菘蓝查尔酮合成酶基因(IiCHS)的克隆及其生物信息学分析

类黄酮是植物体内一类重要的次生代谢产物,对植物的生长发育有着重要的调节作用。查尔酮合成酶是植物类黄酮合成途径的第一个关键酶,在调控类黄酮的生物合成中起着决定作用。本研究采用RTPCR方法扩增得到一条菘蓝查尔酮合成酶家族蛋白基因,命名为IiCHS,全长1 273 bp,包含一个1 194 bp的ORF,编码397个氨基酸,分析其编码的蛋白质序列显示其属于查尔酮合成酶家族蛋白,定位于胞质中。该研究不仅有助于分析查尔酮合酶基因的功能,而且还为进一步利用该基因资源改良菘蓝品质奠定了理论基础。     

金柑CHS和CHI基因的克隆及表达分析

为了研究查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)和查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)在金柑类黄酮合成过程中的作用,从金柑果实中克隆3个CHS和2个CHI编码基因,构建进化树进行聚类分析;同时采用紫外分光法测定类黄酮含量,并通过qRT-PCR(quantitative real time polymerase chain reaction)进行定量分析。结果表明,FmCHS1和FmCHS2与已知功能CHS紧密聚为一类,界定为CHS蛋白;FmCHS3单独聚类,界定为CHS-like蛋白。FmCHI1界定为类型Ⅰ CHI蛋白,具有CHI酶催化活性,参与类黄酮合成;FmCHI2界定为类型Ⅳ CHI蛋白,在拟南芥中与类型Ⅰ CHI蛋白互作,促进类黄酮合成。在金柑果实发育过程中,类黄酮含量在果皮中呈明显的下降趋势,而在果肉中呈先升后降的变化趋势。FmCHS1和FmCHI1在金柑果实发育中呈高表达模式,且与类黄酮积累模式最为接近。FmCHS1和FmCHI1可能直接参与了金柑果实类黄酮的合成;虽然FmCHI2没有催化功能,但与FmCHI1互作促进类黄酮的合成。     

8种植物CHI基因的生物信息学分析

根据GenBank上已登录的拟南芥、苹果杂交种、草莓、桃、沙梨的栽培种美人酥、葡萄、柑橘和玉米的查尔酮异构酶基因蛋白质氨基酸残基序列,应用生物软件对其组成成分、导肽、信号肽、跨膜结构域、疏水性与亲水性、蛋白质二级和三级结构以及功能域进行预测和分析。结果表明：8种植物的CHI不具有导肽,不存在信号肽,不具有跨膜结构,推测CHI可能定位于细胞质基质中发挥功能,多肽链总体表现为亲水性;有α-螺旋、β-转折、无规则卷曲和延伸链4种二级结构,除了无规则卷曲是桃的最主要二级元件外;其余7种植物均是α-螺旋为最主要的结构元件;8种植物可能均有1个查尔酮异构酶活性部位。     

毛白杨木质素合成酶基因F5H克隆与生物信息学分析

克隆毛白杨阿魏酸-5-羟基化酶(F5H)基因全长序列,并通过生物信息学分析,为进一步研究F5H基因功能提供基础.利用RT-PCR方法成功从毛白杨741组培苗叶片中克隆了F5H基因,并对F5H基因的核苷酸序列及推导的氨基酸序列进行分析,包括疏水性-亲水性、氨基酸翻译后修饰、亚细胞定位、跨膜结构域、蛋白质二级三级功能结构域等进行分析预测和推断.获得的基因长度为l 686 bp,编码区1542 bp,与已公布的毛果杨F5H mRNA序列(GenBank登录号为AJ010324)的编码区相似性达97.45％,并与其他植物的该基因序列具有同源性.F5H是亲水性较强的蛋白,整条肽链有1个跨膜结构域;通过亚细胞定位表明F5H主要位于质体中,并含有磷酸化位点有19个.F5H含有丰富的二级结构,卷曲占44.44％、折叠占7.02％、螺旋占48.54％,并预测了其三维结构.分析结果显示,植物的阿魏酸-5-羟基化酶是一个具有跨膜结构域的亲水性蛋白,在内质网等分泌途径中表达.     

茶树CHS基因结构及编码区单核苷酸多态性分析

【目的】通过试验获得茶树CHS基因（CsCHS）gDNA序列,以进一步确定CsCHS基因结构;研究CsCHS编码区单核苷酸多态性,并结合茶树多酚含量进行关联分析,寻找基因中可能存在的与茶多酚含量存在显著或极显著相关关系的SNP位点。【方法】根据NCBI数据库中已有CsCHS序列设计特异性引物,再分别以基因组DNA和cDNA为模板进行PCR扩增,经克隆、测序获得CsCHS1、CsCHS2、CsCHS3三个基因的gDNA和cDNA全长序列,通过序列比对方法确定CsCHS结构。利用Compute pI/Mw、SOPMA等软件对所得序列进行生物信息学分析,预测和比较CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3三者蛋白质结构。以茶多酚含量差异较大的57份茶树品种为材料,分别以57份材料的cDNA为模板,用特异性引物进行PCR扩增,然后利用PCR产物直接测序法筛查CsCHS编码区序列的单核苷酸多态性。结合CsCHS编码区序列单核苷酸多态性和57份材料多酚含量,利用软件TASSEL进行关联分析,筛选基因中可能与茶多酚含量存在显著或极显著相关关系的SNP位点。【结果】试验获得CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3的cDNA序列长度分别为1 277、1 320和1 242 bp,各自均包含一个长度为1 170 bp的开放阅读框;CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3的gDNA序列长度分别为1 600、1 330和1 607 bp。通过gDNA序列和cDAN序列比对,结合真核生物内含子GT-AG法则,确定CsCHS1、CsCHS3分别包含2个外显子和1个内含子,内含子大小分别为323和356 bp,CsCHS2可能没有内含子。根据CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3 cDNA序列推导三者对应氨基酸序列,比较三条氨基酸序列发现三者氨基酸同源性较高,达到92.6%-95.4%,CHS蛋白亚家族中的特征性保守位点在这三条序列中都能找到,生物信息学分析结果显示CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3三者蛋白质结构高度相似。CsCHS1编码区序列中共发现71个SNP位点,SNP出现频率为1SNP/16.48 bp,无Indel,基因核苷酸多样性（π）值为0.01088;CsCHS2编码区序列中共发现55个SNP位点,SNP出现频率分别为1SNP/21.27 bp,CsCHS2核苷酸多样性（π）值（0.00530）明显低于CsCHS1;因扩增CsCHS3 cDNA序列的PCR反应成功率低,未对该基因遗传多样性进行分析。通过关联分析分别从CsCHS1和CsCHS2中找到2个和4个与茶叶多酚含量相关的SNP位点。【结论】CsCHS1和CsCHS3属于保守型CHS基因,且CsCHS1、CsCHS2和CsCHS3蛋白质结构高度相似,推测三者可能在茶树的不同部位或不同生长阶段发挥类似作用;CsCHS1和CsCHS2活跃,二者编码区内可能存在突变热点区。     

何首乌查尔酮合成酶基因的克隆及序列分析

[目的]克隆何首乌查尔酮合成酶基因并作序列分析。[方法]以cDNA序列的保守区域设计引物,以何首乌 （ Polygonum multiflorum Thunb.）为材料,根据其他植物查尔酮合成酶（Chaleone synthase,CHS）基因eDNA序列的保守区域设计引物,利用RT-PCR和3＇-RACE进行克隆。[结果]从何首乌叶cDNA中克隆出了长度为1258bp的基因片段。序列分析表明,该片段具有典型的CHS基因家族的结构域,为何首乌的CHS基因片段,命名为PmCHS。将得到的序列提交GenBank,序列号为FJ601685。对获得的PmCHS的氨基酸序列进行比较分析,发现PmCHS含有Phe215,推测其能够催化聚酮的合成反应。何首乌CHS与其他植物CHS的氨基酸序列的进化分析表明,其与同为蓼科的虎杖和掌叶大黄的同源性较近。[结论]何首乌查尔酮合成酶基因的成功克隆为蓼科植物中蒽醌的基因工程等研究打下了良好的基础。     

元宝枫CHS基因片段的克隆及序列分析

[目的]对元宝枫叶片查尔酮合成酶(CHS)基因片段进行克隆及序列分析.[方法]以元宝枫的红叶新品系1～6号为试材,采用CTAB法提取其夏季与秋季叶片总RNA,搜索GenBank数据库中已报道的CHS基因序列,BLAST比对,然后用DNAMAN、Primerpremier5软件设计兼并引物来扩增其目的片段,采用RT-PCR方法扩增CHS基因片段并连接到pMD18-T载体上,阳性克隆经PCR检测后进行测序.[结果]得到一段1 365 bp的序列,序列分析表明,该片段编码365个氨基酸,与鸡爪槭、毛果槭的查尔酮合成酶(CHS)基因核苷酸序列同源性在90％以上.[结论]该研究首次从元宝枫中克隆出了CHS基因,为有效利用该基因奠定了基础.     

不同植物查尔酮合成酶CHS基因的生物信息学分析

采用生物信息学方法对GenBank中已登录的10种不同植物中的查尔酮合成酶基因的核苷酸序列及所推测的氨基酸序列的理化性质、信号肽、跨膜结构、亲/疏水性、功能结构域以及其二级结构进行了详细的分析,构建了不同植物CHS的系统进化树。结果表明,10种植物中CHS基因的开放阅读框的全长在1.2 kb左右,大约编码399个氨基酸;不同植物中的CHS的氨基酸序列均包括1个N-糖基化位点(32NMSS),4个蛋白激酶c磷酸化位点(69TIR、158SVK、202TFR、359SAK)和1个查尔酮合成酶活性位点(161RLMMYQQGCFAGGTVLR),均不存在信号肽、无跨膜结构域,是一个疏水性蛋白。     

膜荚黄芪查尔酮异构酶基因的克隆及表达分析

查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)是催化合成异黄酮类化合物的关键酶之一。本研究从膜荚黄芪中克隆了CHI基因cDNA全长,并对其进行了序列分析,同时采用紫外分光光度法测定异黄酮含量并进行了定量分析,为深入了解黄芪异黄酮类化合物生物合成机制奠定了分子基础。结果表明,AmCHI基因cDNA全长为910 bp,开放阅读框为660bp,编码219个氨基酸,其分子量为24 021.42 Da,等电点为5.41,Genbank登陆号为KY0862871。AmCHI蛋白定位于细胞质,无信号肽,属于稳定的亲水蛋白,氨基酸序列与豆科植物相似性较高,推测属于TypeⅡ型。总异黄酮含量根<茎<叶,CHI基因表达量根<茎<叶。     

红麻查尔酮合成酶及其异构酶基因的克隆与表达分析

[目的]克隆红麻查尔酮合成酶(CHS)及其异构酶(CHI)基因并构建CH基因的植物表达载体,为进一步研究其在红麻育性及抗逆性中的作用奠定基础.[方法]提取红麻不育系(P3A)、保持系(P3B)花药RNA和DNA,以红麻花药转录组高通量测序数据为基础,利用同源克隆技术获得CHS和CHI基因,并利用载体重组技术构建CHS基因植物表达载体.[结果]红麻CHS基因cDNA全长序列为1236 bp,包含一个1170bp开放阅读框,编码389个氨基酸;其DNA序列全长为1329bp,包含2个外显子和1个内含子.CHI基因cDNA序列为724 bp,最大开放阅读框为630bp,编码209个氨基酸;其DNA序列全长为1087 bp,包含4个外显子和3个内含子.[结论]成功克隆获得红麻CHS和CHI基因的序列,构建的CHS基因植物表达载体pBI121-CHS可用于该基因功能的研究.     

菊芋查尔酮合成酶基因的克隆与表达分析

为揭示菊芋(Helianthus tuberosus L.)查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因的功能,以菊芋‘廊芋8号’叶片为材料,采用同源克隆和RT-PCR技术,克隆得到菊芋CHS基因命名为HtCHS,其编码区全长为1 197 bp(GenBank登录号MN124515),编码398个氨基酸。HtCHS的基因组DNA(gDNA)全长为1 567 bp,含2个外显子和1个内含子。序列比对和系统进化树分析显示,不同植物中的CHS氨基酸序列具有极高的同源性,菊芋与同属的向日葵CHS氨基酸序列一致性达到99.25%,共聚于一个分支。HtCHS蛋白相对分子质量为43.61 ku,等电点为6.33。HtCHS蛋白具有查尔酮合成酶结构域,属于查尔酮合成酶超家族成员,HtCHS不含信号肽和跨膜区,属于非分泌蛋白。实时荧光定量PCR结果显示,HtCHS在根中表达量最高。与对照相比,150 mmol·L~(-1) NaCl和20%PEG 6000处理6 h时HtCHS表达显著上调,处理12 h时显著下调。原核诱导表达分析结果显示,成功诱导出与预测蛋白大小一致的目的蛋白。     

盐芥査尔酮合成酶基因的生物信息学预测与分析

利用ProtParam、GOR4、ProtSite和NetPhos等软件预测和分析盐芥查尔酮合成酶基因编码蛋白的各级结构。结果推测出盐芥查尔酮合成酶基因编码蛋白分子式为:C1775H2847N487O511S21,理论等电点pI 8.55;并含有一个查尔酮合成酶活性位点:184-200(RLmMyQqGCFAGGTvLR)。     

花生黄烷酮3-羟化酶基因AhF3H的克隆和表达分析

利用花生转录组测序结果和GenBank EST数据库,首次从花生中克隆了黄烷酮3-羟化酶基因,命名为AhF3H,GenBank登录号为KF312218。氨基酸序列分析表明,AhF3H与其他植物F3H有较高的同源性。进化树分析表明,AhF3H与大豆、野生大豆F3H的亲缘关系较近。在花生紫色种质材料及丰花1号中,AhF3H的相对表达水平同花青素含量呈正相关,表明AhF3H在花生花青素合成代谢过程中具有重要作用。     

柳杉属3个查尔酮合成酶(CHS)新基因的克隆及其序列特异性分析(英文)

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是黄酮类物质合成的第一关键酶。为了获得CHS基因,我们在ACGM标记所扩增的PCR片段内设计锚定引物,并结合RACE技术首次克隆了柳杉属3种植物的CHS基因,包括柳杉(Cryptomeria japonica var.sinensis,CjsCHS)、短茸柳杉(C.japonicacv.Araucarioides,CjaCHS)和日本柳杉(C.japonica,CjCHS),并对其进行分析。结果表明:3个基因长都为1 176bp,编码391个氨基酸,它们都含有CHS高度保守活性位点以及CHS标签序列GFGPG,其编码蛋白的相似度达99%,与其他植物相似度在79%以上,表明CHS基因在进化上具有相对保守性。     

核桃黄烷酮3-羟化酶基因cDNA 3′端的克隆与序列分析

从核桃(Juglans regia)中首次克隆得到黄烷酮3-羟化酶基因的cDNA片段,并命名为JrF3H,GenBank登录号为FJ966204.JrF3H长1 029 bp,编码342个氨基酸.蛋白质序列多重比对结果表明,推导的JrF3H蛋白质与其他植物F3H蛋白质具有很高的相似性,JrF3H蛋白质与茶学、拟南芥、大豆、烟草、小麦和银杏F3H蛋白质序列的同源性分别为86%、85%、85%、82%、80%和79%.此外,JrF3H在相似的位置存在结合亚铁离子和酮戊二酸的保守位点.F3H系统进化树表明,JrF3H与乔木类植物的F3H基因聚类关系最近.JrF3H基因的克隆将有助于弄清该基因在核桃黄酮代谢途径中所起的作用.     

玫瑰查尔酮合酶CHS基因的克隆及生物信息学分析

本研究旨在克隆玫瑰查尔酮合酶CHS基因并对其进行生物信息学分析,以期为利用基因工程技术改变玫瑰花色、培育玫瑰新品种奠定良好基础。以玫瑰品种‘唐红’(Rosa rugosa‘Tanghong’)为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得了玫瑰查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)基因的c DNA全长。经生物信息学分析,该基因全长1416 bp,开放阅读框1167 bp,编码389个氨基酸,其蛋白的分子式为C1899H3043N505O562S18,相对分子质量为42.518 k Da,等电点为6.12。该蛋白不稳定系数低于40,为稳定性蛋白,无信号肽和剪切位点存在。其蛋白质二级结构主要由42.16%的α螺旋、29.05%的随机卷曲、10.54%的β转角和18.25%的延伸链组成。系统进化分析表明,玫瑰CHS基因与同科植物月季、草莓亲缘关系最近,与其他科及同科其他属植物的亲缘关系较远。本研究首次克隆了玫瑰CHS基因,获得了其生物信息学相关信息,探明了CHS基因在类黄酮生物合成过程中的重要作用,为改良玫瑰花色提供了理论依据。     

枸杞胆碱合成关键酶基因PEAMT的克隆及生物信息学分析

利用RT-PCR和RACE结合的方法,获得了枸杞磷酸乙醇胺N-甲基转移酶PEAMT基因cDNA全序列(命名为LbPEAMT).LbPEAMT cDNA全长1 863 bp,开放读码框1 497 bp,编码一个由498个氨基酸构成的多肽,理论分子量为56.53 kDa,等电点pⅠ为5.50.通过多种序列比对,该基因编码的氨基酸序列与番茄PEAMT氨基酸的相似性为93％.二级结构预测LbPEAMT蛋白由44.98％的α-螺旋、17.67％的延伸链、6.63％的β-转角和30.72％的不规则卷曲组成.LbPEAMT是一个亲水蛋白.含有2个S-腺苷甲硫氨酸依赖催化活性结构域,分别位于N端65-164 aa和C端290-392aa.每个活性区都包含有4个部分基序,分别为Ⅰ、post Ⅰ、post Ⅱ和post Ⅲ.LbPEAMT的这2个活性区在蛋白、磷脂和小分子甲基转移酶中都是相对保守的.     

桑树查尔酮合成酶基因（CHS）的生物信息学分析（英文）

[目的]探讨桑椹色素代谢调控的分子机理。[方法]本研究以桑科植物的EST数据库为基础,采用生物信息学实验技术,通过电子克隆方法获得了桑树查尔酮合成酶基因（CHS）。采用生物信息学在线软件,进一步对该基因编码蛋白的氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构等方面进行了预测和分析。[结果]经DNAstar软件拼接后得到的cDNA序列为1 365 bp,其开放阅读框序列为1 170 bp,编码389个氨基酸残基。CHS蛋白含有查尔酮合酶家族的特征多肽序列RLMMYQQGCFAGGTVLR,不含信号肽序列,属于非分泌型蛋白,定位于细胞质内,分子进化也较为保守。[结论]该研究结果为深入研究该蛋白的结构和功能奠定了基础。     

矮牵牛的查尔酮合酶(CHS)基因的生物信息学分析

为研究CHS(chalcone synthase)基因间的同源性及其进化关系,以矮牵牛的CHS基因为研究对象,利用生物信息学软件及网站对其进行碱基分布、氨基酸组成和亲疏水性预测,并与其他10个物种的CHS基因序列进行多重比对、进化分析。结果表明:矮牵牛的CHS基因的单链mRNA序列含有1170个碱基对,蛋白质由389个氨基酸编码,相对分子质量为42580.02,其中亮氨酸(Leu)含量最高达10.80%;疏水值最大为2.038,最小为-2.208,无明显的亲水或疏水区域;多重比对发现11个物种同源性达到了80.55%。通过以上结果得出CHS基因处于稳定状态,编码的蛋白为亲水性蛋白,进化过程中是保守的,获得的保守区段的序列信息为新基因的克隆奠定了基础。     

喜树碱关键酶基因的克隆与生物信息学分析

为了克隆喜树碱生物合成途径关键酶异胡豆苷合成酶的基因STR,本文对喜树幼叶进行RNA提取,利用RT-PCR克隆基因STR的CDS序列,利用在线软件ExPASy ProtParam、SignalP4.1、TMHMMV.2.0、TargetP 1.1分析蛋白理化性质、蛋白信号肽、蛋白跨膜区以及亚细胞定位,利用在线工具Conserved Domain、SOPMA预测蛋白保守结构域和二级结构,利用MEGA 6.0软件构建蛋白系统进化树。结果表明,以喜树幼芽为材料,通过RT-PCR克隆喜树碱生物合成途径关键酶基因STR的CDS序列为993 bp;生物信息学分析表明,STR定位于分泌通道,为酸性蛋白,无信号肽,有1个跨膜区,由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲等二级结构组成;STR包含高度保守的结构域,聚类分析表明其与中果咖啡具有较高的相似性、较近的亲缘关系和遗传距离。