青花菜谷胱甘肽S-转移酶的克隆及表达特性分析

本研究采用RT-PCR技术从青花菜自交系‘WN12-95B’中克隆到谷胱甘肽S-转移酶基因。序列分析表明,青花菜GST基因全长690 bp,ORF长度为675 bp,推导编码蛋白含有224个氨基酸,相对分子量为26.15 kD,理论pI值为6.56,属于Tau类家族成员。青花菜GST蛋白的二级结构主要以α-螺旋和延伸链为主。通过构建系统进化树发现,GST基因与油菜、芜菁亲缘关系最近。利用荧光定量PCR检测GST基因在青花菜保持系不同组织中的表达量,结果显示GST基因在根、叶、荚中的表达丰度较高,花蕾中表达丰度较低。青花菜Ogu不育系及其保持系不同发育阶段花蕾时空表达特性分析表明,花蕾发育早期(2 mm)表达量最高,随着发育进程的推移,表达量逐渐下降。同时期不育系的表达量高于保持系。本研究为探讨青花菜GST基因在花粉发育过程中的功能提供一定理论依据。     

火把梨谷胱甘肽S-转移酶基因的克隆与表达

依据火把梨编码谷胱甘肽S-转移酶(GST)的EST序列设计基因特异引物,采用快速扩增cDNA末端技术,从云南火把梨中克隆到一个新的GST基因的全长cDNA序列。该基因被命名为PpGST(GenBank登录号为HQ889136)。PpGST全长cDNA为1 177bp,具有130bp 5′-UTR、696bp ORF以及351bp 3′-UTR,编码含231个氨基酸的蛋白质。与已知植物GSTs家族成员间的氨基酸序列聚类分析将PpGST聚为zeta类GST。RT-PCR分析显示,PpGST在火把梨光照的果皮和没有光照的果皮中大量表达,并且表达强度不受光照时间的影响,而在幼嫩叶片中没有表达。研究结果暗示在果皮中大量表达的PpGST可能参与维持火把梨果实发育过程中的氧化还原平衡及应答逆境胁迫。     

二斑叶螨抗螺螨酯品系GST基因的克隆与表达分析

【目的】揭示二斑叶螨Tetranychus urticae对螺螨酯的分子抗性机理。【方法】利用RT-PCR克隆了二斑叶螨的谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione S-transferase, GST)基因 cDNA 全长序列, 采用生物信息学软件分析了克隆基因的编码蛋白特性; 利用实时荧光定量PCR 方法分析GST基因在二斑叶螨的螺螨酯抗性与敏感品系中的表达差异。【结果】克隆获得的谷胱甘肽-S-转移酶2个基因分别被命名为TuGSTd1和TuGSTd2 (GenBank登录号分别为： KC445659和KC445660)。序列分析发现, TuGSTd1的开放阅读框长度为648 bp, 编码215个氨基酸, 分子量约为24.47 kDa, 理论等电点为5.49; TuGSTd2的开放阅读框为648 bp, 编码215个氨基酸, 分子量约为24.57 kDa, 理论等电点为6.33。系统发育分析表明这两个基因与桔全爪螨Panonychus citri Delta家族的GST基因的氨基酸序列一致性为93%。实时荧光定量PCR 结果表明, TuGSTd1和TuGSTd2在二斑叶螨抗螺螨酯品系中的相对表达量分别为敏感品系的5.60和3.75 倍。【结论】 GST基因在二斑叶螨抗螺螨酯品系中的相对表达量均显著高于敏感品系, 据此推测GST基因的过量表达可能与其对螺螨酯的抗性形成有关。     

斜纹夜蛾GST基因的原核表达载体构建、融合蛋白表达及Northern印迹分析

谷胱甘肽-S-转移酶(GST)是生物体内重要的解毒酶系之一。根据斜纹夜蛾(Spodoptera litura)GST基因设计特异引物,从cDNA文库中扩增GST基因并克隆至pGEM-T载体,经鉴定后经SpeⅠ和EcoRⅠ双酶切后,与表达载体pPROEX HTb连接,转化感受态细胞E.coliDH5α,经PCR鉴定和双酶切鉴定得到阳性重组质粒pPROEX HTb-GST,在IPTG诱导下,获得融合蛋白的表达。经SDS-PAGE蛋白电泳鉴定,表达产物为25KD的GST融合蛋白。Northern杂交结果表明,2龄期斜纹夜蛾GST基因在mRNA水平上的表达量最大,3龄期次之,5龄期时的表达量最小。     

星豹蛛两个GST基因克隆、鉴定及其对溴氰菊酯胁迫的响应表达

【目的】为明确星豹蛛Pardosa astrigera体内2个谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases, GSTs)基因的时空表达模式，并探究其是否能对溴氰菊酯的胁迫做出响应。【方法】基于星豹蛛转录组数据库，PCR克隆星豹蛛GST基因PaGSTd1和PaGSTd2全长cDNA序列并进行生物信息学分析；利用RT-qPCR检测PaGSTd1和PaGSTd2在星豹蛛不同发育阶段(2-6龄若蛛和成蛛)、雌雄成蛛不同组织(头胸部、腹和足)以及通过药膜法利用不同浓度[LC₁₀(5.151 mg/L), LC₃₀(8.619 mg/L)和LC₅₀(12.311 mg/L)]溴氰菊酯胁迫不同时间(6, 12, 18, 24和48 h)雄成蛛中的表达量。【结果】星豹蛛PaGSTd1(GenBank登录号：OR096398)全长cDNA序列长708 bp,开放阅读框长645 bp,编码214个氨基酸；星豹蛛PaGSTd2(GenBank登录号：OR096399)全长cDNA序列长793 bp,开放阅读框长64...     

紫外线强烈诱导的谷胱甘肽转移酶基因的功能鉴定

植物谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferases,GSTs)基因家族在逆境反应和植物生长发育过程中都起着非常重要的作用。为了阐明GST在紫外辐射下是否对植物有保护作用,以紫外强烈诱导表达的GST、cDNA为探针,筛选拟南芥cDNA文库,获得了这种GST的全长cDNA;利用此cDNA构建植物表达载体,并通过农杆菌介导法转化拟南芬,使其在拟南芥中得到大量表达;通过对转基因植株的紫外辐射耐性分析,证实了该GST的过量表达可明显增强拟南芥对紫外辐射损伤作用的耐受性。     

苎麻谷胱甘肽-S-转移酶基因BnGSTU1的克隆和表达分析

谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs,Glutathione-S-transferases)是一类存在于动植物中的多功能蛋白,对植物抵御逆境胁迫和解除细胞毒素具有重要作用。为探讨GST基因在苎麻耐镉机制中的作用,本研究在苎麻镉胁迫转录组的基础上,采用RACE方法从苎麻(Boehmeria nivea(L.) Gaudich.)品种中苎一号中克隆到BnGSTU1基因(Gen Bank登录号为MG941011)的全长c DNA序列,该基因开放读码框为636 bp,编码211个氨基酸,蛋白质分子量为24. 07 k D,等电点为5. 29。保守结构域分析表明,BnGSTU1蛋白属于GST家族中的Tau类,具有GST蛋白所特有的H位点和G位点,以及N端和C端保守结构域。系统进化树分析表明,BnGSTU1蛋白与拟南芥、橡胶树等物种Tau类GST蛋白的亲缘关系最近。组织表达特异性分析表明,BnGSTU1在苎麻的叶片中相对表达量最高,其次为茎,根中相对表达量最低,存在明显的组织特异性。胁迫诱导表达分析表明,BnGSTU1的表达显著受镉的诱导,且相对表达量随着镉浓度的升高表现出不断增加的趋势。以上结果表明,BnGSTU1是一个镉应答基因,可能在植物对镉胁迫的适应中发挥重要作用。     

盐地碱蓬GST基因的克隆、序列分析及其表达特征

从盐地碱蓬 (Suaedasalsa)幼苗的cDNA文库中克隆到一个 0 .9kb的全长cDNA ,同源性分析表明该全长cDNA与已报告的大豆 (Glycinemax)GST基因相应序列的同源性达 5 5 % ,可能编码由 2 35个氨基酸组成的谷胱甘肽转移酶 (glutathioneS transferase ,GST)。Southern杂交结果证明GST基因在碱蓬基因组中可能有至少两个以上的拷贝 ;Northern杂交结果表明 ,4 0 0mmol/L的NaCl处理 4 8h ,幼叶中GSTmRNA的表达量是对照的 2～ 3倍 ,说明碱蓬中GST基因受盐诱导     

Cloning, sequence analysis and expression profiling of glutathione Stransferase omega 1 gene from Locusta migratoria (Orthoptera:Acridoidea )

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)是一类广泛分布的多功能超家族酶系,其中Omega家族GST在昆虫体内担负重要生理功能.为探讨飞蝗Locusta migratoria Omega家族GST功能,利用RT-PCR技术克隆得到1条飞蝗谷胱甘肽S-转移酶Omega家族基因全长cDNA,命名为LmGSTol(GenBank登录号:JQ750592).该基因开放阅读框长738 bp,编码245个氨基酸.该酶含有N-端和C-端2个结构域,N-端结构域由5个β-折叠和3个α螺旋组成,包括4个GSH结合位点;C-端结构域由8个α螺旋组成,含有5个底物结合位点.Real-time PCR 结果表明,LmGSTo1在飞蝗不同龄期均有表达,在胃盲囊和中肠表达量较低,在前肠、马氏管、肌肉和脂肪体表达量较高;溴氰菊酯处理可导致LmGSTo1表达水平显著下降.这些结果为进一步研究LmGSTo1基因功能提供了依据.     

飞蝗谷胱甘肽S-转移酶基因克隆、 序列分析及表达特征

谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase, GST）是一类广泛分布的多功能超家族酶系, 其中Omega家族GST在昆虫体内担负重要生理功能。为探讨飞蝗Locusta migratoria Omega家族GST功能, 利用RT-PCR技术克隆得到1条飞蝗谷胱甘肽S-转移酶Omega家族基因全长cDNA, 命名为LmGSTo1 （GenBank登录号： JQ750592）。该基因开放阅读框长738 bp, 编码245个氨基酸。该酶含有N-端和C-端2个结构域, N-端结构域由5个β-折叠和3个α螺旋组成, 包括4个GSH结合位点; C-端结构域由8个α螺旋组成, 含有5个底物结合位点。Real-time PCR结果表明, LmGSTo1在飞蝗不同龄期均有表达, 在胃盲囊和中肠表达量较低, 在前肠、马氏管、肌肉和脂肪体表达量较高; 溴氰菊酯处理可导致LmGSTo1表达水平显著下降。这些结果为进一步研究LmGSTo1基因功能提供了依据。     

中间锦鸡儿CiMYB68基因克隆及表达分析

该研究以中间锦鸡儿(Caragana intermedia)为材料,利用RACE技术克隆了CiMYB68基因的全长序列。对CiMYB68的基因组DNA和cDNA全长分析显示,CiMYB68基因无内含子,开放阅读框为852bp,编码284个氨基酸。预测CiMYB68基因编码的蛋白质等电点为8.95,分子量约为31 459.4Da。序列比对和系统进化分析表明,该蛋白和大豆的GmMYB68一致性最高,达到67%。构建了CiMYB68基因与GFP融合表达质粒,激光共聚焦显微镜观察发现,融合蛋白定位于细胞核。用实时荧光定量PCR技术对在不同胁迫条件下CiMYB68基因的表达检测结果表明,在干旱和低温处理下CiMYB68均受到不同程度的诱导,暗示CiMYB68基因可能与中间锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

无芒隐子草CsPEAMT基因克隆及表达特性分析

以无芒隐子草(Cleistogenes songorica)干旱胁迫下的cDNA文库中磷酸乙醇胺N-甲基转移酶(phosphoethanolamine N-methyltransferase,PEAMT)基因的EST序列为基础,采用RACE方法克隆该基因编码区序列,该序列全长为2 104bp,开放读码框1 506bp,编码501个氨基酸。无芒隐子草PEAMT蛋白编码的氨基酸序列与多种植物的PEAMT氨基酸序列有较高相似性,其中与高粱SbPEAMT、玉米ZmPEAMT的蛋白序列相似性最高(93%),说明PEAMT基因在植物进化中非常保守。采用实时定量RT-PCR分析无芒隐子草幼苗在干旱过程中CsPEAMT基因的表达结果显示,干旱胁迫诱导CsPEAMT基因在根和叶中大量表达,且在干旱第8天时CsPEAMT基因在叶和根中表达量分别是未干旱对照的43.35倍和13.25倍,复水后CsPEAMT基因的表达量开始下调。研究表明CsPEAMT基因可能是无芒隐子草抗旱性相关的基因。     

罗汉果色氨酸转氨酶基因SgTAR2的克隆及表达分析

色氨酸转氨酶基因家族,是直接参与植物生长素生物合成途径的关键酶基因。该研究在罗汉果转录组测序的基础上,结合RACE技术克隆罗汉果色氨酸转氨酶基因SgTAR2的全长cDNA序列和DNA序列;并对其进行生物信息学分析和时空表达分析。结果表明:克隆所得SgTAR2的cDNA全长序列2078bp,最长ORF为1332bp,编码443个氨基酸,Gen Bank登录号为KU949381,其编码蛋白具有2个蒜氨酸酶保守结构域和多个5'-PLP结合位点,推测其可能参与催化色氨酸转氨基作用、化学防御作用、生长素生物合成等生物学过程;SgTAR2基因DNA长为4103bp,含有4个内含子和5个外显子,其内含子具有多个高水平转录调控因子和多个与激素、环境等胁迫响应相关的作用元件,暗示SgTAR2基因内含子协同调控罗汉果生长素合成、抗胁迫反应、形态发育等生物学过程。实时荧光定量结果显示,SgTAR2基因在罗汉果各组织器官均有表达,在雌蕊和15d幼果期表达量较高,暗示该基因参与罗汉果果实早期发育。该研究结果表明SgTAR2参与了生长素介导的罗汉果不同生长发育过程,特别对幼果及花的起始发育和器官形态建成等具有重要意义。     

旱麦草EtAP2基因的克隆及其对干旱胁迫的响应表达

以旱麦草(Eremopyrum triticeum)为实验材料,利用RT-PCR技术从旱麦草叶片中克隆了1个AP2/ERF家族基因,命名为EtAP2(GenBank登录号KX622583)。EtAP2基因含有1 128bp开放阅读框,编码375个氨基酸,相对分子质量40.87kD,等电点为5.36。多序列比对和进化树分析表明,该基因编码蛋白具有2个AP2保守结构域,与小麦AP2/ERF家族蛋白具有较近的亲缘关系。实时荧光定量PCR分析表明,15%PEG 6000模拟干旱胁迫可诱导EtAP2基因在根和叶中表达,且在根中对干旱胁迫的响应大于叶片。研究表明,EtAP2可能参与旱麦草对干旱逆境胁迫应答的调节。     

青花菜BoSCL3基因的克隆和渍水胁迫下的表达特征分析

为了解SCL3 (scarecrow-like 3)基因的功能,从青花菜(Brassica olreacea var. italica)中克隆得到1个SCL3基因,命名为BoSCL3,其cDNA全长1 355 bp,编码446个氨基酸。BoSCL3分子量为49.96 kD,为疏水性蛋白,与油菜(B. napus)、芜菁(B. rapa)中SCL3蛋白的亲缘关系最近,同科植物的SCL3具有较高的同源性。荧光定量PCR分析结果表明,青花菜BoSCL3基因表达量随渍水胁迫时间延长先下降后上升,推测其可能参与渍水胁迫响应。这为探讨青花菜BoSCL3基因响应渍水胁迫的分子机制提供理论依据。     

玉米ZmSOD基因克隆及其在干旱胁迫下的表达

为探讨超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)基因在玉米抗逆反应中的作用，研究选用2个抗旱性有明显差别的玉米品种为试验材料，采用RT-PCR、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)及二维凝胶电泳(2-DE)耦联的基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱(MALDI-TOF)法，对ZmSOD基因的序列结构及其在干旱胁迫下的表达特性进行分析。结果表明：(1)从干旱敏感品种‘登海605’(DH605)和抗旱品种‘蠡玉35’(LY35)玉米叶片中分别成功克隆出ZmSOD1和ZmSOD2基因。DH605中ZmSOD1开放阅读框(ORF)全长456 bp，编码151个氨基酸，编码的蛋白等电点为5.76，分子量为15.05 kD。LY35中ZmSOD2ORF全长459 bp，编码152个氨基酸，编码的蛋白等电点为5.65，分子量为15.11 kD；ZmSOD1和ZmSOD2是亲水性稳定蛋白，都含有Cu/Zn-SOD结构域，蛋白序列N端无信号肽及无跨膜结构域。同源性和系统进化分析表明，玉米ZmSOD和谷子Cu/Zn-SOD2的亲缘关系最近，相似性高达96.05%。(2)在干旱条件下，ZmSOD1在DH605中转录水平明显降低，LY35中ZmSOD2转录水平显著升高；2-DE耦联的质谱分析显示：ZmSOD1在DH605中表达量明显降低，LY35中ZmSOD2表达量无显著性变化，却检测到Mn-SOD蛋白表达量显著增加。(3)相关分析显示，干旱条件下，DH605叶片中ZmSOD1转录水平和其蛋白丰度及SOD酶活性呈极显著性正相关，LY35叶片中ZmSOD2转录水平与SOD酶活性呈显著性正相关。研究结果为进一步探索SOD基因在调节玉米抗性以及逆境胁迫应答过程中的作用机制提供了基础。     

甜瓜自毒相关基因CmGST的克隆及其对自毒胁迫的响应

植物谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)在清除生物和非生物胁迫产生的氧化损伤中扮演着重要的角色,为探究GST在根系分泌物介导的甜瓜自毒胁迫中的响应机制,该实验在转录组测序基础上,以甜瓜叶片cDNA为模板,采用RT PCR技术获得了一个根系分泌物介导的甜瓜自毒作用密切相关的GST基因,命名为CmGST(GenBank 登录号：AYU66762.1);对CmGST基因进行了相关生物信息学分析,同时对自毒胁迫过程中,CmGST的差异表达情况、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性和谷胱甘肽(GSH)含量进行了相关测定。结果显示：(1)CmGST基因含有完整开放阅读框(ORF)654 bp,编码217个氨基酸;CmGST蛋白为酸性亲水蛋白,且较为稳定,具有GST家族Tau亚家族的2个典型的保守结构域;CmGST蛋白与黄瓜的亲缘关系较近。(2)亚细胞定位结果表明CmGST定位于细胞质中。(3)qRT PCR分析结果表明,CmGST在甜瓜根系和幼苗中均有表达,在正常生长的甜瓜幼苗中表达量相对稳定;自毒胁迫后在叶中的表达先降后升,后期迅速增加;在根系中变化趋势类似,但程度较为缓和。(4)GST活性和GSH含量分析表明,叶片中GST活性变化趋势与CmGST基因表达变化基本吻合;在根系中,GST活性呈现先升再降最后又升高的趋势;随胁迫时间增加,GSH含量在根系和叶片中均都有不同程度的增加,但根部含量低于叶片。研究认为,在自毒胁迫过程中,CmGST基因在甜瓜植株根和叶片均有相应表达水平的变化,参与了对根系分泌物介导的自毒胁迫响应。     

毛竹PeSCL3基因表达特征及其启动子活性研究

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)SCL3基因的表达特征及其启动子活性,采用同源克隆的方法从毛竹中分离到SCL3同源基因Pe SCL3的编码区(ORF)和上游启动子序列(Pe SCL3p)。序列分析表明,Pe SCL3的ORF为1335 bp,推测编码含444氨基酸的蛋白,该蛋白与水稻(Oryza sativa)的SCL3同源性高达93.9%。Pe SCL3p长度为1358 bp,含有脱落酸(ABA)应答元件ABRE、赤霉素(GA3)应答元件GARE-motif和P-box、干旱诱导MYB结合位点等多种作用元件。实时定量PCR分析结果表明,Pe SCL3在毛竹叶中的表达丰度最高,其次是茎和根,而鞘中的最低;Pe SCL3的表达受GA3的抑制,受ABA、Na Cl和干旱的诱导。转Pe SCL3p∷GUS拟南芥(Arabidposis thaliana)的GUS染色结果表明,根尖、顶端生长点和子叶叶柄均被染成蓝色,尤其根尖的染色最深。这表明Pe SCL3对毛竹的生长发育,尤其是根系,可能起着重要的调控作用。     

纤枝短月藓BeLEA2基因的克隆及表达分析

为探究纤枝短月藓LEA2基因的结构和表达特征,该研究以纤枝短月藓为材料,首次利用PCR克隆技术得到纤枝短月藓BeLEA2基因序列,并对该基因进行分析。结果表明:(1)该基因序列中含有2个外显子和1个内含子,其开放阅读框(ORF)为456 bp,编码151个氨基酸,预测其相对分子质量为16515.96 Da。(2)将纤枝短月藓与其他植物LEA2基因氨基酸序列进行比对,构建系统进化树,结果显示纤枝短月藓与小立碗藓的亲缘关系最近。(3)利用HiTail-PCR技术克隆获得1072 bp的BeLEA2启动子序列,用PlantCARE在线工具对该启动子的顺式作用元件进行预测,结果表明该启动子除了含有核心启动子元件TATA-box和CAAT-box外,还含有ABRE、MYB、MYC、MYB结合位点(MBS)等其他顺式元件。(4)实时荧光定量PCR分析表明,BeLEA2基因在纤枝短月藓不同发育时期和不同组织中都有表达,且对脱水胁迫有响应。以上结果为进一步探究LEA2基因在苔藓植物中的功能及作用机制奠定了基础。     

独一味苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与表达分析

以独一味叶片为材料,采用RT-PCR和RACE方法克隆了独一味苯丙氨酸解氨酶基因（PAL）的全长cDNA,命名为LrPAL基因。测序结果表明,LrPA L基因全长2 298 bp,含有1个2 145 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码714个氨基酸。蛋白序列分析表明,其包含典型的PAL活性中心序列（GTITASGDLVPLSYIA）,与其他植物的PAL蛋白有很高的同源性。系统进化树分析表明,独一味LrPAL与唇形科植物的PAL蛋白聚为一类,说明两者的亲缘关系较近。用 Real-Time PCR方法检测发现,LrPAL基因在独一味的叶中表达量最高,茎中表达量最少。研究结果推测,从独一味中克隆获得的苯丙氨酸解氨酶基因（LrPAL）是典型的PAL家族成员,在独一味各组织发育过程中具有重要功能。