漾濞大泡核桃病程相关蛋白10基因JsPR10-1的克隆与表达分析

病程相关蛋白（pathogenesis related protein, PR） 10的激活与积累在植物抗逆境胁迫中有非常重要的作用。根据漾濞大泡核桃（Juglans sigillata）编码PR10的EST（expressed sequence tag）序列设计引物,利用快速扩增cDNA末端技术,克隆得到PR10基因的全长cDNA序列,并命名为JsPR10-1。JsPR10-1全长cDNA为776 bp,含有483 bp的开放阅读框、74 bp 5′-非编码区以及219 bp 3′-非编码区,编码含有160个氨基酸的蛋白质。全长基因序列中含有1个124 bp的内含子。JsPR10-1编码的蛋白质与栎树（Quercus suber）、欧洲山毛榉（Fagus sylvatica）以及欧洲板栗（Castanea sativa）的PR10相似性较高,并且在PR10的系统进化树中与双子叶植物聚为一支。qRT-PCR分析结果表明,植物信号分子水杨酸、茉莉酸、乙烯以及过氧化氢处理均可诱导JsPR10-1表达。在接种胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）后,JsPR10-1的表达量迅速上升并在接种8 h时达到最大值,表明JsPR10-1参与漾濞大泡核桃对胶孢炭疽菌的防卫反应。本研究为揭示漾濞大泡核桃抗性机制奠定了理论依据。     

油菜矮秆突变WRKY转录因子cDNA克隆及表达分析

以甘蓝型油菜为材料,利用已建立的抑制性消减文库(SSH),采用RACE技术克隆到1个植物WRKY转录因子相关基因,命名为BnD11,其cDNA全长1034 bp,含有810 bp的完整开放阅读框,编码269个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与拟南芥WRKY40氨基酸序列相似性为79%,与拟南芥中编码WRKY-DNA结合蛋白40基因的氨基酸序列相似性达78%,与其它多种植物的WRKY转录因子的氨基酸序列也有较高的相似性。半定量RT-PCR对BnD11进行组织特异性表达分析显示:在正常生长条件下,BnD11在野生型和矮秆油菜的各个组织中均有表达,但在矮秆突变的根、茎、茎尖的相对表达量明显高于野生型。研究表明,BnD11功能区段具有很高的保守性,可能参与了油菜的茎秆发育。     

黄毛草莓F-box蛋白基因FnFBOX1及其启动子的克隆和表达分析

探索黄毛草莓FnFBOX1参与草莓胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染过程中的抗病反应和pFnFBOX1启动子的转录活性,为研究FnFBOX1抗炭疽病功能奠定基础。以黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis Schidl.)为研究对象,通过RT-PCR技术克隆FnFBOX1的cDNA序列。通过氨基酸序列比对、进化树分析、亚细胞定位、启动子克隆并构建瞬时表达载体、组织特异性表达分析,最后用荧光定量分析了抗病的黄毛草莓和感病的‘妙香 3’草莓在水杨酸(SA)和胶孢炭疽菌胁迫下FnFBOX1的表达水平变化。结果表明,FnFBOX1的ORF全长为1 227 bp,编码408个氨基酸。氨基酸序列比对和进化树分析发现FnFBOX1与森林草莓(Fragaria vesca)FvFBOX1同源性最高。亚细胞定位结果显示FnFBOX1定位于细胞核。克隆的FnFBOX1启动子长度为821 bp,构建pFnFBOX1的瞬时表达载体pFnFBOX1∷GUS。瞬时转化烟草后对其进行组织化学染色分析和GUS活性测定,结果表明,pFnFBOX1具有驱动下游基因转录的活性,且胶孢炭疽菌和SA可促进FnFBOX1启动子启动的GUS活性的提高。荧光定量PCR分析表明,FnFBOX1在黄毛草莓的不同组织中均有表达。抗病黄毛草莓和感病‘妙香 3’草莓均进行接种胶孢炭疽菌和喷施SA处理,结果显示,黄毛草莓接种胶孢炭疽菌12 h后FnFBOX1表达量达到最高,是0 h的6.3倍;SA处理24 h时,其表达量达到最高,是0 h的7.9倍。‘妙香 3’草莓也响应胶孢炭疽菌和SA处理,但FBOX1表达量比黄毛草莓低。     

糜子抗旱节水相关基因PmMYB的克隆及表达分析

根据在糜子抗旱节水分子基础研究中获得的一个糜子MYB基因的EST序列, 以其序列及水稻MYB18基因的序列为基础设计引物, 扩增得到1 739 bp的全长基因组序列。序列分析表明, 其包含121 bp(347~467 bp)和93 bp(599~691 bp)的两个内含子, 3个外显子; 全长cDNA序列为1 525 bp, 其中3′非翻译区为212 bp, 5′非翻译区为41 bp, 编码区为1 272 bp, 共编码424个氨基酸, C-端存在一个丝氨酸(Ser, S)丰富区。该基因具有两个典型的MYB类转录因子基因的DNA结合区(DNA-binding domain), 分别为13~63、66~114位氨基酸, 属于典型的R2R3-MYB转录因子。对其与水稻、玉米、火炬松、拟南芥、辣椒、陆地棉、大麦及茄子等9种植物的MYB基因的R2、R3重复区的氨基酸序列多重比较, 表明R2R3重复序列在植物中具有较高的保守性; 基于氨基酸序列的编码区系统进化树分析表明, 不同植物的MYB基因遗传分化很大, 序列相似性为32%~84%, 其中糜子MYB基因与水稻的MYB18相似程度最高(84%), 与大麦和玉米的相似性分别为46%和41%。通过半定量RT-PCR对其表达模式分析表明, 该基因在水分胁迫和干旱后复水条件下上调表达, 与糜子抗旱节水紧密相关。该基因的克隆为进一步探讨利用该基因改良其他植物的抗旱节水性奠定了良好的基础。     

岷江百合类萌发素蛋白基因LrGLP2的克隆及表达特性分析

类萌发素蛋白是植物中普遍存在的一类可溶性糖蛋白,在植物抗逆胁迫中起着重要作用。依据岷江百合编码GLP的EST序列设计引物,采用快速扩增cDNA末端技术,从岷江百合犯ilium regale Wilson）克隆得到一个新的GLＰt基因的全长eDNA序列,命名为LrGLP2。LrGLP2全长cDNA为921bp,含有654bp的开放阅读框,49bp5’非编码区以及218bp3’UTR,编码217个氨基酸的蛋白质。LrGLP2编码蛋白质与已知植物GLPs家族成员间的同源性和聚类分析表明LrGLP2与来源于水稻（Oryza sativa）、节节麦似egilopstauschii）、葡萄（Vitis vinifera）中的GLPs具有较高的相似性。qRT-PCR分析显示,LrGLP2在岷江百合正常生长发育的根中有一定量的表达,而在茎和叶中几乎检测不到表达量。水杨酸、茉莉酸以及H202处理均不同程度抑制LrGLP2的转录水平,但乙烯处理能明显诱导LrGLP2的表达。此外,岷江百合接种尖孢镰刀菌（Fusari—umoxysporumfsp．tiliO后,LrGLP2在接种后2h表达迅速上调,12h表达量急剧上升,至24h表达量达到最大值,之后表达量下降,可见￡rGLP2参与岷江百合对尖孢镰刀菌的防卫反应。     

西伯利亚蓼钙调蛋白基因的克隆及其在盐胁迫下的表达

已从西伯利亚蓼叶中cDNA文库中获得的钙调蛋白EST序列,采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆了具有完整编码区的钙调蛋白基因的cDNA序列（GenBank登录号GQ988382）,命名为PsCaM。该基因全长615bp,编码区为450bp,编码149个氨基酸,5＇非翻译区为63bp,3＇非翻译区为102bp。同源性分析表明,该蛋白与其他植物钙调蛋白高度保守,氨基酸同源性高达98%。用实时荧光定量PCR研究3%NaHCO3胁迫下西伯利亚蓼基因表达的结果显示,自然条件下,该基因在叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低;盐胁迫下CaM在西伯利亚蓼的地下茎、茎和叶中均有表达,表达模式不同。     

二色补血草硫氧还蛋白(Trx)的克隆和表达分析

从二色补血草cDNA文库中分离出1个硫氧还蛋白基因全长cDNA序列。基因全长1138bp,其中,5’非翻译（UTR）区128bp,3＇非翻译区212bp,开放阅读框（ORF）全长798bp,编码265个氨基酸,编码蛋白的分子量为28．58kDa,理论等电点（pI）为9．68。BlastP分析表明二色补血草Trx与拟南芥Trx序列同源性为52％,与葡萄7h序列同源性为76％,从11个物种的氨基酸多序列比对可以看出Trx氨基酸序列保守性较高。实时定量RT-PCR方法检测低温、NaCl和PEG胁迫不同时间后的基因在二色补血草中表达模式的结果表明,NaCl能诱导Trx基因在二色补血草叶中表达,胁迫24h后达到高峰,而聚乙二醇和低温处理则抑制Trx在二色补血草根和叶的表达。     

苦荞查尔酮合成酶基因CHS的结构及花期不同组织表达量分析

采用同源克隆、染色体步移和RT-PCR技术,首次克隆到苦荞查尔酮合酶基因（CHS）的全长DNA序列和cDNA开放阅读框（ORF)序列. 序列分析表明,苦荞CHS DNA序列（GU172165）全长1 632 bp,含1个445 bp的内含子;cDNA编码区（HM852753）全长1 188 bp,编码395个氨基酸,命名为FtCHS. 生物信息学分析表明,FtCHS和推导的氨基酸序列与其它植物CHS基因同源率在95%以上,含有CHS多基因家族的标签序列（GFGPG）、活性位点、底物结合口袋位点和环化反应口袋位点. 半定量RT-PCR分析苦荞花期FtCHS空间表达模型表明,其表达量未成熟种子＞叶＞茎＞花＞根＞成熟种子,与苦荞芦丁含量的分布基本一致,具有组织特异性.     

栀子ERF基因的克隆及其在果实成熟过程中的表达

乙烯反应元件因子(ethylene-responsive element-binding factor,ERF)是一类植物DNA结合蛋白,是乙烯信号传导过程中的一类转录因子,与植物的生长发育和生理过程有关。从栀子(Gardenia jasminoidesEllis)果实的cDNA文库中筛选获得栀子乙烯反应元件因子GjERF的cDNA。该基因全长962 bp,5’端非翻译区长82 bp,3’端非翻译区长100 bp,预测ORF为780 bp,编码259个氨基酸,分子量为28.6 kD。序列分析表明GjERF含有59个氨基酸构成的AP2/ERF结构域及N端的MC(MCGGAII)模体,它属于ERF家族的第Ⅶ亚类。RT-PCR分析表明GjERF基因在栀子成熟叶片中的表达高于在果实中的表达,并且在果实中的表达与果实的成熟过程无关。     

辣椒CaWRKY14转录因子的生物学特性研究

WRKY转录因子是植物响应病原菌胁迫最重要的转录因子之一,且参与抗病反应及信号传导通路的调控。为研究辣椒WRKY基因的生物学特征,以辣椒高抗疫病材料CM334为试材,克隆获得响应疫霉菌诱导的转录因子CaWRKY14。生物信息学分析表明,该基因DNA全长2 530 bp,cDNA全长1 662 bp,含有5个内含子,编码553个氨基酸,含有1个WRKY保守结构域,属于Group Ⅱ(b)。实时荧光定量表达分析表明,CaWRKY14不仅受ABA和疫霉菌胁迫诱导表达,且表达量分别在12 h和24 h时达到峰值,分别是对照的8.54和8.04倍,同时也受高盐、热激和干旱胁迫诱导。利用VIGS技术对CaWRKY14转录因子进行沉默后发现,抗病材料CM334接种疫霉菌后趋于发病。研究表明,CaWRKY14基因在辣椒响应疫霉菌胁迫进程中可能发挥着重要作用。     

WRKY转录因子功能的多样化

WRKY是植物中一类重要的转录因子家族,其共同的特点是含有高度保守的核心氨基酸序列WRKYGQK,在C-末端有一个锌指结构。WRKY受到病原菌、损伤、SA(salicylic acid)等因子的诱导后表达,特异性识别(T)(T)TGAC(C/T)序列(W-box),调节基因的表达而参与许多生理过程,如抗病、损伤、生长发育以及衰老等。该文主要介绍了WRKY的结构特点及其功能的研究进展。     

小麦富含亮氨酸重复（LRR）蛋白基因TaLRI1的克隆及其特征分析

在水分胁迫反应基因表达谱分析的基础上,采用RACR技术,从‘洛旱2号’小麦中克隆了一个编码富含亮氨酸蛋白的cDNA全长,命名为TaLRI1。序列分析显示,TaLRI1的cDNA全长为2657bp（GenBank登录号为GU593320）,其中5＇-非翻译区47bp,3＇-非翻译区1314bp,开放阅读框1296bp,可编码431个氨基酸。进一步分析显示,TaLRI1基因编码的蛋白具有典型的富含亮氨酸N末端保守域和富含亮氨酸的核酸酶抑制因子保守域,该蛋白为弱酸性蛋白,等电点为5.69,无明显的疏水/亲水区域。三维结构预测显示,TaLRI1蛋白以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为骨架,可形成弧状的螺线管结构以及一对侧臂凸起。RT-PCR分析表明,水分胁迫过程中,TaLRI1基因在根系中的表达量呈先升高后降低的趋势,以胁迫处理12h的表达量最高,推测该基因在水分胁迫反应过程中发挥重要功能。     

LeWRKY1基因的克隆及分析

采用RT-PCR和RACE技术克隆了番茄LeWRKY1 cDNA（Genbank登录号为FJ654265）全长,用生物信息学的方法对其进行分析,预测其编码的蛋白的定位和功能。同时利用Northern杂交技术分析了JA（jasmonic acid）或SA（salicylic acid）刺激时LeWRKY1在野生型番茄和番茄JA不敏感突变体jail（JASMONATE-INSENSITIVE1）及番茄JA生物合成突变体spr2（prosystemin-mediated responses2）中的表达情况。LeWRKY1 cDNA序列全长1 740 bp,阅读框1 083 bp。生物信息学分析表明LeWRKY1含有1个WRKY结构域和1个C_2H_2型锌指结构。LeWRKY1可能是一种定位于细胞核的DNA结合蛋白,并可能具有转录调控、信号传导功能。表达分析推测LeWRKY1的表达是JA依赖而非SA依赖性的,且LeWRKY1的表达不依赖于生物体内JA的从头合成。