‘红肉蜜柚’CmMYB330基因的分离与表达分析

【目的】分析‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化相关的MYB转录因子基因特征与表达模式,探讨MYB转录因子在蜜柚汁胞木质素代谢过程中的作用机制,为研究蜜柚汁胞粒化发生机制提供借鉴。【方法】以‘红肉蜜柚’果实汁胞为试材,参考甜橙MYB全基因组分析,利用生物信息学分析和PCR技术克隆Cm MYB330的编码区序列及其5’端调控序列,并对序列进行生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术对Cm MYB330在‘红肉蜜柚’果实汁胞不同发育时期和不同部位的表达情况进行分析。利用农杆菌介导法将Cm MYB330与GFP的融合表达载体注射转化到烟草叶片中进行亚细胞定位分析。利用酵母双杂交系统对Cm MYB330进行转录激活活性分析。【结果】Cm MYB330的编码区序列长度为942 bp,编码313个氨基酸,预测为核定位蛋白,为典型的R2R3 MYB转录因子。Cm MYB330与甜橙Cs1g19400.1、Am MYB330等亲缘关系近,都属于R2R3 MYB第4亚组。Cm MYB330的5’端调控序列为起始密码子上游-1 748 bp序列,预测该序列含有TATA-box、CAAT-box 2个启动子核心元件,3个MBS,1个AC-I,1个5UTR Py-rich stretch,还有大量激素(如赤霉素、乙烯、水杨酸等)响应元件。Cm MYB330表达量在‘红肉蜜柚’果实汁胞发育过程中有起伏,但总体呈现上升趋势,表达量在花后208 d达到最大,之后开始下降。在转化p-super1300-Cm MYB330-GFP的烟草叶片细胞核中检测到绿色荧光信号,与预测结果一致,说明Cm MYB330定位在细胞核中。在Y2H Gold酵母中,Cm MYB330表现为没有转录激活活性。【结论】克隆了‘红肉蜜柚’MYB转录因子Cm MYB330编码区序列及其5’端调控序列,Cm MYB330属于R2R3 MYB第4亚组,与汁胞粒化相关,为核定位蛋白,同时分析了其在‘红肉蜜柚’果实汁胞发育过程中的表达水平,总体呈上升趋势。为进一步研究Cm MYB330与蜜柚汁胞粒化的关系奠定了基础。     

蜜柚泛素蛋白连接酶RING-H2 finger基因的克隆与表达分析

 在26S泛素蛋白酶体途径介导的蛋白质降解过程中,RING finger蛋白是一类特殊的泛素蛋白连接酶,参与植物多个生长发育及逆境胁迫响应过程。为探明柚RING finger家族成员的序列特征及表达模式,从红肉蜜柚和琯溪蜜柚果实汁胞中分离出两个RING finger基因cDNA片段（CgRHF1和CgRHF2）,采用实时荧光定量PCR研究其在不同组织及果实发育不同时期的表达模式。结果表明,两个基因均属于RING-H2 finger家族成员,且红肉蜜柚与琯溪蜜柚的两个CgRHF之间碱基序列均无差异;除根组织外,CgRHF1表达水平较CgRHF2高,且在红肉蜜柚茎、叶和花中的表达水平显著高于琯溪蜜柚;CgRHF2在组织及果实发育过程表达水平均较低,但在果实成熟采摘阶段急剧上升。CgRHF1与CgRHF2表达模式的差异暗示这两个基因在柚组织及果实发育进程中行使不同的生物学功能,而非功能互补基因。     

八棱海棠肌动蛋白基因(MrACT)的克隆及分析

以八棱海棠(Malus micromalus Makino)为材料,抽取RNA,反转录成cDNA。采用cDNA末端快速扩增(RACE)方法,5’-RACE获得长度1121bp的片段、3’-RACE获得883bp的片段,再通过设计引物扩增得到八棱海棠中一种肌动蛋白基因的cDNA的全长序列。该序列全长1134bp,推测其编码377个氨基酸,等电点为5.16,其编码的氨基酸与拟南芥(Arabidopsis thaliana)actin7编码的氨基酸只有2个氨基酸差别。通过对八棱海棠MrACT基因的表达分析,发现在不同组织中,该基因的表达水平没有明显差异,本文为进一步利用RT-PCR技术,以MrACT基因为内标,研究八棱海棠其他基因的丰度打好基础。     

香蕉中一个新的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及采后表达分析

利用抑制消减文库从香蕉中分离到一个cDNA片断,结合RACE技术获得该基因的全长序列。该全长cDNA共含1 285个碱基,通过Blastx同源性分析结果显示它与香蕉的一个S-adenosyl-L-methionine synthase(SAMS)基因(GenBank序列号为AF004317)具有82%的碱基同源性,编码的氨基酸顺序有93%同源性,但在cDNA的5’和3’非编码区同源性较低。设计特异引物对此基因进行RT-PCR分析表明,正常成熟的香蕉果实,采后当天表达量较高,随后略有降低,至采后12 d又达到一个相对较高值后迅速下降;高锰酸钾处理的果实,整个成熟期该基因均表现一个比较高的表达量;乙烯利处理的果实,采后表达量明显下降且处在一个比较稳定的水平。     

‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化过程中POD同工酶谱分析

【目的】探讨‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化过程中过氧化物酶(POD)的同工酶变化及赤霉素对其的影响。【方法】以赤霉素处理和未经赤霉素处理的‘红肉蜜柚’果实的近中柱和远中柱汁胞为材料,统计粒化指数后,采用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳方法进行可溶性和离子结合POD同工酶谱测定。【结果】发现‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化指数随着果实生长发育呈先平稳后急剧上升的趋势,有无赤霉素处理无明显变化;可溶性POD中存在酸性POD和碱性POD,有无赤霉素处理对近、远中柱POD出现的时期和组分基本没有影响;离子结合POD只存在碱性POD,近中柱POD同工酶谱分离出6条(5条为果实发育后期的特异性谱带)、远中柱POD分离出4条,两者出现的时期和组分差异较大,赤霉素处理使近中柱5条果实发育后期特异性谱带减为3条且时期提前,而赤霉素处理下的远中柱没有检测到谱带。【结论】粒化时期,离子结合POD出现的5个特异性碱性POD可能与汁胞粒化关系密切,赤霉素处理可明显减少POD谱带,但赤霉素对汁胞粒化的影响有待进一步研究。     

扁桃SLF基因和S-RNase基因的克隆及表达分析

 以扁桃‘Pioneer’品种为材料, 利用RT-PCR及RACE技术, 克隆了1个新的SLF ( S LocusF-box ) 基因(PdSLF1) 和两个新的S-RNase基因( PdSm 和PdSn) 的cDNA。PdSLF1全长1 331 bp, 编码376个氨基酸; PdSm 全长826 bp, 编码228个氨基酸; PdSn基因全长878 bp, 编码227个氨基酸。与公共数据库中的序列进行相似性比较, 发现这3个基因所编码的氨基酸序列与其它蔷薇科植物相应基因的氨基酸序列均具有较高的一致性, PdSLF1为70.2% ～84.8% , S-RNase为59% ～83.9%。PdSLF1基因在花药中专一性表达, 而PdSm 和PdSn基因在雌蕊中专一性表达。     

(木奈)肉桂酸-4-羟化酶基因及其启动子克隆与表达分析

以不同发育时期的果实为试材,采用两步法逆转录与抑制PCR技术相结合的方法构建均一化全长cDNA文库,筛选出一条编码肉桂酸-4-羟化酶的全长cDNA(命名为PsC4 H);采用APA-Walking技术,分离获得该基因的启动子序列;采用实时荧光定量PCR技术,检测该基因在果实不同发育时期的表达动态。结果表明:PsC4 H基因全长为1 772bp,ORF(Open Reading Frame)为1 515bp,编码504个氨基酸,相对分子量为145 719.6,等电点为4.94,经序列同源性分析发现,PsC4 H氨基酸序列与李属果树高度同源;经PlantCare软件预测,PsC4 H基因的启动子除具有TATA/CAAT-box外,还含有G-box、HSE等特异作用元件;实时荧光定量结果显示,PsC4 H在果实整个生长发育过程中呈下调-上调的表达趋势,其中在成熟果中表达量最高。     

红肉脐橙番茄红素β-环化酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的功能表达

以'红肉脐橙'(Citrus sinensis Osbeck'Cara Cara')果实中分离的mRNA为模板,经RT-PCR扩增到约1.6 kb的番茄红素β-环化酶(lycopene β-cyclase,Leyb)cDNA片段.序列分析表明,该cDNA长1 654 bp,包含两个转录本Lcyb1和Lcyb2,最大开放读码框均为1 512 bp,可编码504个氨基酸.通过PCR方法获得红肉脐橙Lcyb1和Lcyb2 cDNA编码区全长,构建了Lcyb1和Lcyb2的原核表达载体pET-CitL-cyb1和pET-CitLcyb2,并通过颜色互补试验证实表达的融合蛋白6×His-Lcyb1和6×His-Lcyb2均可将番茄红素转化为β-胡萝卜素.     

矮牵牛PDS基因的克隆及其在shRNA介导的基因沉默中的应用

以矮牵牛(Petunia hybrida)自交系‘Mitchell Diploid’(MD)为材料,通过3′RACE和5′RACE获得了其八氢番茄红素脱氢酶基因(PhPDS)的cDNA序列,进而通过PCR扩增出编码区的基因组序列。分析结果显示,PhPDS的cDNA序列全长2 182 bp,编码区序列1 746 bp,编码582个氨基酸。推测的蛋白质序列具有类胡萝卜素脱氢酶的保守结构域特征。编码区的基因组序列长7 609 bp,结构与番茄和拟南芥等PDS基因相似,具有14个外显子和13个内含子。利用博德研究所的小发夹RNA(shRNA)设计程序设计了两个针对PhPDS的shRNA,构建植物表达载体转化矮牵牛后,从其中一个载体的转化子中获得白色愈伤组织和幼枝,对白色幼枝的RT-PCR检测表明,其PDS基因的cDNA累积量减少,表明shRNA基因沉默技术能在矮牵牛中应用。以PDS基因为靶基因比用花色素合成基因研究基因沉默技术能更快地分析基因沉默的效果,全长序列的获得将有助于PDS基因在矮牵牛基因沉默技术研究中的应用。     

砂梨扩展蛋白基因cDNA克隆及全序列分析

设计植物EXP扩展蛋白简并引物,以砂梨果实cDNA为模板,克隆得到EXP基因cDNA片段,该片段长465 bp。根据该片段序列,分别设计2条5’和3’末端扩增的特异引物,利用RACE技术,获得了该片段的5’端和3’端序列。用DNAMAN5.22软件对3个序列进行拼接和分析,获得了该基因的cDNA全长,命名为Pyp-EXP。该cDNA全长为1 395 bp,5’端起始密码子ATG始于72 bp,3’端终止子TAG止于830 bp,Ploy+(A)从1 363～1 395 bp。该基因已在GenBank基因数据库注册,注册号为EF602031。Pyp-EXP核苷酸序列有一个759 bp完整的开放阅读框,编码区与西洋梨、苹果、湖北海棠、桃的同源性分别为96%,96%,94%和86%;该cDNA推导编码252个氨基酸,含有1个组氨酸(His_Phe_Asp,HFD)功能域,与西洋梨、苹果、湖北海棠、桃中相应序列同源性分别为98%,97%,95%和93%。该基因的克隆为研究扩展蛋白的时空表达及其在果实发育和成熟过程中的作用奠定了基础。     

草菇S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因的克隆和序列分析

根据草菇(Volvariella volvacea)S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因(SAHH)全长cDNA序列设计引物,以草菇基因组DNA为模板,PCR扩增获得草菇SAHH基因的全长序列,序列分析结果表明,草菇SAHH长度为1868bp,编码430个氨基酸残基,基因由12个外显子和11个内含子组成,将草菇SAHH基因推断的氨基酸序列与其它物种的SAHH基因氨基酸序列进行比较发现,SAHH基因保守性较高。     

桦褐孔菌纤维素酶基因的克隆与原核表达

成功获得了桦褐孔菌(Inonotus obliquus)JL 01菌株的内切葡聚糖酶(IO-EG)和β-葡萄糖苷酶(IO-BGL)的cDNA全长序列.eg2基因cDNA序列全长(ORF)为1149 bp,编码382个氨基酸,bgl2基因cDNA序列全长(ORF)为2583 bp,编码860个氨基酸;成功构建了30a-eg2和30a-bgl2大肠杆菌表达菌株,诱导培养后,SDS-PAGE电泳分析表明两个菌株均表达蛋白,且蛋白以包涵体形式存在,为桦褐孔菌高效外源基因表达系统的建立提供了基础.     

新疆红肉苹果PGIP基因的克隆及原核表达

【目的】研究克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf]PGIP基因并进行原核表达,探讨其抗病机制。【方法】根据Genbank中已经发表的‘金冠’苹果PGIP保守区域设计1对特异引物,以新疆红肉苹果叶片总RNA为模板,T/A克隆后进行序列测定,并对该序列进行分析。随后将该蛋白成熟肽cDNA片段连接到原核表达载体pET30a(+)中,构建融合表达质粒,转化到E.coli BL21(DE3)中进行表达。【结果】序列分析表明,新疆红肉苹果PGIP基因cDNA编码区全长993 bp,编码330个氨基酸残基,命名为MsPgip,GenBank登录号为JQ001783。MsPgip分子质量为36.6 kD,等电点为7.05,有6个潜在的N-糖基化位点,信号肽为N端24个氨基酸残基。该蛋白质还具有2个连续的24个氨基酸残基大小的LRR基序(LSQLKNLTFLDLSFNNLTGAIPSSLSQ LPNLNALHLDRN-KLTGHIPIS)。与已克隆的‘澳洲青苹’、‘金冠’、‘富士’苹果PGIP氨基酸序列同源性均高达99%。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,表达蛋白的分子质量与预期一致。【结论】克隆了新疆红肉苹果PGIP基因,并可在大肠杆菌中表达。     

川乌头F3′5′H基因的cDNA克隆与表达分析

利用RT-PCR结合RACE技术,从川乌头(Aconitum carmichaeli Debx.)花朵中克隆到1个类黄酮-3′,5′-羟基化酶基因的cDNA全长序列,全长1720bp,包含1个编码506个氨基酸的开放阅读框,命名为Ac-F3′5′H(GenBank登录号:JN635708)。序列分析表明Ac-F3′5′H编码的氨基酸序列中包含有已确定的保守基序,包括CYP基序、I螺旋区和血红素结合区等。氨基酸序列比对显示Ac-F3′5′H与其它物种的F3′5′H有很高的序列相似性。以川乌头18SrRNA基因(FJ748878)为内参,通过半定量RT-PCR对Ac-F3′5′H的时空表达模式进行了分析,结果显示Ac-F3′5′H随花朵发育,表达量呈递增趋势,并且在正在开放的花朵中达到最高,而在根、茎、叶中不表达,推测该基因可能在调节川乌头蓝色花朵形成中发挥作用。     

基于EST库的枳APETALA2基因cDNA克隆及其表达分析

 根据物种间同源基因相对保守的特点,利用生物信息学方法以拟南芥APETALA2 cDNA序列作为模板,对柑橘EST数据库进行同源检索筛选,克隆了柑橘APETALA2基因的cDNA序列,并以枳[Poncirus trifoliata (L.) Raf.]花cDNA为模板,根据以上cDNA序列设计特异引物,利用RACE技术分别获得该基因的5'和3'末端,序列拼接后获得枳的APETALA2 cDNA全长。该cDNA全长为1 980 bp,命名为Pt-AP2。Pt-AP2核苷酸序列有一个1 539 bp完整的开放读码框(ORF),5'末端起始密码子ATG其始于290 bp,3'末端非翻译区为152 bp,其中含有27 bp的Ploy⁺(A)。该基因已在GenBank基因数据库注册,注册号为EU883665。推导该cDNA编码512个氨基酸,与苹果、矮牵牛和拟南芥中相应序列同源性分别为59.1%,59.7%和63.8%。序列分析表明, Pt-AP2除了具备完全保守的核定位信号序列（KKSR）外,还具有两个高度保守的重复序列即AP2结构域。分别采用半定量RT-PCR和SYBR Green I实时定量RT-PCR方法分析Pt-AP2在枳叶、茎、根、花和果等不同器官中的表达水平,结果一致表明Pt-AP2在各个器官中的表达水平不同, 花中的表达量最高,果实中的表达量最低。     

萝卜RsCYP86MF 基因cDNA全序列克隆及结构特征分析

 本研究通过设计保守的基因特异引物, 运用SMART RACE RT - PCR技术从‘圆白’萝卜中获得一个细胞色素P450基因, 命名为RsCYP86M F, 其cDNA全长1818 bp, 含有1581 bp的完整开放阅读框, 编码526个氨基酸, 该基因编码的蛋白序列与白菜的细胞色素P450基因编码的氨基酸序列同源性高达90% , 且有很高的功能区段保守性; 对其可能编码的蛋白质二级结构进行预测发现, 该蛋白质具有细胞色素P450典型的保守结构域FNAGPRLCIG, 及N - 糖基化位点等结构域。     

草莓9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶基因FaNCED的克隆及表达分析

 采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆ABA合成途径中关键基因FaNCED,该cDNA全长2 228 bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1 827个碱基,编码609个氨基酸。序列分析表明,FaNCED编码的氨基酸序列与其他植物的NCED蛋白有很高的同源性。系统进化树分析显示,草莓NCED与同为蔷薇科的湖北海棠聚为一类,与橙、柠檬、温州蜜柚、葡萄等非跃变型果实NCED蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析发现,FaNCED基因在草莓根、茎、叶、花萼和果实中都有表达;在果实成熟过程中FaNCED的表达出现两次高峰,分别在大白果期和红果期,且在红果期表达量最高,并与ABA积累相吻合;FaNCED在果实采后1 d表达略有下降,之后急剧上升,ABA含量变化与FaNCED基因的表达基本一致。FaNCED可能参与调控ABA的合成并在草莓成熟中起一定作用。     

木质素生物合成途径相关基因调控琯溪蜜柚汁胞粒化的研究

【目的】探究琯溪蜜柚果实汁胞粒化过程中木质素生物合成途径相关基因在果实发育过程中的表达特征，以揭示汁胞粒化过程中木质素合成的分子调控机制。【方法】选取2018年花后135、165、195、215 d 4个时期的琯溪蜜柚果实，测定汁胞粒化率及木质素含量以及分析转录组数据筛选到的木质素生物合成途径关键基因的差异表达和相关酶活性变化，并进行汁胞细胞壁木质素沉积的显微观察。【结果】在琯溪蜜柚花后195至215 d果实发育成熟期，木质素生物合成途径中CrPAL1、CrPAL3、CrC4H1、CrC4H2、Cr4CL、CrCCR3、CrCAD3、CrPOD2和CrPOD7等9个基因的表达量都显著增强，qRT-PCR验证结果与转录组数据一致。这期间果实汁胞粒化明显加速，木质素合成相关酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸-4-羟基化酶（C4H）、4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）、肉桂醇脱氢酶（CAD）、过氧化物酶（POD）的活性明显上升，木质素含量显著积累，番红染色显示木质素在蜜柚汁胞细胞壁中明显沉积。【结论】琯溪蜜柚木质素生物合成途径相关基因参与调控汁胞粒化过程中细胞壁木质素的合成。研究结果为今后琯溪...     

桃果实水孔蛋白cDNA的分离

使用逆转录聚合酶链失反应(RT-PCR)技术从桃果实的果皮组织中分离出来2个编码水孔蛋白部分cDNA克隆.比较结果表明,其推导的氨基酸序列与从其他一些植物体中分离出来的液泡膜内在蛋白有很高的同源性.数量PCR分析表明,编码水孔蛋白基因pWCl在果实发育早期表达,而pWC2在果实发育期间全过程均有表达.