多刺绿绒蒿WD40基因家族的鉴定及生物信息学分析

WD40转录因子家族广泛参与调节植物生长、发育、次生代谢物积累和环境适应等过程。为了探究WD40家族在多刺绿绒蒿生长、发育和次生代谢物积累以及抗逆方面的作用,该研究基于全长转录组测序数据,鉴定了多刺绿绒蒿WD40基因家族成员,并对这些基因及其编码的蛋白进行了生物信息学分析。结果表明:(1)共鉴定到19个WD40基因,编码的蛋白均具有WD40结构域,氨基酸数目为109～758 aa,分子量介于11 830～84 130 Da之间,预测大多数蛋白定位在细胞核中且都为亲水性蛋白;(2)系统进化树分析表明多刺绿绒蒿与罂粟、博落回亲缘关系较近;(3)WD40基因启动子区域均存在数量不等的激素或逆境响应元件,表明该家族基因可能参与植物生长、发育和次生代谢物积累等多种生物学进程的调节;(4)蛋白三级结构显示这些蛋白在进化过程中发生了不同程度的进化。这些结果可为深入研究多刺绿绒蒿WD40基因家族在其响应逆境胁迫和次生代谢物积累等方面的具体机制提供前期基础。     

全缘叶绿绒蒿的花内热量来源和温度调节功能

为探究全缘叶绿绒蒿( Meconopsis integrifolia )的花内热量来源和温度调节功能,该研究选择在全缘叶绿绒蒿的巴朗山居群,对其进行遮阴及去瓣处理,并采用红外热像仪监测全缘叶绿绒蒿的花内微环境温度日变化及花器官温度,用环境温度计监测环境温度。结果表明:(1)太阳照射显著提高全缘叶绿绒蒿花内微环境温度和花器官温度,全缘叶绿绒蒿的热量主要来源于太阳辐射。花内微环境昼夜温差显著低于环境昼夜温差,全缘叶绿绒蒿的花具有温度调节功能。(2)白天环境温度较高时,太阳照射显著提高全缘叶绿绒蒿花内微环境温度,花瓣会降低花内微环境温度; 夜间环境温度较低时,花瓣闭合会提高花内微环境温度; 花瓣闭合运动降低了花内微环境昼夜温差,产生了保温效果。(3)在太阳照射下,花器官温度差异显著,雌雄蕊温度显著高于花瓣温度,且花器官温度由雌蕊柱头中心点向外递减,全缘叶绿绒蒿能有效调控花器官各部位的温度。综上认为,全缘叶绿绒蒿的花内热量来源于太阳辐射,主要通过花瓣闭合运动降低花内微环境昼夜温差并能在太阳照射下调节各花器官的温度实现温度调节功能。     

绿盲蝽表皮蛋白基因AlCP17的克隆、多克隆抗体制备及表达谱分析

【目的】本研究旨在通过克隆绿盲蝽Apolygus lucorum表皮蛋白(cuticular protein, CP)基因AlCP17、制备其多克隆抗体和分析其时空表达特性,为AlCP17蛋白功能的研究奠定基础,也为进一步解析绿盲蝽表皮发育过程中的信号通路图谱提供依据。【方法】基于前期转录组数据克隆绿盲蝽AlCP17的cDNA全长序列并进行生物信息学分析;构建AlCP17原核表达载体pCZN1-AlCP17并转化大肠杆菌Escherichia coli进行体外表达,利用纯化后的重组蛋白制备AlCP17蛋白多克隆抗体;qRT-PCR检测AlCP17在绿盲蝽不同发育阶段(1-5龄若虫和成虫)和3龄初期若虫不同组织(头、胸、足、中肠、脂肪体和表皮)中的表达谱。【结果】克隆获得绿盲蝽AlCP17全长cDNA序列(GenBank登录号：OM302231),其开放阅读框长594 bp,编码197个氨基酸,预测蛋白分子量为21.69 kD,理论等电点为6.11。编码的蛋白质具有典型的表皮蛋白结构特征,含有节肢动物表皮蛋白几丁质保守结合域(non-cysCBD),即Chitin＿bind＿4结构域;氨...     

藏药五脉绿绒蒿不同部位红外光谱的识别

采用傅立叶变换红外光谱法对藏药五脉绿绒蒿花、花梗、叶以及全草进行了红外光谱图的识别分析。对五脉绿绒蒿在4000~400 cm-1范围内进行了红外光谱扫描,并对主要吸收谱带进行了基团的归属分析。五脉绿绒蒿红外光谱特征的分析结果表明,不同部位的一维光谱和二阶导数谱有明显差异。一维红外光谱谱图中主要特征谱带的相对强度比值,可对不同部位进行区分。二阶导数谱图的1517~1471 cm-1和1162~1107 cm-1波段是区分其不同部位的主要特征波段。因此,红外光谱能够快速、无损地对五脉绿绒蒿不同部位进行鉴别,为藏药五脉绿绒蒿不同部位的成分差异分析提供了一种科学有效的方法。     

一个可能与T细胞发育相关的新的C2H2型锌指蛋白基因的克隆(英)

一些在组织和细胞分化中起重要作用的蛋白质包含锌指结构域.为了克隆分离和研究与造血细胞分化和发育成熟相关的蛋白基因,利用编码C2H2型锌指蛋白结构域中部分保守氨基酸序列设计简并引物,以骨髓cDNA为模板,进行PCR扩增,得到若干新的锌指蛋白基因EST.用其中一条为探针筛选人骨髓cDNA文库,获得了一个新的锌指蛋白基因全长cDNA,GenBank收录号为AF246126,长3 888 bp,包括一个完整阅读框,编码686个氨基酸,包括17个典型的和2个非典型的C2H2模体,命名为HZF2. RNA印迹、人多组织mRNA斑点杂交分析结果显示, 其在T淋巴细胞发育和定居的器官组织胸腺、淋巴结中有较高表达,在脾脏、胎肝有中度表达,在B淋巴细胞发育的骨髓中表达很低,在外周血几个淋巴细胞系中仅有极微量的表达,提示HZF2可能对于T淋巴细胞发育和增殖有重要功能.该基因也在脑组织的若干部位、胎盘及肾上腺有较高表达,在多种其他组织细胞有微量表达,说明其可能对维持这些组织细胞的生理功能也起一定作用.将编码HZF2读框的DNA顺序克隆到pEGFP-N1载体中,转染3T3细胞,证明表达的HZF2-GFP融合蛋白定位于细胞核,这与根据HZF2蛋白结构推测其可能作为DNA结合蛋白行使调节基因转录的功能是一致的.     

川西獐牙菜SmDL7H基因原核表达及组织表达

该研究根据川西獐牙菜转录组信息获得7-脱氧马钱子酸羟化酶(SmDL7H)基因的全长cDNA序列,对该基因进行同源克隆、生物信息学分析,并构建原核表达载体、转化大肠杆菌、进行原核表达和组织特异性表达分析,以探讨川西獐牙菜裂环烯醚萜合成途径中关键酶7-脱氧马钱子酸羟化酶(SmDL7H)基因的功能,为研究裂环烯醚萜类化合物合成途径奠定基础。结果表明:(1)成功克隆了川西獐牙菜SmDL7 H基因(GenBank登录号为MH243070);SmDL7 H基因开放阅读框为1 554bp,编码517个氨基酸,相对分子质量为59.5kD,等电点9.02;生物信息学预测SmDL7 H基因编码蛋白无信号肽。(2)多序列比对及进化树分析显示,SmDL7 H编码的蛋白与滇龙胆、长春花、金银花等植物的DL7 H基因编码的蛋白具有较高相似性。(3)将SmDL7 H基因连接到pET-28a原核表达载体,转化大肠杆菌Rosetta(DE3),用0.1mol/L IPTG于25℃诱导12h,原核表达分析发现在59.5kD处有目的蛋白出现,表明与之前预测的蛋白大小一致。(4)荧光定量PCR分析显示,SmDL7 H基因在川西獐牙菜叶、茎、花、根、愈伤组织中均有表达,其中在叶片中表达量最高,在根中表达量最低。     

中国桔梗PgF3′5′H基因的克隆及表达分析

利用RT-PCR结合RACE技术,从中国桔梗(Platycodon grandiflorus)花朵中分离克隆了1个类黄酮-3′,5′-羟基化酶(flavonoid-3′,5′-hydroxylase,F3′5′H)基因的全长cDNA序列,命名为PgF3′5′H(GenBank登录号JQ403611)。PgF3′5′H基因全长1 787bp,包含1个编码532个氨基酸长为1 599bp的开放阅读框。蛋白序列比对显示,PgF3′5′H基因蛋白与其他物种的F3′5′H蛋白有很高的相似性,包含有CYP基序、Ⅰ螺旋区和血红素结合区等保守性序列,以及一段类似于风铃草F3′5′H蛋白的9个氨基酸的特殊区。半定量RT-PCR结果显示,PgF3′5′H的表达量随着花朵发育和花色素的出现而呈递增趋势,在花发育第四阶段的蓝色花蕾中达到最高,而在叶中不表达。研究推测,PgF3′5′H基因可能在中国桔梗蓝色花色素的生化合成途径中起重要作用。     

马氏珠母贝Caspase-3基因克隆和组织表达分析

半胱氨酸蛋白酶3 (Caspase-3)作为细胞凋亡通路中重要的效应蛋白,在细胞凋亡过程中发挥着重要作用.为初步探究马氏珠母贝Caspase-3(PmCaspase-3)的生物学功能,本研究利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆获得PmCaspase-3基因cDNA的全长序列并对其序列特征进行分析;同时利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)方法分析了PmCaspase-3基因mRNA在马氏珠母贝不同组织和不同发育时期的表达差异.结果 显示,PmCaspase-3基因cDNA全长为2233 bp,其中5'端非编码区长度为80 bp,3'端非编码长度为31 bp,开放阅读框长度为2088 bp,共编码695个氨基酸;生物信息学分析显示,PmCaspase-3含有Caspase家族特有的CASc结构域和半胱氨酸蛋白酶家族p20、p10活性位点以及多种磷酸化位点,经进化分析以及多序列比对可知与其他物种Caspase-3蛋白同源性较高.RT-qPCR结果表明,PmCaspase-3在肝胰腺中的表达量最高,在闭壳肌中的表达量最低;在发育过程中D型幼虫期和眼点期的表达量较高.     

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。     

基于UPLC-Q-TOF-MS技术和PLS-DA分析的五个基原绿绒蒿化学成分差异研究CSCD

该研究对不同基原绿绒蒿的化学成分差异与品种分类基础进行了分析。采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)对多刺绿绒蒿、总状绿绒蒿、五脉绿绒蒿、全缘绿绒蒿、红花绿绒蒿共49个批次绿绒蒿药材进行检测,ESI源正、负离子扫描模式,将数据结果导入PeakView 1.2软件,以Formula Finder、Mass Calculators、XIC manager等功能及二级碎片裂解规律进行定性分析,并将定性结果建立已知成分筛查表。将数据代入SIMCA-P 14.1软件中,进行可视化处理,构建主成分分析(principal component analysis,PCA)及偏最小二乘法-判别分析(partial least squares discrimination-analysis,PLS-DA)数学模型。结果共检测并分析出75种化学成分;PCA及PLS-DA结果表明从所含化学成分的种类角度出发,多刺绿绒蒿和总状绿绒蒿所含的化学成分种类基本一致,能较好聚集,其他3个基原的绿绒蒿所含化学成分种类差异较大。该研究根据现有文献报道,对绿绒蒿属植物化学成分进行汇总,结合质谱裂解规律对各样品中的化学成分进行推测与对比,为绿绒蒿的品种分类鉴别奠定了基础。     

中国绿绒蒿属具盘绿绒蒿亚属小志北大核心CSCD

经查阅文献、植物标本、植物图片库，结合野外调研，认为中国不产毛盘绿绒蒿(Meconopsis discigera Prain)。《西藏植物志》《中国植物志》及Flora of China记载的毛盘绿绒蒿均为错误鉴定。中国绿绒蒿属具盘绿绒蒿亚属(M. subgen.Discogyne G. Taylor)有4种，分别是毛瓣绿绒蒿(M.torquata Prain)、吉隆绿绒蒿(M.pinnatifolia C. Y. Wu&H. Chuang ex L. H. Zhou)、康顺绿绒蒿(M.tibetica Grey-Wilson)和不丹绿绒蒿(M.bhutanica Tosh. Yoshida&Grey-Wilson),其中不丹绿绒蒿是中国西藏新记录种。本文对国产4种具盘绿绒蒿亚属植物地理分布及形态学特征进行重新梳理。     

高丛蓝莓类黄酮3′-羟化酶基因F3′H的克隆及表达特性分析

以高丛蓝莓(Highbush blueberry)"喜来(Sierra)"和"日出(Sunrise)"为研究材料,通过RACE(rapid amplification of c DNA end,RACE)技术获得蓝莓(Vaccinium ssp.)F3′H基因的全长c DNA序列,并使用生物信息学工具对该基因编码蛋白的氨基酸组成及理化性质、二级和三级结构,以及氨基酸序列的相似性等进行了预测和分析。利用荧光定量PCR(RT-q PCR)手段来检测其在蓝莓果实不同发育时期表达情况。结果表明:Vs F3′H全长c DNA为1 871 bp,编码530个氨基酸,蛋白相对分子质量为58.33 k D,理论p I值为7.32;蛋白疏水性指数为0.004,属于疏水性蛋白,二三级结构预测可知其富含α-螺旋和无规则卷曲。RT-q PCR发现Vs F3′H主要在果实发育前期表达量较高,蓝果期表达量明显下调,且在不同品种中以蓝果期的表达量差异显著。这些研究结果为解析蓝莓果实色泽发育及果树分子育种奠定了理论基础。     

人牛精浆蛋白相关新基因的cDNA克隆、定位和表达

为了研究牛精浆 (bovineseminalplasma ,BSP)蛋白及其相关蛋白在受精及受精卵发育中的重要作用 ,寻找BSP蛋白相关新基因 .采用cDNA末端快速扩增 (RACE)技术 ,克隆了一个BSP蛋白相关基因的cDNA序列 .应用辐射杂种细胞系 (RH)技术进行了基因染色体定位 .通过RT PCR检测了该基因在人体各组织中的表达情况 .并将该基因编码的蛋白进行了原核表达 .新基因的cDNA长度为 10 5 2bp ,其开放阅读框架 (ORF)编码了一个含 2 2 3个氨基酸残基的蛋白质 ,氨基酸序列中含有 4个纤连蛋白Ⅱ结构域 ,与BSP蛋白在结构上具有一定的相似性 ,称其为人BSP相关蛋白 (humanBSP relatedproteins ,HBRP) .该基因定位于染色体 19q13,在大肠杆菌中表达为 5 2kD的融合蛋白 .研究结果提示 ,应用RACE方法克隆了一种新的人类与BSP蛋白相关的基因 ,推测其编码蛋白是与BSP蛋白功能相关的结合蛋白 ,通过基因重组技术大量获得表达蛋白 ,对进一步研究新蛋白的生物学功能具有重要的意义 .     

青稞C4H基因的克隆及组织表达分析

为揭示大麦中黄酮合成的分子调控机制,利用反转录PCR结合同源克隆和RACE技术首次从青稞(裸大麦)叶片中克隆获得肉桂酸-4-羟化酶基因(HvC4H)的全长cDNA序列(Genbank登录号:KF927086),总长度1951 bp,ORF为1518 bp,编码505个氨基酸,等电点PI=9.01,平均亲水指数(GRAVY)为-0.170,属于亲水性碱性蛋白,高级结构分析表明其具有细胞色素P450家族保守域及C4H特异的功能性活性位点。利用实时荧光定量PCR分析胚乳发育5个时期不同组织(茎、叶及子粒)的表达情况,结果显示HvC4H基因在青稞胚乳发育期的表达情况存在着明显的组织差异性,在茎中的表达量最高。本研究为通过调控C4H基因的表达从而提高大麦黄酮的含量奠定了分子生物学基础,对于改良大麦的品质、抗性、生长发育等性状具有重要意义。     

簸箕柳AP3同源基因SsMADS的克隆与特性分析

用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)方法从簸箕柳雄花序中克隆了一个AP3同源基因的cDNA,长826 bp,包括完整的编码区、5′-UTR和3′-UTR,并将其相应的基因命名为SsMADS。该基因由7个外显子和6个内含子组成,编码区长723 bp,编码241个氨基酸,其N-端具有典型的MADS保守结构域。序列分析表明,SsMADS编码的氨基酸序列与毛果杨(Populus trichocarp)AP3同源蛋白有95.7%相似性,与其他几种柳属植物的AP3同源蛋白相似性达96.1%～99.6%。实时定量RT-PCR表明,SsMADS在叶、茎和根中表达量极低,在花序中表达量较高,并且其表达量在花器官的早中期发育阶段逐步提高,说明该基因在簸箕柳花器官的发育中起作用。     

蒺藜苜蓿DGAT1基因的克隆和功能鉴定

该研究采用RT-PCR与电子克隆的方法,从蒺藜苜蓿cDNA中克隆得到2个编码二脂酰甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase,DGAT)的基因MtDGAT1-1和MtDGAT1-2。MtDGAT1-1长1 620bp,编码539个氨基酸;MtDGAT1-2长1 524bp,编码507个氨基酸。多序列比对显示,MtDGAT1-1和MtDGAT1-2编码蛋白具有典型的植物DGAT1结构域。表达分析显示,MtDGAT1-1和MtDGAT1-2在根、茎、叶、花、种子中都有表达,在种子发育中高表达,且MtDGAT1-1于种子发育的中前期高表达,而MtDGAT1-2于种子发育的中后期高表达。酵母互补实验证实,MtDGAT1-2编码蛋白具有DGAT酶活性,能够恢复H1246的TAG合成和油体形成;而MtDGAT1-1编码蛋白不能恢复H1246的TAG合成和油体形成。     

沙蒿AQP基因结构预测及干旱胁迫下的时空表达模式研究

为探究水通道蛋白(AQP)在沙蒿响应干旱胁迫中的作用机制,该研究以青海省柴达木盆地沙蒿为试验材料,采用RACE技术对其AQP基因进行扩增,获得沙蒿AQP全长克隆并对AQP蛋白进行结构预测和分析;采用qRT-PCR对沙蒿AQP基因在不同程度干旱胁迫以及不同组织部位的表达模式进行分析。结果表明:(1)成功克隆获得沙蒿AQP基因长746 bp的片段1和长534 bp的片段2,经拼接后得到全长cDNA序列,沙蒿AQP基因总长为864 bp。(2)亚细胞定位表明沙蒿AQP基因定位于细胞膜上;同源比对显示沙蒿与向日葵、莴苣、橡胶树等植物的AQP基因具有较高的相似性;结构预测表明AQP蛋白含6个跨膜螺旋结构且亲水性较弱,α螺旋和无规则卷曲为AQP蛋白二级结构的主要构成元件。(3)qRT-PCR分析表明,沙蒿AQP基因随着干旱胁迫的加重呈现有规律的变化,根、茎、叶中表达均上调,且叶中AQP基因表达量上调幅度最大。研究表明沙蒿AQP基因结构特征及其表达模式都是沙蒿对干旱胁迫的一种适应。     

枸杞WRKY_3基因克隆及组织表达分析

以枸杞为材料,采用PCR及RACE方法,克隆了枸杞WRKY转录因子基因cDNA序列,命名为Lb WRKY3,GenBank登录号为KX196192。在生物信息学分析的基础上,进行亚细胞定位、基因表达分析。结果显示:(1)Lb WRKY3开放阅读框ORF长度为1 068bp,编码356个氨基酸。(2)生物信息学分析显示,Lb WRKY3编码蛋白具有一个WRKY结构域,二级结构中不规则卷曲结构所占比例最大(58.67%),延伸链结构次之(18.88%),α螺旋比例为15.82%,β转角最少,仅为6.63%;Lb WRKY3蛋白与案头菊WRKY蛋白、黄花蒿WRKY蛋白相似性较高。(3)亚细胞定位显示,Lb WRKY3蛋白定位于细胞核。(4)实时定量PCR分析表明,Lb WRKY3在根中表达量最高,在花中表达量最低;在枸杞果实发育过程中Lb WRKY3均有表达,表达量随果实成熟逐渐升高,并于35d达到峰值;Lb WRKY3基因在果实中的表达具有组织特异性表达特性(果肉果皮种子)。研究表明,Lb WRKY3基因参与了枸杞果实生长发育调控。     

绿绒蒿自然杂交种及其亲本cpDNA trnL-trnF基因的遗传学分析

对自然杂交种Meconopsis×cookei及其亲本红花绿绒蒿M.punicea和五脉绿绒蒿M.quintuplinervia的叶绿体DNAtrnL-trnF区进行了序列测定,所得序列的长度为957～961bp,其中M.×cookei的序列长度为960bp,红花绿绒蒿为961bp,五脉绿绒蒿为957bp。利用软件Clustal X对所得序列进行排序和碱基比较,排序后的序列长度为964bp,其中trnLintron为512bp,trnL3′exon为50bp,trnL-trn Fintergenic spacer(IGS)为361bp,还包括41bp的trnF5′端片段。整个trnL-trnF区序列共有25个变异位点,其中杂交种M.×cookei与红花绿绒蒿具有相同碱基的位点有21个(占84%),M.×cookei与五脉绿绒蒿具有相同碱基的位点仅有1个(占4%),余下3个位点(占12%)中,M.×cookei的碱基与两个亲本均不相同。分析结果表明,杂交种M.×cookei的叶绿体基因trnL-trnF来自红花绿绒蒿,根据质体细胞质遗传的规律,从而推测红花绿绒蒿为该杂交种的母本,五脉绿绒蒿为其父本。