高β-蒎烯含量思茅松松脂化学特征

采用气-质联用仪对5年生的40个思茅松高产脂嫁接无性系及1个对照松脂的组成成份进行分析,发现10个高β-蒎烯含量的思茅松无性系,与对照相比,松脂松节油化学组成中β-蒎烯平均质量分数(50.25%)约为对照(9.5%)的5倍;△3-蒈烯含量约为对照的3倍;异海松酸含量约为普通思茅松的8倍,可作为高β-蒎烯思茅松选择的重要指标之一。     

梨α-法尼烯合成酶基因的克隆及其序列分析

利用RT-PCR技术从鸭梨的果皮中获得了一个全长为1824bp的α-法尼烯合成酶基因(α-Farnesene Synthase,PFS)克隆,该cDNA包含一个由1728个核苷酸组成的开放阅读框架,编码分子量约66kDa的576个氨基酸残基的蛋白质。序列相似性分析结果表明,它与苹果中克隆到的AFS1基因具有很高的同源性,核苷酸序列一致性为97.34%,且具有典型的萜类合成酶基因保守结构域。与来源于黄瓜、杉树、松树的α-法尼烯合成酶基因的同源性较低。     

鸭梨中α-法尼烯合成酶基因分离与表达分析

研究α-法尼烯合成酶基因的表达特性,了解鸭梨虎皮病发生的分子基础.应用高效液相色谱(HPLC)法检测鸭梨果皮中α-法尼烯含量;经过RT-PCR扩增首次得到了1 824 bp鸭梨α-法尼烯合成酶基因(GenBank注册号DQ364626),使用Northern杂交法检测了该基因的表达特性.PFS基因在鸭梨果皮中的表达量最高,叶中的次之,茎、花、根中的表达量相对较低;二苯胺(DPA)推迟而1-甲基环丙烯(1-MCP)抑制了低温冷藏的鸭梨果皮中PFS基因的表达和α-法尼烯的释放.α-法尼烯的积累量与PFS基因的表达量之间存在很高的协同性.     

巴西橡胶树两个蔗糖合成酶基因的克隆和表达分析

为了解蔗糖合成酶在巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)生长和发育过程中的功能,利用RACE技术从巴西橡胶树中克隆了蔗糖合成酶基因,并对基因的表达特征进行了分析。结果表明,从巴西橡胶树中克隆了两个蔗糖合成酶基因(HbSS1和HbSS2),HbSS1全长2864 bp,编码806个氨基酸;HbSS2全长2815 bp,编码811个氨基酸。两个基因编码的蛋白具有典型的植物蔗糖合成酶结构特征,包含1个磷酸化位点和两个保守的功能域。半定量RT-PCR分析表明,HbSS1和HbSS2在各组织器官中均有表达,其中HbSS1在叶中的表达量最高,HbSS2在树皮中的表达量最高,这说明HbSS1和HbSS2可能参与了各组织的生长和代谢过程,且功能有所分化。     

稻纵卷叶螟几丁质合成酶及合成通路相关酶基因的鉴定及表达分析

【目的】稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenee)是水稻上的四大害虫之一,危害较为严重,近年来以几丁质合成和代谢过程作为害虫防治的标靶研究已成为热点。为阐明几丁质合成酶及合成通路上关键酶的作用,本研究开展了对稻纵卷叶螟几丁质合成酶及合成相关通路上关键酶的克隆及时空表达分析。【方法】本研究基于稻纵卷叶螟转录组,结合PCR及RACE技术,克隆了几丁质合成酶代谢通路上的4条基因的c DNA全长;利用生物信息学软件对序列进行结构预测、序列比对和进化分析;采用实时定量PCR技术研究了4条基因在不同虫态和幼虫的不同组织中的表达情况。【结果】获得了2条几丁质合成酶序列及2条合成通路上的基因序列,包括几丁质合成酶A(Chitin synthase A,CHSA),几丁质合成酶B(Chitin synthase B,CHSB),N-乙酰葡糖胺磷酸变位酶(Phosphoacetylglucosamine mutase,PGM和UDP-N-乙酰葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase,UAP),并分别命名为Cm CHSA、Cm CHSB、Cm PGM和Cm UAP;序列分析显示Cm CHSA序列全长4 868 bp,编码1 564个氨基酸。Cm CHSB序列全长4 651 bp,编码1 525个氨基酸。Cm PGM全长1 934 bp,编码548个氨基酸。Cm UAP序列全长1 837 bp,编码487个氨基酸。实时定量研究表明,Cm UAP和Cm PGM在血淋巴中表达量最高,Cm CHSA在头部和表皮中表达量较高,而Cm CHSB在中肠中表达量最高。【结论】本研究得到了稻纵卷叶螟几丁质合成路径的4个关键酶基因c DNA全长,它们在稻纵卷叶螟的不同组织和虫态中呈现了差异显著的时空表达,本文为进一步探究稻纵卷叶螟的几丁质合成酶的生理功能和几丁质的合成代谢途径奠定了基础。     

茶树单萜合成酶CsTPS基因的克隆及表达分析

该研究在茶树转录组测序的基础上,以‘铁观音’茶树品种的芽叶为供试材料,采用RT-PCR技术,克隆了茶树的1条单萜合成酶(TPS)基因全长cDNA序列,命名为CsTPS(GenBank登录号为KY829105)。CsTPS基因全长2 077bp,其开放阅读框(ORF)为1 752bp,编码583个氨基酸。CsTPS基因编码蛋白含有单萜合成酶蛋白特有的2个天冬氨酸富集基序及RRx8W、RxR保守基序,N端具有一段叶绿体转运肽。同源比对分析显示,CsTPS氨基酸序列与多种植物的单萜合成酶序列相似性较高,与黄胡萝卜α-松油醇合成酶、白簕柠檬烯合成酶、蓖麻单萜合成酶相似性分别为74%、71%和66%。系统进化树分析表明,CsTPS属于TPSb亚家族类型。荧光定量PCR结果显示,在白茶萎凋、乌龙茶做青、红茶发酵等加工过程中,CsTPS基因的表达量均有上调,推测CsTPS基因的表达与茶叶加工过程中茶叶香气形成密切相关。     

棉花杜松烯合成酶基因的克隆及其表达分析

杜松烯合成酶是棉酚合成途径中的关键酶,催化(E,E)-法呢基焦磷酸(FPP)环化形成(+)-δ-杜松烯。从陆地棉Y18R中克隆分离了杜松烯合成酶基因(GhCdn),该基因的基因组序列为2 700 bp,具有6个内含子,剪切后其ORF为1 665 bp,编码554个氨基酸,该基因属于杜松烯合成酶C亚家族。应用Overlap PCR方法将其上的2个Hind Ⅲ 酶切位点钝化后,将GhCdn基因连接到表达载体pBI121上,构建出分别由组成型启动子CaMV 35S和绿色组织高效启动子Psbp驱动的2个植物表达载体pGBI-CaMV 35S-GhCdn和pGBI-Psbp-GhCdn。通过农杆菌介导法转化棉花下胚轴并进行组织培养,获得了9个35S转基因阳性愈伤系和2个P转基因阳性愈伤系。经检测,阳性愈伤组织中GhCdn基因的mRNA表达量和棉酚含量均有所增加,但35S系普遍高于P系。本研究为通过基因工程手段提高棉花组织器官中的棉酚含量提供了依据。     

德国小蠊两个海藻糖合成酶基因的克隆、组织分布及温度诱导表达分析

【目的】海藻糖合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）是参与昆虫血糖-海藻糖合成的关键酶。本研究旨在克隆德国小蠊 Blattella germanica TPS基因,研究TPS基因在德国小蠊不同组织中的表达模式及在不同温度处理下的表达情况。【方法】通过RACE技术克隆德国小蠊TPS基因全长序列,利用荧光定量PCR的方法检测TPS基因在德国小蠊5龄幼虫不同组织中的表达模式及在高温(40℃和46℃处理30 min)及低温(0℃和10℃处理1 h)逆境下的表达量变化。【结果】从德国小蠊中克隆获得2个TPS基因,分别命名为 BgTPS1 (GenBank登录号：KR050213) 和 BgTPS2 (GenBank登录号：KR050214)。其中,BgTPS1基因cDNA序列全长2 987 bp,开放阅读框 (ORF) 2 502 bp,编码833个氨基酸;BgTPS2基因cDNA序列全长3 212 bp,开放阅读框2 469 bp,编码822个氨基酸。BgTPS1和BgTPS2基因都主要在5龄幼虫脂肪体中表达,且BgTPS2基因的表达量为BgTPS1基因表达量的3.9倍。在两种不同极端温度诱导下,BgTPS1和BgTPS2基因mRNA均上调表达。其中,BgTPS2 的表达量始终显著高于 BgTPS1。在0℃时,BgTPS1和BgTPS2的表达量最高。【结论】德国小蠊5龄幼虫中存在2个TPS基因。两个TPS基因均在脂肪体中高表达,且BgTPS2基因的表达量显著高于BgTPS1基因;低温和高温诱导下均能促进两个基因的表达量上升。该结果为进一步明确昆虫海藻糖的合成途径及其在昆虫对温度逆境的反应中的作用研究奠定了基础。     

杧果蔗糖合成酶MiSS基因的克隆与表达分析

为克隆杧果(Mangifera indica L.)蔗糖合成酶基因序列,预测其编码蛋白特性,阐明其在果实发育过程中的表达规律和作用.本研究采用同源克隆法和RACE技术克隆了1个编码蔗糖合成酶基因的全长cDNA,命名为MiSS,其cDNA全长2110 bp,开放阅读框为1455 bp,编码484个氨基酸,相对分子量为55.3 kD,理论等电点为6.08.系统进化分析显示,MiSS基因编码的氨基酸序列与温州蜜柑(Citrus unshiu)、荔枝(Litchi chinensis)、龙眼(Dimocarpus longan)氨基酸序列一致性为90％～93％.RT-qPCR分析显示,MiSS基因表达量呈现先上升后下降的趋势,且果实发育各时期果皮内MiSS基因表达量均显著高于果肉,综合分析MiSS基因可能与淀粉的合成密切相关.本研究为进一步了解MiSS基因在杧果蔗糖代谢过程中的作用以及从分子角度阐明植物生长调节剂对杧果蔗糖代谢的影响机理奠定了理论和技术基础.     

枸杞蔗糖磷酸合成酶基因的克隆及组织表达分析

利用RT-PCR及RACE技术,从药用植物枸杞中克隆了1个编码蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的全长cDNA,命名为LbSPS(GenBank登录号KC834608)。序列分析表明:LbSPS基因长3 677bp,开放阅读框为3 165bp,编码1 033个氨基酸,分子量为118.457 5kD,理论等电点6.05。系统进化分析显示,LbSPS编码的氨基酸序列与甜瓜、马铃薯、番茄等蔗糖磷酸合成酶基因编码氨基酸序列一致性为66%~98%。qRT-PCR分析显示,LbSPS基因在枸杞花中表达量最高,叶中表达水平较低。该研究为进一步了解LbSPS在枸杞生长发育、逆境胁迫等过程中的生物学功能奠定了基础。     

酿酒葡萄分支酸合成酶基因(VvCS)的克隆与表达分析

本研究以酿酒葡萄(Vitis vinifera)品种赤霞珠(Cabernet Sauvignon)及霞多丽(Chardonnay)为试材,采用in silico克隆和分子克隆相结合的策略,从果实中克隆到分支酸合成酶基因,命名为VvCS。该基因的cDNA编码区全长1312bp,编码436个氨基酸残基,预测其编码蛋白质分子量为46.9kD,等电点为7.8;生物信息学分析显示VvCS的DNA全长7117bp,包含13个外显子和12个内含子,定位于葡萄的第13号染色体上。VvCS编码的蛋白与其它植物来源的分支酸合成酶在氨基酸水平上的同源性为75%左右;实时荧光定量PCR分析表明VvCS在葡萄果实、茎、叶和叶柄组织中均有表达,且在果皮、果肉和种子中的表达变化趋势相似,与盛花后5周的果实相比,盛花后11周果实各部位中VvCS表达丰度均有不同程度增加。     

棉铃虫几丁质合成酶1基因的时空表达分析及氟啶脲对其表达的影响

本研究旨在明确棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)几丁质合成酶1(HaCHS1)基因在不同发育时期和不同组织的表达及氟啶脲处理后对该基因表达的影响。利用RT-PCR和RACE技术克隆获得棉铃虫HaCHS1基因,HaCHS1基因全长为5247 bp,其中开放阅读框4698 bp,编码1565个氨基酸,5′非翻译区为168 bp,3′非翻译区为381 bp。预测蛋白的相对分子质量为180.7 kDa,等电点为6.50,HaCHS1具有16个跨膜螺旋和6个N-糖基化位点。RT-qPCR检测结果表明,HaCHS1基因在预蛹期表达量最低,在蛹期第1天表达量最高。HaCHS1基因在头部的表达量最高,其次是表皮,而在中肠、气管、马氏管和脂肪体中的表达量均极低。亚致死浓度(60 mg/L)氟啶脲处理后,棉铃虫HaCHS1基因呈现出“抑制-激活-再抑制”的波动。本研究将为棉铃虫HaCHS1基因功能的研究奠定基础,为基于几丁质合成途径设计新药提供科学的理论依据。     

枣食芽象甲化学感受蛋白PyasCSP4的基因克隆、表达及配体结合特征

【目的】本研究为明确枣树Zizyphus jujuba主要害虫枣食芽象甲Scythropus yasumatsui化学感受蛋白4(chemosensory protein 4, CSP4)的表达特点及配体结合特性。【方法】基于枣食芽象甲成虫触角转录组数据,利用RT-PCR方法克隆了枣食芽象甲PyasCSP4 cDNA序列,并进行生物信息学分析。通过RT-qPCR方法测定PyasCSP4在枣食芽象甲成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足和翅)中的表 达水平。通过原核表达系统和镍柱纯化获得PyasCSP4重组蛋白,采用荧光竞争结合实验测定重组蛋白PyasCSP4与35种枣树挥发物的结合特性。【结果】克隆获得枣食芽象甲PyasCSP4的cDNA序列(GenBank 登录号: OK322362),其开放阅读框全长为366 bp,编码121个氨基酸,N末端有18个氨基酸组成的信号肽序列, PyasCSP4成熟蛋白序列具有4个保守的半胱氨酸残基。RT-qPCR结果表明, PyasCSP4基因在成虫不同组织中均有表达,在触角和翅中的表达量显著高于在其他组织中的表达量。重组蛋白PyasCSP4与25种配体具有结合活性,尤其与α-蒎烯、α-水芹烯和罗勒烯等的结合能力最强,解离常数(Ki)值分别为6.29, 6.58和6.69 μmol/L。【结论】PyasCSP4能够与多种枣树挥发物结合,推测其可能在枣食芽象甲定位寄主植物的过程中发挥重要作用。本研究的结果对阐明枣食芽象甲嗅觉机制和开展绿色防控研究具有重要意义。     

柠条锦鸡儿CkP5CS基因克隆及表达特性分析

旨在克隆柠条锦鸡儿Δ~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因(P5CS)的全长cDNA序列,研究其组织表达特异性,分析CkP5CS基因在低温、高盐和PEG处理下的表达情况,以阐明CkP5CS基因在柠条锦鸡儿中的生物学功能。利用RACE技术克隆P5CS基因cDNA序列,并对其全长基因进行生物信息学分析;构建系统发育树,研究其与相似序列的同源性;利用实时荧光定量PCR方法,分析CkP5CS基因的组织表达特异性以及在低温、高盐和渗透胁迫下的表达情况。结果显示,克隆得到柠条锦鸡儿P5CS基因全长c DNA序列,命名为CkP5CS,全长2 604 bp,包括5'非翻译区(5'-UTR)102 bp,3'非翻译区(3'-UTR)363 bp,开放阅读框2 139 bp,能编码712个氨基酸,预测蛋白质分子量为76.8 kD,理论等电点为8.6,二级结构主要包括α-螺旋、延伸链和无规则卷曲。多序列比对和系统进化分析表明,柠条锦鸡儿P5CS与白刺花SdP5CS、大豆GmP5CS、豇豆VuP5CS同源性较高,分别为85.1%、84.2%和82.6%。实时荧光定量PCR结果显示,CkP5CS在柠条锦鸡儿的根、茎和叶中均有表达,没有组织特异性;同时,该基因的表达受低温、高盐和渗透胁迫的诱导。克隆得到柠条锦鸡儿CkP5CS基因,其在柠条锦鸡儿适应低温、高盐和渗透胁迫过程中发挥作用。     

红罗非鱼Na~+-K~+-ATPase α基因的克隆及其在不同盐度条件下mRNA表达差异

为获知红罗非鱼(Oreochromis sp.)Na+-K+-ATPaseα基因的全长分子结构及其在不同盐度条件下的表达情况,采用同源克隆及cDNA末端快速扩增(RACE-PCR)方法,首次在红罗非鱼鳃组织中克隆到了全长为3 379 bp的Na+-K+-ATPaseα基因全长cDNA序列,该序列包含3 072 bp的开放阅读框(ORF),143 bp的5'末端非编码区(UTR)和164 bp的3'末端非编码区(UTR),编码1023个氨基酸,预测分子量为112.5 kD,理论等电点为5.26。BLAST分析显示红罗非鱼Na+-K+-ATPaseα基因编码的氨基酸序列与其它已知物种相应基因编码的氨基酸序列的同源性达到97%-99%;系统进化分析显示,红罗非鱼Na+-K+-ATPaseα亚基与萨罗罗非鱼(Sarotherodon melanotheron)和莫桑比克罗非鱼(Oreochromis mossambicus)亲缘关系较近。应用Real-time PCR技术,以β-actin基因为内参,对不同盐度(0、15、25、32 g/L)条件下鳃组织中Na+-K+-ATPaseα基因的表达情况进行了比较分析,结果表明,当盐度为25 g/L时,Na+-K+-ATPaseα基因的表达量达到峰值,而盐度升至32 g/L时,其表达量呈下降趋势;各盐度处理组中,养殖12 h后Na+-K+-ATPaseα基因的mRNA表达量显著上升(P0.05)并达到最高;随着养殖时间的延长,24 h后该基因mRNA表达量开始降低,但仍然显著高于对照组的表达量值(P0.05)。     

中间锦鸡儿查尔酮合成酶基因的克隆和表达分析

查尔酮合成酶是黄酮类化合物合成途径的第一个关键酶。本研究通过其它豆科植物已知的查尔酮合成酶保守序列设计简并引物,扩增得到中间锦鸡儿查尔酮合成酶基因的保守片段,经RACE技术扩增得到基因全长。对该基因gDNA全长和cDNA全长分析显示,它是由一个内含子和两个外显子构成,该基因cDNA全长为1 548 bp,其中ORF(open reading frame)为1 176 bp,5'UTR(untranslated regions)为175 bp,3'UTR为196 bp,编码391个氨基酸,推测蛋白质质量为43.03 kD,等电点为6.24,是一种两性蛋白。序列比对和系统进化分析表明,该基因属于查尔酮合成酶家族,命名为CiCHS。实时荧光定量PCR检测发现,CiCHS在紫外处理下受到诱导,0.5 h表达量最高,之后不断降低。     

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。     

茶树CsGGDPS7基因的克隆和表达分析

从茶树基因组鉴定得到牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因CsGGDPS7,以铁观音茶树为材料克隆获得全长cDNA(GenBank登录号MH891780)。CsGGDPS7序列全长1 185bp,包含1 098bp开放阅读框(ORF),编码365个氨基酸。预测结果显示在N端包含叶绿体转运肽,亚细胞定位于叶绿体中。氨基酸序列分析结果显示,具有类异戊二烯合成酶家族的5个保守域和2个特征功能域(DDXXXXD和DDXXD)。进化树结果表明与油橄榄(Olea europaea)OeGGDPS7亲缘关系最近。荧光定量检测显示,CsGGDPS7在叶片中的表达量显著高于其他组织,但花发育阶段CsGGDPS7表达量差异不显著。在乌龙茶做青过程中,CsGGDPS7在晒青阶段就快速上调表达并在三摇达到峰值。CsGGDPS1和CsGGDPS2表达也受做青调控,但CsGGDPS4不受做青调控。研究推测,CsGGDPS7可能与乌龙茶萜类香气物质合成密切相关。     

山羊CAST基因Ⅱ型转录本的克隆及在山羊不同组织中的表达

钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin,CAST)基因是与畜禽肉质性状密切相关的重要候选基因。文章根据牛和绵羊CAST基因mRNA,应用RACE技术首次成功克隆了山羊CAST基因Ⅱ型转录本(以下简称CASTⅡ基因)全长cDNA,对序列及编码的氨基酸进行了生物信息学分析。结果显示,该基因cDNA全长2 474 bp,完整的开放阅读框(ORF)为558~2 252 bp,编码564个氨基酸。氨基酸序列中存在4个保守结构域和1个保守七肽序列;蛋白质二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,富含疏水区,存在多个磷酸化位点以及蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)的磷酸化位点。通过实时荧光定量RT-PCR技术分析了CASTⅡ基因在天府肉羊部分组织中的表达情况。结果表明:CASTⅡ基因在所选择的天府肉羊7种组织中均有表达,半岁各组织中,眼肌的表达量最高,与腿肌差异显著(P<0.05),极显著高于内脏各组织(P<0.01);在眼肌组织中,CASTⅡ基因的表达量随着年龄的增长而增加,3岁时的表达量最高。     

牛樟芝萜烯合成酶基因的克隆与鉴定

为了研究牛樟芝(Antrodia camphorata)倍半萜的生物合成,通过对牛樟芝基因组分析获得倍半萜类合成酶基因(AcTPS2),利用RT-PCR克隆获得其全长cDNA,对其进行生物信息学分析和表达谱分析。结果显示:AcTPS2基因cDNA全长1 068bp,Blast比对发现,AcTPS2含倍半萜类合成酶所独具的富含天冬氨酸序列DXXXD及萜类合成酶特有的RRDTSG-LDL保守序列;系统进化分析显示,AcTPS2基因与其他真菌的倍半萜聚为一类;表达谱分析显示,以甘露糖作为碳源、以酪蛋白胨作为氮源能够有效促进AcTPS2基因的诱导表达。研究结果可为以后牛樟芝倍半萜类生物合成提供一定的参考依据。