草原龙胆MADS-box基因的克隆及表达分析

植物MADS-box 基因家族编码高度保守的转录因子, 参与了包括花发育在内的多种发育进程。为阐释双子叶植物草原龙胆(Eustoma grandiflorum)花器官发育的分子调控机制, 根据MADS-box基因保守序列设计简并引物, 用3'-RACE方法从 草原龙胆中克隆了4个花器官特异表达的MADS-box家族基因。序列和系统进化树分析表明, 这4个基因分别与金鱼草DEF基因、矮牵牛FBP3基因和FBP6基因以及拟南芥SEP3基因具有很高的同源性, 分别属DEF/GLO、AG-like和SEP-l ike亚家族。从而将这4个基因分别命名为EgDEF1、EgGLO1、EgPLE1和EgSEP3-1。推导的氨基酸序列显示, 这些基因编码的蛋白质都包含高度保守的MADS结构域、I结构域和K结构域, 每个基因均有其亚家族特异的C-末端功能域。基因特异性RT-PCR检测结果显示: EgDEF1 在萼片、花瓣、雄蕊及胚珠中高丰度表达, 在心皮中微量表达; 而EgGLO1在花瓣和雄蕊中高丰度表达, 在萼片中微量表达; 在根、茎、叶等营养器官中均未检测到上述2个基因的表达。EgPLE1在雌蕊、心皮和胚珠中特异表达, 但表达的丰度存在差异, 在雄蕊中的表达有所减弱。SEP-like亚家族基因EgSEP3-1在四轮花器官和胚珠中均特异表达,且表达丰度相对一致。     

草原龙胆MADS-box基因的克隆及表达分析

植物MADS-box基因家族编码高度保守的转录因子,参与了包括花发育在内的多种发育进程。为阐释双子叶植物草原龙胆（Eustoma grandiflorum）花器官发育的分子调控机制,根据MADS-box基因保守序列设计简并引物,用3＇-RACE方法从草原龙胆中克隆了4个花器官特异表达的MADS-box家族基因。序列和系统进化树分析表明,这4个基因分别与金鱼草DEF基因、矮牵牛FBP3基因和FBP6基因以及拟南芥SEP3基因具有很高的同源性,分别属DEF/GLO、AG-like和SEP-like亚家族。从而将这4个基因分别命名为EgDEF1、EgGLO1、EgPLE1和EgSEP3-1。推导的氨基酸序列显示,这些基因编码的蛋白质都包含高度保守的MADS结构域、I结构域和K结构域,每个基因均有其亚家族特异的C-末端功能域。基因特异性RT-PCR检测结果显示：EgDEF1在萼片、花瓣、雄蕊及胚珠中高丰度表达,在心皮中微量表达;而EgGLO1在花瓣和雄蕊中高丰度表达,在萼片中微量表达;在根、茎、叶等营养器官中均未检测到上述2个基因的表达。EgPLE1在雌蕊、心皮和胚珠中特异表达,但表达的丰度存在差异,在雄蕊中的表达有所减弱。SEP-like亚家族基因EgSEP3-1在四轮花器官和胚珠中均特异表达,且表达丰度相对一致。     

蝶兰胚珠发育基因的表达及序列分析

对从蝶兰（Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓｓｐ．）成熟胚珠的ｃＤＮＡ文库中获得的ｃＤＮＡ克隆Ｏ１３８的时空表达特性和序列进行了分析。Ｎｏｒｔｈｅｒｎ分子杂交结果显示出该基因的ｍＲＮＡ在成熟胚珠和根中大量积累,但在大孢子母细胞时期的胚珠和子房组织中积累水平很低。ＤＮＡ序列分析表明,该基因含一个编码２８４个氨基酸,分子量为３０ｋＤ蛋白的开放阅读框架。Ｏ１３８是一个与成熟胚珠发育相关的基因。     

棉花胚珠内种皮特异基因GhIAA16的分离鉴定

棉花(Gossypium hirsutum L.)纤维是由胚珠外珠被表皮细胞发育形成的一种单细胞表皮毛。为了分析鉴定与棉花胚珠发育相关的基因,本文通过cDNA阵列方法分离了25个在开花前后棉花胚珠中差异表达的基因。其中一个基因与拟南芥IAA16具有很高的同源性,并命名为GhIAA16。 该基因编码一个208个氨基酸组成预测蛋白。分子生物学分析表明它在棉花基因组中以单拷贝形式存在,而且在棉花胚珠内种皮(endothelium)中特异表达。GhIAA16是棉花中第一个分离到的内种皮特异表达的基因,本文对它在棉花胚珠发育中的可能功能进行了讨论。     

棉花胚珠内种皮特异基因GhIAA16的分离鉴定

棉花(Gossypium hirsutum L.)纤维是由胚珠外珠被表皮细胞发育形成的一种单细胞表皮毛.为了分析鉴定与棉花胚珠发育相关的基因,本文通过cDNA阵列方法分离了25个在开花前后棉花胚珠中差异表达的基因.其中一个基因与拟南芥IAA16具有很高的同源性,并命名为GhIAAl6.该基因编码一个208个氨基酸组成预测蛋白.分子生物学分析表明它在棉花基因组中以单拷贝形式存在,而且在棉花胚珠内种皮(endothelium)中特异表达.GhIAAl6是棉花中第一个分离到的内种皮特异表达的基因,本文对它在棉花胚珠发育中的可能功能进行了讨论.     

棉花咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶基因的克隆及表达

根据棉花纤维特异表达cDNA文库分析得到的咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)基因EST序列设计引物,采用RT-PCR技术首次从棉花中克隆了一个CCoAOMT基因,命名为GhCCoAOMT1(GenBank登录号为FJ848871).研究结果表明:GhCCoAOMT1基因cDNA全长960 bp,具有一个753 bp的开放阅读框,5'非编码区为9 bp,3'非编码区为198 bp,编码250个氨基酸,预测分子量约为28.306 kDa,等电点为5.39.利用PCR方法克隆了GhCCoAOMT1基因的基因组序列,长度为1 311 bp,包含5个外显子和4个内含子.氨基酸同源性分析发现,GhCCoAOMT1与来自毛白杨、烟草和苎麻的CCoAOMT同源性较高.半定量RT-PCR检测表明,GhCCoAOMT1基因在棉花各个组织中都有表达,其中茎部的表达量最高,其次表达量依次为根>花瓣>子叶>10 d纤维>雄蕊>胚珠>叶.     

乌拉尔图小麦(Triticum urartu)1Ay高分子量麦谷蛋白亚基基因编码区的克隆与鉴定(英文)

应用简并性引物和基因组PCR反应从乌拉尔图小麦(Triticum urartu)不同种质材料中获得并测定了表达型和沉默型1Ay高分子量麦谷蛋白亚基基因全长编码区的基因组DNA序列。表达型1Ay基因编码区的序列与前人已发表的y型高分子量麦谷蛋白亚基基因编码区的序列高度同源,由其推导的1Ay亚基的一级结构与已知的高分子量麦谷蛋白亚基相似。在细菌细胞中,表达型1Ay基因编码区的克隆序列可经诱导而产生1Ay蛋白,该蛋白与种子中1Ay亚基在电泳迁移率和抗原性上类似,表明所克隆的序列真实地代表了表达型1Ay基因的全长编码区。但是,本研究所克隆的沉默型1Ay基因的编码区序列因含有3个提前终止子而不能翻译成完整的1Ay蛋白。讨论了表达型1Ay基因在小麦籽粒加工品质改良中的潜在利用价值以及1Ay基因沉默的机制。     

乌拉尔图小麦(Triticum urartu)1Ay高分子量麦谷蛋白亚基基因编码区的克隆与鉴定

应用简并性引物和基因组PCR反应从乌拉尔图小麦(Triticum urartu)不同种质材料中获得并测定了表达型和沉默型1Ay高分子量麦谷蛋白亚基基因全长编码区的基因组DNA序列.表达型1Ay基因编码区的序列与前人已发表的y型高分子量麦谷蛋白亚基基因编码区的序列高度同源,由其推导的1Ay亚基的一级结构与已知的高分子量麦谷蛋白亚基相似.在细菌细胞中,表达型1Ay基因编码区的克隆序列可经诱导而产生1Ay蛋白,该蛋白与种子中1Ay亚基在电泳迁移率和抗原性上类似,表明所克隆的序列真实地代表了表达型1Ay基因的全长编码区.但是,本研究所克隆的沉默型1Av基因的编码区序列因含有3个提前终止子而不能翻译成完整的1Ay蛋白.讨论了表达型1Ay基因在小麦籽粒加工品质改良中的潜在利用价值以及lAy基因沉默的机制.     

棉花LIM结构域基因(GhLIM1)的克隆和表达分析

LIM结构域蛋白是一个重要的发育调控因子,参与基因转录,细胞骨架建成和信号传导等许多发育调控过程,胞质骨架是形成和稳定细胞形态以及传递物质,能量和信息的重要成分。为研究棉花纤维细胞发育过程中胞质骨架的形成和作用机理,通过棉花纤维EST序列整合,从陆地棉徐州142胚珠（含纤维）中扩增并克隆出棉花LIM结构域基因的编码区段。该棉花LIM结构域基因（GhL1M1)长848bp,包含一个570bp的开放阅读框,推导的氨基酸序列（189个氨基酸）与拟南芥,烟草和向日葵的LIM结构域蛋白有极高的同源性,而且两个LIM结构域完整,RT-PCR和Northerm杂交分析表明,该基因（GhL1M1）在陆地棉的根,茎尖,上胚轴,叶片,花蕾,花药,胚珠和不同发育时期的陆地棉纤维（4DPA、12DPA、18DPA）以及海岛棉纤维（18DPA）和中棉纤维（12DPA）中均有表达,但GhL1M1基因在茎尖,纤维和有纤维的胚珠中表达量更高,因此GhL1M1基因应与棉花纤维发育有密切关系。     

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。     

棉花PTS2受体基因(GhPex7)的克隆及表达分析

利用cDNA—AFLP差异片段F010,通过RACE延伸、EST、检索等方法获得了一个棉花过氧化物酶体定位信号2受体蛋白基因(peroxisomal targetingsignal type 2 receptor,GhPex7p)的编码序列。该cDNA包含一个954bp的开放阅读框,编码317个氨基酸,推测其等电点为5．603。同源性分析表明：推测GhPex7与拟南芥、酵母、果蝇、小鼠和人的Pex7p基因存在序列相似性,其中与拟南芥的同源性最高,为83％,并具有3段WD-40蛋白家族的保守域,与拟南芥AtPex7的编码蛋白同类。Southern杂交结果表明该基因在陆地棉基因组中存在两个拷贝。Northern blotting和RT-PCR分析表明该基因在棉花根、茎、叶、花、胚珠和纤维中均表达,但茎、叶组织中的表达水平明显高于胚珠和纤维。     

Molecular Cloning and Characterization of GhGolS1, a Novel Gene Encoding Galactinol Synthase from Cotton (Gossypium hirsutum)

Galactinol synthase (GolS) is a key initial regulatory enzyme in the synthesis of raffinose family oligosaccharides (RFOs), sugars that play essential roles in plant growth and development. We have cloned the GhGolS1 gene (GenBank accession number: JF813792), which encodes the cotton GolS1 protein by rapid amplification of cDNA ends?Cpolymerase chain reaction (RACE?CPCR). The full-length cDNA is 1,729-bp long and encoded an open reading frame (ORF) of 343 amino acids with a deduced molecular weight of 39.2?kDa. The GhGolS1 protein shared 74?C78% identity at the amino acid level with GolS isolated from Ricinus communis, Populus trichocarpa, Solanum lycopersicum, Arabidopsis thaliana and Capsicum annuum. The corresponding genomic DNA, which contained three exons and two introns, was isolated and analyzed. The 5?? flanking region was also analyzed to identify a group of putative cis-acting elements. DNA gel blot analysis showed that in the cotton genome, the GhGolS gene family contains at least three members. Real-time PCR (RT-PCR) analysis revealed that GhGolS1 is expressed in cotton leaves, anthers and 35 DPA fibers, and its expression level in anthers is much higher than that in leaves and 35 DPA fibers. It was minimally expressed in other tissues. Additionally, the GhGolS1 protein was localized to the cell membrane. On the basis of these results, we propose that GhGolS1 has critical roles in cotton male fertility, fiber quality and seed development.     

Molecular cloning and characterization of <Emphasis Type="Italic">GhAPm</Emphasis>, a gene encoding the μ subunit of the clathrin-associated adaptor protein complex that is associated with cotton (<Emphasis Type="Italic">Gossypium hirsutum</Emphasis>) fiber development

The clathrin-associated adaptor protein (AP) complexes are the primary clathrin adaptors that contribute to the formation of clathrin-coated vesicles (CCVs). The GhAPm gene (GenBank accession number: GU359054), which encodes the medium subunit of the AP complexes, was cloned from cotton by rapid amplification of cDNA ends-polymerase chain reaction (RACE-PCR). The full-length cDNA was 1590 bp in size and encoded an open reading frame (ORF) of 416 amino acids with a molecular weight of 46 kDa. The GhAPm protein shared 81–85% identity at the amino acid level with the AP complex μ subunits isolated from Vitis vinifera, Glycine max, Populus trichocarpa, Ricinus communis and Arabidopsis thaliana, respectively. The corresponding genomic DNA, containing eight exons and seven introns, was isolated and analyzed. Also, a 5′-flanking region was analyzed, and a group of putative cis-acting elements were identified. DNA gel blot analysis showed that there is only one GhAPm gene in the cotton genome. Real-time RT-PCR analysis revealed that GhAPm is expressed in the root, stem, leaf, petal, ovule, and fiber. However, the interesting finding is that GhAPm expression level was shown to increase steadily as the cotton fiber develops. In 30 DPA fibers, expression increases sharply and arrives at a peak then the expression levels decrease rapidly. Based on these data, we propose that GhAPm has a critical role in cotton membrane trafficking and fiber development.     

Exogenous Jasmonic Acid Inhibits Cotton Fiber Elongation

Jasmonic acid (JA) is a well-characterized phytohormone that acts in various ways to influence plant development. Its role in cotton fiber development, however, has not yet been thoroughly explored. In this study, JA was proven to be an inhibitor of ovule and fiber development in vitro. Continuous exogenous JA application inhibited fiber elongation. This effect was dependent on development stage and dosage. Fibers and ovules at three different stages of development and different JA dosages were compared. The most serious suppression was detected when ovules 1?day before anthesis (–1?DPA) were cultured in medium with 2.5?μM JA. Genes related to trichome and fiber development responded differently to JA treatment between –1?DPA and 1?day post anthesis (1 DPA). JAs (JA and JA-Ile) quantification showed that JAs content was sharply decreased from –1?DPA to 5?DPA ovules, which indicated that JA was negatively associated with fiber elongation in vivo. In addition, gene expression analysis showed the same trend. Our results demonstrate that there was a negative relationship of JA with fiber elongation in vitro and in vivo. These results are meaningful for uncovering the mechanism of fiber elongation in cotton.     

棉花143-3L基因的分子鉴定及其在纤维发育中优势表达分析

14-3-3蛋白以二聚体形式存在于所有真核生物中,是一种高度保守的调节蛋白,在细胞生长、增殖、凋亡、信号转导等生命活动中发挥着重要调控作用。我们在棉纤维cDNA文库中分离克隆到1个基因(cDNA),编码14-3-3蛋白类似物,命名为Gh14-3-3L(Gossypiumhirsutum14-3-3-like)。该cDNA长度为1,029bp,包含762bp开放阅读框,其编码蛋白由253个氨基酸组成。Gh14-3-3L与其他真核生物的14-3-3蛋白具有较高的同源性,并具有14-3-3蛋白的基本结构:二聚体结构域、磷酸化丝氨酸富集识别序列、4个CC结构和1个EFHand结构。Northern杂交分析显示Gh14-3-3L在棉纤维发育早期优势表达,且在10DPA棉纤维细胞中表达量最高,这表明Gh14-3-3L基因可能涉及棉纤维细胞伸长过程的调节。研究还表明,该基因在胚珠和花瓣组织中也有较强的表达,但在其他组织中表达较弱或不表达。