森林草莓‘Ruegen’果胶裂解酶基因的克隆及荧光定量表达分析

根据森林草莓(Fragaria vesca)果胶裂解酶(Pectate lyase)基因序列信息设计引物,克隆了森林草莓‘Ruegen’的果胶裂解酶基因PLA、PLB和PLC。利用MEGA5.0软件将这3个基因编码的氨基酸序列与其他植物的果胶裂解酶氨基酸序列进行聚类分析,同时采用荧光定量PCR的方法对‘Ruegen’植株不同器官及不同发育时期果实的果胶裂解酶基因表达量进行分析。结果表明:PLA、PLB和PLC在其植株各器官中均有表达,且在发育后期果实中的表达量明显高于其他器官,结合进化树以及果实发育过程中果胶裂解酶活性变化,推测果胶裂解酶基因对草莓果实发育后期的软化具有调节作用。     

苹果乙烯信号转导相关基因MdEIL1的克隆及功能鉴定

以苹果‘嘎拉’（Malus × domestic‘Royal Gala’）为试材,分离了乙烯信号转导相关的MdEIL1基因（基因序列号：MDP0000423881）。序列分析表明,该基因包含长为1 980 bp完整的开放阅读框,编码658个氨基酸的蛋白。进化树分析表明MdEIL1属于EIN3/EIL转录因子家族蛋白。定量分析显示,MdEIL1基因在苹果的根、茎、叶、花和果实中有不同程度的表达,而且它的表达也受到乙烯、生长素和细胞分裂素的诱导。通过原核表达试验体外诱导MdEIL1蛋白成功,为后续蛋白功能鉴定奠定了基础。MdEIL1基因在拟南芥中异位表达,增强其乙烯响应,在暗处表现为下胚轴变短,并且AtERF1的表达量上升,显示转基因植株对乙烯的敏感性提高。     

桃果实ACC合酶cDNA的克隆

根据其它植物ＡＣＣ合酶氨基酸保守区设计两组简并引物,用套式ＰＣＲ技术从桃成熟果实ｃＤＮＡ中扩增出１．１ｋｂ大小特异性片段,将其克隆至ｐＧＥＭ－Ｔ载体上,对重组克隆ｐＰＡＣＳＩ进行全序列测定表明,插入片段全长１１００个碱基,编码３６６个氨基酸,该基因与番茄、笋瓜、小西葫芦、康乃馨、苹果ＡＣＣ合酶ｃＤＮＡ氨基酸序列同源性分别为７２．７％,７１．３％,７１．１％,６９．１％,６５．４％。ＲＮＡ点杂交表明ｐＰＡＣＳＩ基因随着桃果实成熟表达活性增强,乙烯处理能诱导桃果实该基因的表达。     

桃冷处理响应基因PdCIbHLH的克隆和功能鉴定

以山桃(Prunus davidiana Franch)为试材,克隆获得冷处理响应基因PdCIbHLH(cold-induced b HLH),其ORF为1 617 bp,编码含539个氨基酸的蛋白质,含有典型的bHLH结构域。系统发生分析表明,Pd CIbHLH与苹果MdICE1的同源性最高。PdCIbHLH在山桃不同器官中均可表达,在叶片中表达最高,在枝条中表达较弱。叶片中PdCIbHLH受4℃处理诱导表达。在拟南芥中超量表达PdCIbHLH,其低温抗性较野生型显著升高。酵母杂交试验结果显示,PdCIbHLH可与AtCBF3的启动子相互作用。烟草瞬时表达试验结果表明,PdCIbHLH可激活AtCBF3的表达。推测PdCIbHLH通过直接激活CBF的表达正调控植株对低温处理的响应。     

牡丹查耳酮合酶基因Ps-CHS1的克隆及其组织特异性表达

以牡丹（Paeonia suffruticosa）品种‘彩绘’为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得了一个牡丹查耳酮合酶（chalcone synthase,CHS）基因cDNA全长,命名为Ps-CHS1,GenBank登录号为GQ483511。序列分析结果表明,Ps-CHS1全长1 475 bp,包含82 bp的5′非编码区、208 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该基因编码的蛋白具有CHS家族保守存在的所有功能活性位点和特征多肽序列。序列比对和系统进化分析表明,Ps-CHS1与杨柳科、锦葵科、蔷薇科等植物的CHS亲缘关系较近,相似性达90%以上。相对荧光定量PCR分析表明,Ps-CHS1在花瓣中的表达量最高,其次是萼片,再次是叶片和雄蕊,在心皮中表达量最低。     

不同酿酒葡萄品种白藜芦醇合酶基因的克隆和序列分析

以红葡萄品种“赤霞珠”、“品丽珠”、“黑比诺”和白葡萄品种“雷司令”为试材,采用改良CTAB法提取葡萄叶片组织中的DNA,并扩增得到4个酿酒葡萄品种的白藜芦醇合酶基因部分片段.结果表明:红葡萄品种“赤霞珠”、“品丽珠”、“黑比诺”的扩增产物均为1 419 bp,白葡萄品种“雷司令”扩增产物为1 417 bp.通过序列多重比较分析,所得到的4个白藜芦醇基因片段与Genbank中河岸葡萄(AF128861)的该基因序列同源性较高(90％以上),外显子区同源性高于内含子;红色葡萄姊妹品种之间、红色葡萄不同品种之间、红色葡萄与白色葡萄品种之间的序列同源性依次递减.     

刺五加鲨烯合酶基因2 cDNA的克隆与蛋白结构分析

采用RT-PCR和RACE法克隆了刺五加鲨烯合酶基因2(squalene synthase gene 2,SS2)cDNA的全长序列(GenBank登录号:JN714465)。该序列全长1 463bp,其中5’端非翻译区长10bp,3’端非翻译区长208bp,开放阅读框长1 245bp,编码414个氨基酸。该蛋白具有1个Trans_IPPS_HH保守区域、2个鲨烯合酶和八氢番茄红素合成酶特异性识别区域及2个跨膜区。氨基酸序列比对结果表明,该蛋白与五加科其它植物SS的一致性均大于90%,与刺五加SS1的一致性为91.79%。     

桂花SVP同源基因的克隆及序列分析

试验以桂花‘日香桂'Osmanthus fragrans cv.rixianggui嫩叶为试验材料,根据转录组数据库中SVP基因的保守序列信息,通过PCR方法克隆得到日香桂SVP基因,将其命名为QfSVP,运用在线生物信息学分析工具对OfSVP序列进行分析。结果表明:OfSVP基因全长1325bp,开放阅读框(ORF)为687bp,编码228个氨基酸。氨基酸序列保守性分析发现,OfSVP所编码的蛋白中含有MADS-box基因家族特有的K-box区域。通过ProtParam ExPASy在线软件分析OfSVP蛋白质分子式为C1121H1859N327O364S9,分子量为26030.60Da,理论等电点PI值为5.80。不稳定指数为68.10,属于不稳定蛋白质。蛋白氨基酸序列比对和系统发育进化分析结果表明OfSVP与油橄榄(Olea europaea)、黄连(Coptis chinensis)和芝麻(Sesamum indicum)的同源性分别达到94%、83%和82%;OfSVP基因的克隆与序列分析对于进一步了解桂花'日香桂'成花机理具有重要意义。     

大花君子兰查尔酮合酶基因CmCHS的克隆及其功能验证

为研究大花君子兰(Clivia miniata)查尔酮合酶的结构及功能,基于前期构建的大花君子兰转录组数据库,对参与花青素合成的CHS基因家族进行鉴定和筛选。在大花君子兰中克隆得到4个CmCHS(CmCHS1～CmCHS4),其开放阅读框全长分别为1 173、1 170、1 173和1 173 bp,编码390、389、390、390个氨基酸。氨基酸序列比对分析证实,CmCHS具备该基因家族典型的保守结构域。进化树分析结果显示,4条CmCHS属于真实的CHS,编码蛋白属于Ⅲ型聚酮合成酶(PKS),亚细胞定位于细胞质和细胞核中。基因表达特异性分析结果表明,CmCHS1和CmCHS2在花朵初开和盛开期表达量较高;CmCHS1、CmCHS2、CmCHS3在红色叶片和果皮中的表达量大大高于绿色叶片和果皮,CmCHS4则相对较低。构建原核表达载体p ET-32-CmCHS,体外酶活检测表明,4个CmCHS重组蛋白皆可催化香豆酰辅酶A和丙二酰辅酶A生成柚皮素查尔酮。     

黄秋葵纤维素合酶基因家族鉴定及表达分析

为了研究黄秋葵(Hibiscus esculentusL.)果实老化的机理,测定了其发育过程和采后纤维素含量,显微观察了纤维素在细胞结构中的分布.结果 表明,黄秋葵果实老化过程中纤维素含量及在细胞壁的分布大量增加,推测纤维素增加是果实老化的主导因素.从黄秋葵果实转录组测序的RNA-seq数据库中筛选得到9条功能注释为C...     

茄子查尔酮合酶基因的克隆与生物信息学分析

以“杭茄1号”紫茄子苗为试材,采用RT-PCR方法克隆CHS基因,利用DNAMAN、MEGA 7.0.26及一些在线网站研究了CHS基因所编码蛋白的结构与功能,以期为研究查尔酮合酶CHS基因在茄子的生长发育中的意义及植物类黄酮的生物合成及其分子机制提供参考依据,同时丰富了双子叶植物CHS超家族的相关研究。结果表明：获得CHS基因全长为1 170 bp,预测该基因编码的蛋白很有可能定位于细胞质中。系统进化分析表明,紫茄子与番茄、芒果、咖啡、短茄在同一个分支,亲缘关系最近,均属于茄科植物。     

柑橘磷酸蔗糖合酶基因CsSPS的鉴定和表达

为探索柑橘磷酸蔗糖合酶(sucrose-phosphate synthase,SPS)基因特性及其在果实发育和成熟过程中的表达,从甜橙基因组中鉴定了4个SPS基因(CsSPS1～CsSPS4)。它们分布在不同染色体上,属于3个不同的亚家族,均含有SPS家族的特征功能域。定量PCR分析表明,4个CsSPS在所检测的组织中均有表达,其中CsSPS4具有明显的果实特异表达特点。进一步研究发现,CsSPS3和CsCSPS4在‘融安金柑’和‘滑皮金柑’果实发育过程中的表达量高于CsSPS1和CsCSPS2。此外CsSPS4在果皮和果肉中的表达量均随着果实发育迅速升高,推测其在金柑果实蔗糖的合成和积累中起关键作用。     

桂花C4H基因的克隆与表达特性分析

利用转录组测序获得的表达序列信息,结合RACE技术,从桂花（Osmanthus fragrans）花瓣中克隆到两个参与苯丙烷代谢第2步反应的肉桂酸–4–羟基化酶（C4H）基因。其ORF全长分别为1 518 bp和1 611 bp,各自编码505和536个氨基酸,命名为OfC4H1和OfC4H2（登录号分别为KR861466、KF254842）。系统进化树表明,OfC4H1与矮牵牛中的PhC4H1、PhC4H2等C4H蛋白聚为一类,属于Class Ⅰ类型;OfC4H2与金银花中的LjC4H等属于ClassⅡ类型。进一步的C4H蛋白序列多重比较发现,OfC4H1和OfC4H2蛋白具有该基因家族特有的保守结构域,在这些保守结构域中存在区别两类C4H蛋白的典型特征。利用Real-time PCR比较分析了OfC4H1和OfC4H2基因的时空表达模式,结果显示,OfC4H1在花瓣中的表达量最高;OfC4H2在花瓣中的表达量较低,在花梗、雌蕊和幼叶等组织中表达量较高。构建原核表达载体pET6xHN-C4Hs,转化Transetta（DE3）大肠杆菌并诱导表达的结果表明,目的蛋白能在原核表达系统中顺利表达,而且与预期大小一致,但因溶解度较低无法进行酶活性分析。     

黄芪鲨烯合酶基因的克隆和序列分析

参照豆科其他植物的鲨烯合酶基因序列设计了引物,通过逆转录PCR方法,从荚膜黄芪(Astragalus membranaceus (fish.) Bge)中克隆了鲨烯合酶基因cDNA序列(GenBank登录号HQ829974).通过BLAST发现黄芪鲨烯合酶推测的氨基酸序列与大豆鲨烯合酶( BAA22559.1)序列相似...     

梨蔗糖合成相关酶SUS和SPS基因家族的鉴定与表达分析

运用生物信息学方法,对梨蔗糖合酶（SUS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）基因进行全基因组鉴定与基因结构、系统发育关系、蛋白质保守功能域、染色体定位和基因进化模式分析,利用转录组数据和实时荧光定量PCR技术分析低蔗糖型‘砀山酥梨’和高蔗糖型‘翠冠’果实发育过程中SUS和SPS家族基因的表达模式。结果表明,梨中包含17个SUS基因（PbrSUS1 ~ PbrSUS17）和8个SPS基因（PbrSPS1 ~ PbrSPS8）;SUS基因家族分为3个亚家族,分别为SUS1、SUSA和SUS2。梨SUS和SPS基因家族成员不均匀地分布在10条染色体上,主要通过片段复制事件进行扩张,且在进化过程中主要受纯化选择作用。PbrSPS3、PbrSPS4、PbrSPS8、PbrSUS2和PbrSUS15是调控梨果实蔗糖合成积累的重要基因。     

‘芙蓉李’糖转运蛋白家族基因鉴定及表达分析

基于‘芙蓉李’（Prunus salicina）基因组数据,采用生物信息学分析方法鉴定糖转运蛋白家族基因,并对其蛋白质理化特性、亚细胞定位、系统进化树、蛋白质保守结构域以及表达模式进行分析。共鉴定出49个该家族基因,根据保守结构域和系统发育分析将其分为7个亚家族。蛋白质介于313～948个氨基酸之间,预测定位于质膜或液泡膜;所有的蛋白都含有保守的糖转运体结构域（PF00083）,其中大多数含有12个跨膜螺旋。通过比对‘芙蓉李’果实发育过程的RNA-seq数据,对49个基因进行表达谱分析,其中15个在果实不同发育阶段差异表达;qRT-PCR分析表明,15个差异表达基因中有9个基因与果实葡萄糖和蔗糖含量显著正/负相关,其中1个肌醇转运蛋白亚家族基因（PsINT4）、1个糖转运蛋白亚家族基因（PsSTP11）、1个糖促进蛋白亚家族基因（PsSFP5）和1个液泡单糖转运蛋白亚家族基因（PsTMT1）在‘芙蓉李’果实发育过程中具有较高的表达量,可能在‘芙蓉李’果实发育和成熟过程中对糖分积累起重要作用。     

柿法呢基焦磷酸合酶基因的克隆与序列分析

在萜类生物合成途径中起重要作用的关键酶—法呢基焦磷酸合酶(Farnesyl Diphos-phate Synthase,FPS),对植物的生长发育、抗逆性以及次生代谢都起着重要的调节作用。通过cDNA末端快速克隆的技术(Rapid-amplification of cDNA Ends,RACE)从柿果实中克隆到法呢基焦磷酸合酶基因cDNA片段,并进行了序列的相关分析。结果表明:所克隆的FPS基因和NCBI数据库中已登录的云杉、腊梅、百合等植物FPS基因核苷酸序列的同源性分别达到88%、75%、73%,并且与香蕉、水稻、橄榄等植物FPS基因氨基酸序列的同源性分别达到72%、67%、66%。该基因已提交GenBank数据库,登录号为JN108022。     

北柴胡鲨烯合酶基因及其编码区cDNA克隆与序列分析

鲨烯合酶(EC.2.5.1.21,squalene synthase,SS)是植物甾醇和三萜化合物生物合成途径中的关键酶。为研究鲨烯合酶在柴胡皂苷生物合成中的作用,以北柴胡(Bupleurum chinense DC.)不定根为试材,采用Trizol法提取总RNA,利用RT-PCR方法从北柴胡中扩增出了鲨烯合酶cDNA特异片段,并进行了克隆、测序。测序结果显示得到了两个序列不同的cDNA(BcSS1和BcSS2),分别为1245bp和1248bp,分别编码414及415个氨基酸。BcSS1和BcSS2间的核苷酸和氨基酸一致性分别为98%和96%。NCBI Blastx结果显示与三岛柴胡和三七SS氨基酸序列相似性最高,BcSS1的一致性分别为99%和90%,BcSS2的分别为97%和87%。在此基础上,利用PCR技术从北柴胡不定根中扩增得到了一个SS基因克隆,长5880bp,包含12个内含子。     

‘黄冠’梨类甜蛋白编码基因PbPR5的克隆及其表达特性分析

【目的】分离和克隆类甜蛋白基因Pb PR5,了解其在‘黄冠’梨不同组织、不同发育阶段以及受到非生物胁迫和植物生长调节剂处理时的表达情况。【方法】以‘黄冠’梨(Pyrus bretschneideri‘Huangguan’)组培苗为试验材料,从水杨酸(salicylic acid,SA)处理的c DNA文库中克隆获得该基因全编码区序列,命名为Pb PR5,对其进行生物信息学分析,并研究该基因在盐、聚乙二醇(EG6000)、SA和乙烯(ETH)处理后的表达情况;以12 a生‘黄冠’梨的叶片和果实为材料,探究该基因在叶片和果实不同发育阶段的表达模式。【结果】Pb PR5的c DNA序列长度为741 bp,编码224个氨基酸残基;该基因的基因组DNA序列长度为813 bp,包含1个内含子。生物信息学分析表明,Pb PR5蛋白与其他植物PR5基因编码的氨基酸序列相似性较高。实时荧光定量PCR分析表明:Pb PR5基因在‘黄冠’梨组培苗的根,茎,叶中均能表达,其中根部的表达量高于茎和叶;盐和干旱胁迫诱导了该基因表达,根和茎中的表达高峰均出现在处理后6 h,叶在盐胁迫后24 h和干旱后12 h出现表达高峰;SA和乙烯也诱导了该基因在叶片中的表达。在不同发育阶段的叶片中,老叶表达量最高,成熟叶次之,幼叶中不表达;在不同发育阶段的果实中,成熟果实中表达量最高,幼果期和膨大期果实表达量较低。【结论】Pb PR5基因在‘黄冠’梨各组织中非组成型表达,并且在‘黄冠’梨抵御生物和非生物胁迫过程中可能具有重要的生物学功能。     

‘新红星’苹果果实蔗糖合酶的活性及亚细胞定位

 在‘新红星’苹果果实发育过程中, 伴随果糖、葡萄糖和蔗糖的积累, 蔗糖合酶的分解活性逐渐下降, 而合成活性逐渐升高。苹果果实的蔗糖合酶由分子量为90 kD 的亚基组成, 其免疫信号强度随发育进程而增加。蔗糖合酶主要定位于果肉细胞的细胞质中, 发育中后期该酶的分布密度有一定增加。综合结果认为, 蔗糖合酶调控发育早期蔗糖的降解和发育后期蔗糖的积累。