烟草β-胡萝卜素羟化酶基因的特征分析

β-胡萝卜素羟化酶基因在植物类胡萝卜素的合成代谢过程中起着关键的作用。烟草中的类胡萝卜素是烟叶香气物质的主要前体物之一。本研究克隆了烟草4个β-胡萝卜素羟化酶基因。烟草β-胡萝卜素羟化酶基因与其它作物的BCH基因具有相似的结构,由7个外显子和6个内含子组成。其编码的蛋白包含BCH蛋白的保守结构域,即脂肪酸羟化酶超家族保守域。进化分析表明,烟草Nt BCH蛋白与番茄、枸杞、辣椒等茄科作物的BCH蛋白遗传距离较近。组织特异性表达分析表明,Nt BCH1和Nt BCH2基因主要在叶和花中表达,Nt BCH3和Nt BCH4主要在根和花中表达。从本研究结果推断,可以通过调控Nt BCH1和Nt BCH2基因的表达控制烟叶中类胡萝卜素的含量。     

桃果实β-胡萝卜素羟化酶基因的克隆及表达模式分析

胡萝卜素羟化酶是类胡萝卜素合成代谢途径中的关键酶,可以将合成代谢途径中产生的含β-环的类胡萝卜素转化成β-隐黄素和玉米黄素。利用同源克隆技术获得桃果实β-胡萝卜素羟化酶(HYb)基因的全长核苷酸序列,命名为PpHYb。PpHYb基因全长1 405 bp,编码区长933 bp,共编码翻译成310个氨基酸。进化树分析发现PpHYb与草莓FaHYb亲缘性较高。序列分析发现PpHYb与其他物种中的HYb一样,同样含有模体为“HXXXXH”+“HXXHH”的保守基序。实时荧光定量PCR结果显示PpHYb基因在黄肉品种‘金丽’桃果实软核期、硬核期、膨大期、硬熟期和完熟期中均有表达。当果实处于硬熟期之前时,PpHYb基因在果皮和果肉中的表达逐渐升高并达到最大值;当果实处于完熟期时,PpHYb基因在果皮和果肉中的表达略有下降,且在果皮中的表达显著高于果肉。本研究通过对桃果中PpHYb基因的克隆和表达分析,为进一步研究类胡萝卜素生物合成途径提供了基础。     

芒果(Mangiferaindica)ζ-胡萝卜素脱氢酶基因ZDS的克隆及生物信息学分析

以‘红玉’芒果采后96 h的果皮为材料,采用RT-PCR技术从芒果(Mangifera indica)果皮中克隆到ζ-胡萝卜素脱氢酶基因(ZDS),其c DNA全长为1 883 bp,具有1 710 bp的开放阅读框(ORF),编码569个氨基酸。对芒果ZDS蛋白的亲水/疏水性进行预测,发现芒果ZDS蛋白所含的氨基酸亲水/疏水性主要介于+2.5~-2.6之间。通过在线软件对其进行了定位预测及二级结构和三级结构进行了预测,发现ZDS定位在叶绿体中,ZDS基因编码的蛋白质有16个螺旋,13个折叠,通过系统进化树分析发现芒果中ZDS基因编码的蛋白与柚子、甜橙、蜜柑等植物的亲缘关系比较近。     

β-胡萝卜素与油脂稳定性的研究

本研究通过对二级菜籽油、菜籽色拉油、二级大豆油、大豆色拉油添加适量的β—胡萝卜素来提高油脂的稳定性。研究结果表明。添加β-胡萝卜素的油脂稳定性优于未添加的油脂。同时还对不同种类的油脂添加量进行对照试验,找出了β-胡萝卜素的最佳添加量。     

欧李ChIRT1基因的克隆与生物信息学分析

欧李(Cerasus humilis)是蔷薇科矮生灌木,果实中的钙、铁等营养物质丰富.铁调转运基因1(IRT1)编码的蛋白是ZIP金属转运家族中主要的铁转运蛋白,负责植物中金属离子的转运,尤其是铁的吸收.本研究从欧李叶片中提取RNA,逆转录得到cDNA;参照小金海棠(Malus xiaojinensis)MxIRT1基...     

枸杞LbXEGIP1基因的克隆与生物信息学分析

内切葡聚糖酶抑制蛋白(XEGIP)在植物防御病原菌侵袭中扮演了重要角色。本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)‘宁杞1号’为试验材料,采用RACE技术从枸杞花药cDNA中成功克隆了枸杞的XEGIP1基因,命名为LbXEGIP1,GenBank登录号为MG744343。结合生物信息学方法对LbXEGIP1基因编码的蛋白质进行理化性质、信号肽、亚细胞定位、蛋白结构以及系统进化等方面的预测分析。结果表明,该基因CDS序列全长1 290 bp,编码429个氨基酸,预测蛋白分子量为47.39 kD,等电点为8.59,是一个含有一个跨膜区和信号肽区域,脂溶性的稳定蛋白,它的亚细胞定位于细胞分泌途径中。LbXEGIP1属于天冬氨酸蛋白酶A1亚家族,在其N端和C端分别具有葡聚糖酶抑制子结构域。在其二级结构中无规则卷曲所占比例最高(35.66%),其次是延伸链(30.77%)。系统进化分析表明LbXEGIP1蛋白与甜椒中的XEGIP亲缘关系最近。枸杞XEGIP1基因的克隆及生物信息学分析,为后续研究该基因的功能以及枸杞病虫害的防治方面提供了依据。     

甘蓝型油菜BnAPX1基因的克隆与生物信息学分析

抗坏血酸过氧化物酶(APX)是一种利用抗坏血酸作为电子供体的H₂O₂清除剂,在植物抵御逆境胁迫中起到重要作用。为进一步探究甘蓝型油菜APX1基因的功能,本研究通过RT-PCR法从甘蓝型油菜中克隆得到一条长度为753 bp的APX1 CDS序列,将其命名为BnAPX1。生物信息学分析表明,BnAPX1基因共编码250个氨基酸,相对分子量为27.546 14 kD,等电点为5.49,不稳定系数为36.73,属于稳定性蛋白;该蛋白的二级结构中无规则卷曲为42.00%,α-螺旋为39.20%,延伸链为10.40%,β-转角为8.40%;亚细胞定位预测结果显示该基因编码的蛋白位于过氧化物酶体中,其编码的蛋白没有跨膜结构,没有信号肽,属于非分泌蛋白。BnAPX1蛋白含有K+binding site、Substrate binding site、Heme binding site结合位点,属于植物过氧化物酶类似家族。     

甘蓝型油菜烷羟化酶基因MAH1的克隆与表达分析

在植物蜡质合成途径中,中链烷烃羟化酶(mid-chain alkane hydroxylase,MAH)催化烷烃羟基化形成二级醇,进一步氧化为酮。本研究以拟南芥P450依赖性酶CYP96A15/MAH1基因为探针,采用电子克隆与RT-PCR技术,获得2个甘蓝型油菜MAH1的全长编码区序列,分别命名为BnMAH1-1和BnMAH1-2(Gen Bank登录号分别为KT795344和KT795345)。二者ORF长度均为1491 bp,无内含子,核苷酸与氨基酸序列分别有92.4%与90.9%的一致性。根据编码区预测的BnMAH1-1和BnMAH1-2前体蛋白均为包含496个氨基酸残基的多肽链,具有典型的P450蛋白家族保守结构P415x R417x、K螺旋(E359xx R362)、C末端的血红素结合域(F436xx Gx Rx Cx G445)以及氧结合带保守区域(A/G)G309x(D/E)T312(T/S)。NCBI Blast N、氨基酸序列多重比对与系统学分析表明,两者与拟南芥MAH1/CYP96A15同源性最高。实时荧光定量PCR表明,BnMAH1-1与BnMAH1-2主要在甘蓝型油菜茎、叶、花、及角果中表达,其中在叶片中的表达量最高,在根系中的表达量很低,这与角质层蜡质主要沉积在植株地上部分相一致。BnMAH1-1和BnMAH1-2在无蜡粉材料茎、叶片中几乎不表达,表明蜡质的减少与MAH1的转录下调有关。BnMAH1-1与BnMAH1-2受SA、Me JA、ACC、ABA、Na Cl及干旱胁迫诱导表达,其中BnMAH1-1可能在水分胁迫响应中起主要作用。     

欧李ChCBF1基因的克隆及生物信息学分析

本试验在欧李基因组研究的基础上,利用RT-PCR方法从低温处理的‘农大4号’欧李叶片中克隆到了ChCBF1基因,该基因CDS序列长度为690 bp,编码229个氨基酸的蛋白,分子量为25.10 kD,等电点为4.94,蛋白不稳定指数为58.72。二级结构主要由α-螺旋,延伸链,β-折叠和无规则卷曲构成。启动子分析表明,ChCBF1基因的启动子元件包括低温响应元件、多个光响应相关元件以及激素响应元件等一系列诱导型顺式调控元件。通过氨基酸同源比对和系统发育树分析发现,ChCBF1基因编码的氨基酸序列与桃的相似性最高,达到95%。本研究为后续逆境与休眠诱导相关方面的基因功能验证提供了帮助。     

丹参SmTIR1基因的克隆及生物信息学分析

生长素受体在植物生长素调控植物生长发育过程中起关键作用,而丹参的生长发育直接影响其品质,但目前有关丹参生长素受体基因的研究仍未见报道.本研究通过克隆获得一条全长1887 bp cDNA序列,并对所获得的克隆序列进行生物信息学分析.丹参生长素受体基因TIR1(命名为SmTIR1)具有典型的TIR1基因结构,通过预测其潜在...     

大叶蛇葡萄类黄酮-3'-羟化酶基因(F3'H)的克隆及生物信息学分析

类黄酮-3'-羟化酶(F3'H)是黄酮化合物生物合成过程中的关键酶之一,本研究从大叶蛇葡萄转录组数据库中筛选出类黄酮-3'-羟化酶基因(F3'H),利用RT-PCR等技术克隆了其全长序列,并分析F3'H基因编码蛋白的理化性质和结构特征。结果表明,该序列全长为1 718 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 530 bp,相对分子质量为55.89 kD,编码509个氨基酸,等电点为7.3,分子式为C_2(513)H_(3974)N_(696)O_(70)5S_(21),不稳定指数为38.26,为稳定蛋白;脂肪族指数为96.42,总平均疏水性为-0.004,为亲水性蛋白;具有多个磷酸化位点,有信号肽,存在一个跨膜区,亚细胞定位于内质网膜,二级结构以α-螺旋为主。系统进化分析和多重序列比对表明该序列与藤茶的亲缘关系最近。密码子偏性分析表明该基因以G/C结尾的密码子使用频率较高,最适合该基因的异源表达宿主是大肠杆菌。本研究结果为进一步研究大叶蛇葡萄F3'H蛋白功能,以及揭示该植物中具生物活性的黄酮类成分的生物合成机制提供了一定的基础。     

刺槐Na+/H+逆向转运蛋白RpNHX1基因的分离和生物信息学分析

盐分胁迫严重影响植物生长和产量.为了研究木本植物对盐分的适应性,利用5'RACE技术,从刺槐中克隆得到液泡Na /H 逆向转运蛋白基因RpNHX1.该基因长度为2 281 bp,含有一个开放阅读框,编码535氨基酸残基组成的蛋白,该蛋白序列与大豆GmNHX1和拟南芥AtNHX1相似,氨基酸的同源性分别达85%和69%,RpNHX1属于NHX亚族的NHX-I分枝.用生物信息学的方法预测RpNHX1具有所有Na /H 逆向转运蛋白共同的结构特点,即含有疏水的N末端,10个跨膜螺旋区域和一个具有调节功能的C端亲水区域,其中氨氯吡嗪咪敏感基序和CaM结合域也是保守的.在4和5的螺旋区域之间,存在有一串带负电荷氨基酸,显示出有规律的排列模式,这些模式在生物界中的Na /H 转运蛋白中是保守的.结合亲疏水资料,我们认为Na /H 转运通道结构可能存在于这一区域.另外,也分析了RpNHX1可能的糖基化、酰基化和磷酸化位点.从这些数据中可以看出,RpNHX1可能在细胞中起到Na 区隔化作用.     

扁桃CBF1基因的克隆与生物信息学分析

为揭示CBF基因在扁桃抗逆机制中发挥的功能,对扁桃CBF1基因进行克隆与分析。以新疆扁桃主栽品种‘鹰嘴’为材料,根据已经报道的CBF1基因序列设计引物,通过PCR技术从扁桃基因组DNA中获得CBF1基因,命名为YZ-AcCBF1,并已登录GenBank（登录号KJ818900）。经生物信息学分析,该基因开放阅读框为729 bp,编码242个氨基酸,分子式为C₁₁₉₅H₁₈₈₆N₃₄₆O₃₆₈S₁₃,相对分子质量为27.405 kDa,等电点为7.69,半衰期为30 h,脂肪系数为63.72,疏水性平均值为-0.646。对其亚细胞定位、跨膜结构、信号肽及疏水性/亲水性进行分析,表明其定位在细胞核,不存在跨膜结构,为非分泌性亲水蛋白。系统发育分析结果显示其与桃(AGS13699)的亲缘关系最近。二级结构预测显示该蛋白主要由26.86%的α螺旋和58.68%的无规卷曲组成。三维结构预测表明其符合AP2结构域模型特点。

     

巴西橡胶树雄性不育相关基因HbACO1的表达与生物信息学分析

ACO1 (1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase 1)是植物内源乙烯生物合成途径的限速酶,与花芽分化和器官衰老密切相关。本研究通过实时荧光定量技术对基因HbACO1在雌雄花、叶、胶乳和嫩皮组织的表达模式进行分析,结果显示基因HbACO1在雄花表达量最高,在雌花、叶和嫩皮中表达量低,在胶乳中几乎不表达。对雄花发育不同时期(小孢子母细胞时期,四分体期和单核小孢子时期)的HbACO1基因表达量分析表明：在不育品种(‘热研7-33-97’,‘PR107’)的四分体和小孢子时期表达量明显高于在可育品种(‘热研93-114’,‘天任31-45’)相应时期的表达量,推测基因HbACO1可能在雄花的四分体及单核孢子期间异常高表达导致了雄花败育现象。利用mRNA原位杂交技术对HbACO1基因进行了原位表达分析,结果显示在不育品种中绒毡层细胞、花药外壁细胞和小孢子母细胞能检测出基因HbACO1的荧光信号,在可育品种中在花柱和花药外壁有荧光信号,推测HbACO1基因可能主要是在雄花的绒毡层、花药外壁和小孢子母细胞特定细胞类型中表达来调控雄花的发育,而在这些细胞类...     

春兰DUF3598家族CgDUF1基因的克隆与生物信息学分析

DUF3598是一类具有未知功能结构域的基因家族,在植物的生长发育和响应逆境胁迫中可能扮演重要角色,为了研究DUF3598蛋白对春兰的调控作用,初步探讨其生物学功能,本试验以春兰为实验材料,采用RT-PCR的方法,克隆获得一段长为1 245 bp的ORF序列,暂命名为CgDUF1,并进行生物信息学预测分析。结果表明,CgDUF1基因共编码20种氨基酸,无信号肽和跨膜结构域,属于非分泌性的亲水蛋白,预测该蛋白主要定位于叶绿体中。系统发育分析表明,CgDUF1蛋白与拟南芥DUF3598蛋白：A0A384KT89的亲缘关系最近。高级结构预测表明CgDUF1蛋白由3种二级结构组成,其中无规则卷曲占比最高,为54.59%。本研究为春兰DUF3598基因家族的生物学功能的研究提供了依据。     

芒SWN1基因的同源克隆及生物信息学分析

植物次生壁生物合成的转录调控网络是由一系列次生壁NAC开关转录因子介导的.在该网络中,顶层主开关SWNs(secondary wall NACs)转录因子与二级主开关MYBs转录因子共同激活下游转录因子和次生壁生物合成基因的表达,并且在进化上具有保守性.为探究芒次生壁合成调控网络,本研究利用水稻次生壁合成调控基因OsS...     

青花菜BoPGIP1基因的分子克隆及其生物信息学分析

根据GenBank已发表的PGIP基因序列设计引物,通过PCR直接扩增的方法从青花菜 (Brassica oleracea var.italica P)中克隆了一个新的PGIP基因,命名为BoPGIP1.BoPGIP1基因序列全长为1 102 bp,由2个外显子和1个内含子构成,外显子总长为993 bp,编码330个氨基酸序列,分子量为37 kDa.对推导的氨基酸序列进行分析,发现该序列包含5个N-糖基化位点,2个蛋白激酶C磷酸化位点,5个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,4个N-豆蔻酰化位点.将BoPGIP1氨基酸序列与数据库中的其他植物PGIP进行同源序列比对,构建系统进化树,发现所比对基因都含有LRR结构,在145位点的LRR结构域在所有物种中极其保守;系统树显示,该序列最先与甘蓝型油菜和拟南芥聚类,其次和棉花、番茄和豆科作物的PGIP聚类,基本符合按形态特征分类的亲缘关系.