菊花脂肪酸脱饱和酶基因CmFAD7的克隆与表达分析

以秋菊（Chrysanthemum morifolium Ramat.）抗寒品种‘星光灿烂’为材料,利用RT-PCR和RACE方法从叶片中克隆了ω-3脂肪酸去饱和酶基因,命名为CmFAD7,GenBank登录号为KC567246。该基因cDNA 全长1 284 bp,编码428个氨基酸,相对分子量为48.98 kD,等电点为9.07,编码的氨基酸序列与高山还阳参同源性最高（84%）。该蛋白含有?12-FADs保守结构域和3个跨膜螺旋,N端含有一段叶绿体转运肽,属于膜脂肪酸去饱和酶超级家族。采用实时荧光定量PCR和气相色谱法研究低温胁迫下叶片和根系中CmFAD7的表达量及脂肪酸含量变化,CmFAD7在根系和叶片中均有表达,叶片中的表达量高于根系。根系中5 ℃时表达量最高,叶片中–4 ℃时最高,在–8 ℃时叶片和根系表达量均较低;随着处理温度的降低,叶片中C18:3含量呈逐渐上升趋势,根系中变化不明显。结果表明,菊花CmFAD7与抗寒性有关,低温条件下不同器官的表达量有较大差异。     

油梨PaWRI1和PaWRI2基因的克隆、序列分析及表达研究

以‘哈斯’油梨(PerseaamericanaMill.)为试材,通过RACE及RT-PCR技术分别克隆得到2个AP2/EREBP类转录因子WRI1和WRI2基因的c DNA全长,分别命名为PaWRI1(GenBank登录号:MH367865)和PaWRI2(GenBank登录号:MH367866)。其中,PaWRI1基因全长为1 396 bp,含1 155 bp开放阅读框,编码384个氨基酸;PaWRI2基因全长为1 782 bp,含1 287 bp开放阅读框,编码428个氨基酸。PaWRI1和PaWRI2基因属于AP2/EREBP类转录因子家族,其编码氨基酸序列中分别均存在2个和1个典型的AP2/ERF DNA结合位点。实时荧光定量PCR检测结果表明:在油梨果实发育过程中,果肉中PaWRI1基因的相对表达量始终快速上升,PaWRI2基因的相对表达量先少量下降,而后缓慢上升;PaWRI1基因相对表达量变化与油脂积累的变化较一致,PaWRI2基因相对表达量变化与油脂积累的变化不一致。因此,推测在油梨果实发育过程中,果肉中PaWRI1基因可能参与调控油脂积累过程。     

黄瓜ω-3脂肪酸去饱和酶基因cDNA的克隆及表达

 利用cDNA末端快速扩增技术, 从黄瓜叶片组织中获得脂肪酸去饱和酶基因（Cs-FAD）,其序列长度为1 807 bp,编码445个氨基酸,推导的氨基酸序列与已经报道的ω-3脂肪酸去饱和酶基因序列同源性较高,与桃果实的同源性最高（77%）。利用RT-PCR半定量分析显示,该基因在绿色组织如茎、叶、卷须里表达量较高,在根、花、果实及种子里也有少量表达。     

油用牡丹FAD2基因的生物信息学分析

以油用牡丹"凤丹"(Paeonia ostii)为试材,采用生物信息学方法,对调控多不饱和脂肪酸合成的关键酶ω-6脂肪酸脱氢酶(Fatty acid desaturase,FAD2)基因进行生物信息学分析,以期为进一步研究Po FAD2基因调控牡丹多不饱和脂肪酸合成提供参考。结果表明:油用牡丹3个FAD2蛋白被聚类到了3个分支,预示着这3个基因存在功能上的差异。其中Po FAD2-1 c DNA全长1 695 bp,编码383个氨基酸。Po FAD2-1无信号肽结构,是非分泌型蛋白,有3个FAD2特有的组氨酸保守区和4个跨膜结构域,亚细胞定位预测该基因定位于内质网,与目前所报道的其它物种的FAD2-1一致。     

广叶绣球菌DASH型隐花色素同源基因Slcry1的序列与表达分析

用关键词"DNA photolyase (pfam 00875)"和"FAD binding domain of DNA photolyase (pfam03441)"搜索广叶绣球菌(Sparassis latifolia)闽绣1号菌株基因组,找到一个候选基因——隐花色素同源基因Slcry1,PCR扩增得到该同源基因cDNA全长1755 bp,基因组全长为2279 bp;利用PROTPARAM预测SlCRY1蛋白含有584个氨基酸,相对分子质量为65800,等电点为8.94;利用SMART和Pfam预测其保守结构域,发现SlCRY1蛋白(584个氨基酸)包含一个DNA光解酶(DNA Photolyase)结构域和一个FAD结合(FAD binding)结构域;用MEGA7软件中的邻位相连法构建系统发育树,发现SlCRY1属于光解酶/隐花色素蛋白家族中的DASH(Drosophila,Arabidopsis,Synechocystis,and Homo species)型隐花色素;最后用荧光定量PCR检测该同源基因在广叶绣球菌不同发育阶段及光照处理下的表达量:在约300 lx白色LED光照下,基因Slcry1表达量随光照时间延长而增加;不同发育时期,Slcry1基因的表达水平为子实体原基菌丝。实验结果揭示:SlCRY1属于DASH型隐花色素,其表达量受到光照的诱导,且随广叶绣球菌的生长发育而上升。     

金针菇异戊烯基焦磷酸异构酶基因的克隆及表达分析

PCR扩增了金针菇(Flammulina velutipes)异戊烯基焦磷酸异构酶基因(FvIDI)的DNA全长和开放阅读框序列.该基因的ORF全长753 bp,DNA全长923 bp,含有3个内含子和4个外显子,编码250个氨基酸,金针菇异戊烯基焦磷酸异构酶相对分子质量为28450,等电点为5.05.采用实时荧光定量PCR技术研究FvIDI基因在不同发育时期和不同温度下的表达量,结果显示,FvIDI基因在采收期菌盖中表达量最高,4℃诱导处理2～4 h和37℃诱导处理2～6 h的表达量明显高于常规温度21℃处理.     

(木奈)果实CCoAOMT与LAR基因的筛选与表达分析

以(木奈)果实为研究材料,探讨了(木奈)PsCCoAOMT和PsLAR基因在(木奈)果实不同发育时期的表达动态,采用两步法逆转录与抑制PCR技术相结合的方法构建含(木奈)果实不同发育时期的均一化全长cDNA文库,通过稀释池PCR法筛选出酚类物质代谢途径中的关键酶基因PsC-CoAOMT和PsLAR.结果表明:PsCCoAOMT和PsLAR全长cDNA序列分别为1 195 bp和1 625 bp,对应的ORF分别为744 bp和1 050 bp,分别编码247和349个氨基酸.PsCCoAOMT相对分子量为27 893.8,等电点为5.42,属于亲水性稳定蛋白;PsLAR相对分子量为38 483.1,等电点为5.40,具有亲水性,属于不稳定蛋白.同源性分析表明,PsCCoAOMT氨基酸序列与白梨相似性达96％,PsLAR氨基酸序列与蔷薇科植物高度同源.荧光定量结果表明,PsCCoAOMT在(木奈)整个生长发育过程表达量差异都不明显,整体呈下降趋势,花后50 d表达量最低;PsLAR在(木奈)整个生长发育过程表达量呈明显的下降趋势,前期高后期低,花后125 d表达量最低.     

菜薹抽薹相关基因BrcuDFR-like/BrcuAXS 的克隆与表达特性分析

 为了预测抽薹相关基因BrcuDFR-like/BrcuAXS 的功能,通过PCR 和RACE 的方法克隆了菜薹BrcuDFR-like/BrcuAXS 基因的cDNA 和gDNA 全长序列。结果表明：该基因编码区全长1 332 bp,编码312 个氨基酸残基。对应的gDNA 全长为2 460 bp,含有8 个外显子和7 个内含子,内含子总长为1 042bp,其中第3 个内含子最长,为401 bp。内含子中含有多个基本转录元件和顺式作用元件,如光应答元件、赤霉素响应元件、参与抗性和胁迫应答元件、热响应元件、WRKY 转录因子的结合位点及干旱胁迫元件MYB 转录因子结合位点等。利用半定量RT-PCR 分析表达模式,发现BrcuDFR-like/BrcuAXS 随菜薹花芽形态逐步建成直至抽薹开花,其表达量逐渐增强,与其它物种DFR-like 基因的表达模式更吻合,由此预测该基因在菜薹生长发育阶段编码DFR-like 酶的可能性大于编码AXS 的可能性,其功能可能与菜薹营养分生组织向花分生组织转变有关。     

牡丹休眠相关基因PsGRASs筛选、克隆和表达特性分析

通过筛选、克隆牡丹PsGRASs基因并进行表达模式分析,初步解析其是否参与牡丹休眠解除,以期为牡丹反季节催花提供候选基因。利用HMM(Hidden Markov Model)模型,基于GRAS基因家族的种子(Pfam号为PF03514)序列,利用BioEdit软件对牡丹花芽休眠的454测序转录组数据进行本地检索,筛选到2个具有GRAS结构域的序列。通过RACE扩增得到了其全长cDNA,其中PsGRAS1序列为2 308 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 848 bp,编码615个氨基酸;PsGRAS2为2 034bp,ORF为1560bp,编码518个氨基酸,两个编码PsGRASs蛋白的同源性为19.87%。进化树结果表明,PsGRAS1蛋白与拟南芥GRAS家族中的DELLA亚家族的GAI和RGLs聚到一个大的分支,PsGRAS2蛋白与拟南芥HAMs(AtSCL6/15/22/26/27)并为一支,说明PsGRAS1和PsGRAS2来自GRAS家族的两个不同分支。组织表达结果显示PsGRAS1和PsGRAS2在牡丹初花期不同组织中表达水平不同,PsGRAS1在叶中表达水平最高,在雄蕊中最低;而PsGRAS2在苞片中表达水平最高,在花瓣中最低。在牡丹花芽休眠解除过程中,PsGRAS1呈下调趋势,低温28 d表达水平最低,而PsGRAS2呈先上调后下调趋势,低温14 d表达水平最高。在外源GA3处理7 d的牡丹花芽中,PsGRAS1的表达显著下降,而PsGRAS2显著提高。这表明PsGRAS1和PsGRAS2都参与了休眠过程,但功能不同。     

芹菜AgHAT4的克隆与表达模式分析

以两个芹菜品种‘六合黄心芹’和‘文图拉’为试验材料，分别克隆获得HAT4转录因子基因AgHAT4。应用生物信息学方法分别从氨基酸组成、蛋白结构与理化性质、以及系统进化树等方面对该基因进行分析。结果表明，AgHAT4含有1个长为900 bp的开放阅读框（ORF），编码299个氨基酸。‘六合黄心芹’和‘文图拉’中的AgHAT4基因有1个核苷酸位点的差异，编码的氨基酸有1个位点的差异，其蛋白质相对分子质量分别为33.71和33.68 kD，等电点均为9.12。进化树分析表明芹菜AgHAT4与胡萝卜的HAT4属于同一分支。蛋白结构预测显示，该蛋白主要由3个α螺旋和一些无规则卷曲构成，且未定位到信号肽。荧光定量PCR结果表明，AgHAT4在芹菜叶柄中的表达量最高，根中次之，叶片中表达量最低。多种非生物胁迫导致芹菜AgHAT4的表达量发生变化。与未胁迫对照相比，高温胁迫处理后‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达量在24 h明显上调，在盐胁迫条件下‘文图拉’和‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达有着相似的变化趋势，均先上升后下降且在处理2 h后表达量达到峰值。‘文图拉’中AgHAT4的表达量在高温处理4 h后表达量最高，而在低温条件下在处理2 h后表达量最高。     

菊花胚发育相关基因Cm2S的克隆与表达分析

通过对菊花（Chrysanthemum morifolium）品种‘雨花落英’与四倍体菊花脑（C. nankingense）杂交后胚的转录组和蛋白组数据分析，筛选到1个菊花胚不同发育时期差异表达的基因Cm2S。采用高保真PCR技术，克隆得到Cm2S的开放阅读框（ORF）。序列分析表明，Cm2S开放阅读框为852 bp，编码283个氨基酸。利用SMART在线网站预测Cm2S蛋白的功能结构域，结果显示，Cm2S蛋白属于AAI_LTSS家族，具有两个保守的AAI（Alpha-Amylase Inhibitors）结构域。对其进行同源性比对及系统进化树分析发现，Cm2S与青蒿（Artemisia annua）种子贮藏蛋白AaSSP6亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示，Cm2S蛋白在细胞质和细胞核中均有分布。荧光实时定量PCR分析表明，Cm2S在菊花的胚中特异性表达，且在授粉后18 d正常胚中的表达量显著高于授粉后12 d的胚，是其315.11倍，同时也显著高于授粉后18 d败育的胚，是其1.98倍。     

柑橘酸性转化酶基因片段的克隆

分析植物液泡和细胞壁转化酶基因的保守区序列，分别设计一对PCR引物，以柑橘基因组DNA为模板，采用PCR方法分别扩增出长约740 bp和530 bp的DNA片段，分别克隆入pBS－T 和pMD18－T载体，进行测序，结果表明，获得柑橘酸性转化酶基因家族的两个成员，成员A和B基因片段分别长742 bp和524 bp。其序列已在GenBank中登记（登记号分别为AF014925和AF314197）。在GenBank中进行同源性检索，结果表明，成员A编码的氨基酸与植物液泡酸性转化酶的氨基酸同源性较高，与拟南芥的最高，达76％，而成员B编码的氨基酸与植物细胞壁酸性转化酶的氨基酸同源性较高，与豌豆的最高，达71％。两成员核苷酸和氨基酸序列同源性分别为55％ 和50％，推测酸性转化酶基因成员A 和B编码的蛋白分别定位于液泡和细胞壁。     

柑橘CsNCED3-2的克隆及其响应溃疡病菌侵染的表达分析

柑橘溃疡病是世界柑橘的一种重要病害，对柑橘产业造成严重的经济损失。对柑橘中9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）基因家族进行注释，并克隆出受柑橘溃疡病菌诱导表达的CsNCED3-2，确定了其表达模式。从柑橘全基因组公共数据库共注释出14个NCED基因家族成员，根据系统发育树和功能结构域将其分为4个亚类；CsNCED3-2其序列全长2 377 bp，开放阅读框1 830 bp，编码609个氨基酸，属于RPE65超家族成员和类胡萝卜素双加氧酶家族成员，是非分泌性蛋白；在‘晚锦橙’和‘金弹’叶片注射溃疡病菌后的各个时间点，‘晚锦橙’叶片中CsNCED3-2的相对表达量总体高于‘金弹’，并且两品种的相对表达变化呈相反趋势；与茎、叶和种子相比，CsNCED3-2在两品种果皮中表达量较高；两品种的CsNCED3-2上游启动子均含有参与植物激素和逆境应答相关的顺式作用元件ABRE（脱落酸响应）、TCA-element（水杨酸响应）、MYC/MYB（干旱响应）等，但数量和类型存在差异。     

大蒜MADS-box基因AsPI的克隆及表达分析

B类MADS-box基因在调控显花植物的花瓣和雄蕊发育过程中发挥关键作用。为初步了解大蒜花发育的分子机制,以‘阿城紫皮’大蒜(Allium sativum)的花蕾为试材克隆了AsPI(Gen Bank登录号为KY272748)。AsPI的cDNA长939 bp,开放阅读框为615 bp,编码204个氨基酸。推导的氨基酸序列显示,AsPI编码的蛋白质包含高度保守的MADS结构域(1~57氨基酸)和保守的K结构(76~140氨基酸),AsPI蛋白具有PI亚家族特有的序列特征:MADS区特征丝氨酸残基、K区高度保守序列KHExL以及C–末端的PI基序。序列比对、功能域分析及系统发育分析结果表明,AsPI属于单子叶植物B功能基因PI亚家族。半定量和实时RT-PCR检测AsPI在大蒜不同组织器官中的表达模式,结果表明,在花蕾中高丰度表达,在花茎中表达量中等,在根、假茎、嫩叶、保护叶等营养器官中表达量极低甚至不表达。     

菊花花瓣伸长相关基因CmXTHs的克隆与功能验证

从杭白菊(Chrysanthemum morifolium‘Hangbaiju’)中克隆了4个细胞壁松弛和伸展相关的木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因,分别命名为CmXTH1、CmXTH2、CmXTH3和CmXTH4,序列分析表明其编码的氨基酸序列N端都含有23~30个氨基酸组成的信号肽区域和保守的催化活性位点DE(I/L)DEFLG以及紧邻的N(R/A)T组成的N端糖基化位点,CmXTH1/2/3的C端均含有4个保守的半胱氨酸残基,CmXTH1/2/3/4蛋白的相似度为66.2%。系统进化分析结果表明,CmXTH1/2/3属于XTH家族Ⅰ组,CmXTH4属于Ⅱ组。实时荧光定量结果表明:(1)菊花CmXTH1/2/3/4在根、茎、叶和花蕾中均有表达。CmXTH1在根中表达量较高,CmXTH2/3在茎中表达量较高,CmXTH4在花蕾中表达量最高。(2)CmXTH1/2/3/4在花序不同部位表达量有差异,CmXTH1/4在舌状花中表达量最高,CmXTH2/3在筒状花中表达量较高。(3)CmXTH1/2/3/4在舌状花不同发育阶段表达量差异显著,CmXTH1/2在盛花期表达量最高,CmXTH3在衰老期表达量最高,CmXTH4在初开期表达量最高。病毒诱导基因沉默结果表明,CmXTH1/2/3/4沉默系的花序直径和舌状花长度与对照相比均有所减小,其中CmXTH4沉默系减小最大,分别减小了25.67%和10.42%,舌状花花瓣表皮细胞与对照相比明显变小,影响了舌状花花瓣的伸长;CmXTH2沉默系的筒状花雄蕊长度和CmXTH4沉默系的花萼直径分别与对照相比显著减小。这表明菊花CmXTH1/2/3/4基因参与了花序的开放,促进了舌状花花瓣的伸长,对于菊花的花序增大具有重要作用。     

MdMYB73的分子克隆及其在苹果愈伤组织和拟南芥幼苗中的盐抗性功能鉴定

从‘嘎拉’苹果中克隆了一个MYB转录因子基因(序列号:MDP0000894463)。该基因包含长为729 bp完整的开放阅读框,编码243个氨基酸,预测其蛋白质分子量为26.34 kD,等电点为9.29。系统进化树分析表明,这一MYB转录因子与拟南芥AtMYB73同源序列相似性最高,因此将其命名为MdMYB73。功能域分析表明,MdMYB73蛋白含有保守的R2R3-typeMYB绑定域。荧光定量PCR分析表明,MdMYB73在苹果的各个组织均有表达,在叶片和花中表达相对较高;MdMYB73的表达明显受盐胁迫的诱导。将异位表达MdMYB73的拟南芥幼苗进行抗盐鉴定,结果表明MdMYB73负调控拟南芥盐胁迫抗性;同时,AtSOS1,AtSOS3和AtNHX1抗盐相关基因的表达水平显著降低,表明MdMYB73可能负调控SOS反应,影响拟南芥抵抗高盐胁迫过程。将MdMYB73基因遗传转化苹果愈伤组织,抗盐表型分析表明,MdMYB73过量表达也明显降低了转基因愈伤组织对盐胁迫的抗性。