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。     

苎麻转录因子基因BnMYB3的克隆及表达分析

该研究采用RACE技术,从苎麻中克隆到1个MYB转录因子基因(BnMYB3)的全长cDNA序列(GenBank登录号为MF741320.1)。生物信息学分析表明,BnMYB3基因cDNA全长为1 216bp,包括900bp编码区序列,编码含有299个氨基酸的蛋白,其分子量约为33.63kD,理论等电点为9.16;该蛋白质含有2个典型的MYB结构域,属于R2R3-MYB。从苎麻基因组中克隆了BnMYB3基因1 681bp启动子序列,该序列包含ABRE、GARE-motif、CGTCA-motif和TGACG-motif等多个逆境相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR分析表明,BnMYB3为组成型表达基因,在茎和叶中的表达量显著高于根;BnMYB3基因能够响应镉胁迫,且表达量随镉胁迫处理时间和处理浓度的增加而显著上升。     

大豆MYB转录因子基因GmMYB174的克隆及分子特性分析

克隆获得了大豆转录因子MYB基因GmMYB174,该基因序列全长1086 bp,编码361个氨基酸,属于MYB-related家族。生物信息学分析表明大豆GmMYB174与番茄、苜蓿、葡萄等物种同源性较高,序列分析表明包含2个保守的Trp(W)位点和1个保守基序SHAQKFF。亚细胞定位结果显示GmMYB174定位于细胞核中;组织表达量显示GmMYB174在多个组织均有表达,其中在上胚轴中表达量最高。启动子元件分析表明GmMYB174包含ABRE、MYB、MYC、LTRE、GT-1等逆境胁迫应答元件。实时荧光定量PCR分析表明Gm MYB174在干旱、盐、ABA处理下均有响应。因此,GmMYB174可能参与多种胁迫应答途径。     

水稻OsWTF1基因启动子的克隆与表达分析

目的：分析水稻OsWTF1基因启动子的功能及核心序列。方法：利用PCR技术从水稻日本晴基因组中克隆了转录因子WTF1编码区5上游大小为2049bp的调控区域,命名为OsWTF1,将它和长度为1631、608、474、415bp的5端缺失体分别与GUS基因融合构建表达载体,并用农杆菌介导法转化水稻。结果：GUS组织化学分析表明,OsWTF1、Os1631能够驱动GUS基因在根、茎、叶、叶鞘、花药、颖壳上的表达,Os608,Os474,Os415能驱动GUS在根、茎、花药、颖壳中表达,在叶鞘中未表达,而且在叶中的表达也很微弱。结论：OsWTF1启动子核心序列可能位于-1bp--415bp之间,在-608bp--1631bp之间可能存在与基因叶肉特异表达相关的重要元件。     

蒙古沙冬青AmMYB4-like基因的克隆与表达分析

基于已有研究工作基础,从蒙古沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Maxim)Cheng.f]中分离到1个编码MYB类转录因子基因,命名为Am MYB4-like。该序列长度为1 145 bp,含有一个由960 bp组成的开放阅读框,编码319个氨基酸,具有R2和R3保守结构域,属于R2R3-MYB转录因子。荧光定量PCR分析结果表明,Am MYB4-like在叶片中参与低温和干旱胁迫应答,在根中主要参与干旱胁迫应答。构建了p PZP212-Am MYB4-like植物表达载体,旨为进一步研究Am MYB4-like的功能奠定基础。     

水稻EPSP合酶cDNA克隆、序列分析及其拷贝数测定

根据本室分离的水稻EPSP合酶基因的基因组序列设计一对引物 ,利用RT_PCR方法首次从水稻 (Oryzasati vaL .subsp .indica)叶片的RNA中扩增获得了水稻编码EPSP合酶的全长为 15 85bp的cDNA片段 ,它含有一个完整的开放读码框 ,编码 5 11个氨基酸 ,包括 44 4个氨基酸组成的成熟肽序列以及N端的 6 7个氨基酸组成的叶绿体转运肽序列。成熟肽氨基酸序列对比表明 ,除真菌来源的EPSP合酶变异较大外 ,其他来源的EPSP合酶同源性较高 ,均在 5 1%以上。而叶绿体转运肽氨基酸序列同源性较低。Southern杂交表明水稻EPSP合酶基因在水稻基因组中以单拷贝形式存在。RT_PCR分析表明 ,水稻EPSP合酶基因在根、未成熟种子和叶片中均有转录表达 ,在叶片中表达量最高     

水稻OsNRT1-d启动子的分离和功能分析

采用PCR技术,从水稻基因组中分离到OsNRT1-d读码框上游2 019 bp序列.序列分析表明:在起始密码ATG上游-189 bp和-127 bp处分别存在CAAT-box和TATA-box,具有典型的启动子结构.推测的转录起始位点CAC位于起始密码ATG上游-93 bp处.将OsNRT1-d启动子5′-端系列缺失后,分别与GUS报告基因融合,获得的NRT2019∷GUS、NRT1196∷GUS 和NRT719∷GUS转基因载体.农杆菌介导转化水稻,获得的转基因水稻均能启动下游GUS报告基因在水稻的根、叶、花颖和种子中表达;将转基因水稻幼苗放在滤纸上紧急干旱处理和用15% PEG6000进行模拟干旱处理,GUS基因的表达量明显升高,且干旱应答元件在-719 bp～-1 bp的范围内;GUS活性分析表明:OsNRT1-d启动子对ABA、NaCl、(NH4)2SO4、KNO3和Gln等信号没有应答反应.     

水稻MYB转录因子OsDUO1的cDNA克隆及其表达模式初步分析

我们利用RT-PCR方法成功从水稻中克隆了R2R3类MYB转录因子OsDUO1（Oryza sativa duo pollen1）的全长为1032bp的cDNA,该基因编码一个343个氨基酸残基的蛋白。RT-PCR分析结果表明OsDUO1只在水稻的花粉发育后期表达,说明OsDUO1可能对水稻花粉发育具有生物学功能。生物信息学分析表明,OsDUO1在短柄草、高粱、玉米、拟南芥、烟草、葡萄、蓖麻、杨毛果、小立碗藓植物中有相近同源序列,暗示该基因在进化中具有保守的生物学功能。     

蒙古沙冬青AmDREB2.1基因的克隆及表达分析

基于已建立的蒙古沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Masxim.)Cheng f.]根的转录本数据库,分离到1个编码DREB类转录因子基因,命名为AmDREB2.1。该序列全长978 bp,包括531 bp的开放阅读框(ORF),编码176个氨基酸,具有典型的DREB转录因子保守的AP2结构域。实时荧光定量PCR分析表明,该基因能在根、叶中表达,但对干旱、低温响应不同,AmDREB2.1主要参与根的干旱胁迫应答。     

紫苏PfLEC1基因的克隆及表达研究

紫苏是目前发现的α-亚麻酸含量最高的药食同源经济作物,其种子油脂中含60%以上的α-亚麻酸。该研究基于紫苏转录组测序结果,从紫苏种子中克隆获得植物种胚发生过程中的关键基因Leafy Cotyledon 1(Pf LEC1),并对其进行相关生物信息学分析、实时荧光定量PCR以及不同时期种子的脂肪酸含量测定,以探讨紫苏α-亚麻酸高效合成积累的分子调控机制。(1)序列分析结果表明,Pf LEC1基因编码区长度为621 bp,可编码206个氨基酸,属于NF-YB亚基家族,含有HAP3亚基的保守功能域B区域;在线预测该蛋白为不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区域,定位于细胞质;进化分析表明,该蛋白序列与拟南芥、甘蓝型油菜、水稻和玉米关系较近。(2)实时荧光定量PCR分析表明,PfLEC1基因在紫苏根、茎、叶、花及种子中均有表达,且在种子中表达量最高,根中表达最低;PfLEC1在种子发育的前期表达较高,随着种子发育表达量显著下降。(3)不同阶段紫苏种子脂肪酸含量分析表明,油酸、α-亚麻酸含量随种子发育逐渐增加,而棕榈酸、硬脂酸、亚油酸含量变化则相反,其中变化最为明显的是α-亚麻酸,从种子发育5 d时的33.16%上升至20 d时的65.16%,表明紫苏种子中α-亚麻酸含量是随种子发育快速积累的。研究推测,PfLEC1可能与紫苏种子α-亚麻酸的高含量合成积累密切相关,该研究为今后深入探讨PfLEC1基因的功能奠定了分子基础。     

应用酵母单杂交系统分离水稻蜡质基因5''调控区结合蛋白的基因

在水稻蜡质基因５’上游区中一段３１ｂｐ 核苷酸序列能与水稻未成熟种子核蛋白特异结合。为了克隆这一核蛋白基因,以此３１ ｂｐ 序列构建成“鱼饵”质粒,从水稻ｃＤＮＡ文库中筛选到１３ 个阳性克隆。根据这些阳性克隆中插入ｃＤＮＡ 片段的相互杂交结果,对这些克隆进行了分组。     

Isolation and characterization of a lectin gene from seeds of chickpea (Cicer arietinum L.).

A cDNA library was constructed in lambda TriplEx2 vector using poly (A(+)) RNA from immature seeds of Cicer arietinum. The lectin gene was isolated from seeds of chickpea through library screening and RACE-PCR. The full-length cDNA of Chichpea seed lectin(CpGL)is 972 bp and contains a 807 bp open reading frame encoding a 268 amino acid protein. Analysis shows that CpSL gene has strong homology with other legume lectin genes. Phylogenetic analysis showed the existence of two main clusters and clearly indicated that CpSL belonged to mannose-specific family of lectins. RT-PCR revealed that CAA gene expressed constitutively in various plant tissues including flower, leaf, root and stem. When chickpea lectin mRNA level was checked in developing seeds, it was higher in 10 DAF seeds and decreased throughout seed development.     

一个能与水稻未成熟种子核蛋白特异结合的31bp的DNA片段

水稻蜡质基因5'上游序列中有5个能与水稻胚乳核蛋白结合的片段,其中HinfId和RsaIe片段有部分重叠,而重叠部分含AACGT顺序。按重叠区上下游顺序合成了其中含有3次重复的AACGT顺序的31bp寡核苷酸,并以此为探针进行凝胶滞后实验,表明它不仅能与未成熟水稻种子的胚乳核蛋白特异结合,而且也与HinfId和RsaIe片段有强烈的竞争作用。因此31bp顺序中含有与水稻胚乳核蛋白专一结合位点,从而有可能应用此31bp的寡核苷酸作探针来分离编码蜡质基因的调控蛋白基因。     

Structural and expression analysis of prolamin genes in <Emphasis Type="Italic">Oryza sativa</Emphasis> L.

Rice is a staple crop with a small genome of 389 Mb. Rice grain is a source of carbohydrates and proteins and has a relatively low protein content compared to other legume seeds. Glutelin and prolamin are the major storage proteins in rice. Prolamins are characterized by high glutamine and proline content and are generally soluble only in strong alcohol solutions. In this study, we obtained a total of 51,383 expressed sequence tags (ESTs) from Ilpumbyeo (Oryza sativa L.), of which 33,201 and 18,182 clones were obtained from immature and germinating seeds, respectively. From the EST clones, 15,148 unigenes were identified, and 2,590 genes were expressed in both immature and germinating seeds. Gene expression profiling of rice prolamins indicated that prolamin gene expression increased 5 days after heading and reached maximal expression after 30 days, suggesting a high demand for prolamins during seed development and germination. Phylogenetic analysis grouped 33 prolamin genes based on the abundance of sulfur-containing amino acids methionine and cysteine according to the deduced amino acid sequences. Our results enhance the understanding of the regulation of seed maturation and germination, which can result in improved agricultural traits for the seed industry.     

Identification of differentially expressed genes in seeds of two near-isogenic Brassica napus lines with different oil content

The regulation of seed oil synthesis in rapeseed is largely unknown. In this study, we compared the gene expression during seed development between two lines of Brassica napus with a 10% difference in oil content. We isolated the immature seeds 15 and 25 days after flowering at periods preceding and including the major accumulation of storage oils and proteins. The differentially expressed gene clones between the two rape lines were isolated by subtractive suppression hybridization (SSH). All SSH clones were arrayed and screened by dot blot hybridization, followed by RT-PCR analysis for selected clones. A total of 217 cDNA clones corresponding to 30 genes were found to have a high expression in seeds with high oil content. Six genes were highly expressed in seeds with low oil content. Northern blot and enzyme activity analysis demonstrated a change in expression pattern of several genes. The results provide information on gene-encoding factors responsible for the regulation of oil synthesis. The possible role of these genes in seeds is discussed. The genes in this study may be suitable as novel targets for genetic improvement of seed oil content and may also provide molecular markers for studies of rape breeding.