藜麦CqCHS1基因的克隆及胁迫下表达分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase, CHS)是植物类黄酮合成途径中的一个关键限速酶,参与植物中多个合成代谢途径,包括花青素合成。通过PCR反应成功克隆出藜麦CHS基因(CqCHS1)的cDNA全长序列,并进行预测分析,包括CqCHS1基因结构和编码的蛋白质保守结构域。同时,利用qRT-PCR技术检测了在不同胁迫处理下CqCHS1的表达情况。结果表明,CqCHS1基因包含2个外显子和1个内含子,其编码的蛋白质由392个氨基酸残基组成。CqCHS1蛋白是亲水性蛋白质,不存在信号肽,定位于细胞质。进化分析显示,CqCHS1与拟南芥AtCHS1的亲缘关系最近,其基因功能可能存在相似性。此外,还发现在CqCHS1基因启动子区域存在多个与胁迫和激素响应相关的顺式作用元件。表达分析结果表明,藜麦幼苗中CqCHS1的表达不会受到干旱胁迫的影响,而外源脱落酸(ABA)处理会抑制CqCHS1的表达,低温胁迫则会诱导CqCHS1的表达。本研究结果为进一步探究藜麦CqCHS1的基因功能提供了基础。     

甘薯IbHKT-like基因的克隆与表达分析

植物高亲和钾转运体HKT基因具有Na+(或K+)单向运输或Na+-K+共转运作用.为了探究甘薯高亲和钾转运体HKT的离子转运情况及其对非生物胁迫的响应,本研究克隆得到1个甘薯钾离子转运体IbHKT-like基因.生物信息学分析结果表明,IbHKT-like基因序列全长为1647 bp,编码548个氨基酸.IbHKT-l...     

甘薯Ran基因的克隆和表达分析

Ran蛋白是小GTP结合蛋白家族成员之一,控制着蛋白和RNA分子的运输过程。研究发现有些Ran基因受多种逆境胁迫的诱导表达。为了获得甘薯Ran基因,本试验通过RT-PCR克隆了1个甘薯Ran基因。测序结果显示其含有长666 bp的完整开放阅读框,编码的蛋白含221个氨基酸,推测分子量为25.15 kDa。比对分析发现甘薯与多种生物的Ran蛋白的氨基酸序列同源性都超过90%,荧光定量PCR研究表明IbRan基因受低温、PEG、盐和植物激素ABA的诱导表达。这为利用基因工程手段调控甘薯的抗逆性奠定了基础。     

蒺藜苜蓿低温胁迫响应基因MtbHLH-1的克隆及功能分析

【目的】克隆蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）低温胁迫响应基因MtbHLH-1,并对其进行序列特征分析,研究MtbHLH-1对牧草蒺藜苜蓿耐低温能力的影响。【方法】利用RT-PCR技术获得蒺藜苜蓿MtbHLH-1全长的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析,采用半定量RT-PCR研究MtbHLH-1的低温（4℃）表达模式。【结果】测序结果显示,cDNA片段全长778 bp,包含一个741 bp完整的开放阅读框,编码246个氨基酸残基,命名为MtbHLH-1,GenBank登录号为JN800447。氨基酸BLAST分析表明,MtbHLH-1氨基酸序列与已报道的其它植物（大豆、拟南芥、烟草、小麦和玉米等）bHLH氨基酸序列具有45%-73%相似性。半定量RT-PCR研究表明,MtbHLH-1在低温胁迫条件下上调表达。【结论】从蒺藜苜蓿中克隆了低温胁迫碱性/螺旋-环-螺旋转录因子MtbHLH-1,半定量分析表明其在蒺藜苜蓿抗冷过程中起作用。     

辣椒CaCBF1A基因的克隆及非生物胁迫下表达分析

为揭示Ca CBF1A基因在辣椒抗逆机制中发挥的功能,对辣椒Ca CBF1A基因进行克隆与分析。以豫椒101为材料,根据参考基因组序列设计引物,通过PCR技术从辣椒基因组c DNA中获得CBF基因Ca CBF1A。经生物信息学分析,该基因具有一个完整的ORF(471 bp),编码156个氨基酸。Ca CBF1A编码的蛋白质包含保守的AP2 DNA结合域。对其亚细胞定位、跨膜结构进行分析,预测其定位在叶绿体中,存在跨膜结构。荧光定量PCR检测结果表明,低温、高温和盐胁迫均可诱导Ca CBF1A基因的表达,其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明Ca CBF1A是一个逆境胁迫快速响应基因,推测其在辣椒抗逆机制中起着重要的作用。     

剑麻超氧化物歧化酶基因鉴定及低温胁迫表达分析

剑麻是热带地区重要的纤维作物,生产中易受到寒害威胁而造成减产。超氧化物歧化酶（SOD）是一种重要的保护酶,在植物应答低温等逆境条件胁迫过程中起重要作用。前人研究已初步明确超氧化物歧化酶在剑麻低温处理后起重要作用,但其在剑麻中的基因序列及分子调控机制尚未明确。在已发表的剑麻转录组数据库中鉴定出5个SOD基因,遗传进化分析显示其在不同植物物种中进化较保守。实时定量PCR结果显示低温胁迫后5个基因表达模式均呈先上升后下降趋势,且均与SOD活性变化显著正相关（P<0.05）。其中2个CSD基因和1个FSD基因与SOD活性极显著正相关（P <0.01）,表明这3个基因在应答低温胁迫过程中起重要作用。研究鉴定了剑麻SOD基因并初步明确其应答低温胁迫表达模式,为深入开展剑麻抗寒机制研究提供了重要基础。     

甘薯盐胁迫响应基因IbNAC14的克隆、生物信息学及表达模式分析

【目的】探究IbNAC14基因在甘薯胁迫响应过程中的可能功能。【方法】以耐盐性甘薯品种徐薯22与盐敏感性甘薯品种徐薯32为研究材料,从盐胁迫处理后得到的转录组数据中筛选新的NAC基因,命名为IbNAC14。随后对IbNAC14基因进行系统的生物信息学分析,并应用qRT-PCR方法检测其表达模式。【结果】生物信息学分析显示,IbNAC14基因(GenBank登录号:MH660528)包含一个771 bp的开放阅读框,编码着一个具有典型NAC结构域的蛋白,且该蛋白含有多个磷酸化位点。qRT-PCR分析表明,IbNAC14基因的转录水平受盐和干旱胁迫,以及ABA和ACC处理的诱导,暗示其可能在甘薯胁迫过程中发挥重要功能。【结论】IbNAC14基因可能是参与甘薯胁迫响应的重要候选基因。     

甘薯Iborf56基因的克隆与表达分析

为了研究甘薯叶绿体基因Iborf56的表达是否受到盐胁迫的诱导以及对生长发育的影响,为甘薯的品种选育提供参考,以栗子香为研究材料,从中克隆Iborf56基因,通过生物信息学方法分析其蛋白序列特征,亚细胞定位预测、系统发育分析、调控元件分析、不同组织及盐胁迫表达模式,以及qPCR验证该基因的表达量。结果表明,Iborf56与已知序列相似度为99.28%,开放阅读框长度为929 bp,编码60个氨基酸,含有8个磷酸化位点,没有信号肽和跨膜区,不具有分泌蛋白的特性,主要由α-螺旋组成;亚细胞定位在叶绿体基质中;进化树分析表明,Iborf56与三浅裂野牵牛（Ipomoea trifida）和三裂叶薯（Ipomoea triloba)的遗传距离最近;启动子元件分析发现,该基因启动子区域含有光响应元件、抗逆和激素应答等功能元件。转录组以及实时荧光qRT-PCR定量分析表明,Iborf56在甘薯叶片中的表达量最高且随生长时间增加呈显著上升趋势,推测该基因参与甘薯的生长发育;此外,Iborf56基因的表达量随盐胁迫时间表现为先升后降的趋势,且该基因在盐胁迫下12 h时达到了临界值,暗示其可能参与甘薯盐...     

小麦逆境胁迫相关基因TaC2DP1的克隆及表达分析

【目的】克隆与逆境胁迫相关的基因,并对其序列特征、进化关系和表达特性进行分析,探讨该基因在小麦抗逆调控过程中的生物学功能,为进一步解析植物的抗逆机制提供候选基因和理论依据。【方法】以cDNA芯片数据获得的水分胁迫诱导上调表达基因EST序列为探针,对小麦EST数据库进行搜索,筛选与探针同源性在97％以上的EST序列,通过电子克隆结合RT-PCR获得该基因cDNA全长,采用生物信息学软件分析比较克隆基因的保守结构域及序列特征;采用MEGA6.0软件构建该基因的系统进化树;将测序正确的该基因片段通过EcoRⅠ和HindⅢ限制性内切酶酶切连接至原核表达载体pMAL-c2X,重组质粒转化大肠杆菌BL21,经终浓度为0.3 mmol·L^-1 IPTG诱导1-5 h后,用SDS-PAGE分析融合蛋白的表达;采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析该基因在小麦不同组织间的表达差异及其在低温、干旱、高温和ABA处理下的表达模式。【结果】成功获得小麦cDNA全长序列,命名为TaC2DP1。该基因序列全长为1 356 bp,包含一个1 209 bp的开放阅读框（ORF）,5′端非编码区50 bp,3′端非编码区97 bp,编码402个氨基酸,推导编码蛋白质的预测分子量为43.41 kD,等电点为4.30,属于酸性蛋白,BLAST分析表明,该蛋白含有一个与钙离子结合的结构域,称为C2结构域（C2-domain）。多序列比对及进化树分析表明,TaC2DP1与乌拉尔图小麦TuC2亲缘关系最近,二者具有高度的同源性,其编码的氨基酸一致性达到91%;蛋白质结构预测分析显示TaC2DP1无跨膜螺旋和双硫键,亚细胞定位于细胞质中;成功构建了该基因的原核表达载体pMAL-c2X-TaC2DP1,在IPTG诱导下得到90 kD左右的蛋白,与理论值一致。通过实时荧光定量PCR进行TaC2DP1表达分析,显示该基因在小麦的根、茎、叶、幼穗、未成熟籽粒、胚及胚乳中均有表达,其中在幼穗中表达量最高,在花后5 d籽粒中表达量最低。TaC2DP1可被植物激素ABA诱导而上调表达;干旱胁迫过程中,TaC2DP1受胁迫诱导呈稳定上调表达趋势;高温和低温胁迫过程中,TaC2DP1均在胁迫后的0.5 h迅速诱导上调表达,分别为对照的21和17倍。推测该基因可能参与小麦ABA 信号通路中对逆境胁迫的抗性反应。【结论】获得小麦TaC2DP1的全长序列,其编码蛋白含有与钙离子结合的C2结构域;在低温、干旱、高温和ABA逆境胁迫下,TaC2DP1属于依赖于ABA胁迫响应基因调控网络,可能在干旱、低温和热胁迫中发挥重要作用。     

小麦TaAlaAT基因的克隆及镉胁迫下表达分析

为了研究AlaAT基因在小麦应对镉胁迫中的功能,以镉处理小麦为试验材料,利用mRNA差异显示技术DDRT-PCR、RT-PCR从小麦cDNA中克隆得到AlaAT基因全长,将其命名为TaAlaAT。用生物信息学方法对TaAlaAT的基因序列和蛋白质氨基酸序列进行分析,进一步用MEGA 6.0软件构建进化树;用qRT-PCR研究TaAlaAT基因在小麦不同组织中以及镉胁迫后的相对表达水平。序列分析结果表明,该基因全长为1 628 bp,包含1个长度为1 440 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF),其编码479个氨基酸,蛋白质分子量约为53.41 ku,等电点为6.97,该蛋白质属于天冬氨转氨酶家族,与水稻(Oryza sativa L.)AlaAT蛋白的相似性较高。qRT-PCR结果表明,TaAlaAT在小麦中具有组织特异性,在根部的表达水平最高,在镉胁迫处理后,TaAlaAT基因表达量呈现先升高后降低的趋势。由研究结果可以看出,TaAlaAT基因能够响应镉胁迫。     

水曲柳CBF1基因的克隆及表达分析

[目的]探讨水曲柳CBF基因的表达及与生物钟调控的关系。[方法]利用c DNA末端快速克隆(RACE)技术克隆水曲柳CBF1基因的全长序列,并对三年生水曲柳幼苗叶片中Fm CBF1基因的时间表达特征进行初步研究。[结果]利用RNA末端快速扩增(RACE)的方法从水曲柳中克隆得到1个CBF基因家族成员Fm CBF1(Gen Bank:KJ541508.1),该基因ORF 669bp,推测编码蛋白质含有222个氨基酸残基,相对分子质量24.5 k D,理论等电点为5.11,在DNA序列内不含内含子。氨基酸序列同源性比较发现,水曲柳Fm CBF1基因与白桦Bp CBF1同源性最高,相似性达79.4%,在系统进化树中处于同一分支上。实时荧光定量PCR表达特性分析显示,Fm CBF1基因的表达具有一个大约以24 h为周期的节律性,最大值约出现在9:00,而夜间却处于较低的表达水平。在4℃低温处理1、3、6、12、24、72和120 h后Fm CBF1的qRT-PCR分析表明,该基因受到低温诱导,并在4℃条件下随低温时间的延长,该基因的诱导表达特性呈先升后降的趋势,最大值出现在12h时,达对照的25.5倍。[结论]为进一步研究水曲柳抗旱耐寒性及分子育种奠定基础。     

桂花OfAP1基因的克隆及表达分析

AP1（APETALA1）基因在植物花分生组织及花器官形成过程中发挥着重要作用。以桂花品种‘堰虹桂’Osmanthus fragrans‘Yanhonggui’为材料,根据前期获得的转录组数据中AP1的序列设计引物,利用PCR技术,克隆得到约750 bp桂花AP1 cDNA序列,即OfAP1基因,其中开放阅读框长为720 bp（注册号为MH593222）。氨基酸序列比对发现,与其他物种的AP1基因的同源性高达69%~88%。荧光定量PCR结果表明:在不同组织中,桂花的OfAP1基因在花芽中的表达量显著高于其他组织,根中几乎不表达;在花芽分化过程中,OfAP1在成花转变及花芽分化初期（花瓣、花萼分化期）表达量较高,随后呈下降趋势。这说明OfAP1具有组织表达特异性,同时在桂花成花转变、花芽分化和发育中有重要作用。     

甜樱桃PacAMR1基因的克隆及表达分析

以甜樱桃果实为材料,利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,获得了参与调控甜樱桃AsA生物合成的关键基因——PacAMR1。序列同源性分析发现,该基因编码的氨基酸序列与其他植物AMR1蛋白具有较高的同源性。实时荧光定量RT-PCR的结果表明,随着果实发育成熟,PacAMR1基因的表达量逐渐上升,而果实中的AsA含量则是在果实发育早期较高。PacAMR1基因的表达量在幼叶中最低,而在老叶中表达量最高;但相反的是,AsA含量在幼叶中最高,而在老叶中最低。这些结果表明,PacAMR1基因的表达可能参与了AsA生物合成的负调控。     

水稻渗透胁迫抑制表达基因的克隆与表达分析

通过基因芯片技术,鉴定了一个PEG6000胁迫抑制表达基因。该基因编码MYB转录因子,命名为OsSRMYB1。荧光定量PCR研究结果表明,该基因的表达显著受PEG6000抑制,受氧化胁迫诱导,而低温和ABA处理下该基因的表达未发生显著变化。组织表达分析结果表明,OsSRMYB1基因在水稻不同组织中均有表达,在叶中表达量较高。在不同生长阶段的穗中,OsSRMYB1基因在发育中的穗中表达较高,在成熟穗和幼穗中表达量较低。本研究为进一步深入分析OsSRMYB1的生物学功能提供参考。