香蕉叶片颗粒结合性淀粉合成酶Ⅰ和可溶性淀粉合成酶Ⅲ基因的克隆与序列分析

以香蕉栽培品种“天宝蕉”（Musa spp. cv. Tianbao）的叶片为材料,采用同源克隆法结合RT-PCR和RACE法,首次从香蕉中获得颗粒结合性淀粉合成酶Ⅰ（Granule-Bound Starch SynthaseⅠ, GBSSⅠ）基因的cDNA全长片段和可溶性淀粉合成酶Ⅲ（Soluble Starch Synthase Ⅲ, SSⅢ）基因的ORF, 并分别对其核酸序列及其推导的氨基酸序列进行了生物信息学分析。香蕉叶片GBSSⅠ基因全长2 277 bp, 编码616个氨基酸; SSⅢ基因ORF长3 009 bp, 编码1 054个氨基酸。 GBSSⅠ和SSⅢ的克隆为从分子生物学水平上研究香蕉叶片中参与淀粉合成的关键酶的表达与调控奠定重要基础。     

野生香蕉几丁质酶基因的克隆与序列分析

以野生香蕉叶片为试材,采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得野生香蕉几丁质酶基因全长序列,并在GenBank登录(登录号为:FJ858155)。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)全长1115bp,包含924bp的ORF、14bp的5'非编码区、177bp的3'非编码区及17bp3'poly(A)尾。该基因开放阅读框编码307个氨基酸,分子量为32424.1u,预测的理论等电点为6.28,其结构包括信号肽、几丁质结合区、糖苷水解酶区。蛋白结构分析结果表明,该基因编码蛋白为跨膜蛋白,存在于胞外。野生香蕉几丁质酶基因(ChiⅠ1)属于酸性几丁质酶classⅠb,与大蕉几丁质酶classⅠb相似性仅为59.4%。结构分析结果表明,该基因可能具有几丁质酶/溶菌酶特点,且在过敏反应中起重要作用。     

作物淀粉合成关键酶及其基因表达的研究进展

ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase polypetide,AGPase)、颗粒结合淀粉合成酶(Granule-bound starch synthase,GBSS)、可溶性淀粉合成酶(Soluble starch synthase,SSS)、淀粉分支酶(Starch branching enzyme,SBE)、淀粉去分支酶(Starch debranching enzyme,DBE)等是淀粉合成过程中的关键酶.本文主要介绍了前人关于这五种酶各同工型的结构、功能、各同工酶基因在不同组织和不同生育时期的表达特异性,及它们的基因表达与淀粉合成的关系等方面的研究进展,旨在为相关研究提供参考.     

颗粒结合型淀粉合成酶研究进展

本文综述了小麦胚乳中合成直链淀粉的关键酶——颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)的研究进展，展望了GBSS的研究前景。小麦中的GBSS基因在种子中特异表达；控制3个Waxy，位点的基因Wx—A1、Wx—B1和Wx—D1，分别位于7AS、4AL和7DS上；六倍体小麦和二倍体小麦中3个GBSS的DNA序列从起始密码子到终止密码子，Wx—A1为2781bp，Wx-B1为2794bp，Wx—D1为2862bp。基因的完全编码区含有11个外显子和10个内含子，在核苷酸序列上三个糯基因彼此之间有惊人的同源性；研究表明，直链淀粉含量和淀粉糊化特性受Wx—B1的影响最大，其次是Wx-D1缺失蛋白，Wx-A1缺失蛋白的影响最小。GBSS的鉴定技术包括I2—KI染色、电泳和分子标记技术鉴定。     

香蕉ACC合成酶含3＇末端的cDNA克隆

采用3'RACE方法对香蕉(Musa AAA Cavendish Subgroup)ACC合成酶含3'末端的cDNA进行扩增,扩增产物被克隆到pCR*2.1载体上,转化大肠杆菌DH5α,筛选到重组质粒(pACS2),并对插入片段进行序列测定。结果表明,3'RACE产物长1 680 bp,其中一个开放读框内的核苷酸序列编码444个氨基酸,氨基酸序列包括了ACC合成酶中所应具有的7个高度保守区。同时该产物还有长269 bp的3'末端,并具有完整的Poly(A)尾(24mer)。     

块根特异启动的木薯SBE Ⅰ、SBE Ⅱ基因RNAi载体的构建及鉴定

利用基因重组技术,分别克隆木薯SBEⅠ基因ORF中的494 bp的片段和SBEⅡ基因ORF中的340 bp的片段;并通过重叠延伸PCR方法,扩增融合SBEⅠ、SBEⅡ基因片段的大片段SⅢ,将其正向、反向插入植物RNAi表达载体pART27中,同时克隆块根特异性启动子取代原来载体上自有的35S启动子,构建块根特异启动的可编码发夹结构的RNAi表达载体Sp-pRNAiSⅢ,为后续培育高直链淀粉含量的木薯新品种等实验打下基础。     

块根特异启动的木薯SBE I、SBE Ⅱ基因 RNAi载体的构建及鉴定

利用基因重组技术,分别克隆木薯SBEⅠ基因ORF中的494 bp的片段和SBEⅡ基因ORF中的340 bp的片段;并通过重叠延伸PCR方法,扩增融合SBEⅠ、SBEⅡ基因片段的大片段SⅢ,将其正向、反向插入植物RNAi表达载体pART27中,同时克隆块根特异性启动子取代原来载体上自有的35S启动子,构建块根特异启动的可编码发夹结构的RNAi表达载体Sp-pRNAiSⅢ,为后续培育高直链淀粉含量的木薯新品种等实验打下基础。     

甘蔗叶片蔗糖磷酸合成酶基因cDNA克隆及序列分析

蔗糖磷酸合成酶（sucrose phosphate synthase, SPS）是高等植物体内控制蔗糖合成的关键酶之一。根据已报道的甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因SoSPE2（GenBank登录号：AB001338.1）序列，采用RT-PCR方法从甘蔗（Saccharum officinarum FN95-1702）叶片中克隆获得SPS基因的eDNA片段。测序结果表明，该eDNA长3013 bp，其中第59-2953位是该基因的开放阅读框（ORF），编码964个氨基酸。与GenBank上已公布的序列比对分析表明，二者序列相似性达99.07％，氨基酸序列相似性达98.86％。     

水稻分支酶基因 Sbe1和 Sbe3 cDNA的克隆及全序列分析

 通过改良的RT PCR法合成了水稻未成熟种子胚乳cDNA库，并以此为模板，用PCR技术从粳稻品种武运粳7号中克隆了分别编码淀粉分支酶SBEⅠ和SBEⅢ的2个基因Sbe1和Sbe3。序列分析表明，克隆Sbe1和Sbe3基因的大小分别为2490 bp和2481 bp，包含了基因完整的编码序列。Sbe3基因与已发表基因全序列完全相同，同源性达100%；Sbe1基因与已发表基因序列有4个碱基不同，同源性为99.84%，推导氨基酸序列的差异为2个。     

香蕉MaERF-1基因的克隆、序列分析及表达载体构建

从香蕉中克隆了1个乙烯响应因子(ERF)Ma ERF-1。序列分析表明,该基因存在1个完整的开放阅读框(ORF)729 bp,编码243个氨基酸。多序列比对和进化树分析表明,Ma ERF-1所编码的蛋白与其他植物中ERF编码的蛋白具有较高的一致性。其中与马来西亚野生香蕉同源性最高达98%,与油棕、菠萝、海枣、葡萄、荷花、烟草的Ma ERF编码的氨基酸序列的同源性分别为65%、60%、59%、54%、53%、51%。Ma ERF-1编码的蛋白质分子量为26 139.03 u,理论等电点p I为7.81,其亲水性氨基酸均匀分布在整个肽链中,多于疏水性氨基酸。通过PCR和酶切反应鉴定成功构建该基因的表达载体。     

龙眼胚性愈伤组织ACC合成酶基因（DL-ACS1）的克隆及表达分析

以龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织为材料,采用同源克隆和RACE方法分离得到龙眼胚性愈伤组织乙烯合成限速酶DL-ACS1(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase)基因的cDNA全长序列(GenBank,FJ617537),共1 817 bp,包含了5’非编码区(73 bp),开放阅读框(1 437 bp),3’非编码区(307 bp)。该cDNA开放阅读框的氨基酸序列(含478个氨基酸)与其它植物ACS具有77%～63%同源性,属于ACC Synthase家族。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在龙眼体细胞胚胎(以下简称龙眼体胚)各阶段的表达量存在较大的时期差异,其中,球形胚(Stage 5)的表达量最高,鱼雷形胚(Stage 7)的表达量最低。     

福州旗山野生蕉(Musa spp.,AB Group)试管苗Mn-SOD基因克隆及生物信息学分析

以旗山野生蕉(Musa spp.,AB group)试管苗幼嫩叶片为材料,利用RT-PCR结合RACE技术克隆获得野生蕉试管苗Mn-SOD基因c DNA序列。结果表明:旗山野生蕉Mn-SOD的c DNA全长序列共831 bp,其中5′UTR为137 bp,3′UTR为151 bp,3′端含有17个poly(A)尾。开放阅读框(ORF)共有543个碱基组成,编码181个氨基酸。蛋白理化性质预测结果显示:Mn-SOD蛋白分子量为20 108.8 u,等电点7.92,属于碱性蛋白。     

甘蔗△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因（P5CS）的克隆及其表达分析

△~1-吡咯琳-5-羧酸合成酶是植物脯氨酸合成过程的关键酶.应用同源性克隆结合RACE技术获得甘蔗PSCS基因cDNA全长序列2714bp,其中5'端非编码区为226bp,3'端非编码区340bp,poly(A)上游有1个聚腺苷酸五碱基AATAAA;开放读码框为2 148 bp编码715个氨基酸,含双功能域;其编码的蛋白分子量为77.7 ku,等电点为6.47.序列比对分析结果表明,P5CS基因的4个主要功能区(domain)中亮氨酸功能区(Leucine domain)相对不保守,其它功能区均较为保守.对17个物种的P5CS基因进行聚类分析,结果与公认的生物学分类及进化关系吻合.对甘蔗P5CS在根、茎、叶的表达进行实时PCR分析,结果表明,该基因在茎、叶表达量相近,但在根的表达量极低.     

香蕉ACC合成酶含3′末端的cDNA克隆

采用3′RACE方法对香蕉（Musa AAA Cavendish Subgroup）ACC合成酶含3′末端的cDNA进行扩增，扩增产物被克隆到pCR2.1载体上，转化大肠杆菌DH5α，筛选到重组质粒（pACS2），并对插入片段进行序列测定。结果表明，3′ARCE产物长1680bp，其中一个开放读框内的核苷酸序列编码444个氨基酸，氨基酸序列包括了ACC合成酶中所应具有的7个高度保守区。同时该产物还有长269bp的3′末端，并具有完整的Poly（A）尾（24mer）。     

茶氨酸合成酶基因的全长cDNA克隆及序列分析

采用SMART RACE技术成功克隆了安吉白茶茶氨酸合成酶基因（TS）的全长cDNA序列,并将其登录Genbank,登录号为JN226569。TS基因的cDNA全长为1503bp,开放阅读框（ORF）为1071bp,编码356个氨基酸。经生物信息学分析,TS蛋白的氨基酸残基数为356,分子量为39250.3Da,理论等电点（PI）为5.79,其氨基酸序列中可能不存在卷曲螺旋结构。TS蛋白不存在信号肽序列,不发生跨膜运动,属于亲水性的非分泌蛋白,其磷酸化位点有26个。通过亚细胞定位预测,安吉白茶TS蛋白是一种细胞质蛋白。克隆茶氨酸合成酶基因的全长cDNA序列,对于利用生物技术手段改良茶树品种,以调控茶树中茶氨酸的含量具有重要意义。     

香蕉泛素结合酶基因的克隆及其功能初步分析

根据香蕉根系均一化全长cDNA文库筛选出一个香蕉泛素结合酶基因的片段通过RACE技术克隆该基因,命名为mauce2.生物信息学分析表明,该基因全长为929 bp,有一个完整的ORF编码148个氨基酸,蛋白分子量为16 505.1 ku,理论等电点为8.41,是一个碱性氨基酸.与江南卷柏、大豆、苹果、拟南芥的同源性为97.97％、97.30％、96.62％、95.95％.器官特异性表达分析表明,该基因在各器官中均有表达,在花中表达量最高,根次之,叶中表达量最低.     

早钟6号枇杷两个ETR基因成员的克隆及序列分析

以早钟6号枇杷的试管苗叶片为材料,采用同源克隆方法得到乙烯受体基因ETR的两个成员Ej-ETR1a和Ej-ETR2a的cDNA全长序列,在GenBank上的登录号为JX307084和JX307089.Ej-ETR1a序列全长2771 bp,包括227bp 5’-UTR、2226 bp ORF及318 bp 3’-UTR; Ej-ETR2a序列全长2594 bp,包含2226 bp ORF及366 bp 3’-UTR.Ej-ETR1a、Ej-ETR2a均编码741个氨基酸,且氨基酸序列具有95.28％的相似性.生物学信息分析表明:枇杷Ej-ETR1a和Ej-ETR2a均属于乙烯受体ETR1亚家族,为一个具有跨膜结构的非分泌蛋白,具有疏水性.2个ETR成员的克隆为进一步研究枇杷乙烯受体作用机制奠定了基础.     

中国水仙查尔酮异构酶基因的克隆与表达分析

查尔酮异构酶(CHI)是影响类黄酮合成的一个重要限速酶,在植物花色发育过程中起着重要作用.通过RT-PCR和RACE技术从中国水仙的花瓣中克隆得到3条CHI基因,分别命名为NtCHIW、NtCHIJ和NtCHIY.3个基因均含有一个735 bp的开放阅读框(ORF),编码244个氨基酸.氨基酸序列分析表明:白花水仙与金...     

芒果MiFRI1和MiFRI2基因的克隆与表达分析

FRIGIDA(FRI)是植物春化途径中影响成花的关键基因之一.本研究克隆了2个芒果FRI基因,分别命名为MiFRI1和MiFRI2.序列生物信息学分析结果显示,MiFRI1和MiFRI2基因的ORF长度分别为1752、1815 bp,编码584、605个氨基酸,蛋白质分子量为64.98、66.86 kDa.进化树分析...     

Dickeya sp. DCE-01关键脱胶酶基因克隆及表达

根据全基因组测序注释结果设计特异引物,从DCE-01菌株克隆关键脱胶酶基因:果胶酶基因(pel E)、木聚糖酶基因(xyn)及甘露聚糖酶基因(man),重组到表达载体p ET-28a中,导入E.coli BL21中进行诱导表达。结果表明:pel E核酸序列长1185 bp,编码395个氨基酸,蛋白分子量为44 kDa;xyn核酸序列长1251 bp,编码416个氨基酸,蛋白分子量45.74 kDa;man核酸序列长1137 bp,编码379个氨基酸,蛋白分子量41.85 kDa。果胶酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶的酶活力分别为471.97、64.32、16882.86 U/mL。该研究为进一步发掘DCE-01菌株基因资源及开发高效工业酶制剂提供了科学依据。