枣果实β-半乳糖苷酶基因的克隆及表达分析

采用3-′RACE技术获得了梨枣果实β-半乳糖苷酶(-βGal)基因的部分cDNA片段,并运用实时荧光定量PCR技术和PNPG反应比色法,研究了梨枣不同生长期及采后常温贮藏过程中ZJGAL基因的相对表达量和β-Gal活性的变化,以探索β-半乳糖苷酶在枣(Ziziphus jujubaMill.)果实生长及采后软化中的分子调控机制.结果表明,克隆的-βGal基因序列长2 584 bp(GenBank登录号HQ827769),其中包含2 193 bp的最大阅读框,编码730个氨基酸,将该基因命名为ZJGAL.Blastn和Blastp序列比对分析发现,该ZJGAL基因与已登录的其他物种的β-Gal基因相似性达到60%～80%.随着果实的生长、成熟及采后衰老,ZJGAL基因的表达量和-βGal活性在果实采收前后均呈先上升后下降的趋势,两者的采前高峰均在幼果膨大期,但是采后贮藏过程中虽然基因的表达量较高,但是-βGal活性一直较低.     

苦瓜果实β-半乳糖苷酶基因的克隆、表达及亚细胞定位

根据已构建苦瓜果实均一化文库中获得的1个与β-Gal基因相关的EST序列,采用经3’RACE技术,克隆获得1 个苦瓜β-Gal基因的cDNA 序列McGAL,全长为2261bp,开放阅读框2187bp,编码719个氨基酸。该基因在GenBank 基因数据库的登录号为AFD54987.1。应用生物信息学软件对McGAL氨基酸序列分析表明,McGAL含有糖苷水解酶家族35的保守结构域G-G-P-[LIVM]-x-Q-x-E-N-E-[FY],C端不含凝集素结构域。二级结构显示,该酶含有α-螺旋（19.89%）,伸展链（26.98%）,β-转角（6.54%）和无规卷曲（46.59%）。McGAL氨基酸序列与鹰嘴豆、苜蓿、绿豆、大豆、羽扇豆的氨基酸序列的同源性分别达到73%、73%、73%、72%和71%。亚细胞定位结果表明,McGAL定位在线粒体膜上。荧光定量结果表明,McGAL在果实绿熟期表达量最高并随之下降,该基因可能与果实成熟软化初期相关。     

草莓蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶1(SnRK1)α亚基编码基因的克隆及表达分析

植物的蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶1(Sn RK1)与酵母蔗糖非发酵蛋白激酶1(SNF1)以及哺乳动物AMP激活的蛋白激酶(AMPK)同源,都是异源三聚复合体结构,含有α催化亚基和β、γ两个调节亚基来维持蛋白结构的稳定和激酶活性。本试验以‘妙香7号’草莓(Fragaria×ananassa)为材料,通过反转录PCR克隆得到一个Sn RK1的α催化亚基编码基因,命名为Fa Sn RK1α。序列分析显示该基因全长1 557 bp,共编码518个氨基酸,预测Fa SnRK1α蛋白分子质量为59.159 k Da,理论等电点为8.54,定位于细胞质和细胞核。生物信息学分析发现Fa SnRK1α的氨基酸序列与其他植物Sn RK1α蛋白具有较高同源性,含有KD(kinase domain)、UBA(ubiquitin associated domain)和β-SID(β-submit interaction domain)三个保守结构域。组织特异性分析表明Fa Sn RK1α在草莓根、茎、叶、花和果实中均有表达,在果实发育进程中Fa Sn RK1α的表达水平呈上升趋势。荧光定量PCR分析表明,果实中Fa Sn RK1α受脱落酸(ABA)诱导,表明该基因可能与ABA诱导的果实发育和成熟有关。     

FaPYL9基因调控草莓果实成熟的分子机理

该研究以草莓品种‘红颜’(Fragaria ananassa‘Benihoppe’)果实为试材,从红颜草莓果实中克隆得到1个ABA受体基因FaPYL9,该基因含有1个555bp核苷酸的开放阅读框,编码184个氨基酸序列,含有1个氨基酸保守区域PYR_PYL_RCAR_like。FaPYL9基因在草莓果实发育7个时期的表达量分析表明,随着草莓果实的成熟,FaPYL9基因的表达量迅速升高,并且在果实全红时表达量达到最高;干扰草莓果实中的FaPYL9基因,会延迟草莓果实成熟期3~5d,同时会降低与草莓果实着色相关的FaCHS和FaUFGT基因的表达量,并且果实中的蔗糖含量以及花青素含量也随之降低,ABA含量和果实硬度增加。研究表明,FaPYL9基因在草莓果实成熟发育过程中起重要作用,能促进草莓果实成熟。     

草莓ζ-胡萝卜素脱氢酶基因ZDS的克隆及特征分析

用RT-PCR和RACE技术从草莓(Fragaria ananassa Duchesne)果实中克隆到ζ-胡萝卜素脱氢酶基因ZDS,命名为FaZDS,其cDNA全长2148 bp,具有1个1710 bp的完整开放阅读框(ORF),编码569个氨基酸。序列分析表明,FaZDS编码的氨基酸序列与其它植物的ZDS蛋白有很高的相似性。系统进化树分析表明,草莓与苹果的ZDS蛋白亲缘关系较近。原核表达结果表明FaZDS基因在大肠杆菌中能高效表达。用半定量RT-PCR技术进行组织表达模式分析表明,FaZDS基因在草莓的花、叶片和果实中均有表达,表达量为花红果粉红果白果青果叶。     

香蕉果实β-半乳糖苷酶基因cDNA克隆及序列分析

利用已报道β-半乳糖苷酶基因(-βga lactos idase)的保守序列设计简并引物,进行RT-PCR,从香蕉果实中得到900 bp左右的一个片段,命名为M A-ga l,序列分析表明M A-ga l全长927 bp,编码309个氨基酸,具有所有β-半乳糖苷酶基因共有的活性催化部位GGP IILSQ IENEY(F);M A-ga l片段的氨基酸序列与芦笋、草莓、番茄、芒果及鳄梨等果实相应基因的相似性分别为85.8%、80.9%、80.5%、79.1%和76.3%.     

栀子ERF基因的克隆及其在果实成熟过程中的表达

乙烯反应元件因子(ethylene-responsive element-binding factor,ERF)是一类植物DNA结合蛋白,是乙烯信号传导过程中的一类转录因子,与植物的生长发育和生理过程有关。从栀子(Gardenia jasminoidesEllis)果实的cDNA文库中筛选获得栀子乙烯反应元件因子GjERF的cDNA。该基因全长962 bp,5’端非翻译区长82 bp,3’端非翻译区长100 bp,预测ORF为780 bp,编码259个氨基酸,分子量为28.6 kD。序列分析表明GjERF含有59个氨基酸构成的AP2/ERF结构域及N端的MC(MCGGAII)模体,它属于ERF家族的第Ⅶ亚类。RT-PCR分析表明GjERF基因在栀子成熟叶片中的表达高于在果实中的表达,并且在果实中的表达与果实的成熟过程无关。     

柑橘果糖激酶基因的克隆及表达

植物果糖激酶(FRK)在果糖磷酸化中起重要作用。通过PCR技术从温州蜜柑(Citrus　unshiu　Marc.)基因组中扩增得到编码果糖激酶基因的2个基因组DNA片段,分别命名为Cufrk1、Cufrk2,利用RT-PCR从果实中分离到了与Cufrk1外显子序列一致的cDNA序列,并通过RACE技术分离到这个基因的全长cDNA序列,命名为CuFRK1(GenBank号:　AY561840)。Cufrk1与Cufrk2编码氨基酸序列相似性为68%。CuFRK1　cDNA全长为1　459　bp,5'端和3'端的非翻译区分别为167　bp和239　bp,该序列含有一个完整的开放读码框,编码350个氨基酸,蛋白质分子量约为37.5　kD,等电点为5.03,含有2个果糖激酶糖特异结合域及3个ATP结合域,其氨基酸序列与其他植物中已分离的果糖激酶基因相似性在62%￣78%。Northern分析显示,CuFRK1(Cufrk1)与Cufrk2在柑橘幼叶、发育初期果实中表达量较高,在果皮和茎中不表达,在花瓣及成熟果实中表达模式有一定差异。酶活性分析表明,果实中的果糖激酶活性随果实的发育而降低,同时,果实中的果糖不断积累,在果实整个发育过程中果糖含量与果糖激酶活性呈极显著负相关。     

草莓ξ-胡萝卜素脱氢酶基因ZDS的克隆及特征分析

用RT-PCR和RACE技术从草莓(Fragaria ananassa Duchesne)果实中克隆到ξ-胡萝卜素脱氧酶基因ZDS,命名为FaZDS,其cDNA全长2148 bp,具有1个1710 bp的完整开放阅读框(ORF),编码569个氨基酸.序列分析表明,FaZDS编码的氨基酸序列与其它植物的ZDS蛋白有很高的相似性.系统进化树分析表明,草莓与苹果的ZDS蛋白亲缘关系较近.原核表达结果表明FaZDS基因在大肠杆菌中能高效表达.用半定量RT-PCR技术进行组织表达模式分析表明,FaZDS基因在草每的花、叶片和果实中均有表达,表达量为花＞红果＞粉红果＞白果＞青果＞叶.     

森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆

本文利用生物信息学方法对森林草莓（Fragaria vesca）基因组数据库中MADS-box基因的数量、结构类型、序列特征及染色体定位进行分析。结果表明,获得70个含SRF-TF结构域的森林草莓Fv MADS基因,DNA长度289~14 596 bp,编码66~1 437个氨基酸残基,有21个Fv MADS没有内含子,在7条染色体上呈不均匀分布;68个Fv MADS蛋白序列含有保守基序Motif 1,最佳匹配序列为＂RQVTFSKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIIFSSRGKLYEF＂。另外,从栽培品种‘丰香’草莓果实中克隆了Fa MADS1基因,该基因属于MADS-box基因家族,c DNA全长1 167 bp,编码区750 bp,推导编码249个氨基酸,具有MADS结构域和K-box结构域。