拟南芥细胞分裂素糖基转移酶UGT76C2的N端亮氨酸替换对酶活性的影响

UGT76C2是负责细胞分裂素N-糖基化修饰的糖基转移酶,该基因对于维持植物体内细胞分裂素动态平衡有重要作用。为了进一步研究UGT76C2酶蛋白结构与催化活性的关系,本文采用定点突变方法,将UGT76C2的N端第31位的保守亮氨酸替换为组氨酸。结果发现,突变型UGT76C2在离体实验中完全丧失了对细胞分裂素的糖基化修饰活性,该突变基因的过表达转基因植物出现与UGT76C2突变体类似的表型,转基因植物体内的两类主要细胞分裂素的N-糖苷含量显著降低。实验结果证明了UGT76C2 N端亮氨酸残基对于糖基化修饰活性的重要性。     

草莓钙依赖蛋白激酶基因的克隆与表达分析

以EST测序结合RACE技术,从久香草莓的茎尖中分离得到一个新基因,BLASTX分析显示这是一个钙依赖蛋白激酶编码基因,与GenBank中的FaCDPK1同源,命名为FaCDPK2,GenBank登录号为HQ829293.采用半定量RT-PCR对FaCDPK2基因在不同组织中的表达分析表明,FaCDPK2全长3 775 bp,读码框1 659bp,由12个外显子组成,编码552个氨基酸残基,在第89~349位是保守的蛋白激酶结构域,C端含4个EFhand钙结合域.该基因编码蛋白与拟南芥CPK28序列一致性为86.25%,与草莓FaCDPK1序列一致性为43.99%.表达分析显示该基因表达范围较广,在所分析的七种草莓组织材料中,以花中表达水平最高,在果实中的表达可能受成熟的诱导.     

甜荞FeFUL2基因的克隆与表达分析

为了探索甜荞FUL同源基因参与花与籽粒发育调控的分子机制,该文采用同源克隆的方法从甜荞(Fagopyrum esculentum)长花柱和长雄蕊突变体(lpls)中克隆到1个长837 bp的FeFUL2基因(GenBank登录号为MG779493.1),其包含长690 bp的完整开放阅读框,编码1个由229个氨基酸残基组成的MADS-box转录因子。通过对FeFUL2进行分子系统发生、同源蛋白比对与转录因子结构分析,结果显示FeFUL2与核心真双子叶植物AP1/FUL亚家族转录因子中的euFUL进化系聚于1个进化分支,属甜荞euFUL型MADS-box转录因子,且包含1个57个氨基酸残基长的高度保守的MADS结构域、1个69个氨基酸残基长的次级保守的K结构域,其C末端转录激活区在序列长度和氨基酸残基组成上与其他euFUL型转录因子差异较大,但仍含有2个euFUL型转录因子特有的保守基元:FUL motif和paleo AP1 motif。用qPCR检测基因表达的组织特异性显示:FeFUL2基因在甜荞lpls突变体的根、茎、叶、花被片、雄蕊、雌蕊和发育4 d的幼果中均有表达,但其在花被片中表达量极显著高于该基因在其他器官中的表达量(LSD,P0.01)。综合转录因子的结构与基因的表达模式推测,FeFUL2基因与其他euFUL型基因的功能可能存在一定差异,其在花发育过程中可能主要参与甜荞花被片的发育调控。     

甜菊醇糖苷生物合成途径关键酶基因KA13H的克隆及序列分析

本研究利用RT-PCR方法从甜叶菊叶片中分离了一个与甜菊醇糖苷生物合成密切相关的基因KA13H,对该基因的ORF、编码产物结构、同源性比对及次级结构等进行了生物信息学预测分析,同时初步分析该基因的组织表达和原核表达。经DNAMAN6.0软件分析,该基因编码一条分子量为54.476kD的由476个氨基酸残基组成的多肽,含有典型的细胞色素P450的血红素结合位点FXXGXXXCXG,TMPRED程序预测其C-端含有一个明显的跨膜区MIQVLTPILLFLIFFVFWKVY,是一个典型的细胞色素P450基因。推断的KA13H编码产物与其它生物合成相关细胞色素P450同源比对和系统发生分析表明,该蛋白与苜蓿(Medicago truncatula)CYP716A12和云杉(Sitka spruce)CYP720B1的一致性较高,分别为51%和46%,推测KA13H可能与CYP716A12和CYP720B1具有类似的功能。KA13H次级结构分析结果表明,KA13H与CYP74A2的一致性仅为15%,但是它们却有着类似的次级结构,都含有6个基质识别位点(SRSs)。半定量RT-PCR分析表明:KA13H在根、茎、叶和花中呈组成型表达,叶和花中的表达丰度较高;将该基因融合到原核表达载体pGEX-4T-1中,在原核中得到了成功表达。根据本研究结果,我们推测KA13H可能在甜菊醇糖苷生物合成过程中发挥着重要作用,该基因的克隆和表达分析为进一步深入了解甜菊醇的生物合成过程中相关酶和基因的功能奠定了基础。     

茶树CsNCED2基因的克隆和表达分析

该研究以铁观音茶树品种叶片为材料,通过RT-PCR技术,克隆了茶树脱落酸(ABA)合成途径关键限速酶——9-顺式环氧类胡萝卜素裂解双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因的全长cDNA序列。该基因cDNA全长1 931bp,包含1 821bp完整开放阅读框,共编码606个氨基酸残基。NCBI同源分析结果表明,与葡萄VvNCED2相似性最高(78%),命名为CsNCED2(NCBI登录号:MF765770)。氨基酸序列分析显示,其具有NCED家族的FLNO2258保守结构域,以及MIAHPKxDP和HDFAITE保守结构域序列;在保守区存在4个Fe2+活性组氨酸结合位点,N-端含有叶绿体转运肽。实时荧光定量PCR分析表明,CsNCED2基因在铁观音叶、茎和花中表达量较高;白茶萎凋和乌龙茶做青均可以诱导CsNCED2基因显著上调表达;除干旱胁迫抑制CsNCED2表达外,ABA和低温胁迫均能够诱导CsNCED2基因显著上调表达。表明CsNCED2基因在茶树ABA合成代谢以及胁迫响应中发挥重要作用。     

青杨脊虎天牛CYP4G2基因片段的克隆、序列分析与表达

根据报道的十几种昆虫CYP4家族基因的氨基酸序列保守区域设计一对引物,利用RT-PCR技术扩增编码青杨脊虎天牛Xylotechus rusticus中肠细胞色素氧化酶CYP4G2蛋白的cDNA片段,构建原核表达载体pET-CYP4G2,将其转化入大肠杆菌Escherichia coli JM109中表达。序列分析结果表明,该基因(CYP4G2,GenBank登录号为EF429250)保守区域阅读框全长387 bp,编码129个氨基酸残基,预测分子量和等电点分别为16.9 kD和5.75;推导的氨基酸序列与已报道的昆虫CYP4家族氨基酸序列一致性较高（63%～86%）,且具有细胞色素氧化酶的典型特征。IPTG诱导后,SDS-PAGE电泳检测到一条22 kD大小的外源蛋白,与预测融合蛋白的分子量大小相应。CO差光谱分析证明重组菌表达了有活性的pET-CYP4G2。     

野生马铃薯ANS同源基因的克隆与表达分析

采用PCR和RT-PCR方法从野生马铃薯（Solanum cardiphyllum）分离得到了一个花色素合成酶（anthocyanidin synthase）同源基因ScANS的cDNA（GenBank登录号HQ701726）和DNA序列（GenBank登录号HQ701727）。序列分析表明,ScA册基因全长为1583bp,由一个内含子和两个外显子组成,开放阅读框长度为1365bp,编码一个由454个氨基酸残基组成的蛋白。该蛋白分子量为51．10kDa,理论等电点为5．24。ScANS含有典型的20G—FeII-Oxy保守功能域,属于2-OOD酶家族,其氨基酸序列与茄子的同源蛋白序列一致性最高,达82．86％。组织表达分析表明,SScANS在马铃薯植株的茎、叶和顶芽中有较高水平的转录表达,在根中有微量表达,在匍匐茎和块茎中检测不到。     

大眼长蝽卵黄原蛋白基因克隆、序列分析及表达研究

旨在为研究大眼长蝽(Geoco ris pallidipennis)卵黄原蛋白(Vitellogenin,Vg)分子特性及其基因生理功能。利用RT-PCR、RACE及ELISA方法对大眼长蝽Vg基因进行克隆、序列分析和表达研究。该基因c DNA全长5 667 bp(Gen Bank登录号:KP688587),编码1 848个氨基酸残基,N-末端的前19个氨基酸为信号肽。氨基酸序列中有两个保守的多聚丝氨酸区域和RXXR酶切位点,接近C-末端有GLAG基序,其后有5个保守的半胱氨酸残基,DGYR基序位于GLAG上游18个氨基酸残基处。该基因编码氨基酸序列与其它半翅目昆虫Vg氨基酸序列相似度较高,氨基酸序列分析显示它有Vg的典型特征,表明克隆的c DNA序列是大眼长蝽的Vg基因序列。ELISA检测发现随着发育时间的延长,卵黄原蛋白表达量逐渐增加,羽化后22 d达到高峰,随后开始下降,结果表明大眼长蝽雌虫卵黄原蛋白的表达量与大眼长蝽产卵量紧密相关。     

小麦TaCRC基因的克隆及表达分析

以小麦心皮为材料,利用RT-PCR方法分离出一个新的YABBY基因TaCRC,并利用Northern杂交对TaCRC在不同组织中的表达模式进行分析.结果显示:该基因全长1 105 bp,编码199个氨基酸.TaCRC具有YABBY家族典型的结构域,即N端含有C2C2锌指结构域,C端含有YABBY结构域.其氨基酸序列与水稻的 DROOPING LEAF(DL)、拟南芥的CRABS CLAW(CRC)和金鱼草的AmCRC的氨基酸具有较高的一致性.TaCRC在心皮中特异表达,类似于拟南芥的CRC的表达模式.研究表明,TaCRC是小麦中的CRC同源基因.     

甜荞FaesSTK基因在长花柱长雄蕊突变体lpls中的表达分析

采用RACE技术,从甜荞(Fagopyrum esculentum Moench)中克隆获得3种花型的STK同源基因Faes STK,并对其序列特征进行分析。结果显示,甜荞3种花型植株STK同源基因序列一致,全长为967 bp,包含长689 bp的完整开放阅读框,编码一个由225个氨基酸残基组成的D类MADS-box转录因子。蛋白序列比对及系统发育分析结果表明,Faes STK蛋白属于MADS-box转录因子中的STK进化系。包含1个由57个氨基酸残基组成的高度保守的MADS结构域; 1个由82个氨基酸残基组成的次级保守区域的K结构域,在C端的转录激活区还含有另外2个高度保守的基序(AGⅠ和AGⅡ)。实时荧光定量检测结果显示,Faes STK基因主要在甜荞lpls突变体的雄蕊、雌蕊和不同发育时期的幼果中表达,在根和花被片中仅能检测到微弱的转录信号,在叶和茎中不表达,其中在雌蕊和果实中的表达量极显著高于其他组织。推测该基因在花发育过程中可能主要参与调控甜荞lpls突变体雌蕊和果实的发育。