水稻OsBGAL1基因的亚细胞定位分析

植物β-半乳糖苷酶是一类与细胞壁重塑相关的糖苷水解酶,广泛分布于植物组织,参与多种生理生化过程,但水稻BGALs基因家族的亚细胞定位及其生物学功能尚不清楚。根据NCBI公布的水稻OsBGAL1的ORF序列设计引物,从日本晴叶片c DNA中扩增得到目的基因片段,构建了OsBGAL1-GFP融合表达载体,然后通过农杆菌介导的烟草瞬时表达系统对其进行亚细胞定位分析。激光共聚焦观察结果表明,与空载对照相比,水稻Os BGAL1蛋白主要定位于细胞壁,结合其生化活性,揭示其可能参与细胞壁多糖重塑。研究结果可为进一步研究其生物功能奠定基础。     

野大麦CIPK基因的亚细胞定位

为明确野大麦CIPK基因在植物亚细胞水平上的定位情况,以已知细胞质膜定位的拟南芥AtCBL1基因和液泡膜定位的AtCBL3基因作为参照,构建了这两个基因分别与红色荧光蛋白基因（RFP）融合的植物表达载体（参照载体）,以及野大麦CIPK基因与绿色荧光蛋白基因（GFP）融合的植物表达载体（目标载体）,利用基因枪转化法将参照载体和目标载体共转化洋葱上表皮细胞,瞬时表达后利用激光共聚焦显微镜进行共定位分析。结果表明,该基因主要定位于细胞膜和细胞核,为进一步深入分析该基因的功能提供了重要依据。     

菊花侧枝形成与调控研究进展

针对作为我国鲜切花出口的重要种类——菊花生产中摘心和抹除侧枝侧蕾的人工成本过高,严重影响企业效益和规模化生产的状况,对菊花侧枝的形成、遗传、发育调控和分子改良等方面取得的成果进行综述,并在此基础上对今后菊花侧枝研究的发展方向进行展望,为菊花株型分子育种和标准化生产提供理论参考。     

林烟草KUP/HAK/KT钾转运体基因NsHAK11的亚细胞定位与表达

【目的】应用生物信息学方法,分离和克隆烟草钾转运体KUP/HAK/KT家族新基因,对其进行亚细胞定位和表达分析,为开展烟草KUP/HAK/KT钾转运体的研究提供借鉴。【方法】通过生物信息学方法,搜索林烟草（Nicotiana sylvestris）和绒毛状烟草（N.tomentosiformis）基因组数据库,预测两种烟草中的钾转运体KUP/HAK/KT家族成员,构建系统进化树。根据所获结果,从林烟草中获得一个新的烟草KUP/HAK/KT家族基因。采用Wolf PSORT对蛋白的亚细胞定位进行预测,并利用农杆菌浸润法注射本生烟（N.benthamiana）叶片后激光共聚焦显微镜下观察,依据融合荧光蛋白在细胞内产生荧光的位置确定蛋白的亚细胞定位,用以验证预测结果;采用PLACE网站对基因的表达模式进行预测,并用荧光定量PCR分别研究其在盛花期林烟草不同器官的表达差异及低温、高温和低钾胁迫下苗期林烟草叶片中NsHAK11的表达变化,用以验证预测结果。【结果】预测出林烟草和绒毛状烟草KUP/HAK/KT钾转运体家族均含有19个成员,进化上分为4个Cluster（簇）。根据预测序列结果,从林烟草中克隆得到一个ClusterⅢ中的基因,其编码蛋白与拟南芥（Arabidopsis thaliana）中AtKUP11的相似性最高,因此,将其命名为NsHAK11,其编码蛋白与已获得的2个烟草NrHAK1和NtHAK1的相似性仅为48%和49%,所以NsHAK11是一个新的烟草KUP/HAK/KT基因。Wolf PSORT预测显示NsHAK11主要定位于细胞质膜中。亚细胞定位试验中NsHAK11与GFP和DsRed2两种报告蛋白融合的定位结果均表明NsHAK11定位于细胞质膜中,与预测结果相符。利用PLACE网站对NsHAK11启动子分析得到,NsHAK11可表达与定位于根、花和胚芽组织中,受到低温、高温、干旱和激素等因素的影响。实时荧光定量PCR分析结果与预测结果基本一致：NsHAK11在盛花期林烟草各组织器官中均有表达,但表达水平存在强弱差异,其在主根中的表达量最高,在侧根中的表达量次之,而在叶片中的表达量最低;NsHAK11在苗期林烟草叶片中受低温、高温和低钾胁迫时呈现不同类型的上调表达,其中,低温处理时NsHAK11的表达上调程度最大且响应时间最早,高温处理时其表达上调程度次之,但在前期会出现明显抑制,低钾处理时其表达量可上调表达,但并不显著。【结论】获得了一个烟草KUP/HAK/KT基因家族新成员NsHAK11,其编码蛋白为主要定位于细胞质膜中的钾转运体,该蛋白广泛存在于各组织器官中,参与叶片响应低温、高温和低钾胁迫的应对机制。     

葡萄花发育基因的亚细胞定位和表达分析

 【目的】分离和克隆葡萄品种‘香悦’Vitis vinifera AGAMOUS (VvAG)、Vitis vinifera APETALA 3 (VvAP3)、Vitis vinifera FLOWERING LOCUS C (VvFLC)、Vitis vinifera FRUITFUL (VvFUL)、Vitis vinifera FLOWERING LOCUS T (VvFT)、Vitis vinifera APETALA2 (VvAP2)和Vitis vinifera SUPPRESSOR OF OVER EXPRESSION OF CO 1 (VvSOC1)7个重要花发育相关基因的ORF序列,并对其进行亚细胞定位与表达分析。【方法】采用特异引物RT-PCR方法克隆基因,并用半定量PCR法研究各基因在不同组织的表达,构建亚细胞定位载体,基因枪转化洋葱表皮细胞,25℃暗培养24 h后激光共聚焦显微镜下观察。【结果】对上述基因在葡萄不同组织器官中的表达水平进行分析发现,它们的表达不存在组织器官的特异性,但有表达强弱差异。其中,VvFT、VvFUL、VvAP3在葡萄幼果中表达量最高,VvAG与VvAP2在花中表达量最高,而VvSOC1与VvFLC在幼叶中表现出最高的表达水平。VvSOC1、VvFT、VvFLC和VvAP2与GFP融合蛋白仅在核内产生绿色荧光,表现出转录因子的典型特点;而VvAG、VvFUL和VvAP3与GFP融合蛋白在细胞质膜和细胞核上均产生绿色荧光信号。【结论】这7个基因与葡萄的花与果实以及营养器官的发育都存在相关性,7个葡萄花发育相关的转录因子都呈现出细胞核内作用的特点,但VvAG、VvFUL和VvAP3也表现出在细胞膜区域定位的现象。     

小麦病程相关蛋白1基因的亚细胞定位及信号肽鉴定

前期研究克隆获得了一个叶锈菌诱导的小麦病程相关蛋白1基因TaLr35PR1,明确了其基因结构和表达特征。本研究首先预测TaLr35PR1的信号肽和亚细胞定位情况,进而通过试验予以佐证。将信号肽编码的核酸序列克隆、连接到酵母信号肽诱捕载体pSUC2T7M13ORI上,并转化到酵母蔗糖酶缺陷菌株YTK12中,明确了TaLr35PR1基因的信号肽具有分泌功能。同时,利用酶切连接的方法成功构建亚细胞定位重组体pCamA-TaLr35PR1-GFP,利用基因枪轰击技术瞬时转化洋葱表皮细胞。结果表明,pCamA-TaLr35PR1-GFP融合蛋白主要在细胞外表达,与亚细胞定位预测的结果一致。这些研究结果丰富了小麦病程相关蛋白1基因的研究内容,为进一步探索该类基因的生物学功能及其作用机制提供了研究基础。     

水稻OsSsr1基因的生物信息学分析、亚细胞定位及其表达模式

为了探明盐敏感相关基因[OsSsr1（Oryza sativa L.salt-sensitive related gene 1,GenBank登录号为NM₀01065574）]的亚细胞定位及在水稻不同组织和各种逆境胁迫下的表达模式,通过生物信息学手段、洋葱表皮亚细胞定位、RiceXPro数据库和Real-time PCR对其进行研究。序列分析表明OsSsr1的开放阅读框为2 004 bp,编码一个由667个氨基酸组成并含有5个跨膜区的蛋白质,该蛋白质N端含有一个信号肽;其启动子序列包含TGACG-motif、ABRE、TCA-element和W box等多个与逆境相关的顺式作用元件。GFP融合表达显示,OsSSR1蛋白质定位于细胞膜。RiceXPro数据库中数据分析表明,OsSsr1基因在水稻不同发育期的不同组织中均有表达,在叶中的表达量最高,胚中的表达量最低。Real-time PCR结果表明,OsSsr1表达水平受干旱、高温、高盐、低温、机械伤害、稻瘟病菌、MeJA和ABA的诱导上调。这些结果显示,OsSsr1基因可能在水稻胁迫反应中发挥重要作用。     

拟南芥FATB蛋白的亚细胞定位

为研究拟南芥中脂酰基 ACP硫酯酶B(FATB)的亚细胞定位,采用RT PCR方法克隆FATB基因的全长cDNA,构建其与eGFP基因融合的表达载体pUC FATB eGFP NOS,分离拟南芥叶肉细胞原生质体,然后将pUC FATB eGFP NOS转入拟南芥叶肉细胞原生质体中表达,最后在荧光显微镜下检测到eGFP荧光信号定位于叶绿体上。     

水稻硫转运蛋白基因OsST的亚细胞定位

[目的]构建水稻硫酸根转运基因OsST与YFP黄色荧光蛋白融合表达载体,对OsST蛋白进行亚细胞定位。[方法]从水稻叶片的cDNA中克隆OsST基因ORF全长,测序验证后连入pAT—YFP表达载体,通过基因枪将融合栽体转入洋葱上表皮细胞,在激光共聚焦显微镜下观察细胞中荧光发光部位。[结果]OsST蛋白定位于细胞膜和核膜上。[结论]为进一步研究硫转运蛋白的功能及硫酸根运输的机理奠定了基础。     

新基因p7TP3剪切体1的克隆与亚细胞定位

利用RT-PCR技术扩增丙型肝炎病毒p7蛋白反式调节基因3剪切体1（p7TP3剪切体1）开放阅读框序列。将目的基因片段插入pGEM-T载体中,经双酶切和测序鉴定后,定向克隆至荧光表达载体pEGFP-C1,EcoRI及BamHI双酶切鉴定。脂质体法转染HepG2细胞,荧光显微镜下观察确定其亚细胞定位。结果表明,p7TP3剪切体1片断长度为381 bp,与预期结果一致;亚细胞定位结果表明,该蛋白定位于细胞浆中。     

水稻Ossp1基因的亚细胞定位及其干旱条件下的表达

sp1基因是叶绿体蛋白质输入调控的关键基因,本研究通过生物信息学分析、Real time PCR分析、瞬时表达分析等方法,对sp1在水稻中的同源基因Ossp1进行了结构和功能预测、组织表达和干旱响应性分析以及亚细胞定位分析。生物信息学分析结果显示,水稻Ossp1基因位于7号染色体,基因登录号为Os07g0647800,序列全长1 032 bp,SP1蛋白由343个氨基酸残基组成,信号肽序列位于氮端,蛋白质分子中有2个跨膜区域。Real time PCR分析结果显示,Ossp1在水稻叶片中表达量最高,其次为叶鞘,根中最低,此外,Ossp1在叶片中的表达具有明显的干旱响应性,受到干旱胁迫诱导后,表达量显著提高。采用瞬时表达进行亚细胞定位结果显示,SP1蛋白定位于水稻叶绿体。上述结果显示了Ossp1基因与水稻叶绿体及干旱胁迫响应的关系,为Ossp1基因功能的深入研究提供了基础。     

水稻抗白叶枯病相关基因的亚细胞定位

利用亚细胞定位技术对水稻抗白叶枯病相关基因的表达产物进行了分析,为基因功能分析提供了重要信息。通过前期基因芯片筛选、半定量/定量PCR的验证及基因功能注释,从高抗白叶枯病水稻品种Y73中筛选了18个潜在的与抗白叶枯病相关的基因,并在烟草叶片细胞中进行亚细胞定位分析。通过观察融合有绿色荧光标记(sGFP)的表达产物,初步了解这些基因在烟草细胞中的表达位置。经过激光共聚焦显微镜观察后发现: 其中4个基因的 sGFP 融合蛋白定位于细胞核上,可能发挥了转录因子的功能;4个基因的 sGFP 融合蛋白定位于细胞质膜上,推测可能与细胞质膜的稳定或控制蛋白转运相关;4个基因的 sGFP 融合蛋白同时定位于细胞核和细胞质膜上;另有6个基因的 sGFP 融合表达后没有观察到明显的定位信号。     

番茄 SlMAPK7基因的亚细胞定位与组织表达特性

分离番茄 SlMA PK7基因,利用实时荧光定量反转录聚合酶链反应技术分析在番茄不同组织和花发育不同时期 SlMA PK7的表达特性,发现该基因在雄蕊的表达量明显高于其他组织,在长度4.6～6.5 mm 的花蕾中表达量最高;通过构建黄色荧光蛋白融合表达载体,利用基因枪介导洋葱内表皮细胞的瞬时表达,发现SlMA PK7基因表达蛋白定位在细胞核和细胞膜中;为进一步研究 SlMA PK7的表达特性,分离克隆了SlMA PK7基因的启动子序列,利用 PLACE 和 PlantCARE 软件预测出其含有多种典型的 SlMA PK 启动子顺式作用元件;通过瞬时表达分析该启动子活性,经农杆菌介导转化拟南芥,GUS(β‐glucuronidase ,β‐葡萄糖苷酶)组织化学染色发现,在幼苗期 SlMA PK7主要集中在顶端分生组织和根尖分生组织中表达,在成年植株中则集中在花器官中表达.以上结果表明,SlMA PK7可能在细胞核和细胞膜中参与番茄多种信号的传导,并可能在花器官的发育过程中行使功能.     

葡萄赤霉素合成相关基因克隆、亚细胞定位和表达分析

【目的】分离和克隆‘藤稔’葡萄内根-贝壳杉烯氧化酶基因（VvKO）、GA2-氧化酶基因（VvGA2ox2和VvGA2ox4）、GA3β-羟化酶基因（VvGA3ox4）和GA20-氧化酶基因（VvGA20ox1）等5个重要赤霉素合成相关基因的ORF序列,并对其进行亚细胞定位与表达分析。【方法】采用电子克隆方法克隆相关基因,构建亚细胞定位表达载体,基因枪转化洋葱表皮细胞后激光共聚焦显微镜下观察。并用半定量和荧光定量RT-PCR方法研究各基因的时空表达。【结果】成功克隆了5个基因的完整ORF序列,对上述基因在葡萄不同组织器官中的表达水平进行分析发现,它们在组织器官间的表达有强弱差异。其中,VvGA2ox2主要在果实中表达,VvGA2ox4主要在叶片和果实中表达,而VvKO、VvGA3ox4和VvGA20ox1则在花、叶片和果实中均有一定的表达。VvKO、VvGA2ox2、VvGA2ox4和VvGA3ox4与GFP融合蛋白仅在核内产生绿色荧光;而VvGA20ox1与GFP融合蛋白在细胞核和细胞质膜上均产生绿色荧光信号。【结论】克隆的5个基因与葡萄的花、果实以及营养器官的发育存在不同程度的联系,其中4个基因仅呈现出细胞核内作用的特点,而VvGA20ox1则表现出细胞核和细胞质膜定位的现象。     

百合热激转录因子基因LlHsfC1的鉴定、表达与亚细胞定位

为了深入研究百合热激反应的分子机制,以麝香百合杂种系品种‘白天堂’为试验材料,鉴定了百合C类Hsf基因LlHsfC1,其开放阅读框为780 bp,编码259个氨基酸,推定蛋白质分子质量为30.1 ku,理论等电点为9.61.LlHsfC1蛋白含有热激转录因子的特征结构域,但与百合A类Hsf相比,LlHsfC1缺少转录激活模序和核输出信号.亚细胞定位分析表明LlHsfC1在细胞核中表达.37℃胁迫处理显著促进了LlHsfC1的表达;LlHsfC1的表达受热胁迫与Ca~(2+)处理协同诱导.此外,构建了植物过表达载体pCAMBIA1301-LlHsfC1,为进一步研究LlHsfC1基因的功能提供了基础.     

山羊BST-2基因的表达及其亚细胞定位

将山羊的BST-2基因 (Capra hircus bone marrow stromal antigen 2 gene)分别克隆至原核表达载体pGEX-4T-1和真核表达载体p3×Flag-CMV-14中,获得了重组表达质粒pGEX-BST-2和p3×Flag-BST-2。将重组质粒pGEX-BST-2转化至E.coli BL21(DE3)感受态细胞中,用IPTG进行诱导表达。SDS-PAGE及Western blot结果显示,诱导表达的重组蛋白分子量约为42 ku,与预期蛋白一致。利用脂质体介导转染法将重组质粒p3×Flag-BST-2转染Vero细胞,经激光共聚焦显微镜检测,结果显示,BST-2蛋白在细胞中可以良好表达,并主要定位于细胞膜上。     

拟南芥AGO2的亚细胞定位分析

Argonaute(AGO)是一类高度保守的蛋白,对基因沉默和植物抗病性起重要调控作用。为进一步了解AGO作用机制,今采用生物信息学技术对拟南芥AGO蛋白各成员的细胞定位进行预测,并对AtAGO2进行亚细胞定位分析。10个拟南芥AGO蛋白均不含信号肽序列,表明它们不是外泌蛋白。AtAGO1,AtAGO2,AtAGO3,AtAGO4和AtAGO9带有核定位信号,但携带的核定位信号肽序列各不相同,显示这些AGO蛋白可能定位于细胞核。通过克隆AtAGO2全长序列,构建获得与报告基因eGFP融合表达的细胞定位检测载体pCHF3-eGFP∷AtAGO2,采用农杆菌介导的方法将其瞬时表达于本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片中,激光共聚焦显微镜观察结果表明,AtAGO2蛋白定位于细胞质和细胞核中。茉莉酸(jasmonic acid,JA)处理诱导AtAGO2蛋白在细胞质膜及其周围"颗粒化"聚集,但抗病诱导剂苯并噻二唑(benzothiodiazole,BTH)处理不影响AtAGO2蛋白的亚细胞定位。这些结果说明AtAGO2可能通过JA途径参与植物抗病性的调控。     

一个新的枳NAC基因cDNA全长的克隆及其亚细胞定位分析

以拟南芥的NAC1 cDNA序列作为模板,对柑橘EST数据库进行同源检索筛选,利用生物信息学方法克隆了柑橘NAC1基因的cDNA序列。以枳(Poncirus trifoliata)花的cDNA为模板,根据以上cDNA序列设计特异性引物,利用5'RACE和3'RACE技术,分别获得了NAC1基因的5'和3'末端,序列拼接后获得枳的NAC1 cDNA全长,命名为Pt-NAC1。Pt-NAC1全长为1351 bp,含有1个1047 bp完整的开放读码框(ORF),5'末端起始密码子ATG起始于25 bp,3'末端非翻译区为280 bp。该cDNA推导编码348个氨基酸,与苹果、拟南芥、杨树中相应序列的同源性分别为64.8%、57.0%、61.3%。生物信息学分析结果表明:Pt-NAC1 cDNA序列中有miRNA164的识别位点,还有高度保守的NAC结构域。构建Pt-NAC1亚细胞定位载体35S-GW-GFP-FJ619349,用基因枪转化洋葱表皮细胞,亚细胞定位结果表明:Pt-NAC1均定位于细胞膜中。     

油茶CoFAD2-1基因的克隆、亚细胞定位及组织表达

【目的】克隆油茶CoFAD2-1基因,并进行亚细胞定位和组织表达研究。【方法】采用CTAB法提取油茶4种组织中的总RNA;运用RT-PCR方法,设计基因特异性引物,从油茶未成熟胚中克隆CoFAD2-1基因;用生物信息学手段分析了CoFAD2-1基因的结构和进化关系;利用实时荧光定量PCR技术研究CoFAD2-1基因在不同组织的表达;同时运用烟草瞬时表达技术对该基因进行亚细胞定位分析。【结果】该基因编码区全长为1 149 bp,共编码382个氨基酸,具有FAD2基因家族保守的3个组氨酸簇。系统树分析显示该基因与种子特异表达的FAD2基因聚在一起,组织表达分析也表明CoFAD2在种子中特异表达,转化烟草叶片验证CoFAD2-1蛋白定位于内质网膜上。【结论】CoFAD2-1基因在种子中特异性表达,且定位在内质网膜上。