高羊茅春化基因FaVRN1亚细胞定位与差异表达分析

高羊茅在生长季出现生殖枝,抑制新枝形成,不利于草坪质量及其持久性生长。研究春化基因的分子特征,探索抑制生殖生长的分子育种新途径,对坪用型高羊茅品种改良具有重要意义。本研究在克隆高羊茅春化基因FaVRN1的基础上,构建高羊茅春化基因FaVRN1与绿色荧光蛋白基因GFP融合的植物表达载体p-FaVRN1-hGFP,利用基因枪转化法转入洋葱表皮细胞,荧光显微镜检测融合基因的瞬时表达,并运用实时荧光定量PCR分析春化基因FaVRN1在春化与非春化条件下的表达差异。研究结果表明,FaVRN1基因编码的蛋白产物位于细胞核,符合它作为转录因子特性;春化条件下,FaVRN1基因的表达随处理时间延长逐渐增加。非春化条件下,FaVRN1基因的表达随处理时间延长而降低。FaVRN1基因在春化条件下的表达水平远高于非春化条件,FaVRN1基因的表达受春化条件正调控。     

高羊茅CBF转录激活因子基因片段的克隆

根据拟南芥CBF基因序列的保守区设计 1对特异引物 ,采用PCR方法从高羊茅基因组中扩增出 1个DNA片段并克隆到pUCm T载体中。经序列测定和分析 ,该片段长 60 8bp ,与 3个拟南芥CBF基因的核苷酸及其推导氨基酸序列分别具有 81～ 84%和 75～ 79%的同源性 ,而且推导氨基酸序列中包含有同源性更高的AP2DNA结合域以及CBF蛋白的两段特征序列PKK RPAGRxKFxETRHP和DSAWR。这些结果表明 ,本研究克隆的片段为高羊茅CBF基因片段     

高羊茅甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因FaGAPDH的克隆与分析

以高羊茅茎基部与叶基部的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草GAPDH基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3＇RACE和5＇RACE方法从高羊茅中扩增出两个GAPDH基因,命名为Fa-GAPDH1（GQ480772）与FaG4PDH2（GQ480773）。两序列cDNA全长分别为1281bp和1348bp,具有完整的开放阅读框（ORF,FaGAPDHI：74～1087bp;FaGAPDH2：106～1119bp）,编码蛋白都为337个氨基酸。保守结构域功能分析表明两基因编码的蛋白质都具有典型的Rossman—NAD连接折叠和C-末端结构域。FaGAPDH1和FaGAPDH2蛋白与禾本科植物的该基因蛋白产物比较发现氨基酸序列的同源性都在90％以上,说明两基因具有高度的保守性。     

高羊茅FeTOC1基因的克隆、差异表达及亚细胞定位分析

拟南芥TOC1基因是中央振荡器的重要组成部分,其编码的蛋白质TOC1通过光周期途径调控拟南芥对光照的响应.为了揭示高羊茅FeTOC1基因的生物学功能,本研究通过同源克隆获得该基因全长cDNA序列,对其在不同光照水平下的表达模式进行分析,并对其编码的蛋白质进行亚细胞定位.结果显示,高羊茅FeTOC1基因的全长cDNA序列...     

高羊茅细胞色素FaP450基因克隆及其在非生物胁迫下表达分析

细胞色素P450属于一种含亚铁血红素单加氧酶的超基因家族,在植物多种代谢途径与防御反应中起着重要作用。为探究细胞色素P450基因在高羊茅中的表达模式,本研究采用cDNA末端快速扩增技术从高羊茅叶片中克隆了细胞色素P450基因,命名为FaP450。FaP450全长1 737 bp,含1 437 bp的开放阅读框,共编码478个氨基酸,具有P450基因家族典型的P450结构域。系统进化树分析表明,高羊茅FaP450与禾本科植物小麦、山羊草的P450蛋白亲缘关系较近。荧光定量PCR表明,高羊茅FaP450基因受干旱、高温、氮胁迫及盐胁迫的诱导表达上调,表明该基因与非生物胁迫的抗性相关。构建FaP450超量表达载体,利用农杆菌侵染法转化拟南芥,对其进行低氮胁迫,发现低氮胁迫下FaP450基因过量表达植株的鲜重与根长显著高于野生型,表明FaP450基因的超量表达可以增强拟南芥对低氮的适应性。本研究为深入探索P450基因家族在牧草生长发育与抗逆功能的研究奠定了理论基础。     

高羊茅硝态氮转运蛋白基因NRT1.1的克隆及表达模式分析

为探究高羊茅(Festuca arundinacea)硝态氮转运蛋白基因(NRT1.1)的表达模式,本研究以黔草1号高羊茅为试验材料,采用RACE和RT-qPCR技术对高羊茅NRT1.1基因的cDNA全长序列进行扩增,并对其不同胁迫处理下的表达情况进行分析。生物信息学分析发现,高羊茅NRT1.1的理论等电点为4.81,平均亲小性为0.919,含有约32.63%α-螺旋、7.63%β-转角和53.73%不规则卷曲。结果表明,NRT1.1基因的cDNA序列全长为2 328 bp,编码606个氨基酸,预测蛋白质分子量为193.9 kDa,且高羊茅NRT1.1与黑麦草NRT1.1氨基酸序列的相似性最高。RT-qPCR表达分析发现,高羊茅叶片NRT1.1受低氮处理0.5～1 h时表达量达到峰值,显著(P<0.05)高于对照组;在干旱和热处理下,NRT1.1表达量分别在6 h和12 h时达到峰值,且显著(P<0.05)高于对照组;在盐处理下,仅在6 h时NRT1.1表达量高于对照组,其余时间均受显著(P<0.05)抑制。本研究结果为解析高羊茅NRT1.1基因的表达模式提供了分子生...     

桃果实铜锌超氧化物歧化酶基因PpCuZnSOD的克隆与分析

从已构建的硬肉桃(Prunus persica L.)双久红果实SSH文库中获得4条铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)基因的ESTs,通过blast比对和电子克隆后进行了序列拼接和经RT-PCR方法,获得桃果实铜锌超氧化物歧化酶基因PpCuZnSOD全长cDNA序列(GenBank登录号:JX217743).该基因全长665bp,包含一个459bp的ORF(120bp-578bp),编码152个氨基酸,推测蛋白分子量为15.38kDa,理论等电点为5.60.该基因具有典型的高度保守的Cu2+和Zn2+活化中心及特征信号,其氨基酸序列与其他植物的CuZnSOD具有很高的相似性.生物信息学分析结果表明,该蛋白定位于细胞质中,是非跨膜的非分泌性亲水蛋白.二级结构分析结果表明,该蛋白主要由无规则卷曲和延伸链等蛋白质二级结构元件构成,三维结构预测结果显示,PpCuZnSOD有3个转角环和8个折叠构成桶状的活性中心.系统进化分析结果表明PpCuZnSOD与小金海棠(Malus xiaojinensis)sod2同源关系最近,而与荔枝(Lichi chinensis)、龙眼(Dimocarpus longan)和拟南芥(Arabidopsis trifoliate)等亲缘关系较远.QPCR结果表明,PpCuZnSOD在幼果中表达量最高,雌蕊和雄蕊次之,花瓣和叶片中表达量最少;果实成熟前后,PpCuZnSOD在硬肉芽变桃双久红果实中的表达量显著高于软肉桃川中岛白桃中的表达量,表明该基因可能在维持果实质地和硬度方面有一定作用.本研究结果为进一步研究该基因在桃果实成熟软化中的作用奠定了基础.     

高羊茅DREB类转录因子基因的分离及鉴定分析

DREB转录因子是植物中特有的与低温、高盐和干旱胁迫相关的反式作用因子。为了分离和鉴定高羊茅(Festuca arundinaceaSchreb.)DREB转录因子基因,我们构建了冷诱导(4℃)的高羊茅cDNA文库,用拟南芥DREB1A基因作探针筛选该文库得到一个DREB类基因FaDREB1。序列分析表明,FaDREB1具有一个651bp的开放阅读框和229bp的3’非编码区,推测的氨基酸序列中含有一个高度保守的EREBP/AP2结构域。酵母单杂交结果表明FaDREB1蛋白能在体外特异结合DRE元件,并具有转录激活功能。Northern杂交结果发现FaDREB1基因受低温的诱导表达,对高盐、干旱和ABA没有反应,说明FaDREB1基因在高羊茅植株对低温的应答反应中起重要作用。     

高羊茅FaGI基因在拟南芥中异源表达及蛋白互作分析

为探究高羊茅FaGI基因的生物学功能,本研究利用酵母双杂交、双分子荧光互补和免疫共沉淀探究与FaGI互作的蛋白;通过农杆菌介导法将过表达载体p1300-FaGI遗传转化拟南芥,获得转FaGI基因拟南芥株系,以拟南芥野生型Col-0、过表达FaGI基因株系和gi突变体为材料进行转录组学测序并观察其开花表型。结果表明,利用酵母双杂交方法筛选出与FaGI互作的FaCO蛋白,并通过双分子荧光互补和免疫共沉淀证明了FaGI和FaCO在体内和体外存在互作关系;过表达FaGI基因拟南芥植株的开花时间比野生型Col-0提前约1.24 d;将FaGI-OE、gi与野生型比对,分别筛选出1 963和92个差异表达基因（DEGs）,与野生型植株相比,过表达FaGI基因株系的差异基因富集在与生长发育、光周期途径、激素合成和信号传导、碳代谢等相关生物过程和代谢通路。综上,FaGI影响光周期途径相关基因的表达,在长日照条件下过表达FaGI基因促进了拟南芥开花,同时该基因的功能具有多样性与复杂性,可作为高羊茅调控分子育种的目标基因。本研究结果为揭示FaGI基因的功能及其调控网络奠定了基础。     

芒果AP1同源基因的克隆及其生物信息学分析

我们采用RT-PCR方法克隆了2个A州同源基因全长cDNA,分别命名为MAPl—1（GenBankac—cession No．FJ529206）和MAPl—2（GenBankaccession No．FJ529207）。MAPl—1编码247个氨基酸,开放阅读框长度为741bp,蛋白质分子量为28．54kD,等电点为8．31;MAPl—2编码248个氨基酸,开放阅读框长度为744bp,蛋白质分子量为28．78kD,等电点为8．70。同源性分析表明,它们的核苷酸序列与其它木本植物A纠同源基因的一致性为72％～81％。实验分析表明,MAPl—1和MAPl—2第1至第61个氨基酸含有一个MADS盒结构域,第88至第178个为K盒结构域;两个基因均定位于细胞核,且功能位点分布存在着不同,推测这两个基因在花器官发育过程中的功能存在差异。蛋白二级结构预测显示,MAPl—1蛋白有12个α-螺旋,4个8折叠区,14个β-转角;而MAP1—2蛋白有11个α-螺旋,5个B折叠区,15个β-转角;其大多数氨基酸具有亲水性。本研究有助于进一步了解芒果的开花分子机理及成花的生物学发育阶段。     

Endophyte Effects on Nutrient Acquisition in Tall Fescue Grown in Andisols

ABSTRACT

An experiment was conducted to evaluate the effect of endophyte Neotyphodium coenophialum (Morgan-Jones and Gams) Glenn, Bacon, and Hanlin on the mineral content of tall fescue (Lolium arundinaceum Schreb., SJ Darbyshire) ecotypes (Fukaura, Koiwai, and Showa) grown on two Andisols (Black Andisol and Red Andisol) with different fertilities. Black Andisol, with a naturally low content of phosphorus, was high in other nutrients, while Red Andisol, with a naturally high content of phosphorus, was low in other nutrients. Shoot dry weight was significantly higher in endophyte-infected (E+) than endophyte-free (E?) plants grown in Black Andisol. On the other hand, in Red Andisol, only Fukaura showed higher shoot dry matter production in E+ plants as compared to E- plants. In general, greater concentrations of phosphorus and manganese were found in endophyte-infected (E+) plants than non-infected (E?) plants. Accumulation of all nutrients in E+ plants was remarkably higher than in E? plants. Excluding the plant ecotype effect, the nutrient concentration and accumulation pattern for plants in the two soils was different in E+ and E? plants. Plants growing in Black Andisol had greater concentrations of phosphorus (P), copper (Cu), and zinc (Zn) in E+ plants than those of E? plants whereas for plants in Red Andisol the reverse was true. Significantly higher concentration of manganese (Mn) was found in E+ plants irrespective of soils. Regardless of endophyte and ecotypes, plants grown in Black Andisol showed significantly higher values for both nutrient concentration and accumulation than those in Red Andisol. Apart from the plant ecotype Showa, all other ecotypes had the greatest accumulation and concentration of phosphorus in E+ plants. In two types of soil and among the three plant ecotypes, endophyte infection had different effects on nutrients acquisition. Giving emphasis on nutrient accumulation, endophyte played an overall negative role on plants grown in Red Andisol. There may be a metabolic cost of harboring endophytes offset its benefit in Red Andisol. Since the same species of endophyte infected all three ecotypes, our results show that the host/endophyte interaction depends on plant ecotype as well as the ability of the soil to supply nutrients.     

Predicting Initial Tall Fescue Root Growth Response to Calcium/Aluminum Solution Concentrations

A study was conducted to quantify effects of soluble aluminum (Al) and gypsum (CaSO₄) on initial root growth of three varieties of tall fescue (Festuca arundinacea). Experiments were performed in a growth chamber using hydroponic solutions containing Al from 0 to74 µM in combination with CaSO₄ at 0 to10 mM. Seedlings were grown for 7 d, harvested, air dried, scanned, and weighed for treatment comparisons. Significant differences in root length existed between varieties in Al‐only solutions at low Al concentrations. All varieties showed reduced root growth at concentrations greater than 37 µM Al. Increased calcium (Ca²⁺) and sulfate (SO₄ ^2?) at given concentrations of Al resulted in greater root growth. Relative root growth increased approximately 30% to >80% at 37 µM Al as CaSO₄ increased from 2.5 to 10 mM. A simple logistic model adequately described the effects of Al and CaSO₄ on root growth (r² = 0.86, 0.95, and 0.96 for the three varieties).     

紫杆柽柳谷胱甘肽硫转移酶基因的克隆及功能鉴定

根据GenBank已公布的植物谷胱甘肽硫转移酶基因EST序列，设计引物利用3’和5’RACE方法，获得紫杆柽柳GST基因(TaGST)全长cDNA序列，全长为1175 bp，开放读码区672 bp, 编码224个氨基酸。其所编码的蛋白与大豆的GST10同源性最高为48%。利用pET-28a（+）构建了紫杆柽柳GST基因的原核表达载体，转入BL21大肠杆菌进行了原核表达。诱导表达蛋白的SDS-PAGE检测表明, 所表达的蛋白分子量约为26 kD，与预测的分子量大小一致。初步的酶学活性的检测表明所克隆的基因编码的肽段具有催化GST蛋白通用底物CDNB和GSH反应的活性。     

高粱转录因子SbWRKY71基因的克隆及其在逆境胁迫下的表达分析

为了探究WRKY转录因子在植物抵抗逆境胁迫方面的重要作用,本研究通过基因克隆的方法,从高粱BTx623中克隆得到一个WRKY转录因子基因(SbWRKY71),该转录因子基因全长1335 bp(phytozome登录号:Sb04g005520),编码364个氨基酸,分子量为38.95 kDa;预测该转录因子定位于细胞核,...     

浙贝母HMGR基因保守区序列的克隆及生物信息学分析

3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是甲羟戊酸途径中的第一个限速酶,在植物生物碱类物质代谢过程中发挥重要的作用。为探究HMGR酶在浙贝母甾体类生物碱合成代谢途径中的调控作用,以百合科浙贝母狭叶品种为材料,利用RT-PCR技术和Ta克隆技术首次从浙贝母中克隆出HMGR基因保守区序列,长度为390 bp。序列分析表明,浙贝母HMGR基因保守区序列与其他9种植物的HMGR基因有较高的相似性(84%~79%);蛋白质同源比对、特征区及系统进化树分析表明,浙贝母HMGR氨基酸片段与其他植物有较高的同源性(95%~88%),与球药隔重楼和海枣等单子叶植物的亲缘关系较近,据此,初步确定该基因为浙贝母HMGR基因,命名为Ft HMGR。Ft HMGR基因的克隆及分子鉴定为进一步解析该基因在浙贝母甾体类生物碱合成代谢途径中的分子调控作用奠定了基础,有助于对浙贝母活性物质的合成进行调控,从而提高产量。     

猪小脂肪细胞因子1（SMAF1）基因cDNA的克隆及表达谱分析

采用比较基因组学和RT-PCR方法，根据人和小鼠SMAF1基因的保守序列，设计简并引物，克隆了猪SMAF1基因的cDNA序列。所克隆片断全长256bp（GeneBank登录号 DQ191892），包括一个编码了81个氨基酸的完整编码区，该序列与人和小鼠的SMAF1基因的相似性分别为86%和78％，预测的氨基酸序列与人、小鼠、大鼠和牛的相似性分别为81％、67％、70%和84%。猪SMAF1基因在脂肪组织中高丰度表达，在4月龄瘦肉型猪（大白猪）脂肪组织中的表达量显著低于脂肪型猪（梅山猪）（P＜0.05）。本研究结果表明，猪SMAF1基因可能具有和其它物种SMAF1基因相似的功能，推测其在脂肪细胞发生和/或脂肪细胞功能中具有重要的调控作用。