苹果PGIP基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

【目的】从富士苹果幼果果实中克隆多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因,并进行原核表达,为进一步研究PGIP的生物学功能奠定基础。【方法】根据Genbank中已经发表的苹果PGIP基因序列设计引物,采用RT-PCR从苹果果实中扩增PGIP基因cDNA,回收目的基因片段并连接到pMD18-T载体,鉴定后进行测序。然后将PGIP全长cDNA和去信号肽的cDNA导入到pET-32a(+)表达载体中,分别获得融合表达质粒pET-PGIP和pET-PGIP-X,将其分别转化大肠杆菌BL21感受态细胞,用不同终浓度IPTG进行诱导表达,收集表达产物并进行SDS-PAGE电泳。对pET-PGIP-X基因工程菌表达产物的可溶性进行检测。【结果】苹果PGIP cDNA序列长为1 091 bp,编码区为993 bp,可编码330个氨基酸残基,将其命名为MdPGIP;重组表达质粒pET-PGIP和pET-PGIP-X在宿主大肠杆菌中分别表达出分子质量约49.6和46.1 ku的融合蛋白,pET-PGIP-X表达产物以包涵体的形式存在。【结论】成功克隆了苹果PGIP基因,并在大肠杆菌中获得高效表达。     

基因特性及表达调控研究进展

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（PGIP）基因已成为植物抗真菌基因工程的研究热点之一,国内外已先后从25个属45种植物中克隆到了pgip基因或片段。截止于2008年3月1日,美国国立生物技术信息中心（The National Center for Biotechnology Information,NCBI）GenBank中登记的pgip序列多达239条。本文从PGIPs的早期研究、自身特点以及表达调控方面综述了这种热点基因的研究进展,为更好的利用这一基因资源提供参考。     

柑橘CitPG34的克隆、定位与表达分析

【目的】 多聚半乳糖醛酸酶是一类参与细胞壁降解的水解酶,在植物生长发育和器官脱落过程中发挥着重要作用。本研究克隆柑橘CitPG34及其启动子（CitPG34-P）并进行表达分析,为深入研究柑橘PG在幼果脱落过程的生物功能奠定基础。【方法】 以‘塔罗科’血橙（Citrus sinensis L. Osbeck）为材料,克隆CitPG34及其启动子,利用ProtParam、Cello、CLUSTALX、MEGA5.2、PlantCARE等软件对其蛋白特性及启动子顺式作用元件进行分析预测;利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析CitPG34在不同组织以及柑橘幼果脱落过程中的表达水平。采用同源重组的方法构建pCAMBIA1302-CitPG34-GFP融合蛋白表达载体和CitPG34启动子表达载体（CitPG34-P::gus）,分别用于亚细胞定位和启动子活性分析。【结果】 从‘塔罗科’血橙幼果离层中克隆获得CitPG34,其ORF为1 194 bp,编码397个氨基酸,预测蛋白分子量为41.47 kD,理论等电点为5.19,其不稳定系数为30.23,表明CitPG34属于稳定蛋白;通过在线软件TMHMM分析发现：CitPG34为跨膜蛋白,具有一个跨膜结构,位于第7—29位氨基酸之间。在CitPG34二级结构中,α-螺旋结构约占15.37%,扩展链约占29.72%,无规则卷曲约占54.91%,与其三级结构预测基本一致。NJ树分析显示CitPG34与西洋梨PcPG3（BAF42034）亲缘关系最近,表明CitPG34可能与果实脱落和软化相关。qRT-PCR分析表明,CitPG34在花中表达量最高,在根、叶、离层A、离层C中表达量较低,在幼果中几乎不表达。1-氨基环丙烷羧酸（ACC）处理果梗后能显著提高离层A中CitPG34的表达水平,相反IAA抑制其转录。此外,在柑橘幼果正常脱落过程中,CitPG34表达明显升高。亚细胞定位发现,CitPG34主要位于细胞壁。克隆获取CitPG34起始密码子（ATG）前2 075 bp启动子序列（CitPG34-P）,PlantCare预测发现,在CitPG34-P序列上存在多种顺式调控元件,如核心启动元件TATA-box、增强子元件CAAT-box以及脱落酸响应元件ABRE等。将CitPG34-P::gus转入烟草,通过GUS组织化学染色发现,该启动子受乙烯诱导,主要在叶脉和毛状体中表达。【结论】 CitPG34的ORF长度为1 194 bp,可编码397个氨基酸,其蛋白主要位于细胞壁;该基因具有明显的组织特异性,在花中表达最高;CitPG34表达量与柑橘幼果脱落显著相关。上述结果表明,CitPG34在柑橘幼果脱落和花发育过程中可能发挥着重要的生物功能。     

植物pgip基因特性及表达调控研究进展

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（PGIP）基因已成为植物抗真菌基因工程的研究热点之一,国内外已先后从25个属45种植物中克隆到了pgip基因或片段。截止于2008年3月1日,美国国立生物技术信息中心（The National Center for Biotechnology Information,NCBI）GenBank中登记的pgip序列多达239条。本文从PGIPs的早期研究、自身特点以及表达调控方面综述了这种热点基因的研究进展,为更好的利用这一基因资源提供参考。     

桃PGIP蛋白基因片段的克隆、序列分析及在大肠杆菌中的表达

【目的】克隆桃（Prunus persica）多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonase-inhibiting protein,PGIP）基因,并进行原核表达研究。【方法】根据李属植物pgip保守区域设计1对特异引物,以桃叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得了约1 kb的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定,并对该序列进行分析。随后将该蛋白成熟肽cDNA片段克隆到原核表达载体pET-32a(+)中,构建融合表达质粒,转化到Escherichia coli Rosetta-gami（DE3）pLysS中进行表达。【结果】测序结果显示,桃多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白cDNA编码区长993 bp,编码330个氨基酸残基,命名为Pppgip。PpPGIP分子量为36.4 kD,等电点为7.42,信号肽为N端24个氨基酸残基,具有7个潜在的N-糖基化位点。Pppgip与李属其它pgip核苷酸和氨基酸序列的同源性分别为93.2%～94.6%和89.7%～92.7%。同源树分析表明,该基因明显区别于其它pgip,与马哈利樱桃pgip的关系较近,与寿星桃、桃栽培品种‘久保’等pgip的关系都较远。该基因所编码的蛋白质的三维结构含11个α-螺旋和21个β-折叠,中心LRR结构域由10个串联的LRRs基序组成。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,重组蛋白主要以包涵体形式出现。【结论】克隆了桃PGIP基因,并可在大肠杆菌中表达。     

油菜(Brassica napus L.)BnPGIP基因克隆及其表达分析

以油菜品系甘蓝型油菜宁RS-1为植物材料,以南京油菜田里收集的核盘菌为致病菌,根据已经报道的油菜PGIP基因序列,设计简并引物。从宁RS-1基因组DNA中经PCR克隆到1条包含1个内含子与2个外显子的基因序列。序列比对分析显示,该基因与已公布的油菜PGIP1基因的核苷酸序列和氨基酸序列同源性均达99％,编码区序列全长9...     

5种瓜类植物多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白的诱导表达及活性测定

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)是一种富含亮氨酸重复单位的糖蛋白,能非竞争性地抑制真菌多聚半乳糖醛酸酶(PG)的活性,从而提高植物的抗病性.以黄瓜、苦瓜、冬瓜、节瓜和甜瓜幼苗为材料,研究PGIP的诱导表达特性及在不同组织中的含量差异.通过比较经孢子诱导、SA诱导和黑暗诱导的黄瓜幼苗中的PGIP的相对含量,发现经病原菌孢子悬浮液处理48 h时PGIP的表达量最高.对经孢子诱导48 h的黄瓜幼苗的根、茎、叶中的PGIP含量进行比较,发现茎中PGIP的相对含量最高.测定这5种瓜类的PGIP对6种尖孢镰刀菌粗PG的抑制作用,发现苦瓜PGIP的相对活性较高,并证实了不同的PGIP能够特异性地识别不同的PG,PGIP对不同PG存在着选择性抑制.     

用于筛选植物PGIP的酵母双杂交PGase诱饵载体

对真菌抗性较强的植物能利用自身的多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonase—inhibiting protein，PGIP）来抑制真菌分泌的、降解植物细胞壁的主要物质——多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PGase）的活性,目前，快速、有效的获取植物PGIP的方法是通过酵母双杂交技术来进行的，而这首先要获得真菌PGase的酵母诱饵载体．以真菌——互格链格孢PGase的cDNA的为基础，将其克隆到MATCHMAKER LexA Two—Hybrid System的诱饵载体中，并将诱饵载体（pLexA—PGase）成功转化酵母菌株EGY478[p8op-lacZ]，经检测无自激活作用，可直接用于快速、大量地筛选植物PGIP．     

柑橘溃疡病抗性SNP验证及其相关钙依赖性蛋白激酶基因诱导表达

【目的】前期根据转录组数据挖掘柑橘单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,通过关联分析获得14个与柑橘溃疡病耐/感性关联的SNP。以此为基础,本研究利用柑橘杂交群体验证这些位点与柑橘溃疡耐/感性的相关性,以期获得显著相关的SNP,并对其相关的基因进行柑橘溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)和植物激素诱导表达分析。【方法】以抗病和敏感柑橘品种及其杂交F1代群体共143个材料为试材,采用离体叶片针刺接种法进行溃疡病抗性鉴定;利用高分辨率熔解曲线(high resolution melting,HRM)技术,对F1群体进行SNP分型;使用DPS软件对F1群体的溃疡病耐/感性表型和SNP基因型进行相关分析;实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)分析其中一个SNP相关的柑橘钙依赖性蛋白激酶基因(calcium-dependent protein kinase gene,CDPK)的诱导表达模式。【结果】供试杂交F1代群体的病斑面积在0.75—3.29...     

加工番茄PG基因片段的cDNA克隆及表达载体构建

从加工番茄红熟果实中提取总RNA,根据已发表的多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因的序列设计合成一对特异引物,经过反转录PCR,扩增出一条697bp的目的片段。通过TA克隆,把它连接到pMD18-T vector上,测序鉴定其正确性。扩增片段经Sal I和Sma I双酶切插入到表达载体pBinAR CaMV 35S启动子和OCS终止子之间,用M13测序引物和目的片段引物进行PCR扩增鉴定,构建成含有PG基因片段的反义表达载体pBinAR-aPG,为进一步对加工番茄的遗传转化奠定了基础。     

柑橘响应溃疡病菌转录因子CsBZIP40的克隆及功能分析

【目的】分析柑橘BZIP转录因子家族并克隆柑橘溃疡病菌相关的转录因子Cs BZIP40,对其进行亚细胞定位并研究外源激素及机械损伤对该基因的诱导表达,确定其诱导表达模式,分析其与溃疡病菌侵染的关系。【方法】基于全基因组公共数据库,对柑橘BZIP转录因子进行综合专业注释以获得柑橘中BZIP家族的所有成员信息,并根据染色体定位对其进行命名;利用MEME分析其结构域;利用MEGA 6.0分析柑橘BZIP与拟南芥BZIP的系统发育关系,并根据系统发育关系对该基因家族进行分类,确定本研究关注的Cs BZIP40所属的类型;结合染色体定位和系统发育树确定该家族的基因复制情况;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)方法验证感染溃疡病菌前后由柑橘转录组筛选出的Cs BZIP40表达模式;分析Cs BZIP40、启动子元件(plant CARE)和核定位信号(c NLSmapper),构建GFP融合载体,用洋葱表皮进行亚细胞定位分析,来对预测的核定位信息进行验证;利用q RT-PCR技术分析水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)、乙烯利(ET)以及机械损伤(wounding)对该基因的诱导表达模式,揭示该转录因子与激素代谢途径的关系。【结果】从柑橘(甜橙)全基因组数据库中共注释到47个BZIP,这些BZIP基因位于9号染色体之外的所有染色体上,其中3号染色体基因密度最大为4.5×10-7个/Mb,2号染色体上的BZIP基因密度最小,仅占所有BZIP基因的2%;柑橘BZIP基因家族含有较少的基因复制事件,所以相对其他已测序物种其BZIP家族较小;Cs BZIP40基因全长5 756 bp,开放阅读框1 530 bp,编码509个氨基酸;经BZIP家族染色体定位、结构域和系统发育分析结果显示Cs BZIP40基因序列特异性较好,且Cs BZIP40与拟南芥中AT1g08320属于同源基因,属于柑橘10个亚家族中参与病菌防御的D亚类;上游启动子元件含多个与植物逆境或激素应答相关的顺式作用元件,例如Box-W1、HSE、ERE等;此基因含有核定位信号,亚细胞定位表明此蛋白定位于细胞核,具备转录因子发挥作用的前提;外源水杨酸并不会使四季橘和纽荷尔脐橙中Cs BZIP40的表达水平显著上调,纽荷尔脐橙在茉莉酸甲酯诱导后有明显的差异表达,但乙烯利可以使Cs BZIP40在四季橘和纽荷尔脐橙中均有较明显的差异表达;柑橘溃疡病菌侵染可诱导抗病品种四季橘中此基因上调表达,而在感病品种纽荷尔脐橙中,该基因对柑橘溃疡病菌侵染没有响应。【结论】Cs BZIP40是响应溃疡病菌侵染的一个转录因子,该基因可作为柑橘抗溃疡病菌分子育种的一个候选基因来进行进一步功能性验证,具有潜在的分子育种价值。     

柑橘Rboh家族鉴定及其对激素和柑橘溃疡病的响应

【目的】活性氧(reactive oxygen species,ROS)是植物抗病反应中重要的信号分子,而Rboh是参与活性氧产生的关键酶之一。本研究通过鉴定和分析柑橘全基因组中Rboh基因家族生物信息学特性、生物胁迫相关植物激素和溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)侵染诱导下表达模式,为研究Rboh基因家族与柑橘抗溃疡病过程的相关性,进一步研究和利用柑橘Rboh基因打下基础。【方法】利用过氧化物酶数据库RedOxiBase和柑橘(甜橙)CAP数据库获得柑橘Rboh家族序列信息;利用生物信息学软件对CsRboh进行理化性质、系统进化关系、染色体定位、基因结构、蛋白功能结构域、保守基序和启动子元件系统分析。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析植物激素水杨酸(salicylic acid,SA)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)和溃疡病菌处理下CsRboh表达模式。【结果】鉴定得到7个柑橘Rboh家族成员(CsRboh01—CsRboh07),其编码蛋白包含784—946个不等的氨基...     

转录因子CsWRKY61对柑橘溃疡病抗性的影响

【背景】柑橘溃疡病(citrus bacterial canker,CBC)是世界柑橘产业上危害最严重的病害之一,由柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起,在国内外被列为检疫对象。由于柑橘分子病理研究相对滞后,导致可供利用的抗性基因资源相对匮乏。WRKY转录因子参与植物抵御生物和非生物胁迫反应,前期研究发现柑橘WRKY转录因子可能在调控寄主抗病反应中起着重要作用。【目的】通过对超量表达CsWRKY50、CsWRKY61和CsWRKY72转基因晚锦橙(Citrus sinensis)的溃疡病抗性进行评价,明确这些基因在柑橘响应溃疡病菌侵染中的生物学功能和抗病育种价值。进一步利用RNA-Seq解析CsWRKY61调控的信号通路。【方法】利用农杆菌介导法进行柑橘遗传转化,获得超量表达CsWRKY50、CsWRKY61和CsWRKY72的晚锦橙;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析转基因植株中目的基因的表达水平以及拷贝数;以非转基因植株为对照,采用离体针刺接种评价转基因植株对溃疡病的抗性;通过比较超量表达CsWRKY61和野生...     

柑橘溃疡病抗性相关转录因子CitMYB20的功能

【目的】了解柑橘不同品种CitMYB20对柑橘溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)和外源植物激素的应答情况,评价转基因植株对柑橘溃疡病的抗性,验证CitMYB20的生物学功能。【方法】根据柑橘基因组序列设计引物,PCR法同源克隆柑橘溃疡病抗性品种金弹金柑(Fortunella japonica)和敏感品种枣阳小叶枳(Poncirus trifoliata)的CitMYB20基因序列和启动子序列,利用在线软件PlantCARE对启动子序列进行顺式作用元件预测。以针刺法对金弹金柑和枣阳小叶枳离体叶片接种柑橘溃疡病菌,用外源激素水杨酸、茉莉酸甲酯和乙烯利处理金弹金柑和枣阳小叶枳的叶片,在处理的不同时期收集材料,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测CitMYB20的表达水平。分别构建CitMYB20的过表达载体和抑制表达载体,根癌农杆菌法转化枳上胚轴,随机摘取转基因株系成熟叶片进行柑橘溃疡病离体抗性评价。【结果】金弹金柑和枣阳小叶枳中CitMYB20(GenBank登录号分别为MN689609和MN689608)序列高度保守,相似度达到99%...     

柑桔溃疡病生物防治研究

为减少柑桔溃疡病综合防治中化学农药的使用，提高柑桔产量和品质，对柑桔溃疡病的生物防治进行了研究，从湖南衡阳等地采集不同品种的叶片、幼果，采用平板稀释分离法进行分离，共获得35个分离菌株，分别测定这些菌株对柑桔溃疡病病菌的拮抗作用，结果表明，K-2，K-18两种细菌对柑桔溃疡病病菌有明显的拮抗效果，无菌滤液的水合茚三酮反应结果表明，KI-18菌产生的抗生素中含有蛋白多肽类物质，这两种拮抗细菌的培养液在温室和大田防治试验中对柑桔溃疡病表现出了良好的防治效果。     

柑桔溃疡病发生测报模型的建立

2001-2003年从田问系统调查了柑桔溃疡病发生、流行规律。采用DPS数据处理系统方法,建立了柑桔溃疡病发生流行测报模型,Yn=-33．832 1．193X1n 2．259X2n 0．008X3n,Rr=0．959。研究结果表明．病害发生流行与柑桔的物候期及雨量、雨日、温度的气候因素关系密切。其中,病害发生的严重度与雨量、雨日呈显著性相关,相关系数分别为R1=0．916^*和R2=0．868^*．该测报模型能较准确地预测中短期柑桔溃疡病发生、流行程度。     

晚熟温州蜜柑NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及分析

为加深对柑橘黄龙病抗性机理的了解和为黄龙病抗性基因的克隆提供依据,根据已知植物抗病基因NBS-LRR保守结构域设计简并引物,以柑橘黄龙病抗性品种"晚熟温州蜜柑"为供试材料,对其基因组DNA进行PCR扩增、克隆和序列测定,结果共获得17条抗病基因同源序列(resistance gene analogs,RGAs),其在NCBI中的登录号为KJ019189~KJ019199,KR815564~KR815569。序列分析表明,这17个RGAs与甜橙、柚等柑橘属中推测的一些抗病蛋白基因或其他相关蛋白基因具有显著高的同源性。其中一些RGAs与拟南芥抗霜霉病RPP13基因、柑橘抗衰退病毒基因Ctv或烟草抗TMV基因N具有51.7%~79.0%的氨基酸序列同源性。依据论文结果,笔者认为,晚熟温州蜜柑中存在较丰富的NBS-LRR类抗病基因,但具体哪些病基因与抗黄龙病相关尚需进一步研究。     

柑橘衰退病毒柚类分离物CP基因的克隆及原核表达分析

以来自湖北省的HB柚柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)分离物(CTV-HB1)为材料,利用RT-PCR技术对其CP基因进行克隆,序列分析结果表明:CTV-HB1与典型茎陷点分离物SY568和NUagA的核苷酸和推定氨基酸的序列相似性均在97%以上,而与CTV速衰分离物T36和弱毒分离物T385和T30的核苷酸和氨基酸序列相似性较低,均在95%以下。将CP基因片段连接到表达载体,转化大肠杆菌后诱导重组蛋白的表达。SDS-PAGE和Westen-blot分析结果表明,经IPTG诱导后产生了预期大小的重组蛋白,该蛋白可与CTV-L5提纯病毒制备的多克隆抗体发生特异性免疫反应。     

csi-miR399响应柑橘溃疡病菌侵染的表达模式及其抗病性分析

【目的】明确csi-miR399响应柑橘溃疡病菌（Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc）侵染的表达模式,筛选其靶基因,进而分析csi-miR399与寄主Xcc抗性的相关性,为柑橘溃疡病抗性种质的创制打下基础。【方法】分别以柑橘溃疡病抗性品种四季橘（Citrus microcarpa）和感病品种纽荷尔脐橙（Citrus sinensis）为试材,通过茎环qPCR方法分析csi-miR399在叶片离体注射Xcc 1、3和5 d时的表达量变化,明确抗/感品种中csi-miR399响应Xcc侵染的表达模式;利用在线软件psRNATarget预测csi-miR399的靶基因,并通过qPCR分析候选靶基因在接种Xcc柑橘叶片和瞬时表达csi-miR399叶片中表达量的变化;克隆csi-miR399前体基因序列,通过同源重组方法构建病毒表达载体pCLBV202-MIR399,根癌农杆菌介导的真空浸润法接种尤力克柠檬（Citrus limon）,通过qPCR分析csi-miR399表达量;进而采用离体叶片针刺法接种Xcc,观察发病症状,统计病情指数,分析csi-miR3...