甘蔗ACC氧化酶基因片段的克隆与序列分析

1- 氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）氧化酶是植物乙烯合成的一个关键酶,乙烯作为一种内源激素,对植物生长、老熟过程有多方面的调节作用。根据报道的各种植物ACC氧化酶氨基酸序列上前后两个保守区设计两个简并引物,以甘蔗总DNA为模板,通过PCR扩增到一个940bp的基因片段。将片段序列在MCBI的BLAST软件上进行同源性搜寻,显示的63个序列全部是ACC氧化酶基因,因而认为克隆到的片段就是甘蔗ACC氧化酶基因的一个成员。经对不同植物来源的ACC氧化酶基因家族进行比较分析,去除一个103bp的“内含子“后,推导的氨基酸序列为279个残基,占推测全长氨基酸残基总数的86％左右。经同源性分析,序列与毛竹和水稻ACC氧化酶的同源率达到86％。系统进化分析表明,该序列最先与水稻、其次和香蕉的ACC氧化酶聚类,然后再与双子叶植物的ACC氧化酶聚类,符合按形态特征分类的血缘关系。基因的获得对下一步了解乙烯的合成表达与甘蔗生长、成熟过程之间的关系奠定了基础。     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg／L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9．5％,番茄的贮存期在50天以上。     

鲜切花保鲜相关调控基因研究进展

对切花保鲜相关调控基因：ACC氧化酶基因（CAO）,ACC合成酶基因（ACS）,ert-1基因和切花保鲜相关调控因子;乙醇、乙醛、DPSS和钴等做一综述。     

香蕉果实成熟相关基因ACO1启动子区的克隆及其功能初探

根据已报道的香蕉课实表达ACC氧化酶基因（ACO1）的序列,用改进的接头连接PCR法从香蕉基因组中扩增并克隆了此基因5′旁侧区1526bp的片段,其中包含一个推测的TATA盒序列;与已公布的两个香蕉ACC氧化酶基因启动子序列（分别为934bp和1451bp）的相似性各为97．3％（Lopez-Gomez等）和88．8％（May和Kipp)。将4个含有不同大小启动子区的克隆片段与GUS基因编码区连接构建成嵌合成基因,通过基因枪轰击转入香蕉叶、根和果实的细胞后,瞬时表达结果表明不同大小的ACO1启动子区段都只在果实细胞中指导GUS基因表达,证明该启动子具有指导基因在果实中表达的功能,并推测负责果实特异性的顺式元件可能位于启动子近端0．7kb区段之内,在468至822的355bp区段内可能在与正控制有关的顺式元件。     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg/L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9.5%,番茄的贮存期在50天以上。     

柿果实ACC合成酶cDNA的克隆及其序列分析

根据其它植物ACC合成酶（1－aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase,ACS)氨基酸保守区,设计1组简并引物,用RT－PCR法,从柿（Diospyros kaki Thunb.)果实扩增出3个约1kb左右的cDNA片段,将其克隆至pGEM-T载体上,对这些重组克隆进行序列测定和氨基酸序列推导,DK－ACS1由1101个碱基组成,编码364个氨基酸;DK－ACS2是1086个碱基,编码359个氨基酸;DK－ACS3为1089个碱基,编码363个氨基酸。它们均具有其它植物ACS合成酶中存在的7个保守区和11个不变氨基酸残基,且在多肽水平上有较高的同源性。与番茄LE－ACS2的同源性DK－ACS1是60.5A%,DK-ACS2是70.7%,DK－ACS3为66．9％,与甜瓜CM－ACS1的同源性依次分别是60．4％,72．1％和64．4％。     

低双乙酰抗老化啤酒酵母工程菌的构建

用来源于啤酒酵母的γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因（GSH1）和铜抗性基因（CUP1）取代质粒pLZ-2中α-乙酰乳酸合成酶基因（ILV2）内部约2.3kb的DNA片段,构建成重组质粒pICG。限制酶酶切质粒pICG后获得在基因GSH1和CUP1两端含有ILV2序列的6.0kb的DNA片段。用此片段转化啤酒酵母YSF31,得到铜抗性高的转化子。并通过PCR和α-乙酰乳酸合成酶（AHAS）活性测定筛选到酵母工程菌。小试实验结果表明酵母工程菌谷胱甘肽含量比受体高34％,而双乙酰含量是受体的75％。其他发酵指标并没有发生改变。中试实验表明酵母工程菌发酵周期缩短3d,而且成品啤酒的保鲜时间延长50％。由于DNA操作过程中没有外源基因介入,因此啤酒酵母工程菌为生物安全的自克隆菌株,具有重要的实际应用价值。     

控制番茄果实成熟的基因工程

乙烯是植物的一种催熟激素,其合成前体是蛋氨酸(Met),它通过三步反应形成乙烯: 乙烯通过分子克隆与异源系统表达,已鉴定了腺苷甲硫氨酸(AdoMet)合成酶[反应(1)],1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合成酶[反应(2)]与ACC氧化酶[反应(3)]的编码基因。该途径的限制步骤是ACC合成酶催化的反应(2)。应用基因工程的方法已将ACC合成酶、Acc     

特异切割番茄 1-氨基环丙烷羧酸合成酶mRNA的核酶基因序列的合成与克隆

根据番茄1-氨基环丙烷羧酸合成酶(ACC合成酶)基因cDNA序列, 按照锤头状核酶作用模式, 设计合成长度分别为40mer和48mer的一对引物,经体外退火、延伸、连接,插入质粒pGEM-3Zf(+)的KpnI和BamHI位点之间,经菌落原位杂交、双酶切、聚丙烯酰胺凝胶电泳和序列分析证明,人工合成了特异切割ACC合成酶mRNA第667-669位点GUC序列的核酶基因序列。 Abstract:In order to interrupting the ACC synthase activity in tomato,a hammerhead ribozyme targeting to cleave GUC triplet at the position 667~699 of ACC synthase mRNA was established and integrated into KpnI and BanHI site of vector pGEM-3Zf(+).Four positive clones were gotten by in situ hybridization.The recombinatant plasmids were digested with restriction endonuclease KpnI and BanHI.By polyacrylamide gels electrophoresis and sequence analysis,the size and the sequence of one of the digested product was the same as those of what we expected.These results showed that the ribozyme gene sequence has been obtained.     

马铃薯gbss、ssⅡ和ss Ⅲ基因片段的融合及其RNAi载体的构建

颗粒结合淀粉合成酶（GBSS）与可溶性淀粉合成酶（SSS）是淀粉合成的关键酶,其活性大小直接影响着淀粉的直链淀粉/支链淀粉比例、淀粉链长及结构等,进而影响着其品质。利用blast及分子生物学软件DNAStar对gbss、ssⅡ和ss Ⅲ基因的cDNA序列同源性进行分析比较,选用gbss的261bp（1～261）,ssⅢ的244bp（2164～2407）,ssⅡ的281bp（161～441）的cDNA片段,并应用重叠PCR法将其拼接成一融合基因gbs3s2,构建了以CaMV 35S启动子驱动的含有"正向gbs3s2融合片段-pdk内含子-反向gbs3s2融合片段"ihRNAi的植物表达载体,为培育糊化温度低的马铃薯品系奠定基础。     

番茄ACC合酶反义基因对河套蜜瓜的转化

河套蜜瓜（CucumismeloLcvHetau）的子叶经预培养。芽诱导和生根培养,获得再生小植株,诱导率达58％。取带有番茄ACC合酶反义基因的双元载体pMQ6／JM109与农杆菌（Agrobacteriumtumefaciens）LBA4404经三亲融合后,与在MS0上萌发5d、并在MS＋1mg／LNAA培养基上预培养3d的子叶共培养48h,然后转入含50mg／L卡那霉素的MS＋6mg／LZT的芽诱导培养基中,1l个月后诱导生芽,待芽长1．5－2cm时转入生根培养基中,1－2周后可诱导产生大量的根,形成完整的转基因小植株。经PCR和分子杂交检测证明,目的基因已整合入河套蜜瓜的基因组中。     

Transformation of Cucumis melo cv. Hetau with Tomato Antisense ACC Synthase Gene

An efficient in vitro plant regeneration system of Cucumis melo L. cv. Hetau was established. Regenerated plantlets were obtained from cotyledons after preculture, shoot inducing culture and root inducing culture. A high regeneration rate was achieved up to 58%. Cucumis melo was transformed with the antisense tomato ACC synthase gene in binary vector pMQ6 via Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer. Kanamycin resistant plantlets were obtained on MS medium with 6 mg/L zeatin, 50 mg/L kanamycin and 650 mg/L cefotaximine. PCR and molecular hybridization analysis showed that tomato ACC synthase antisense cDNA was integreted into the genome of C. melo.     

1-Aminocyclopropane-1-carboxylate synthase of Penicillium citrinum: primary structure and expression in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae

A plant hormone, ethylene, is formed through 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC). A fungus, Penicillium citrinum, was found to synthesize ACC and to degrade ACC into 2-oxobutyrate and ammonia. ACC synthase, responsible for ACC synthesis in P. citrinum, was characterized on the molecular level by sequencing of N terminal and proteolytic peptides of the enzyme, and cloning and sequencing of its cDNA. The ACC synthase from P. citrinum had 430 amino acid residues and a shorter C terminal than the plant enzyme. The enzyme purified from Escherichia coli transformed with ACC-synthase-encoding DNA showed similar properties to those of the purified enzyme from P. citrinum. Saccharomyces cerevisiae with ACC synthase accumulated ACC in the medium with increasing time of incubation. The sequence of ACC synthase from P. citrinum was compared with that of the plant enzyme with discussion about important residues for catalysis.     

Molecular Cloning and Sequence of a Complementary DNA Encoding 1-Aminocyclopropane-l-carboxylate Synthase Induced by Tissue Wounding

1-Aminocyclopropane-l-carboxylate (ACC) synthase [EC 4.4.1.14 [EC] ]is the key enzyme regulating ethylene biosynthesis in higherplants. A complementary DNA encoding wound-induced ACC synthasefrom mesocarp of winter squash (Cucurbita maxima Duch.) fruitswas cloned, and its complete nucleotide sequence determined.The cloned cDNA contained an open reading frame of 1479 basepairs encoding a sequence of 493 amino acids. Identificationof the cDNA was accomplished by expression of active enzymein Escherichia coli harboring the cDNA and by the presence ofa partial amino acid sequence identical to that found in thepurified enzyme. A putative pyridoxal phosphate binding siteof the enzyme is suggested. Northern blot analysis showed thatthe ACC synthase gene was activated by tissue wounding, andits expression was repressed by ethylene. Genomic Southern analysisindicates the presence of at least another sequence which weaklyhybridizes with the cDNA. (Received June 26, 1990; Accepted August 7, 1990)     

香蕉果实特异性ACC合酶基因启动子区的克隆及其功能初探

根据本实验室所获得的香蕉果实特异性ACC合酶cDNA序列,以改进的接头连接PCR方法通过两次步行从香蕉基因组中分别扩增并克隆了其基因5′旁侧区近端1.2kb和远端1.6kb的片段。通过拼接,构建出含有2505bp启动子区和转录起始位点下游86bp的共2591bp的基因5′旁侧区片段;其启发性动子区中34至28为推测的TATA盒序列,158至146为推测的CCAAT盒,与其它植物基因启动子结构相类似。将2.5kb启动子片段与β-葡糖苷酸酶(GUS)基因编码序列融合,用基因枪法将构建的嵌合基因转入香蕉叶、根和果实的细胞后,只在果实细胞中观察到报告基因的瞬时表达,从功能上证明了此25kb的启动子片段具有指导报告基因在香蕉果实中特异性表达的作用。同时构建5个含不同5′端缺失启动子与GUS融合基因的表达载体。瞬时表达结果表明可能负责果实特异性表达的调控区存在于转录起始位点至-1111的启动子区中,而在-1111至-608区间可能存在一个正控制区。     

小花棘豆(Oxytripis glabra DC)毒素基因的cDNA克隆及序列测定

在完成小花棘豆毒素 95 %氨基酸序列的基础上 ,根椐已知的氨基酸序列 ,设计合成了特异简并引物 .以小花棘豆总RNA为模板 ,逆转录合成cDNA第一链 ,用置换法合成双链cDNA .用特异引物对此双链cDNA进行PCR扩增 ,将扩增后的目的基因与用SmaⅠ酶切的质粒pUC 18连接 ,转化大肠杆菌JM10 7.筛选阳性克隆进行序列分析 ,获得了OXY基因的全部序列 .经测序后测得基因序列与原氨基酸序列对照完全一致 .GenBnak数据检索说明 ,OXY基因编码序列确定是一个从未报道的序列 .此研究结果对该毒素的应用研究奠定了基础 .     

桃ACC合酶基因的分离及其差异表达

利用5′/3′RACE PCR技术,从桃(Prunus persica (L.) Batsch)果实中克隆了植物乙烯生物合成的关键酶--ACC合酶的全长cDNA pacs,对pacs基因进行全序列测定表明,该基因全长1 848个碱基,编码区为1 449个碱基,5′端有177个碱基的非编码区序列,3′端有219个碱基的非编码区序列(不包括终止密码子TAA).pacs基因编码区共编码483个氨基酸,蛋白质大小为54 kD,等电点为6.43.pacs与番茄(S19677)、梅(AB031026)、番木瓜(U68216)、苹果(AB034993)等其他植物ACC合酶cDNA氨基酸序列同源性分别为65%、70%、75%、90%,并存在与这些ACC合酶氨基酸的活性位点保守序列SLSKDMGFPGFR.RT-PCR结合杂交分析表明,pacs和我们以前克隆的桃ACC合酶cDNA pacs12(AF467782)在叶片和花中基因表达模式基本一致,伤处理和IAA均能诱导叶片pacs 和pacs12基因的表达,但pacs在伤处理叶片的表达水平比pacs12高;pacs 和pacs12基因在果实表达有所不同,pacs在绿熟和成熟果实中均有表达,而pacs12在绿熟果实中基本检测不到,在成熟果实中才有表达,两者在果实中的表达水平比伤处理和IAA处理叶片和花中要低.