苦荞锌指蛋白基因FtLSD1的克隆及其对非生物胁迫的应答

根据苦荞(Fagopyrum tataricum)花期转录组数据,分别以苦荞DNA和cDNA为模板,克隆得到1个苦荞C2C2型锌指蛋白基因FtLSD1(GenBank登录号KP252134)的DNA序列和cDNA序列,采用实时荧光定量PCR方法,研究了FtLSD1基因在非生物胁迫下的表达模式。结果显示:苦荞FtLSD1基因DNA全长2 427bp,由6个外显子和5个内含子构成,符合GU-AG剪切原则;cDNA序列包含一个528bp开放阅读框,编码175个氨基酸,具有LSD1家族的典型结构域;UV-B照射和水杨酸处理均能使FtLSD1基因的表达量上升,且UV-B处理在6h达到最大,为0h(CK)的3.84倍;水杨酸处理于10h达到最大,为0h(CK)的3.44倍,而4℃冷胁迫下该基因表达量保持稳定。推测该基因可能参与苦荞抗UV-B和高浓度水杨酸等非生物胁迫的应答反应,为苦荞的抗逆性研究提供新的视角。     

鲤鱼中Sox9b基因的克隆和表达

Sox9基因是一个重要的转录调控因子,参与性别决定及软骨等多种组织和器官的发育过程。本研究利用简并引物扩增鲤鱼基因组DNA,首次发现在鲤鱼中存在两种形式的Sox9基因。二者在保守盒区编码的氨基酸序列相同,并都存在一个内含子,但内含子序列差异很大,分别长704bp和616bp。在此基础上采用RACE技术克隆了鲤鱼Sox9b基因的5’端和3’端,通过拼接获得了2447bp 的全长cDNA序列,编码428个氨基酸。其中96-174位共79个氨基酸为HMG保守盒。将鲤鱼Sox9b基因与三刺鱼等九种动物的氨基酸序列相比较发现,它们的同源性高达75%以上,显示Sox9 基因在进化中较保守。应用半定量RT-PCR技术对成体鲤鱼不同组织中Sox9b基因的表达进行了分析,结果表明该基因广泛表达,尤以脑及精巢中表达最为丰富。     

鲤鱼中Sox9b基因的克隆和表达

Sox9基因是一个重要的转录调控因子,参与性别决定及软骨等多种组织和器官的发育过程。本研究利用简并引物扩增鲤鱼基因组DNA,首次发现在鲤鱼中存在两种形式的Sox9基因。二者在保守盒区编码的氨基酸序列相同,并都存在一个内含子,但内含子序列差异很大,分别长704bp和616bp。在此基础上采用RACE技术克隆了鲤鱼Sox9b基因的5’端和3’端,通过拼接获得了2447bp的全长cDNA序列。编码428个氨基酸。其中96—174位共79个氨基酸为HMG保守盒。将鲤鱼Sox9b基因与三刺鱼等九种动物的氨基酸序列相比较发现。它们的同源性高达75％以上,显示soz9基因在进化中较保守。应用半定量RT—PCR技术对成体鲤鱼不同组织中Sox9b基因的表达进行了分析。结果表明该基因广泛表达,尤以脑及精巢中表达最为丰富。     

白皮黄瓜鲨烯合酶基因cDNA克隆及生物信息学分析

为认识葫芦科植物中葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因结构特征,克隆白皮黄瓜鲨烯合酶(squalene synthase,SS)基因c DNA并进行生物信息学分析。根据葫芦科植物绞股蓝、罗汉果、红花栝楼等的鲨烯合酶基因cDNA序列,设计白皮黄瓜鲨烯合酶引物,分别采用3'RACE和5'RACE技术扩增鲨烯合酶基因3'端和5'端。获得白皮黄瓜鲨烯合酶基因的两个cDNA克隆,命名为CsSS1和CsSS2,其cDNA序列全长分别为1 627 bp和1 534 bp,都编码417个氨基酸残基,分子质量为47.6 k D。成功克隆得到白皮黄瓜鲨烯合酶基因全长cDNA序列并对其进行序列分析,后续可用于葫芦素生物合成途径所需鲨烯合酶基因正选择位点功能分析。     

广东虫草邻氨基苯甲酸合酶基因克隆及不同实验条件下的表达

【背景】邻氨基苯甲酸合酶(TrpE)广泛存在于植物和微生物中,参与色氨酸和生长素的生物合成,在生长发育及胁迫响应过程中具有重要的作用。广东虫草(Tolypocladium guangdongense)是华南地区特有的一种极具开发价值的虫草资源。【目的】明确TgtrpE基因特征,并探究该基因在不同发育时期和不同温度下的表达模式。【方法】从广东虫草中克隆TgtrpE编码区序列,并进行生物信息分析和系统发育分析,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析TgtrpE在广东虫草中不同发育时期及温度胁迫下的表达模式。【结果】TgtrpE编码区序列长度为1613bp(DNA)和1563bp(cDNA),编码521个氨基酸,预测其蛋白分子量约为56.86kD。系统发育分析显示,TgTrpE蛋白与子囊菌中的TrpE蛋白聚为一个分支,与奇异弯颈霉(Tolypocladiumparadoxum)和头状弯颈霉(Tolypocladiumcapitatum)具有较高的相似性。RT-qPCR结果表明:在广东虫草原基和幼嫩子实体的发育过程中,TgtrpE显著上调,而在成熟子实体期该基因显著下调;在温度胁迫过程中,TgtrpE显著下调表达。【结论】TgtrpE可能在广东虫草原基形成、子实体发育及温度胁迫响应过程中具有重要调控作用。     

小麦盐胁迫相关基因TabHLH13的克隆与分析

在对小麦全长cDNA克隆进行大规模测序及转录因子功能研究过程中,筛选到一个与盐胁迫相关的bHLH转录因子基因,将其命名为TabHLH13。TabHLH13的全长cDNA序列为1072 bp,开放阅读框为720 bp,编码一个具有240个氨基酸残基的bHLH转录因子;对TabHLH13的基因组和cDNA序列比较分析表明该基因包括5个外显子和4个内含子;同源序列分析发现,TabHLH13与来自大麦和短柄草中的bHLH蛋白序列相似性最高,分别为96.2%和90.5%;电子定位发现TabHLH13位于小麦第7同源群的7DL上;亚细胞定位结果表明,TabHLH13编码一个定位在细胞核中的蛋白;组织表达特性分析表明该基因在小麦根、茎、叶、颖壳、雌蕊和花药中均有较强的表达;半定量RT-PCR与qRT-PCR结果表明TabHLH13是一个受盐胁迫诱导表达的基因。     

长柄链格孢四个二甲酰亚胺类杀菌剂胁迫差异表达基因的克隆与序列分析

为了阐明烟草赤星病病原真菌长柄链格孢Alternaria longipes对二甲酰亚胺类杀菌剂(DCFs)抗性的分子机理,前期克隆了16个DCFs胁迫差异表达基因的部分cDNA片段.为了利用基因敲除技术进一步分析这些差异表达基因的功能,本研究选取4个差异表达基因,即AlATP7、AlCIT1、AlGLUT和AlHSP88,应用DNA Walking技术对它们两侧的未知序列进行克隆.DNA测序和Blast搜索表明,AlATP7基因开放阅读框为712 bp,含4个外显子和3个内含子,编码169个氨基酸;AlCIT1、AlGLUT和AlHSP88基因未克隆到全长序列,5′末端还有200-300bp才到达翻译起始密码子ATG;在这些DNA序列中,AlCIT1基因长1 214 bp,含1个内含子,编码386个氨基酸;AlGLUT基因长1 308 bP,含1个内含子,编码417个氨基酸;AlHSP88基因长2 087bp,含2个内含子,编码628个氨基酸.与其他丝状真菌的氨基酸序列同源性比对发现,AlATP7和线粒体ATP合酶D亚基、AlCIT1和柠檬酸合成酶、AlGLUT和主要易化子超家族(MFS)类型葡萄糖转运子、AlHSP88和热休克蛋白HSP88分别具有很高的同源性.同时,还对4个DCFs胁迫差异表达基因的系统发育进行分析.基于这些蛋白功能的文献报道和前期的研究,推测A.longipes存在着一种新的DCFs抗性机制:A.longipes利用MFS类型葡萄糖转运子将DCFs排除到细胞外解毒,线粒体ATP合酶和柠檬酸合成酶参与能量供给,而热休克蛋白AlHSP88可能在该机制中促进一些重要蛋白的正确折叠和修复过程中发挥重要作用.     

青花菜雄性不育相关基因BoDHAR的克隆与表达分析

以一个与甘蓝显性核不育相关的差异表达片段的序列为信息探针,通过在NCBI与TAIR网站数据库中进行同源EST序列搜索,经人工拼接、RT-PCR、PCR克隆与序列分析,获得了青花菜脱氢抗坏血酸还原酶DHARdehydroascorbatereductase基因的cDNA与DNA全长序列,命名为BoDHAR。并利用双链接头介导PCR的染色体步行技术(genomewalking)克隆了其上游644bp的5′端序列。所获的BoDHAR基因全长1486bp,存在两个内含子,DNA编码区序列633bp,编码210个氨基酸;序列分析表明BoDHAR与同源基因AT1G19570.1cDNA序列有82.3%的一致性,推导的氨基酸序列有79.6%的一致性;编码的水溶性蛋白存在多个磷酸化位点;5′端上游区存在明显的转录调控序列。半定量RT-PCR结果表明BoDHAR在可育系花蕾中的表达量明显高于不育系花蕾,在花药中的表达明显高于其它部位。     

紫花苜蓿逆境胁迫诱导相关转录因子MsDREB1基因克隆与分析

利用RT-PCR方法,从紫花苜蓿中扩增得到一个新的转录因子MsDREB1基因cDNA,克隆该cDNA并进行序列分析,结果表明该cDNA包含一个长651bp的开放阅读框,编码一条含216个氨基酸的多肽,分子量约为24．9kDa,等电点为6．11。蛋白质Blast数据显示,该多肽属于EREBP／AP2家族DNA结合蛋白的典型成员。进一步克隆了该基因的基因组DNA,序列分析表明该基因无内含子。Southern blot分析表明,该基因在紫花苜蓿基因组中以2拷贝存在。     

苦荞转录因子基因FtbHLH4的克隆及其对非生物胁迫的应答

根据苦荞花期转录组数据,克隆得到1个苦荞bHLH类转录因子基因,命名为FtbHLH4。采用实时荧光定量PCR技术,分析了非生物胁迫对苦荞芽期FtbHLH4基因表达的影响。序列分析表明,苦荞FtbHLH4基因DNA全长1 852bp,由7个外显子和6个内含子构成,符合GT-AG剪接原则;cDNA序列包含1个1 062bp的开放阅读框,编码353个氨基酸,具有bHLH类蛋白典型的螺旋-环-螺旋保守结构域。在脱落酸(ABA)、NaCl和PEG模拟干旱胁迫下,苦荞芽期FtbHLH4基因表达量均持续上升,至48h时达最大,分别为胁迫前的11.3倍、12.0倍和6.1倍。而在冷胁迫和UV-B胁迫下,苦荞芽期FtbHLH4基因表达量迅速下降,分别于6h和12h降低至胁迫前的24%和23%。研究推测FtbHLH4基因以不同机制参与了苦荞对非生物胁迫的应答过程。     

用单性结实基因2A11-iaaM转化罗汉果的研究

为了实现罗汉果生产中免除人工授粉和果实无籽化,该研究利用pBI121-Gus构建果实特异启动子2A11与生长素合成相关基因iaaM的嵌合基因(2A11-iaaM)过量表达载体,以罗汉果雌株叶盘为材料,采用农杆菌介导法建立罗汉果高效遗传转化体系,转化和创制单性结实罗汉果种质,通过基因特异引物对的PCR扩增,初步检测出转基因阳性植株,将之移栽大田,观察转基因植株的单性结实性的表现。结果表明:构建罗汉果单性结实性相关的pBAI-Gus植物双元表达载体获得成功;建立了农杆菌介导的罗汉果叶盘遗传转化优化体系,即农杆菌菌液OD_(600)值为0.3～0.5,侵染10 min,最优选择培养基为MS+TDZ 0.7 mg·L~(-1)+IBA 0.5 mg·L~(-1)+Kan 5 mg·L~(-1)+Cef 300 mg·L~(-1);经PCR鉴定共获得4株转基因阳性雌株;将阳性植株扩繁后移栽田间,经田间调查发现,24株阳性扩繁植株中有5株正常开花,占总植株数的20.8%,且其子房未经人工授粉发育成幼果,表现单性结实性。在载体构建和农杆菌介导的罗汉果遗传转化体系优化的基础上,将外源单性结实相关嵌合基因整合进罗汉果基因组并得到表达,为后续研究单性结实罗汉果的遗传生理,创制转基因罗汉果单性结实新种质,以及克服其产业化中需要人工授粉和无籽化提供了理论和应用基础。     

龙胜县丘陵山区土壤与罗汉果重金属含量及潜在生态危害评价——以宝赠村为例

桂林市龙胜县作为罗汉果的三大主产区之一,种植区土壤重金属含量及罗汉果质量影响到该区罗汉果产业的健康发展。为探索龙胜县丘陵山区典型贫困村罗汉果园的安全性,该文研究了宝赠村典型罗汉果园土壤及罗汉果果实中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞7种重金属含量,并采用Hankanson指数法分析了其潜在生态风险。结果表明:(1)龙胜丘陵山区罗汉果园土壤(0~10 cm,10~20 cm)重金属含量均达到国家农业用地土壤筛选值标准(GB15618-2018),其中0~10 cm土壤中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞的含量分别为3.67、18.00、58.39、17.01、0.10、28.57、0.08 mg·kg^-1,10~20 cm土壤中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞的含量分别为1.93、12.56、21.47、10.51、0.04、17.09、0.02 mg·kg^-1。(2)在0~10 cm和10~20 cm土层中,重金属的生态风险状况总体上处于轻微生态风险等级,综合生态风险指数分别为105.29和38.96;0~10 cm土层不同重金属潜在的生态风险顺序为汞>镉>铅>铜>砷>锌>铬,汞、镉的生态风险分别为50.16、42.05,在总重金属风险中贡献率分别占所有重金属的47.6%和39.9%,已达中等生态风险等级;在10~20 cm土层中,7种重金属的生态风险大小关系为镉>汞>铜>铅>砷>铬>锌。(3)研究区罗汉果果实中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞的含量分别为0.00024、0.273、1.10、0.0016、0.00013、0.00013、0.00012 mg·kg^-1,其生态风险状况均处于轻微风险等级,7种重金属的生态风险顺序为汞>铜>镉>锌>铅>砷>铬,综合生态风险指数为0.21193,几乎不存在生态风险。因此,在龙胜县丘陵山区典型贫困村——乐江镇宝赠村推广种植的罗汉果达到了安全质量标准。     

甜瓜乙烯应答因子基因在果实发育成熟过程中的表达特性

根据已报道的甜瓜CMe-ERF1和CMe-ERF2基因cDNA序列设计合成特异性引物,应用RT-PCR技术从甜瓜品种‘河套蜜瓜’成熟果实中克隆得到CMe-ERF1和CMe-ERF2基因cDNA全长编码区序列,分别为498bp和822bp.序列比对分析表明,得到的cDNA序列与已报道的Andes甜瓜相应基因的cDNA序列完全一致.果实不同发育时期实时定量PCR检测结果表明,CMe-ERF1、CMe-ERF2基因表达与甜瓜果实成熟及乙烯生成量显著相关,表明该基因可能对果实成熟起重要作用.     

罗汉果果肉中糖类物质组成与含量分析

罗汉果果实中富含糖分,糖类物质的组成及其含量对果实的内在品质有重要影响,然而多年来对其品质的研究多集中在罗汉果苷上,果实中可溶性糖种类与含量迄今尚未见有系统地报道。该研究以干燥的罗汉果果实为材料,采用PMP柱前衍生化一高效液相色谱紫外检测法、高效液相色谱示差折光检测法分别检测果肉中可溶性糖的种类与含量,并进行方法学考察。结果表明:PMP柱前衍生化一高效液相色谱紫外检测法只能检出罗汉果果实中存在的2种还原性醛糖——葡萄糖、甘露糖;而高效液相色谱示差折光检测法则可一次性检出葡萄糖、果糖、蔗糖、棉籽糖、多糖5种糖分。与柱前衍生化法相比,高效液相色谱示差折光检测法更适合用来全面分析罗汉果果实中糖分的种类和含量。不同罗汉果品种果实中糖的组分一致,但含量有显著差别。另外,样品的干燥方式会影响果实中的总糖及各组分的相对含量。冻干果肉中蔗糖和葡萄糖相对含量最高,烘干则导致蔗糖和葡萄糖下降,果糖与多糖相对含量增加。     

罗汉果花气味物质量化分析方法研究

罗汉果(Siraitia grosvenorii)是葫芦科著名的药食两用植物,广泛种植于广西桂林地区,其开花后传粉不良现象迫切需要研究解决。为了探讨罗汉果花朵气味物质与传粉者访花频率的关系以及查明传粉不良产生的原因,该文选择罗汉果雄花为材料,研究了罗汉果花朵气味物质的量化分析方法。实验采用动态顶空吸附法收集新鲜花朵的气味物质,经过洗脱、洗脱液吹氮和GC-MS分析等步骤,先后完成了花朵气味物质的收集、浓缩、分离和鉴定,最后以峰面积归一化法计算各化学组分的相对含量。结果表明:从供试花朵中检测到挥发性组分(包括萜烯类物质) 5种,以及芳香烃类、烷烃类、酯类物质各1种,其中萜烯类物质的相对含量达71.07%,是供试花朵最主要的挥发性化合物。该结果高度符合葫芦科植物花朵气味的化学组分特征,并具有良好的实验重复性,表明该实验体系是收集和鉴定罗汉果花朵气味组分的理想方法,为后续开展罗汉果花气味物质研究奠定了重要基础。同时通过与葫芦科多种植物比较,发现罗汉果的花朵气味物质可能存在雌雄二型性。     

Cloning and Characterization of a Root-specific Expressing Gene Encoding 3-hydroxy-3-methylglutaryl Coenzyme a Reductase from Ginkgo biloba

3-Hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase (HMGR, EC: 1.1.1.34) catalyzes the first committed step in mevalonic acid (MVA) pathway for biosynthesis of isoprenoids. The full-length cDNA encoding HMGR was isolated from Ginkgo biloba for the first time (designated as GbHMGR, GenBank accession number AY741133), which contained a 1713 bp ORF encoding 571 amino acids. The GbHMGR genomic DNA sequence was also obtained, revealing GbHMGR had four exons and three introns. The deduced GbHMGR protein showed high identity to other plant HMGRs and contained two trans-membrane domains and a catalytic domain. The three dimensional model of GbHMGR represented a typical spatial structure of HMGRs. The Southern blot and RT-PCR assay results indicated that GbHMGR belonged to a small gene family, and expressed in a tissue-specific manner with a low level expression being only found in root. The potential significance of GbHMGR gene was also discussed.     

沙田柚无机焦磷酸酶基因的cDNA克隆及序列分析

植物自交不亲和性是植物生殖过程中普遍存在的一种现象,是植物特异性识别并拒绝自身花粉或亲缘关系很相近的花粉的一种遗传机制。无机焦磷酸酶(inorganic pyrophosphatase,IPPase)在植物生长发育方面起重要作用。该研究根据沙田柚花柱消减文库中EST序列(无机焦磷酸酶基因内部片段),设计了2对特异引物5'-GSP1,5'-n GSP1,3'-GSP2 and 3'-n GSP2,通过SMART-RACE PCR技术从所构建的沙田柚花柱抑制性消减文库中克隆了沙田柚无机焦磷酸酶基因的c DNA全长序列,利用Blastn、DNAman和Expasy软件对所克隆的基因进行同源性分析,以及基因编码的氨基酸的分子量、等电点、疏水性等理化性质分析。结果表明:IPPase基因c DNA全长为1 136 bp(Gen Bank登录号为KF990474),开放阅读框(ORF)全长为654 bp,共编码217个氨基酸,包括170 bp 5'UTR和312 bp的3'UTR;编码的蛋白质的分子量为24.4 k Da,等电点为5.96;蛋白结构域分析显示沙田柚IPPase与焦磷酸酶具有相同的保守结构域;对沙田柚IPPase蛋白质序列进行疏水性分析,结果表明沙田柚IPPase基因编码的肽链中疏水性最大值约为3.21,最小值约为-2.98,属于亲水性蛋白,无跨膜区域;Blastn搜索的结果显示,沙田柚IPPase基因序列与多种植物的IPP基因高度同源;序列分析表明,沙田柚IPPase基因核苷酸的同源性与毛果杨(Populus trichocarpa)和橡胶树(Hevea brasiliensis)IPPase基因均为87%;氨基酸序列与克莱门柚(Citrus clementina)无机焦磷酸酶完全一致。该研究结果可为深入研究无机焦磷酸酶在沙田柚自交不亲和中的作用机理提供基础。     

Cloning,characterization and TBT exposure response of CuZn superoxide dismutase from Haliotis diversicolor supertexta

The full-length cDNA and genomic DNA of a cytoplasmic copper, zinc superoxide dismutase (CuZn-sod) were cloned from the hepatopancreas of small abalone Haliotis diversicolor supertexta by RT-PCR, RACE and TAIL PCR. The full-length cytoplasmic CuZn-sod cDNA (designated sasod) comprises 984 bp. Its ORF encodes a polypeptide of 154 amino acids with a predicted molecular mass of 15.7 kDa and theoretical isoelectric point of 6.30. The deduced amino acid (designated saSOD) shares a common consensus pattern with the SODs of vertebrate and invertebrate animals. The full-length sasod genomic DNA comprises 5,574 bp, containing five exons and four introns. The splice donor and acceptor sequence of the four introns is 5′GT-AG3′. Real time quantitative PCR analysis revealed that sasod expression level in hepatopancreas of small abalone was no significant difference at 2, 6, 48 and 192 h post TBT exposure (P > 0.05). However, the sasod expression level at 12 and 24 h post TBT exposure was decreased significantly (P < 0.05).     

地黄RgCDPK基因的克隆与表达分析

钙依赖型蛋白激酶(calcium-dependent protein kinases, CDPKs)是高等植物细胞中重要的钙离子信号受体,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着重要作用。该研究以地黄为材料,设计特异引物,克隆地黄RgCDPK基因全长序列,并使用在线软件进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR技术进行组织特异性分析。结果表明:(1)克隆得到的地黄CDPK基因长度为1 770 bp,编码589个氨基酸;(2)多序列比对和结构分析显示,该蛋白含有钙依赖蛋白激酶典型结构域丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶区及EF-手性区。系统进化分析表明其与拟南芥 AtCDPK28 的同源关系最近,因此命名为RgCDPK(Genbank登录号为MT024235);(3)组织特异性分析得出RgCDPK在地黄叶中表达量最高。该研究成功克隆出地黄CDPK基因,且发现该基因在不同组织中的表达存在差异,为以后深入研究CDPK在地黄连作障碍等生物及非生物胁迫中的分子机制提供理论基础。     

Characterisation of the beta-tubulin gene of Cylicocyclus nassatus

mRNA and genomic DNA were isolated from adult Cylicocyclus nassatus, and the mRNA was reverse transcribed. The cDNA was PCR amplified using degenerate primers designed according to the alignment of the β-tubulin amino acid sequences of other species. To complete the coding sequence, the 3′ end was amplified with the 3′-RACE, and for amplification of the 5′ end the SL1-primer was used. The cDNA of the β-tubulin gene of C. nassatus spans 1429 bp and encodes a protein of 448 amino acids. Specific primers were developed from the cDNA sequence to amplify the genomic DNA sequence and to analyse the genomic organisation of the β-tubulin gene. The complete sequence of the genomic DNA of the β-tubulin gene of C. nassatus has a size of 2652 bp and is organised into nine exons and eight introns. The identities with the exons of the gru-1 β-tubulin gene of Haemonchus contortus range between 79% and 97%.