隆得到1个编码蛋白激酶的基因,命名为CsCIPK。序列分析表明,CsCIPK开放阅读框长度为1 341 bp,编码446个氨基酸,蛋白质分子量为414234。蛋白功能域预测和多重对比显示,CsCIPK蛋白含有1个保守的N端激酶结构域和1个相对不保守的C端调节结构域,即丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域。理化性质、亲/疏水性、无序化分析显示,CsCIPK属于疏水性蛋白,理论等电点为7.04,有4段无序化区域,其二级结构分析显示主要由α螺旋、不规则卷曲组成。通过实时荧光定量PCR对‘龙井43’和‘安吉白茶’中的CsCIPK表达特性进行分析。结果显示‘龙井43’中CsCIPK的相对表达量在高温、干旱及盐处理4 h、低温处理24 h时达到最高。‘安吉白茶’中CsCIPK的相对表达量在高温及盐处理4 h、低温及干旱处理1h时达到最高。CsCIPK在‘龙井43’的根中,‘安吉白茶’茎中表达量最高。不同浓度的GA和IBA处理‘龙井43’茶苗,结果显示0.2 mmol·L-1 GA处理后,CsCIPK表达量先升高后下降,6 d时处理组为对照组的62倍;0.6 mmol·L-1 IBA处理后,CsCIPK的表达量在3 d时显著高于对照组;不同浓度GA和IBA处理后,9 d时CsCIPK表达量均显著低于对照。     

茶树烯醇酶基因CsENO的克隆及其在非生物胁迫中的表达分析

从茶树‘黄旦’和‘金观音’抑制差减文库中筛选出1条烯醇酶(Enolase,ENO)cDNA片段序列,以‘铁观音’芽叶为材料克隆并验证该序列的全长编码c DNA序列。该序列全长1 753 bp,含有1个1 332 bp完整的开放阅读框,命名为CsENO,登录号KX962311。序列基因编码444个氨基酸,氨基酸序列分析发现,该c DNA与其他植物ENO高度保守,包含ENO特异结构域,与苹果(Malus×domestica)、白梨(Pyrus bretschneideri)的亲缘关系较近,相似性达84%。生物信息学预测结果显示,CsENO属于稳定的亲水蛋白,不存在跨膜结构,无信号肽,可能定位在过氧化体、溶酶体或核糖体等细胞质中,且具有多个磷酸化位点;二级结构主要由α–螺旋构成。实时荧光定量PCR结果表明,CsENO在低温、ABA、高盐、干旱逆境胁迫处理下均有表达,且表达受到不同程度的诱导。     

甜樱桃DELLA蛋白基因PaGAI的克隆与表达分析

 利用RT-PCR和RACE技术从甜樱桃（Prunus avium L.）嫩叶中克隆了赤霉素信号转导途径中的关键负调控因子DELLA蛋白基因cDNA全序列,将其命名为PaGAI。该基因cDNA全长2 310 bp,开放阅读框ORF为1 788 bp,推测其编码一个含有595个氨基酸残基的多肽链,蛋白质分子量约64 kD。生物信息学分析结果表明,PaGAI编码蛋白具有DELLA蛋白保守结构域,其N端存在两个非常保守的酸性结构域DELLA和VHYNP作为信号感知区域,C端有VHIID、RVER 和SAW结构域作为阻遏区域。PaGAI与其它植物的DELLA蛋白具有较高的同源性,其中与苹果MdRGL2b蛋白同源性最高,达到84%。构建pGEX-4T-1/PaGAI原核表达体系,并转化E. coli BL21,经0.5 mmol · L-1 IPTG诱导蛋白表达,SDS-PAGE检测获得了分子质量为91 kD的融合蛋白,半定量RT-PCR分析表明,PaGAI在花、果实、叶片、韧皮部中普遍表达,在花与韧皮部中的表达远远强于在果实与叶片中的表达。     

茶树CsMAPK3的全长克隆及其逆境表达分析

以‘福鼎大白’茶树为材料,克隆了CsMAPK3的全长cDNA序列(GenBank登录号:MF034662)、基因组序列及其启动子序列。CsMAPK3的cDNA序列全长1700 bp,含有1119 bp的ORF序列,编码373个氨基酸;CsMAPK3蛋白预测为亲水性蛋白,含有多个磷酸化位点;多序列比对和进化树分析表明CsMAPK3 C–末端含有保守的CD结构域,属于TEY类型的A亚家族MAPK;亚细胞定位预测CsMAPK3主要定位于细胞质和细胞核中。CsMAPK3基因组全长4930 bp,包含5个内含子和6个外显子,第1个内含子和第2个内含子较大,分别为1608和1318 bp,外显子长度在130~350 bp之间。克隆获得起始密码子上游1125 bp的启动子区序列,该启动子上含有干旱、低温、高温以及ABA等相关的顺式作用元件。荧光定量表达分析显示,ABA、低温和盐胁迫均能显著上调茶树叶片中CsMAPK3的表达。蛋白互作预测表明CsMAPK3可能与MYBR1互作来响应ABA依赖途径的非生物胁迫过程。综上表明,CsMAPK3可能与茶树抗逆响应密切相关。     

牡丹病程相关蛋白1基因的克隆及表达分析

 以牡丹柱枝孢叶斑病病原菌Cylindrocladium canadense处理的牡丹‘鲁菏红’叶片为材料,根据已发表植物PR1的保守区域设计兼并引物,利用RT-PCR和RACE技术,获得病程相关蛋白1基因的cDNA,命名为PsPR1。该序列全长为744 bp,5′和3′非翻译区分别有42 bp和225 bp。该基因有477 bp的开放阅读框（ORF）,编码158个氨基酸,成熟蛋白分子量14.8 kD,等电点（pI）6.19,具有典型的SCP_PR1_like保守结构域。通过Blast比对发现该基因与多种植物病程相关蛋白1基因具有高度同源性。通过实时荧光定量PCR检测,发现该基因在牡丹萼片中相对表达量最高,在正常生长的叶片中最少。该基因受病原菌C. canadense和信号物质SA的显著诱导,分别在处理的24 h和12 h达到最高峰,说明PsPR1可能参与了牡丹的抗病防御过程。     

茶树CsSPMS基因全长cDNA克隆和时空表达分析

为探究精胺合成酶（spermine synthase,SPMS）与茶树（Camellia sinensis）耐寒性的关系,以茶树品种‘迎霜’为试验材料,利用简并引物PCR扩增技术结合5′/3′RACE方法,获得与低温胁迫相关的CsSPMS片段cDNA全长序列（GenBank登录号为KJ580429）。该序列全长1 374 bp,包含1 113 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码371个氨基酸,预测分子量41.28 kD;构建亚细胞定位载体pJIT166-GFP/SPMS,亚细胞定位结果显示CsSPMS定位在细胞核上。荧光定量PCR分析表明CsSPMS在根、茎、叶、芽、花和果中都有表达,在根、茎中表达量较高;低温胁迫处理下不同组织CsSPMS的表达量,在叶片中2 h达到峰值,而在根中12 h达到高峰;在低温条件下4个茶树品种的耐寒性与CsSPMS表达量密切相关。     

茶树细胞周期蛋白依赖激酶（CsCDK）基因cDNA全长克隆与分析

 采用SMART-RACE-PCR技术获得了茶树细胞周期蛋白依赖激酶基因（CsCDK1）的全长cDNA序列,并进行了相关的生物信息学分析。采用实时定量PCR研究了该基因在茶树越冬芽休眠到萌发后不同阶段的表达模式。克隆到茶树CsCDK1 cDNA序列1 245 bp（GenBank登录号JF449383）,其开放阅读框长924 bp,编码307个氨基酸,预测分子量为34.52 kD,具有CDKs家族典型的保守结构域和空间结构,属于B型CDK家族。系统进化分析表明,CsCDK1氨基酸序列与猕猴桃的CDK亲缘关系最近,达到96%,与其它植物的CDK序列相似性亦在80%以上。该基因在茶树越冬芽休眠期的表达量低于恢复生长期,在萌发期表达量最高。说明该基因与茶树越冬芽休眠的解除关系密切。     

荔枝水孔蛋白基因LcPIP的克隆与组织特异性表达研究

 从荔枝组织中克隆了9个质膜水孔蛋白基因（LcPIP）的cDNA全长序列,并研究了其组织特异性表达。结果表明：9个LcPIP分为PIP1和PIP2两类。定量PCR结果表明9个LcPIPs在荔枝的不同组织中均表达,其中LcPIP1-2、LcPIP1-4、LcPIP2-1、LcPIP2-2在花中的表达量相对较高,LcPIP1-1在茎中相对较高,LcPIP1-2在果肉中较高,LcPIP2-5在种子中的表达量仅次于果皮,而LcPIP1-3在叶中最高,LcPIP2-4在根中最高。LcPIP1-1、LcPIP2-4、LcPIP2-5在果皮中表达量较高,而LcPIP2-3在果皮中特异表达,且在所有成员中表达量最高,可能与果皮组织水分运输有关。     

茶树NADPH氧化酶基因的克隆、亚细胞定位与表达分析

以茶树(Camellia sinensis)‘迎霜’为试验材料,采用同源克隆的方法,利用RACE和RT-PCR技术获得茶树NADPH氧化酶基因Cs RBOHA的c DNA全长(Gen Bank登录号:KJ782632)。该基因全长3 157 bp,开放阅读框2 769 bp,编码922个氨基酸。生物信息学分析显示,该基因编码的蛋白分子量为103.33 k D,理论等电点为9.28;C端序列较保守,N端序列保守性较低,与烟草和蓖麻的相似性达79%,进化关系最近;蛋白结构具有典型的家族特征。该蛋白分布于细胞质膜上,与预测结果一致。实时荧光定量PCR结果显示,该基因的表达存在组织特异性,并且在低温(4℃)、高盐(200 mmol·L-1 Na Cl)、ABA(200 mg·L-1)和干旱(10%PEG 6000)条件下出现不同程度的上调。     

茶树硫酸盐转运蛋白基因CsSUL3.5 的克隆与表#br# 达分析

 采用电子克隆与RT-PCR 相结合的方法获得茶树硫酸盐转运蛋白（CsSUL3.5）的cDNA 序 列,并进行了相关生物信息学分析。克隆到茶树CsSUL3.5 cDNA 序列2 017 bp（GenBank 登录号 KP984500）,包含完整的开放阅读框（ORF）1 914 bp,编码637 个氨基酸。生物信息学分析显示,CsSUL3.5 编码的蛋白分子量为70.38 kD,无信号肽,是疏水性的非分泌蛋白,有11 个跨膜区;与其他物种相似性 均在60%以上,与烟草的相似性最高（74%）,具有硫酸盐转运蛋白家族典型的保守结构域和空间结构, 属于硫酸盐转运蛋白家族。系统进化分析表明茶树的CsSUL3.5 属于第3 亚家族,与芝麻的关系比较近。 荧光定量PCR 表明该基因在茶树幼苗根与成熟叶中均有表达;Na2SO4 与Na2SeO4 处理均能显著诱导 CsSUL3.5 的表达。     

砂糖橘精氨酸脱羧酶CrADC基因的克隆及表达分析

【目的】克隆砂糖橘精氨酸脱羧酶基因（CrADC）,分析其在干旱胁迫下的表达模式,为探究CrADC基因调控多胺合成的抗旱分子机制提供理论参考。【方法】利用RT-PCR技术克隆砂糖橘CrADC基因,采用生物信息学进行蛋白序列及进化分析,利用qPCR检测不同组织和干旱胁迫下的基因相对表达量,并进行植物表达载体构建与烟草遗传转化验证。【结果】砂糖橘CrADC基因全长2262 bp,编码753个氨基酸,含有一个吡哆醛结合域。序列及进化分析显示果树ADC蛋白序列较保守且分为3类,起源于温带的苹果、李、枣、葡萄等8种落叶果树为一个进化分支,起源于热带或亚热带的柑橘、杧果、番木瓜等6种果树属于另一分支。qPCR实验表明,CrADC基因在砂糖橘叶、花、果肉和果皮组织均能表达,但不同时期叶片和果实不同部位的表达量差异显著,干旱胁迫24 h内的基因表达量会逐步上升。转基因实验表明,CrADC基因在烟草根、茎、叶组织中也能稳定表达,转基因系比对照烟草的电导率和丙二醛含量更低,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性更高,表现出更好的抗旱生理特征。【结论】砂糖橘CrADC序列较保守,起源于亚热带或热带果树的进化分支。Cr...     

茶树硫酸盐转运蛋白基因CsSULTR3.1的克隆及其对硫和硒的响应分析

从茶树(Camellia sinensis)根系中克隆获得1条长度为1 999 bp的核酸序列,该序列包含1 980 bp的开放阅读框(ORF),编码659个氨基酸。BlastX同源性比对显示,该基因编码的氨基酸序列与葡萄VvSULTR3.1相似度最高(86%),将其命名为CsSULTR3.1(GenBank登录号:KY963793)。进一步分析显示,该基因编码的蛋白分子量为72.39 kD,理论等电点为7.61,属于非分泌性蛋白,包含10个跨膜结构域。以GFP作为标记进行亚细胞定位发现,该蛋白定位于细胞质中。qRT-PCR分析显示,CsSULTR3.1具有组织表达特异性,在茶树茎中表达量最高。CsSULTR3.1在茶树根系中的表达受Na_2SO_4和Na_2SeO_4诱导:60 mg·L~(-1) Na_2SO_4处理12 h后逐渐上调表达,在48 h时达到最大值,而240 mg·L-1Na_2SO_4处理12 h内显著下调表达,随后显著上调并维持相对稳定状态;在不同浓度Na_2SeO_4处理条件下表达量均呈现先降低后升高再降低的趋势,且均在48 h时达到最高。     

茶树鸟氨酸转氨酶基因Csδ-OAT的克隆与表达分析

根据已知鸟氨酸转氨酶（δ-OAT）的保守序列设计简并引物,并利用RT-PCR和RACE技术从‘迎霜’茶树中克隆获得鸟氨酸转氨酶基因,命名为Csδ-OAT,其GenBank登录号为KJ641844。该基因cDNA全长为1 865 bp,编码473个氨基酸,理论等电点为7.19,推测分子量为52.3 kD。序列比对分析结果表明,Csδ-OAT主要功能域保守性较高,存在典型的PLP结合位点;系统进化树分析显示,Csδ-OAT的进化符合传统的生物学分类,与其他双子叶植物具有同一起源。qRT-PCR分析结果表明,Csδ-OAT基因的表达存在明显的组织特异性,在花中表达最高,其次是叶片,而在其他组织器官中表达较低。此外,Csδ-OAT基因受高盐、低温、干旱、ABA和氧化胁迫处理的诱导,表明其参与了茶树体内各种非生物胁迫响应的过程。     

拟南芥热激转录因子HSFA2基因克隆与原核表达

为了进一步阐明HSFA2功能,现采用Trizol法分离拟南芥叶片总RNA,用RT-PCR方法得到拟南芥HSFA2基因,经过连接、转化和蛋白诱导对其进行了原核表达研究。结果表明:从拟南芥叶片中分离到了高质量的总RNA,进而扩增到了目的基因,将其连入表达载体PGEX-KG,且转入大肠杆菌BL21中。不同温度条件下的诱导结果表明,16℃下蛋白诱导效果较好。采用这套系统,可以使AtHSFA2得以较好的表达。     

草莓FaCBF1基因的克隆及表达分析

据《园艺学报》2014年第2期《草莓FaCBF1基因的克隆及表达分析》（作者张勇等）报道，以“丰香”草莓为试材进行基因克隆，并通过SON—PCR结合RT—PCR技术检测了该基因在低温胁迫和其他环境胁迫下的诱导表达特性。     

杜仲类钙调蛋白基因EuCML5的克隆及表达分析

在前期构建的杜仲基因组数据库的基础上,克隆得到了类钙调蛋白(Calmodulin-like protein,CML)基因EuCML5。分析发现EuCML5开放阅读框长度为282 bp,编码93个氨基酸,不含跨膜结构和信号肽,属于胞内蛋白,氨基酸序列中含有EF-Hand motif结构,在进化关系上与一些木本植物类钙调蛋白较近。实时荧光定量PCR分析发现,EuCML5在杜仲根中表达较高,茎和叶中表达较低。杜仲苗经过模拟干旱、高盐、茉莉酸甲酯、生长素处理后,EuCML5表达量有不同程度提高,表明EuCML5能够被非生物胁迫和植物生长调节剂诱导表达,并且受钙离子通道抑制剂LaCl₃和钙调蛋白拮抗剂TFP抑制。