峨眉拟单性木兰B类基因的克隆及系统进化分析

MADS-box基因是一类在花发育进程中起重要作用的基因。本研究通过同源克隆技术从峨眉拟单性木兰花芽中分离得到3个B-class MADS-Box基因的CDS全长,分别命名为PaomAP3、PaomPI1、PaomPI2,并对其进行生物信息学分析。结果表明,PaomAP3基因ORF(开放阅读框)长度为642 bp,编码214个氨基酸;PaomPI1基因ORF长度为633 bp,编码210个氨基酸;PaomPI2基因ORF长度为636 bp,编码211个氨基酸。氨基酸序列分析结果表明,三个基因均含有典型的MADS结构域及K结构域。PaomPI1、PaomPI2基因末端有典型的PI-derived保守基元,PaomAP3基因末端有Paleo AP3保守基元和PI-derived保守基元。木兰科植物在科内分类上存在很大争议,因此本研究利用MEGA6软件中最大简约法(MP)构建了部分木兰科植物B类基因的系统发育树,结果表明玉兰亚属与木兰亚属亲缘关系较远;拟单性木兰属独成一属,其与含笑属、玉兰亚属亲缘关系较近,而与木兰亚属亲缘关系较远。     

荷花NnMADS6基因的分离与表达分析

为了研究MADS-box E类基因在荷花花器官发育中的作用,以荷花‘重瓣一丈青’(Nelumbo nucifera'Chongban yizhangqing')品种为试验材料,利用RT-PCR克隆获得AGL6-like基因,命名为NnMADS6。序列分析表明,NnMADS6基因全长770 bp,含有1个726 bp的开放读码框(ORF),编码241个氨基酸,C-末端包含典型SEP/AGL6基序。氨基酸序列比对发现Nn MADS6与红花木兰MawAGL6、腊梅ChpAGL6、黑种草NidAGL6、无油樟AmtMADS6、烟草NitMADS6和拟南芥AtAGL6同源性分别为83.5%、81.5%、81.2%、80.9%、73.4%和59.1%,进一步系统进化树分析显示NnMADS6基因聚在AGL6分支中基本被子植物类群,说明该基因属于MADS-box家族AP1/AGL9亚家族AGL6分支同源基因。表达模式分析显示,无论在单瓣型材料或重瓣型材料,NnMADS6基因主要集中在花芽、萼片、花瓣和心皮中表达,花瓣中表达量最高。本研究结果表明,NnMADS6基因在花器官发育尤其在花瓣形成中有调控作用。     

马尾松PmMADS13基因的克隆与表达分析

SOC1/TM3是MADS-box家族一员,它能介导多条开花途径的信号整合,从而调控开花的时间和花器官的发育。为了解SOC1类基因在马尾松生殖生长中的作用,从转录组测序结果中筛选到一条SOC1类同源基因,设计特异性引物,采用c DNA末端快速克隆(RACE)技术,获得该基因的全长cDNA序列为1 147 bp,包括666 bp的开放阅读框(ORF),共编码220个氨基酸,命名为PmMADS13。氨基酸序列比对分析表明,此蛋白包含典型的MADS-box和K-box结构域,C末端具有高度保守的SOC1 motif基序;进化树分析表明马尾松PmMADS13与油松的DAL9基因、辐射松的MADS9基因、火炬松的MADS13基因的亲缘关系最近,属于SOC1/TM3亚家族;RT-PCR分析显示,PmMADS13在马尾松生殖器官雌花、雄花中均有高表达,其次是茎端和针叶,在根部组织中的表达量最低。推测PmMADS13是参与马尾松成花的重要基因。     

叶籽银杏GbMADS5基因的克隆与序列分析

MADS-box基因是一类编码转录因子的基因大家族,在植物的发育过程中具有重要作用。本研究采用RT-PCR技术从叶籽银杏（Ginkgo biloba var.epiphylla Mak.）中克隆了MADS-box基因GbMADS5。序列分析表明,该基因编码区全长为666bp,含有一个完整的开放阅读框,编码221个氨基酸残基组成的蛋白质,具有典型的植物MADS-box基因结构,编码肽链包含了MADS区、I区、K区和C末端,但该基因不具有拟南芥（Arabidopsis thaliana）AG基因的N端区域。GbMADS5基因编码的蛋白序列与其它植物的MADS-box蛋白序列有着较高的一致性,与裸子植物（Gymnospermae）的AG基因相似性最高,其中与苏铁（Cycas revolute）的同源性高达91.07%。系统发育树分析显示,GbMADS5基因属于AG亚家族基因。     

梅花PmSOC1-like基因的克隆与表达分析

SOC1/TM3(Suppressor of overexpression of constans 1/Tomato MADS-box gene 3)是MADS-box家族一员,它能够整合多条开花途径的开花信号,调节植物由营养生长向生殖生长的转变。为了解梅花成花转变过程的分子机理,采用RT-PCR的方法从梅花长蕊绿萼中克隆到3个SOC1的同源基因,分别命名为Pm SOC1-1、Pm SOC1-2和PmSOC1-3,并采用荧光定量PCR对3个基因的表达模式进行了分析。序列分析表明,3个基因的编码区长度分别为645 bp(Pm SOC1-1)、654 bp(Pm SOC1-2)和660 bp(Pm SOC1-3);编码的氨基酸长度分别为214,217,219 aa。系统进化结果显示,Pm SOC1-1、Pm SOC1-2和Pm SOC1-3分别与拟南芥SOC1/TM3亚家族中的SOC1、AGL42/71/72和AGL14/19聚为一组。实时荧光定量分析结果表明,3个Pm SOC1-like基因均在茎、叶等营养器官中表达量较高,在花、果实和种子等生殖器官中表达量较低;在梅花花芽分化过程中,3个Pm SOC1-like基因的表达量整体呈下降趋势,推测PmSOC1-like基因可能在诱导梅花由营养生长向生殖生长转变过程中起重要作用。     

春兰AGL6基因的克隆及实时定量表达分析

本研究采用RT-PCR结合RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到一个AGL6基因。序列分析表明,该基因含有一个729bp长的开放阅读框(ORF),共编码242个氨基酸。系统进化树分析显示,该基因属于MADS-box基因家族AP1/AGL9组的AGL6同源基因,其编码的蛋白与其它植物AGL6类蛋白具有较高的同源性,命名为CgAGL6(基因登录号为HM208533)。实时荧光定量表达分析表明,CgAGL6基因春兰不同组织中均有表达,其中在唇瓣、花芽和子房中的表达量较高,在花瓣和萼片中的表达量次之,在根、叶和蕊柱中的表达量最低,显示了CgAGL6基因可能在春兰成花转变和花器官的形成过程中起着重要作用。     

巴戟天MoTPS基因及其启动子克隆与分析

为探究巴戟天中MoTPS基因的序列特征及其在生长素IAA处理下的表达模式。本研究利用RT-PCR获得3个巴戟天MoTPS基因的全长c DNA序列,分别命名为MoTPS1、MoTPS2和MoTPS3。基因序列分析显示,基因全长分别为2 841、2 126和2 144 bp,开放阅读框(ORF)分别为2 481、1 668和1 943 bp,分别编码826、555和640个氨基酸。序列分析结果显示,3个MoTPS基因编码蛋白均为亲水性的不稳定蛋白,3个基因的氨基酸序列含有萜类特有的天冬氨酸(DDXXD)富集基序及RXR保守基序,并含有萜类ClassⅠ超级家族结构域。同源比对分析显示3个MoTPS基因氨基酸序列与咖啡树匹配的TPS基因同源性均达到75%以上。系统进化树分析表明MoTPS1基因属于TPS-f亚族分支,而MoTPS2和MoTPS3基因同属于TPS-d亚族分支。启动子克隆得到序列长度为739 bp的MoTPS3基因启动子,其含有多种光响应、激素响应顺式元件,如G-box、Sp1、P-box、TGA-element等。荧光定量PCR分析表明3个MoTPS基因在巴戟天根、茎、叶中稳定表达且具有组织特异性;经生长素IAA处理后,3个MoTPS基因在根中的相对表达量均显著上调。因此研究推测,3个MoTPS基因参与巴戟天根中萜类次生代谢物合成过程且生长素IAA对MoTPS基因的表达调控发挥重要作用。     

一个绿竹MADS-box基因的克隆与序列分析

MADS-box基因编码的转录因子在植物花器官发育过程中起着重要作用.采用RT-PCR技术,从绿竹(Bambusa oldhamii L.)中分离到一个MADS-box基因,命名为BOMADS1(GenBank登记号:EF517293).BOMADS1编码区cDNA全长723 bp;编码区共编码240个氨基酸,具有典型的植物MADS-box基因结构,其编码肽链包含了MADS区、K区、Ⅰ区和C末端.序列分析结果表明,BOMADS1编码的蛋白与其它植物的MADS-box蛋白有着较高的一致性,其中与石刁柏(Asparagus officinalis L.)的AOM3高达87%.系统进化树分析表明BOMADS1基因属于E类功能基因.     

巴西橡胶树HbMADS5的克隆及表达分析

在前期巴西橡胶树胶乳转录组测序的基础上,通过PCR克隆了1个编码巴西橡胶树MADS-box转录因子的基因,命名为Hb MADS5。Hb MADS5全长1 077 bp,编码358个氨基酸,推测Hb MADS5蛋白分子量为40.75 k D,等电点为6.38。氨基酸序列比对分析表明,Hb MADS5具有MADS-box家族典型的MADS-box保守结构域,与蓖麻、葡萄、麻风树、甜橙、木本棉、蒺藜状苜蓿等物种的MADS-box家族成员具有较高的同源性,分别为79%、74%、72%、70%、65%和59%。Hb MADS5与麻风树中的1个MADS-box成员亲缘关系最近。Hb MADS5在巴西橡胶树根、茎、叶、花和胶乳等中都有表达,其中在胶乳中表达量最高,在根中表达量最低;茉莉酸甲酯和乙烯能诱导Hb MADS5的表达,茉莉酸甲酯处理12 h后Hb MADS5表达量提高了10倍,乙烯处理48 h后Hb MADS5表达量提高了2倍。本研究将为进一步研究Hb MADS5在巴西橡胶树中的功能提供了帮助。     

钙影响花生胚发育相关MADS box基因的克隆与初步鉴定

缺钙花生严重空荚（胚胎败育）导致减产降质长期困扰南方花生生产。以大田种植为基础,通过mRNA基因差异显示从花生幼胚筛选得到一个包含编码区和3’-UTR在内的cDNA近全长序列,命名为pMADS08（GenBank登录号：AY517932）。该cDNA长度为785bp,编码261个氨基酸,由MADS区、I区、K区和C末端组成。序列相似性分析结果表明,该基因具有典型的植物MIKC型MADS box基因结构,其氨基酸序列与豌豆（Pisum sativum）的AP1/AGL9亚族的一个MADS box转录因子有很高的同源性（84%）,该基因在豌豆种皮发育过程中表达。pMADS08基因在足、缺钙组花生的不同组织（叶片、花、果实〈9d〉）表达量明显不同,提示该基因可能与花生抗缺钙等营养逆境有关。     

蜻蜓凤梨AfAG基因的克隆、载体构建及遗传转化

本研究以蜻蜓凤梨为材料,利用RACE技术获得一个与拟南芥AGAMOUS(AG)同源的编码基因c DNA,并将其命名为Af AG。Af AG基因的c DNA全长1 422 bp,开放阅读框为723 bp,可翻译成240个氨基酸。利用NCBI对Af AG蛋白进行序列分析,结果显示Af AG蛋白含有MADS-box蛋白家族共有的功能结构域:MADS和K-BOX两个结构域。与水稻(Os AG);玉米(Zm AGL);拟南芥(At AG);菜心(Br AGL);椰子(Cn AGL);白兰花(Ma AGL)的同源性比对结果分别为65%、63%、68%、65%、83%、75%。本研究成功构建了Ca MV35S-Af AG过表达载体,用农杆菌介导的方法将表达载体成功转入到拟南芥中,为进一步研究蜻蜓凤梨开花分子机理提供了理论依据。     

ClaMADS12基因克隆及在西瓜果实发育中的表达特性分析

本研究从西瓜果实发育转录组数据中,筛选出ClaMADS12基因,并对其进行基因克隆、生物信息学以及初步表达分析。生物信息学分析显示该基因的开放阅读框为3 374 bp,编码区全长621 bp,共编码206个氨基酸。结构域分析显示,该基因含有一个典型的“MADS-box”保守结构域,位于从N端第1到75个氨基酸,属于MADS-box家族。对其蛋白质的理化性质分析显示,ClaMADS12蛋白以异亮氨酸为主,无信号肽和跨膜结构域,属于不稳定型、亲水蛋白,亚细胞定位预测该蛋白位于细胞核。对该基因进行同源性比对及系统进化树分析显示,冬瓜MADS-box 12基因与ClaMADS12亲缘关系最近,同源性高达95.61%。RT-PCR分析表明,ClaMADS12在西瓜果实发育中,相对表达量与果肉质地的软化呈正相关。本研究为进一步明确ClaMADS12基因在西瓜果实发育中的功能提供依据。     

春兰AGAMOUS同源基因的克隆及表达分析

为深入探索春兰(Cymbidium goeringii)中C类MADS-box基因参与春兰花器官发育调控的分子机理,用同源克隆的方法从春兰花芽中分离出两个C类MADS-box基因CygoAG1与CygoAG2。在分析其序列结构的基础上,分别检测2者在春兰不同花器官中的表达差异。序列结构分析表明:CygoAG1序列全长为831bp,包含702 bp完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码233个氨基酸和1个终止密码子;CygoAG2基因cDNA序列全长996 bp,包含705 bp完整开放阅读框,编码234个氨基酸和1个终止密码子,2个基因编码的转录因子均包含保守的MADS、K-box结构域和AG基序。分子系统发生与进化树重建结果显示:春兰CygoAG1与CygoAG2与拟南芥MADS-box基因家族中AG (AGAMOUS)基因的同源性最高。实时荧光定量分析结果表明,春兰CygoAG1基因只在花粉团、合蕊柱和子房中表达,在其它花器官及营养器官叶片中不表达,其在子房中的表达量最高。CygoAG2基因在春兰的花器官如萼片、花瓣、唇瓣、花粉团、合蕊柱和子房中均有表达,但在营养器官叶片中不表达,其在合蕊柱(雌雄蕊合生结构)中的表达量最高。CygoAG1和CygoAG2基因在春兰花器官中的表达模式呈现一定的差异。     

油茶花青素还原酶基因克隆和体外功能研究

花青素还原酶(ANR)是催化花青素还原形成单体儿茶素的关键酶。油茶(Camellia oleifera Abel.)属于山茶科山茶属植物,其花青素还原酶基因尚未被克隆和功能分析。本研究采用RT-PCR技术,克隆获得了两条油茶花青素还原酶基因的全长序列,CoANR1基因全长1441bp,开放阅读框(ORF)长度为1047bp,编码348个氨基酸残基,与茶树ANR1基因的蛋白序列同源性为97%;CoANR2基因全长1413bp,ORF框长度为1014bp,编码337个氨基酸残基,与茶树ANR2基因的蛋白序列同源性为99%。采用大肠杆菌表达方法获得CoANR1和CoANR2重组蛋白,纯化蛋白经体外酶活检测能够催化矢车菊色素合成儿茶素(C)和表儿茶素(EC),催化飞燕草色素合成没食子儿茶素(GC)和没食子表儿茶素(EGC)。本研究为进一步研究油茶儿茶素合成的分子机制提供了重要的研究基础和理论依据。     

矮牵牛pMADS4基因的克隆及序列分析(英文)

利用RT-PCR方法从矮牵牛(Petunia hybrida)中克隆了MADS盒基因pMADS4,进行了全序列测定.测序结果显示,所得到的基因与发表的序列同源率为100%.该基因长度为910 bp,含有一个开放阅读框,编码253个氨基酸残基组成的蛋白,具有典型的植物MADS盒基因的结构,该蛋白序列与玉米(Zea mays)ZAG3、麻竹(Dendrocalamus latiflorus)DIMADS18和拟南芥(Arabidopsis thaliana)AGL6的同源性分别为64%、64%和61%,说明pMADS4是AGL6在矮牵牛中的同源基因,推测它们具有相似的功能,都促进开花并且调节花器官形成.进化树分析显示,AP1/AGL9亚家族分为SEP、AGL6和AP1三个分枝,且AGL6分枝又进一步分为三组,分别与裸子植物、单子叶植物和双子叶植物类群相对应,预测通过分离植物的AGL6同源基因可以准确的判断植物所属类群.通过蛋白预测说明pMADS4蛋白以同源或异源二聚体的形式存在,具有结合DNA的功能.     

MADS-box基因GmAP3的克隆及生物信息学分析

植物MADS盒基因蛋白是一类在生物发育过程中起着重要作用的转录因子家族。本研究在前期大豆花芽转录组测序分析的基础上,利用RACE技术成功克隆了一个MADS-box基因的全长cDNA序列,利用生物信息学方法对它所编码的氨基酸基本性质和结构进行了系统分析。结果表明,该基因属于MIKC家族,为亲水性蛋白,稳定性较好;二级结构中同时含有α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲结构,其中α-螺旋和无规则卷曲所占比例均较高;亚细胞定位分析显示其定位在细胞核上;聚类分析表明该基因属于AP3亚家族,该基因编码的氨基酸与拟南芥AP3蛋白的同源性为41.18%,与大豆中GmNMH7的同源性最高为97%,命名该基因为GmAP3。本研究成功克隆出GmAP3基因,为该基因的进一步研究提供实验材料,并通过生物信息学分析预测,为下一步该基因的功能研究提供依据。     

马尾松Aux/IAA家族相关基因克隆及初步分析

生长素信号转导途径在植物生长发育过程中起到至关重要的作用,Aux/IAA(auxin/indoleacetic acids)家族基因可以直接和生长素相连而发生作用。研究马尾松Aux/IAA家族相关基因,可为马尾松体内生长素信号转导途径提供理论支持。本研究克隆出3个Aux/IAA家族基因,分别命名为Pm IAA1、Pm IAA2和Pm IAA3。Pm IAA1基因,c DNA全长1 330 bp,包含711 bp完整的ORF,能够编码含有236个氨基酸的蛋白质,此蛋白相对分子质量为26 015.6 u,等电点为7.01;Pm IAA2基因,c DNA全长1 628 bp,包含909 bp完整的ORF,能够编码含有302个氨基酸的蛋白质,此蛋白相对分子质量为41 176.1 u,等电点为5.25;Pm IAA3基因,c DNA全长1 316 bp,包含759 bp完整的ORF,能够编码含有252个氨基酸的蛋白质,此蛋白相对分子质量为28 060.1 u,等电点为6.01。Pm IAA1蛋白与火距松IAA1蛋白同源性高达95%,Pm IAA2蛋白与火距松IAA2蛋白同源性高达97%,Pm IAA3蛋白与火距松IAA3蛋白同源性高达98%。Pm IAA1、Pm IAA2、Pm IAA3蛋白都含有Aux/IAA结构域,此结构域可以与ARFs(auxin response factors)结合而发生作用,这符合Aux/IAA家族的特点。利用实时定量技术得知,Pm IAA1、Pm IAA2和Pm IAA3在马尾松嫩根、嫩芽、嫩叶中都有表达。Pm IAA1在嫩叶中表达量最高、嫩根中次之、嫩茎中最低;Pm IAA2和Pm IAA3在嫩根中表达最高、嫩叶和嫩茎中次之。本研究可为生长素调控马尾松生长发育相关机理提供依据。     

海南钻喙兰B类MADS-box基因的克隆与表达分析

为了更多的了解B类MADS-box基因对兰花花器官发育的调控机理,本研究通过设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术从海南钻喙兰(Rhynchostylis gigantea)中分离得到两个B类MADS-box基因。序列分析表明,两基因分别属于B类MADS-box基因的AP3和PI家族,命名为RgAP3和RgPI。RgAP3基因含有一个675bp的开放阅读框(ORF),编码225个氨基酸,RgPI基因含有一个633bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。表达分析显示,两基因仅在生殖器官中表达,而在营养器官中没有表达,其中RgPI在花器官的各个部分均有表达,而RgAP3仅在花瓣、萼片中有表达,而在花梗和子房中没有表达。     

棉花转录因子基因GhMYB的克隆及特征分析

从棉花中克隆了1个MYB基因,命名为GhMYB(Gen Bank No.HQ234875)。该基因c DNA全长1264bp,具有1个774 bp的开放阅读框,5'非编码区为250 bp,3'非编码区为240 bp,编码256个氨基酸,预测分子量约为28.867 k Da,等电点为8.56,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。GhMYB基因组序列长度为1355 bp,包含2个外显子和1个内含子。氨基酸同源分析发现,GhMYB与来自可可、陆地棉和巴旦木的MYB同源性较高。亚细胞定位结果表明,GhMYB:GFP融合蛋白定位于细胞核中。SDS-PAGE电泳分析表明,p ET-28a-GhMYB最佳诱导表达条件为1.0 mmol·L-1 IPTG在37℃下诱导4 h。电子表达谱分析表明,GhMYB基因在棉铃中特异表达,在根和叶中受水涝胁迫的诱导表达。     

木薯低温诱导基因MeLTI6A的克隆与序列分析

为了研究木薯(Manihot esculenta Crantz)的抗逆境胁迫机制,从水稻低温诱导及抗旱基因OsLTI6A出发,同源克隆了木薯的抗逆基因MeLIT6A,并对其序列和功能进行了分析研究。MeLIT6A的基因组序列全长为273 bp,其中ORF长度为173 bp,内含子长度为99 bp;编码1个含有57个氨基酸残基的蛋白,含有1个与Pmp3超级家族同源性极高的保守区域。该基因推导蛋白MELTI6A与蓖麻的、拟南芥的、水稻的、玉米的低温诱导蛋白基因6A (LTI6A)的推导蛋白的同源性分别为：89.7%。81.0%、74.1%和87.9%。蛋白功能分类预测MELTI6A是1个非酶类的、疏水性较高的、有2个透膜区域的蛋白,可能有转运蛋白和作为受体蛋白的功能,与拟南芥的AtLTI6A的功能相似。