大豆GmNramp2a基因克隆及亚细胞定位和组织表达分析

为了初步研究大豆(Glycine max)天然抗性相关巨噬蛋白(natural resistance associated macrophage protein,Nramp)家族基因的功能,本研究克隆了一个大豆GmNramp成员基因GmNramp2a.生物信息学分析表明,GmNramp2a基因包含4个外显子,开放阅读框...     

一个属于Aux/IAA基因家族的毛白杨PtIAA1的克隆和序列分析

基于NCBI数据库中的序列信息,我们利用PCR技术克隆到一个毛白杨(Populus tomentosa)RtIAAl基因.序列分析表明PtIAA1 cDNA长度为946个碱基,编码一个由258个氨基酸组成的蛋白,该蛋白与PtIAA1、NtIAA28和AtIAA16蛋白的同源性分别高达97%、75%和74%.系统进化分析表明PtIAA1基因可能属于Aux/IAA基因家族中组的成员.与大多数的Aux/IAA基因家族中的基因一样,PtIAA1蛋白是一个短命核蛋白,拥有4个高度保守的区域.     

河北毛白杨巯基蛋白酶抑制剂基因cDNA的克隆及序列分析

植物巯基蛋白酶抑制剂(cysteine proteinase inhibitor,CPI)在林木的抗虫基因工程中发挥着越来越重要的作用,分离和克隆植物CPI基因进而研究该基因的功能是CPI基因工程研究的热点.本文应用PCR技术从我国乡土抗天牛树种河北毛白杨形成层中分离和克隆到了一个710bp大小的cDNA片段,同时对序列进行测定和分析.测序和分析结果表明,该cDNA片段含有一个429 bp的完整开放阅读框,其编码143个氨基酸残基,具有LARFAVDEHN、QXVXG和YEAKVWVKPW三个典型的植物巯基蛋白酶抑制剂基因家族的高保守区段,同时在GenBank中进行了注册,核苷酸注册号为DQ020096,氨基酸注册号为AAY41807.氨基酸序列同源性分析表明,该基因与其他林木中的巯基蛋白酶抑制剂的同源性差异较大,同源性在48%～97%之间,其中与欧洲山杨的同源性最高,达到97%,与猕猴桃的同源性最低为48%.说明河北毛白杨形成层中存在CPI基因并能够有效表达,这为进一步研究该基因的抗虫功能奠定了良好的基础.     

慈竹细胞壁转化酶BeCWINV1的克隆、亚细胞定位和表达分析

细胞壁转化酶(CWINVs)是糖降解关键酶之一,在植物发育、同化物分配和调节库强等方面具有重要作用.为了探究慈竹中CWINVs基因的亚细胞定位和表达水平,本研究以慈竹转录组数据库为基础,从慈竹笋中克隆到BeCWINV1基因.其开放阅读框序列长度为1 758 bp,编码585个氨基酸残基.序列比对和系统进化分析表明,Be...     

欧李ChUFGT基因的克隆、生物信息学分析及亚细胞定位

为从分子水平上揭示欧李中3-O-类黄酮葡萄糖基转移酶(UFGT)基因的空间表达情况,以欧李叶片为试材,根据欧李的转录组序列设计特异性引物,通过PCR获得ChUFGT基因序列,并进行生物信息学分析及亚细胞定位分析。结果表明,ChUFGT基因DNA开放阅读框为1 425 bp(不含终止子),相对分子质量为51.63 kD,编码475个氨基酸,其对应的蛋白质是带正电荷的稳定疏水性蛋白。与近缘物种的蛋白质序列比对分析显示,欧李、李和樱桃李的UFGT氨基酸序列相似度达到97.22%和96.62%,整个系统发育树存在两个大分支,其中ChUFGT与同科植物的亲缘关系最近,其次是与白梨、西洋梨、荔枝等其他科植物相对较近,与葡萄、刺葡萄、石榴等植物的亲缘关系最远。ChUFGT的亚细胞定位结果分析显示,在洋葱内表皮细胞的细胞核和细胞质中都表达该基因。本研究结果为进一步阐明ChUFGT调控欧李细胞花色素苷的合成机制提供了理论基础。     

高羊茅光周期调控基因FaCONSTANS亚细胞定位与差异表达分析

构建高羊茅光周期调控基因FaCONSTANS与绿色荧光蛋白基因GFP融合的植物表达载体P-FaCONSTA NS-hGFP,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研究光周期调控基因FaCONSTANS在长日照与短日照条件下昼夜24 h的表达差异.结果表明:FaCONST...     

滇龙胆中细胞色素P450还原酶基因的克隆及生物信息学分析

细胞色素P450还原酶在体内可催化许多反应,通过FAD和FMN辅基将NAD(P)H的电子传递至细胞色素P450酶,从而使细胞色素P450酶同底物产生氧化还原反应,起到电子供体的作用.本研究对药用植物滇龙胆(Gentiana rigescen Franch.)的细胞色素还原酶基因GrCPR1进行克隆、生信分析和异源表达....     

拟南芥DUF647家族成员RUS4植物表达载体的构建及亚细胞定位

ROOT UV-B SENSITIVE4 (RUS4)是拟南芥DUF647蛋白家族的一个功能未知的成员。RUS1和RUS2曾经报道和根UV-B-感应途径相关联,并在拟南芥早期幼苗形态发生和发育中发挥重要作用。为了探究RUS4的分子功能,本研究对RUS4蛋白进行了亚细胞定位分析。首先,我们通过Gateway TOPO载体系统,构建了融合蛋白表达载体pMDC83-RUS4;然后,通过农杆菌介导的花苞转化法,获得了转化pMDC83-RUS4的转基因拟南芥株系;对转基因植物叶肉原生质体的荧光显微镜观察显示,RUS4-GFP信号与叶绿体的自发荧光共定位,说明RUS4蛋白定位叶绿体中。该结果为进一步研究RUS4的分子功能奠定了良好的基础。     

一个假定微管相关蛋白PEMAP1的克隆和亚细胞定位

微管骨架通过导向纤维素微纤丝的合成来影响细胞壁的结构,在植物生长发育和细胞形态建成过程中发挥着重要作用.微管相关蛋白(microtubule-associated protein,MAP)参与调节微管蛋白亚基的组装、微管的动态稳定以及周质微管的排列方式.因此,对微管相关蛋白的研究有助于更好地理解微管骨架的生物学功能.本...     

毛白杨PtoMnSOD基因克隆及生物信息学分析

为了揭示毛白杨锰超氧化物歧化酶基因PtoMnSOD在植物抗逆中的功能。本研究通过RT-PCR方法获取毛白杨PtoMnSOD基因序列,并对该基因及其编码蛋白进行生物信息学分析。结果显示:PtoMnSOD基因开放阅读框(ORF)为699 bp,编码232个氨基酸,具有PF00081和PF02777两个保守结构域,属于MnSOD亚家族。其编码的蛋白含有20个磷酸化位点,是无跨膜结构、无信号肽且定位于线粒体的不稳定亲水性蛋白。同源序列比对显示,不同物种的MnSOD氨基酸序列具有很强的保守性。研究结果为进一步开展毛白杨锰超氧化物歧化酶基因PtoMnSOD的功能研究奠定了理论基础。     

番茄转录因子基因SlYAB2a的克隆、表达及亚细胞定位分析

为了研究番茄SlYAB2a基因的功能及其在番茄生长发育中的分子机理,以番茄的cDNA为模板,利用RTPCR技术从番茄中克隆到SlYAB2a基因,该基因编码的蛋白质由192个氨基酸残基组成,蛋白质的分子量为21.35k Da,等电点是8.79,平均亲水系数是-0.487。SlYAB2a蛋白质的6~165位氨基酸残基形成Pfam:YABBY结构域,在20~47位有1个C2C2锌指结构域,在122~181位有1个螺旋-环-螺旋结构域。二级结构分析表明SlYAB2a蛋白分子中,α-螺旋占19.79%、β-折叠占14.06%、其余66.15%为不规则卷曲。蛋白多序列比对表明SlYAB2a与马铃薯、林烟草、酿酒葡萄、大豆、拟南芥、甘蓝型油菜、花药野生稻、玉米和小麦YABBY2的一致性分别为98%,78%,71%,65%,64%,64%,58%,57%,57%,说明SlYAB2a蛋白与来源于双子叶植物的YABBY2一致性较高,而与来源于单子叶植物的一致性较低。通过聚类分析发现YABBY2蛋白明显分为单子叶和双子叶2个亚类,SlYAB2a蛋白属于双子叶亚类,与马铃薯、潘那利番茄、绒毛状烟草、林烟草等的YABBY2蛋白序列亲缘关系较近。实时定量RT-PCR分析结果表明,在番茄植物的不同生长发育时期,根、茎、叶、花、果实中,都有SlYAB2a基因表达;并且在花和青熟果实中,SlYAB2a基因表达水平远远高于其他组织。说明SlYAB2a基因在花和果实的发育过程中起着重要作用。洋葱表皮细胞瞬时表达结果表明SlYAB2a蛋白定位于细胞核中。     

毛白杨植物络合素合酶(PtPCS)基因克隆及其表达研究

植物络合素(PCs)是植物细胞中一类螯合重金属离子的多肽,对细胞解毒和重金属的富集有重要的作用。植物络合素合酶(PCS)是合成PCs途径中的关键酶。本研究克隆了毛白杨的植物络合素合酶基因PtPCS,该基因cDNA序列全长1512bp,可编码503个氨基酸;与其它8种植物同源基因比对显示,它们的氨基酸序列相似性在67%～74.1%之间;构建进化树发现,这9种植物明显的分为两大分支,并且两大分支PCS蛋白的高级结构显示出明显的差异,一种呈月牙状,一种为伞状,重金属超富集植物均为月牙状结构。对毛白杨在不同镉浓度处理下PtPCS基因的表达情况分析发现,毛白杨根、茎、叶中PtPCS基因均表现出先升高后缓慢降低的表达趋势,并且在同一镉浓度处理下,毛白杨不同器官PtPCS基因的表达具有规律性,即根表达量最强,茎次之,叶片最弱。研究结果不仅为植物育种提供了重要的基因资源,也为剖析毛白杨的镉抗性和富集特性的研究奠定了良好的基础。     

毛白杨二氢黄酮醇合酶基因PtDFR1的克隆与功能验证

以RT-PCR的方法获得毛白杨(Populus tomentosa Carr.)二氢黄酮醇合酶基因(Dihydroflavonol 4-reductase)DFR,命名为PtDFR1,完整的ORF编码336个氨基酸,含有DFR蛋白特征性序列:NADP结合域和特异性底物识别域。序列比对发现,毛白杨PtDFR1蛋白与其他已知物种DFR有较高同源性,特别是与欧洲颤杨(Populus tremuloides)和葡萄(Vitis vinifera)以及苹果(Malus x domestica)氨基酸序列同源性最高,分别达到89.9%,86.4%和85.1%。荧光定量PCR检测基因组织特异性表达发现,该基因在根中表达量最高,其次为叶柄,而在叶片中表达丰度最低。根癌农杆菌介导PtDFR1在毛白杨中超量表达,检测转基因株系中花青素和缩合单宁的含量发现,与野生型相比,转基因植株中缩合单宁产量提高2～3倍,而花青素含量无显著变化,表明PtDFR1可能主要在缩合单宁合成途径中发挥作用。     

毛白杨12种microRNAs的低温胁迫差异表达分析

为了探讨microRNAs (miRNAs)在杨树低温胁迫不同时间段的差异表达规律,初步鉴定参与杨树低温胁迫响应的miRNAs,以重要乡土树种毛白杨为材料,进行不同时间段(0、8、14、20 h)的低温胁迫(4℃)处理,分别提取小片段RNAs (<200 nt),利用实时定量PCR技术研究毛白杨在低温胁迫后12种miRNAs的差异表达规律。结果显示,miRNAs的表达在低温胁迫下有显著变化,且呈现动态反应。在低温胁迫下,大部分miRNAs的表达受到抑制。miR168a、miR169ac、miR394a-3p、miR530a的表达量在各个时间段显著下调。该研究初步表明,miRNAs在调控毛白杨对低温胁迫的反应中起着重要作用。     

掌叶半夏凝集素基因的克隆及亚细胞定位分析

为了克隆掌叶半夏凝集素基因(Pinellia pedatisecta agglutinin,PPA),并对其进行生物信息学分析和亚细胞定位。采用PCR技术扩增掌叶半夏凝集素基因的ORF序列,构建pCAMBIA1300-35S-PPA-e GFP重组载体,导入农杆菌GV3101并在烟草中进行瞬时表达,采用激光扫描共聚焦显微镜观察其亚细胞定位。克隆获得的PPA基因全长由777个核苷酸组成,编码258个氨基酸,含有3个甘露糖结合位点和2个保守的B-lectin结构域,Gen Bank登录号为KF154981,氨基酸序列登录号为AGV40779。序列比对表明,该序列与天南星、滴水珠、花南星和半夏凝集素的氨基酸序列相似性分别为96%,91%,86%和83%。亚细胞定位的结果表明,pCAMBIA1300-35S-PPA-e GFP融合蛋白在细胞核内无分布,而是点状分布在细胞质膜上。为进一步解析掌叶半夏凝集素基因的结构与功能,开展掌叶半夏凝集素抗病虫害机制的研究奠定基础。     

毛白杨生长素载体蛋白基因PtAUX1超表达的研究

以毛白杨和拟南芥为研究对象,研究生长素信号转导因子基因在植物发育过程中的作用。利用构建好的PtAUX1的表达载体,转化拟南芥和毛白杨,获得转基因植株,通过PCR技术检测转化植株,分析植株表型并观察植株离体条件下的形态变化。结果显示PtAUX1影响植株各器官的形态发育,毛白杨长势旺盛、外植体有莲座状幼叶产生,拟南芥出现了匍匐生长、不改变根的向地性、茎上的表皮毛增多、花器官畸形。以上结果表明PtAUX1基因通过生长素极性运输,促进各细胞、组织对内源生长素IAA的吸收,进而参与器官极性的建立,影响各器官的形态和发育过程。     

百脉根液泡膜H+-PPase基因LcVP1植物表达载体构建与转基因毛白杨的获得

为通过基因工程手段进行杨树耐盐性状的遗传改良,本文分析已克隆的百脉根液泡膜H+-PPase基因LcVP1的cDNA序列,根据其与植物表达中间载体pGN上的酶切位点设计一对带酶切位点的特异性引物,以测序质粒为模板,PCR扩增百脉根液泡膜H+-PPase基因开放阅读框片段。双酶切PCR回收产物和pGN载体,将目的片段定向连接构建成植物表达载体pGVP,并转入根癌农杆菌;在此基础上,利用根癌农杆菌介导的叶盘转化法,将百脉根液泡膜H+-PPase基因转入毛白杨基因组中。转基因杨树的获得,为获得耐盐性提高的杨树品系提供了基础。     

毛白杨叶片疮痂病原菌分离与鉴定

在江苏南京市毛白杨叶片上发现一种新型叶斑病害。本研究,使用组织分离法,先后获得5个形态相似的真菌分离株,进而分别单孢分离纯化,编号E1到E5并提交中国林业微生物菌种保藏管理中心保存。通过克隆测序获得5个菌株的ITS、LSU、RBP2和TEF1-α基因片段,序列比对发现所有菌株的ITS序列完全一致,但LSU、RBP2和TEF1-α序列存在着不同程度的差异。结合形态学观察和公共数据库比对的分类鉴定,表明该病原菌属于痂囊腔菌属(Elsino觕),是首次报道的新种,我们将之命名为Elsino觕tomentosae。接种杨树组培苗叶片的致病性检测发现5个菌株均能侵染毛白杨和山新杨,但不能侵染杂种山杨和欧美杨,表明E. tomentosae可能在白杨派树种中具有一定的专化性。