荔波连蕊茶GA20氧化酶基因的克隆及表达分析

根据植物GA20ox基因编码区的保守序列设计引物,以山茶属荔波连蕊茶幼嫩茎段为材料,提取总RNA,进行RT-PCR。采用RACE技术扩增获得1 567 bp的GA20氧化酶基因全长cDNA序列,命名为ClGA20ox2(GenBank登录号KF823787)。序列分析表明,ClGA20ox2开放阅读框(ORF)为1 146 bp,编码382个氨基酸,5'非编码区115 bp,3'非编码区303 bp。预测的蛋白质分子量为43.56 kD,等电点为7.02,所推导的蛋白氨基酸序列与夹竹桃和杨树GA20ox蛋白的同源性分别为73%和72%。ClGA20ox2与其它植物GA20ox蛋白比较,构建系统进化树,结果显示山茶GA20ox蛋白与夹竹桃和杨树的GA20ox蛋白的亲缘关系最为密切。实时定量PCR结果显示,该基因在荔波连蕊茶的根、茎、叶和种子中均有表达,其表达模式却不同:ClGA20ox2基因在二年生茎段中的表达丰度最高,在顶端分生组织中表达丰度最低,在嫩叶和根中表达丰度较高,成熟叶片和种子表达丰度较低。     

缺铁胁迫对梨叶片中GA信号转导相关基因的影响

以不同程度缺铁的‘砀山酥梨’组培苗为实验材料,应用ELISA法测定叶片中内源GA含量,并依据NCBI上GA氧化酶GA2ox同源基因的保守序列,采用RACE技术克隆其基因全长,从梨基因组数据库中比对获得GA受体GID1的4个等位基因和DELLA蛋白的4个等位基因,通过实时RT-PCR分析GA2ox基因和GID1的4个等位基因和DELLA蛋白的4个等位基因的相对表达量,以探讨缺铁对梨叶片GA含量及其信号转导相关基因表达的影响。结果表明:(1)梨叶片中GA含量随着其缺铁程度的加重而增加。(2)克隆出梨叶片中GA2ox基因,其cDNA全长为1 014bp(GenBank登录号为KJ008976)。(3)GA2ox基因的表达量并未随梨缺铁程度增加而上升;GA受体GID1的4个等位基因相对表达量均随梨缺铁程度的加重而增加,其相对表达量与GA含量呈正相关关系;在DELLA蛋白的4个等位基因中,仅DELLA1相对表达量随着梨缺铁程度的加重而逐渐增加,说明DELLA1对缺铁胁迫最敏感。推测梨缺铁诱导了GA合成,但并没有促进活性GA向无活性GA转化。     

OsGA3ox通过合成不同活性GA调控水稻育性及株高

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的激素,参与调控植物多种生长发育过程。GA生物合成通路已基本阐明,其中赤霉素3β羟化酶(gibberellin 3β-hydroxylase,GA3ox)是多种活性GA合成的关键酶。水稻中有2个GA3ox基因(OsGA3ox1和OsGA3ox2),其生理功能虽有初步研究,但它们在合成活性GA调控水稻发育过程中是如何分工协作尚不清楚。本研究通过CRISPR/Cas9技术获得基因编辑突变体ga3ox1和ga3ox2,发现ga3ox1花粉育性显著下降,而ga3ox2株高显著变矮,表明OsGA3ox1是花粉正常发育必需的,而OsGA3ox2是茎叶伸长必需的。组织表达分析表明,OsGA3ox1主要在未开的花中表达,OsGA3ox2主要在未伸长的叶中表达。进一步对野生型(WT)和两个ga3ox突变体未开的花、未伸长的叶及根中的GA进行检测分析,发现OsGA3ox1在花中催化GA9形成GA7与花粉育性密切相关;OsGA3ox2在未伸长的叶中催化GA20形成GA1调控株高;OsGA3ox1在根中催化GA19形成GA20,调控GA3的生成。总之,OsGA3...     

毛竹茎秆伸长过程中赤霉素生物合成、降解和信号转导关键基因的鉴定及表达分析

赤霉素(Gibberellin)是一类非常重要的植物激素,在高等植物生命活动的整个周期都起着重要的调控作用。从毛竹Phyllostachys edulis基因组中共鉴定出23个赤霉素途径基因,包括赤霉素生物合成相关的8个GA20ox和1个GA3ox基因、降解相关的8个GA2ox基因、参与赤霉素感知的2个GID1基因以及信号转导的2个GID2基因和2个DELLA基因。拟南芥、水稻和毛竹的系统进化树和保守基序分析显示赤霉素的合成代谢与信号转导在这些物种中是高度保守的。利用外源赤霉素处理毛竹种子和幼苗,发现赤霉素能显著提高种子的萌发率和幼苗的茎秆伸长,并且有着最佳的作用浓度。在GA3处理后,毛竹体内赤霉素生物合成基因GA20ox和GA3ox表达量均下调而降解活性赤霉素的GA2ox基因表达量上调;赤霉素受体GID1和正调控基因GID2的转录水平显著提高而负调控基因DELLA的表达受到抑制。这些基因在竹笋茎秆的不同形态学位置表达差异明显,大部分赤霉素生物合成与降解的相关基因GA20ox、GA3ox和GA2ox以及赤霉素受体GID1和正调控基因GID2都在竹笋的形态学上端大量表达,而赤霉素信号转导的阻遏基因DELLA在笋体形态学底端大量积累而顶端基本不表达。     

棉花赤霉素氧化酶同源基因GhGA20ox1在烟草中的功能表达

为研究棉花GA20-氧化酶同源基因GhGA20ox1的功能,将该基因转入本明烟（N．benthamiana）中进行超量表达。RT-PCR分析表明GhGA20ox1基因在转基因植株中得到了不同水平的表达。GhGA20ox1基因的超量表达促进了本明烟中的GA4＋7合成,并导致赤霉素过量的表型出现。转基因本明烟的表型变化程度与GhGA20ox1基因的表达水平和GA4＋7的含量一致。这些结果表明,GhGA20ox1基因编码一个有功能的GA20-氧化酶,能够在转基因烟草中促进活性GA（GA4＋7）的合成,可以用作目的基因来提高棉花纤维和其他植物的内源GA水平。     

烟草赤霉素2-氧化酶基因NtGA2ox1的克隆、表达及亚细胞定位分析

赤霉素2-氧化酶(GA2ox)通过2-β-羟基化作用产生失活的赤霉素,进而调节植物体内的赤霉素的活性水平。前期,本研究在烟草侧枝发育突变体转录组数据中,发现一个赤霉素2-氧化酶基因,其表达水平与野生型相比存在显著差异,命名为NtGA2ox1。为了更好地研究该基因在烟草侧枝发育中的作用,本研究从普通烟草中分离克隆了NtGA2ox1基因。通过测序分析该基因的编码及全长序列,发现NtGA2ox1基因含有2个外显子和1个内含子,编码一条长度为379个氨基酸的序列。同源进化分析表明,该基因在多种植物中存在同源序列,特别是茄科植物。组织特异性表达分析发现,NtGA2ox1基因在烟草的各个生长阶段均有表达,其中,在花和根中表达量较高。同时,激光共聚焦显微镜结果表明,YFP-NtGA2ox1融合蛋白在细胞质和细胞核中有很强的荧光信号,表明NtGA2ox1蛋白很可能定位于细胞核和细胞质中。本研究为进一步研究赤霉素调控烟草侧枝发育提供了理论依据。     

GA2ox8基因过量表达诱导蓝光下拟南芥光形态建成

检测不同光照强度蓝光下,过量表达GA2ox8基因的转基因植株光形态建成表型的结果表明,突变体比各自的母本的下胚轴短,茎尖角度和子叶张开度较大,花青素和叶绿素的含量较高,并且其差异与GA2ox8基因的表达量呈正相关.RT-PCR检测光调节基因表达水平的结果显示,暗培养条件下其突变体幼苗中的水平比各自的母本高,蓝光下35S::GFP-GA2ox8-1.35S::GFP-GA2ox8-8与母本co1-4之间差异不明显,但scc7-D中的水平比母本crylcry2高.这似乎说明,GA2ox8基因过量表达可诱导蓝光下拟南芥幼苗光形态建成.     

PSCA-HSP70融合蛋白在大肠杆菌中的表达与纯化

旨在大肠杆菌中表达PSCA-HSPT0融合蛋白,并对其进行纯化.克隆人PSCA基因及HSP70基因,构建表达PSCA-HSP融合蛋白的工程菌,优化表达及纯化条件,对重组蛋白进行纯化.结果表明,成功构建重组表达质粒PSCA-HSP,重组蛋白得到可溶性表达,优化纯化条件后获得90%以上纯度的重组蛋白.本研究成功实现了PSCA与HSP的融合表达,为下一步肿瘤疫苗的研制奠定基础.     

CryNGc蛋白在转基因玉米和大肠杆菌中表达的等同性研究

转基因玉米表达蛋白的身份鉴定和对玉米表达蛋白与大肠杆菌表达蛋白的等同性研究是进行蛋白安全性评价的重要前提。以人工合成的新型重组抗虫蛋白CryNGc 为研究材料,通过密码子优化、cryNGc杀虫蛋白编码基因化学合成、原核表达载体构建、大肠杆菌表达条件优化等方法原核表达 CryNGc 蛋白。在此基础上,利用SDS-PAGE电泳、免疫杂交分析和液相色谱-串联质谱鉴定技术对玉米转化体 HiII-NGc-1和大肠杆菌表达的CryNGc重组蛋白进行了特性分析和一致性评价。研究结果表明,抗虫基因cryNGc在转基因玉米和大肠杆菌中表达的蛋白电泳迁移率、免疫活性和氨基酸组成具有一致性,证实玉米转化体HiII-NGc-1中产生的CryNGc蛋白的特性与理论预测相符,且与大肠杆菌表达的CryNGc蛋白实质等同。研究结果为进一步开展新型抗虫重组蛋白CryNGc 玉米转化体的生物安全性评价提供了理论基础和数据支持。     

受赤霉素调节的拟南芥F-box基因筛选分析

赤霉素(Gibberellins,GAs)作为一种植物激素,对植物的生长发育具有重要调控作用,但其作用机制有待进一步完善。F-box蛋白是SCF复合体的一个亚基,通过特异性识别底物来调控植物的生长发育。本研究采用生物信息学方法,通过分析拟南芥基因芯片数据库提供的数据筛选到38个受GA调节的候选F-box基因,并对其中6个基因进行了实时荧光定量PCR验证。Plant CARE分析显示,其中30个基因的启动子区具有GA响应元件、以及IAA、ABA、光、温度干旱胁迫、或生物钟相关的顺式作用元件。通过分析Bio Grid数据库提供的相互作用对象,发现其中18个候选F-box蛋白与GA2ox1,GA3ox1和GA3ox3具有相互作用关系。基因表达谱分析表明,这些候选F-box基因在拟南芥各个组织器官中都有不同程度的表达,对IAA、ABA、光、温度干旱等胁迫或不同光周期都具有一定的响应。为深入研究GA调控植物生长发育的分子机制提供了重要线索。