陆地棉低磷胁迫应答基因GhERF5的克隆与表达分析

该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列数据分析及基因组数据库,从陆地棉‘新陆早19’中克隆AP2/ERF基因(GhERF5),并对其基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析其基因结构和进化关系;采用半定量RT-PCR技术与荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测该基因于根、茎、叶、花等组织的表达变化以及低磷胁迫不同时间的相对表达。结果表明：(1)成功克隆获得一个AP2/ERF基因,命名为GhERF5;GhERF5基因开放阅读框序列长度963 bp,共编码320个氨基酸;该基因在177～241处存在一个AP2保守结构域,属于AP2家族。(2)多序列比对发现,GhERF5与亚洲棉GaERF5、雷蒙德氏GoraiERF5L相似性达到95%;系统进化树分析显示,陆地棉GhERF5蛋白序列与陆地棉GhERF5L(NP＿001386305)的相似性最高,推测GhERF5基因是位于D亚基因组的基因。(3)半定量RT-PCR和qRT-PCR检测发现,GhERF5基因在陆地棉根、茎、叶和花中均有表达,但主要在叶中表达,其次为根和茎,花中的表达量最低;低磷处理0～72 h...     

陆地棉GhCSN6A基因克隆及低磷胁迫下的表达

该研究基于陆地棉根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列结果及基因组数据库，对表达差异序列ES816317进行克隆，利用生物信息学分析其核苷酸及蛋白序列，并通过qRT-PCR技术检测其组织表达模式和在低磷胁迫下的相对表达特征，为解析棉花GhCSN6A的生物学功能奠定基础，并为棉花磷高效基因工程育种提供基因资源。结果表明：(1)成功获得陆地棉GhCSN6A基因，该基因的开放阅读框全长为948 bp,编码315个氨基酸；GhCSN6A蛋白为COP9信号小体复合亚基6a,属于MOV34蛋白超家族，具有MPN＿CSN6结构域，定位于细胞核。(2)序列比对和进化分析显示，陆地棉GhCSN6A与木槿HsCSN6A、拟南芥AtCSN6A的相似性分别为95.87%和84.54%。(3)qRT-PCR分析表明，GhCSN6A基因在陆地棉的根、茎、叶、花中均有表达，且在叶中表达水平最高，但叶与根中的表达无显著差异；GhCSN6A基因在低磷处理24 h时根中相对表达量最低，但低磷处理72 h时根中的相对表达量最高达到了适磷(对照)处理的2倍。研究推测，陆地棉GhCSN6A基因在棉花响应低磷胁迫过程中具有重要作...     

陆地棉GhPS2基因的克隆和表达分析

卤代酸脱卤酶(HAD)在调节植物生长发育和响应磷缺乏胁迫方面具有重要作用。该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因差异表达序列数据分析，以陆地棉新陆早19为材料，对GhPS2基因进行克隆，并对其基因组DNA与cDNA测序分析，借助生物信息学方法分析GhPS2的基因结构和进化关系；采用荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花4个器官的基因表达量变化和低磷胁迫下0,4,12,24,72 h的相对表达。结果表明，(1)成功获得陆地棉GhPS2基因，该基因的开放阅读框序列长度813 bp,编码270个氨基酸，存在3个内含子，属于HAD家族，其中存在1个保守结构域名为Put-Phosphatase。(2)序列比对和进化分析显示，陆地棉GhPS2与其他棉种PS2、榴莲PS2的相似性分别为93%和83.15%。(3)qRT-PCR结果表明，GhPS2基因在根中表达量最高，其次是茎和花，在叶中表达量最低，该基因在低磷胁迫4 h时相对表达量达到最高值，低磷胁迫72 h时是适磷处理的16.66倍。研究表明，GhPS2基因属于低磷胁迫响应基因，在棉花响应低磷胁迫过程中具有重要作用。     

陆地棉MGDG基因家族低磷胁迫下的表达分析

单半乳糖甘油二酯(monogalactosyl diacylglycerol, MGDG)是植物光合膜的重要组成成分,在植物抵御不利环境过程中具有调控作用。研究利用生物信息学方法对陆地棉MGDG基因家族(GhMGDs)进行了全基因组鉴定,并验证其在低磷胁迫下的表达规律,为明确MGDG基因在陆地棉低磷胁迫中的作用奠定基础。结果表明:(1)该基因家族在陆地棉中有17个成员,氨基酸残基在435~888 aa之间,理论等电点在6.00~9.67,均含有6~8个内含子。(2)系统进化分析表明,该基因家族可分为A型和B型MGDG合成酶,各亚族内各成员基因结构和保守基序的数量和分布基本一致。(3)17个MGDG基因在7条染色体上呈现不均匀分布,二级结构均显示该家族主要由α-螺旋和无规则卷曲所组成。(4)qRT-PCR分析结果显示,MGDG基因在陆地棉4个不同组织中表达量有差异,其中GhMGD2、GhMGD12和GhMGD16在根的表达量最高,GhMGD7、GhMGD9和GhMGD10在叶的表达量较高。陆地棉MGDG家族GhMGD2、GhMGD7、GhMGD9、GhMGD10、GhMGD12和GhMGD16 6个候选基因均受低磷胁迫的诱导表达,GhMGD2基因在低磷处理72 h表达量是适磷处理的72倍。