甜荞FaesSTK基因在长花柱长雄蕊突变体lpls中的表达分析

采用RACE技术,从甜荞（Fagopyrum esculentum Moench）中克隆获得3种花型的STK同源基因FaesSTK,并对其序列特征进行分析。结果显示,甜荞3种花型植株STK同源基因序列一致,全长为967 bp,包含长689 bp的完整开放阅读框,编码一个由225个氨基酸残基组成的D类MADS-box转录因子。蛋白序列比对及系统发育分析结果表明,FaesSTK蛋白属于MADS-box转录因子中的STK进化系。包含1个由57个氨基酸残基组成的高度保守的MADS结构域;1个由82个氨基酸残基组成的次级保守区域的K结构域,在C端的转录激活区还含有另外2个高度保守的基序（AGⅠ和AGⅡ）。实时荧光定量检测结果显示,FaesSTK基因主要在甜荞lpls突变体的雄蕊、雌蕊和不同发育时期的幼果中表达,在根和花被片中仅能检测到微弱的转录信号,在叶和茎中不表达,其中在雌蕊和果实中的表达量极显著高于其他组织。推测该基因在花发育过程中可能主要参与调控甜荞lpls突变体雌蕊和果实的发育。     

黄金树B类MADS-box基因表达特征分析

采用同源克隆技术, 从黄金树(Catalpa speciosa)花芽中克隆得到B类MADS-box基因CaspAP3和CaspPI的cDNA序列。序列分析表明, CaspAP3基因cDNA序列的完整开放阅读框(ORF)为696 bp, 编码231个氨基酸残基; CaspPI基因cDNA序列的ORF为639 bp, 编码212个氨基酸残基。蛋白质序列相似性比对和分子系统发生分析表明, CaspAP3属于AP3/DEF进化支, 其C末端包含保守的euAP3基序和PI-derived基序, 而CaspPI聚类于PI/GLO进化支, 其C末端包含保守的PI基序。半定量RT-PCR分析结果表明, CaspAP3和CaspPI基因均仅在花瓣和雄蕊中表达。实时荧光定量PCR分析表明, CaspAP3和CaspPI基因在花瓣和雄蕊原基分化期至成熟期均有表达, 这2个基因在雄蕊中表达高峰出现的时间均早于花瓣; 且花瓣中的CaspAP3和CaspPI基因表达高峰均出现在快速伸长阶段; 这与花瓣和雄蕊的形态发育阶段相吻合。     

甜荞FaesSTK基因在长花柱长雄蕊突变体lpls中的表达分析

采用RACE技术,从甜荞(Fagopyrum esculentum Moench)中克隆获得3种花型的STK同源基因Faes STK,并对其序列特征进行分析。结果显示,甜荞3种花型植株STK同源基因序列一致,全长为967 bp,包含长689 bp的完整开放阅读框,编码一个由225个氨基酸残基组成的D类MADS-box转录因子。蛋白序列比对及系统发育分析结果表明,Faes STK蛋白属于MADS-box转录因子中的STK进化系。包含1个由57个氨基酸残基组成的高度保守的MADS结构域; 1个由82个氨基酸残基组成的次级保守区域的K结构域,在C端的转录激活区还含有另外2个高度保守的基序(AGⅠ和AGⅡ)。实时荧光定量检测结果显示,Faes STK基因主要在甜荞lpls突变体的雄蕊、雌蕊和不同发育时期的幼果中表达,在根和花被片中仅能检测到微弱的转录信号,在叶和茎中不表达,其中在雌蕊和果实中的表达量极显著高于其他组织。推测该基因在花发育过程中可能主要参与调控甜荞lpls突变体雌蕊和果实的发育。     

红花玉兰MwAG基因在花发育不同时期的表达

MwAG基因是调控红花玉兰(Magnolia wufengensis)雌雄蕊发育的关键转录因子。采用半定量RT-PCR、Northern blot杂交和实时荧光定量PCR技术检测了MwAG基因在红花玉兰花芽形态分化几个关键时期表达的组织特异性和表达水平的变化。研究结果表明, MwAG基因仅在红花玉兰雌雄蕊中表达, 而在幼叶、外轮花被和内轮花被中不表达。在花器官形态分化过程中, MwAG基因在雌雄蕊原基分化期和雌雄蕊成熟期均维持在一个较高的水平, 且在雄蕊中的表达波峰早于雌蕊, 这与雌雄蕊形态分化的时间基本吻合; 在花芽分化早期, 相同大小的花芽, 瓣数越多, MwAG基因在雌雄蕊中的表达量越低, 其结果与不同瓣数雌雄蕊分化的时间一致, 即瓣数越多, 雌雄蕊分化越晚。     

樱胚珠发育调控基因PrseSTK在单瓣与重瓣花中的表达比较

用同源克隆方法,从日本晚樱（Prunus lannesiana）花芽中克隆出了PrseSTK基因的cDNA全长,GenBank登录号为GU332504。其包括1个共669 bp的完整开放阅读框,编码222个氨基酸和1个终止密码子。同源序列比对和分子系统进化分析表明,PrseSTK是拟南芥的STK同源基因,其编码蛋白的C末端拥有2个高度保守模体：AG motif Ⅰ和Ⅱ,属D类MADS-box转录因子。其在花器官中表达的组织特异性分析表明,在单瓣‘大岛樱’中,PrseSTK主要在雄蕊和雌蕊中表达;但在重瓣品种‘普贤像’中,其在萼片、雄蕊和叶化雌蕊中均有表达。其在2个品种4轮花器官中的表达呈现明显的差异,并与拟南芥STK基因表达的组织特异性也有一定的差别;其在花萼中的异位表达可能与重瓣品种萼筒异位子房的发育调控相关。     

日本晚樱PrseSHP基因的克隆与功能分析

采用同源克隆方法结合RACE技术,从日本晚樱(Prunus lannesiana)品种‘大岛樱’中克隆到花发育调控相关的PrseSHP基因(GenBank登录号为GU362645)。PrseSHP基因序列全长1 223bp,包含1个长741bp的完整开放阅读框,编码246个氨基酸和1个终止密码子。分子系统发生分析表明,PrseSHP属MADS-box转录因子的PLE/SHP进化系,并与蔷薇科植物的SHP同源蛋白聚于同一进化分支;蛋白序列比对显示,该转录因子拥有M、I、K和C共4个结构域,且其C末端结构域中包含高度保守的AGⅠ和Ⅱ基序。基因表达分析表明,PrseSHP基因主要在‘大岛樱’的花瓣、雄蕊、雌蕊和幼果等器官中表达,在花萼中仅能检测到微弱的转录信号,在幼叶中不表达,与其他植物SHP同源基因的表达模式有一定的差别。功能分析显示,转PrseSHP基因拟南芥植株明显比野生型拟南芥弱小,转基因拟南芥在6~8片莲座叶后即抽薹开花,时间较野生型拟南芥(14~17片莲座叶后抽薹开花)明显提前,证明异位表达的PrseSHP基因能促进拟南芥早花,其在花发育过程中可能参与调控植物开花。     

菠萝花发育相关基因AcMADS1的克隆与组织表达特性分析

MADS-box转录因子在植物的发育过程特别是控制花器官的诱导与发育中起关键作用。利用同源克隆结合RACE技术, 从菠萝(Ananas comosus)花中分离出1个新的菠萝MADS-box基因, 命名为AcMADS1(GenBank登录号为KC257408)。AcMADS1基因的编码区为726 bp, 编码241个氨基酸, 蛋白质分子量为27.50 kDa, 等电点为9.26。序列比对和系统进化树分析表明, AcMADS1具有保守的MADS-box及半保守的K区, 属于AGL6亚家族MADS-box蛋白。生物信息学分析表明, AcMADS1是亲水碱性蛋白, 二级结构主要以α-螺旋、无规则卷曲和折叠延伸链为蛋白质骨架, 三级结构中蛋白核心结构符合转录因子与DNA结合的常见功能域MADS-box, 而且作为转录因子定位于细胞核中。组织特异性表达分析表明, AcMADS1基因在菠萝果肉以及花器官的雌蕊、花瓣和萼片中均有表达, 但在雄蕊以及营养器官的根、茎和叶中几乎不表达; 且在花器官早期发育过程中大量表达, 后期呈下降趋势。因此推测这个基因可能在菠萝花器官发育和开花诱导过程中起重要作用。     

辣椒CaPI的克隆与功能分析

【目的】PISTILLATA(PI)基因属于典型的Type II型MADS-box基因家族成员,是ABC(D)E模型中的B类基因,在植物发育过程中起着重要作用,但辣椒PI同源基因功能研究未见报道。探索辣椒PI基因功能,为深入研究植物PI同源基因的功能机制奠定基础。【方法】利用RT-PCR的方法从一年生辣椒（Capsicum annuum L.）花器官的cDNA中克隆PI同源基因CaPI,并通过生物信息学方法分析其理化性质、亚细胞定位、蛋白结构和系统进化关系;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析基因在辣椒不同组织中的表达特征;构建植物过表达载体35S:CaPI,通过floral-dipping法转化拟南芥。【结果】该基因开放阅读框648 bp,编码215个氨基酸,相对分子质量为25.13 kD。氨基酸多重序列比对表明,CaPI蛋白N端含有“MGRGKIEIKRIEN”保守基序。系统进化树分析证实,CaPI与马铃薯、番茄和矮牵牛的PI同源基因亲缘关系较近。RT-qPCR证实CaPI主要在花中表达,在花萼中表达量最高,其次是花瓣,在雄蕊中低表达,而在雌蕊中几乎不表达。在拟南芥中过...     

中国水仙水杨酸甲酯合成酶基因克隆与表达分析

为了解中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)花香气形成的分子机理,以花发育形成相关基因的SSH文库获得的cDNA片段为基础,利用RACE技术从中国水仙花朵中克隆了水杨酸甲酯合成酶基因,命名为NtSAMT1 (GeneBank No. JX273470),其cDNA全长1323 bp,包含1个1131 bp完整阅读框架,编码376个氨基酸,具有Methyltransf_7 superfamily蛋白保守区,与仙女扇(Clarkia breweri) SAMT蛋白(1m6eX)的三维结构相似。系统进化树分析表明,中国水仙与粳稻的SAMT蛋白亲缘关系最近。原核表达结果表明NtSAMT1在大肠杆菌中能高效表达。半定量RT-PCR分析表明,NtSAMT1在花蕾期就有表达,第1天完全开放时各部位均有表达,以雄蕊与雌蕊的表达量最高,第8天已检测不到表达。     

甜荞FaesAP2基因的克隆与表达分析

本研究采用同源克隆和RACE技术,从甜荞（Fagopyrum esculentum Moench.）品种'西农9976'中分离出调控花器官发育的FaesAP2基因,该基因序列全长1668 bp,包含1个长为1374 bp的完整开放阅读框,共编码457个氨基酸。序列比对以及系统发育分析结果发现,FaesAP2蛋白拥有2个高度保守的AP2（APETALA2）结构域,在第1个AP2结构域前端有1段由10个氨基酸残基组成的高度保守的核定位信号区;系统发育分析显示其与拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.） Heynh.） AP2转录因子的亲缘关系较近。基因表达模式分析表明,该基因在甜荞pin型和thrum型花的雄蕊和雌蕊中有明显的表达,但在幼叶和花被片中不表达,且其表达量在2种类型花不同发育时期呈现明显的变化,均在花药迅速膨大期达到最高值,因此推测该基因在甜荞花发育过程中可能参与了花器官发育的调控。     

中国水仙NtAP1基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从中国水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)幼嫩花芽中分离得到1个与花发育相关的MADS-box基因,将其命名为NtAP1(GenBank登录号为JN704304)。该基因全长1 155bp,含有1个762bp的开放阅读框,编码253个氨基酸。系统进化分析表明,该基因属于AP1-like基因。半定量RT-PCR分析表明,该基因在水仙品种‘金盏银台’和‘玉玲珑’的花瓣、副冠、雄蕊和雌蕊中均有表达,且在雌蕊中的表达量最高。研究认为,该实验分离出的NtAP1基因在‘玉玲珑’重瓣的形成过程中没有发挥重要的作用。     

甜荞FeFUL2基因的克隆与表达分析

为了探索甜荞FUL同源基因参与花与籽粒发育调控的分子机制,该文采用同源克隆的方法从甜荞(Fagopyrum esculentum)长花柱和长雄蕊突变体(lpls)中克隆到1个长837 bp的FeFUL2基因(GenBank登录号为MG779493.1),其包含长690 bp的完整开放阅读框,编码1个由229个氨基酸残基组成的MADS-box转录因子。通过对FeFUL2进行分子系统发生、同源蛋白比对与转录因子结构分析,结果显示FeFUL2与核心真双子叶植物AP1/FUL亚家族转录因子中的euFUL进化系聚于1个进化分支,属甜荞euFUL型MADS-box转录因子,且包含1个57个氨基酸残基长的高度保守的MADS结构域、1个69个氨基酸残基长的次级保守的K结构域,其C末端转录激活区在序列长度和氨基酸残基组成上与其他euFUL型转录因子差异较大,但仍含有2个euFUL型转录因子特有的保守基元:FUL motif和paleo AP1 motif。用qPCR检测基因表达的组织特异性显示:FeFUL2基因在甜荞lpls突变体的根、茎、叶、花被片、雄蕊、雌蕊和发育4 d的幼果中均有表达,但其在花被片中表达量极显著高于该基因在其他器官中的表达量(LSD,P0.01)。综合转录因子的结构与基因的表达模式推测,FeFUL2基因与其他euFUL型基因的功能可能存在一定差异,其在花发育过程中可能主要参与甜荞花被片的发育调控。     

喜树开花特性及繁育系统的研究

定位观测了喜树(Camptotheca acuminata Decne)花部构造、开花特性,用杂交指数(OCI)、花粉/胚珠比(P/O)、去雄、套袋、人工授粉等方法测定了喜树的繁育系统.结果表明:喜树花序为由4～6个头状花序组成的聚伞花序,聚伞花序上部的头状花序由两性花组成,下部的花序由雄花组成,两性花雌雄蕊发育正常,雄蕊10枚,雌蕊1枚,下位子房,一室,倒生胚珠;雄花雄蕊发育正常,雌蕊不发育.自然条件下,同一头状花序散粉后2 d,花粉活力最高;两性花在柱头外翻后3～4 d,柱头可受性最强,第6天失去可受性.喜树两性花为半同步雌雄蕊异熟类型,每个头状花序的所有小花同步开放,雄蕊先成熟,表现为雄性时期,雄蕊脱落后,雌蕊成熟,表现为雌性时期,上一级头状花序雌蕊成熟期与下一级头状花序雄蕊成熟期重合.繁育系统检测结果为部分自交和异交,需要传粉者活动才能完成授粉过程.     

RcAGL61基因调控雄蕊和花瓣之间转变影响月季花瓣数量

【目的】为了探究月季重瓣性状的调控机制,课题组前期筛选到一个与花发育相关的AG同源基因RcAGL61,本研究对该基因的功能进行了分析。【方法】利用荧光定量PCR（qRT-PCR）对该基因在‘窄叶藤本月季花’ב月月粉’杂交群体中重瓣株系和单瓣株系花芽5个发育时期的表达模式进行了分析,以重瓣株系和单瓣株系为材料,克隆RcAGL61,并进行生物信息学分析、亚细胞定位及VIGS实验。【结果】（1）该基因表达水平在单瓣株系的五个发育时期均显著高于重瓣株系,在单瓣株系花发育的S4-S5期比S1-S3期表达量明显升高。（2）RcAGL61编码区序列在单瓣株系和重瓣株系中一致,长度为495 bp,与RcAG基因序列相似度为30.75%,编码164个氨基酸,含有一个MADS-Box保守结构域,属于MADS-Box基因家族。（3）亚细胞定位发现RcAGL61蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核。（4）沉默该基因后,瓣化雄蕊数量增加,雄蕊数量减少,花瓣数量增加,萼片数量和雌蕊数量无显著变化。【结论】RcAGL61参与调控了雄蕊原基和花瓣原基间的转变,影响了月季的花瓣数量。     

CygoSTK基因在普通春兰与奇花品种‘天彭牡丹''中的表达比较

为深入研究春兰(Cymbidium goeringii)与春兰奇花品种花器官发育调控的分子机制,该研究采用同源克隆的方法,分别从普通的春兰与春兰奇花品种‘天彭牡丹’的花芽中克隆得到1个cDNA长849 bp D类MADS-box基因CygoSTK(Genbank登录号为MH917912.1)。结果表明:该基因序列在两种春兰中高度一致,包含1个长705 bp的完整ORF,编码1个由234个氨基酸残基组成的STK进化系MADS-box转录因子;结构分析表明,CygoSTK转录因子包含1个高度保守的MADS结构域(MADS domain)(1～57)和1个次级保守的K结构域(91～172),其C末端的转录激活区含有两个高度保守的基序,即AGI基序和AGⅡ基序;进一步用qPCR检测CygoSTK基因在普通的春兰与春兰奇花品种‘天彭牡丹’不同花器官中的相对表达量发现,CygoSTK基因在普通的春兰和春兰‘天彭牡丹’子房中的表达量最高,显著高于该基因在相应品种其他花器官中的表达量(LSD,P0.05)。以上结果说明CygoSTK基因在功能上有很强的保守性,主要参与春兰子房的发育。     

太行花性器官发育的研究——两性花中雌雄性器官发育对温度的不同要求

用太行花（Ｔａｉｈａｎｇｉａ ｒｕｐｅｓｔｒｉｓ Ｙ汃ｅｔＬｉ）试管花进行雌雄蕊发育的温度试验表明：１． 雄蕊和雌蕊的发育对温度的要求是不同的,雄蕊发育的最适温度范围偏低,接近于１～６ ℃,高于１８ ℃雄蕊全部败育。雌蕊发育的最适温度范围偏高,约６～２６ ℃,低于３ ℃,大部分雌蕊在分化早期停止发育。２． 由高温引起的雄蕊败育过程始于雄蕊原基时期,这个过程一旦启动,雄蕊败育将不会因重新将它转入低温而逆转。通过控制实验温度获得了单性雄花（１～３ ℃）、单性雌花（６～２６ ℃）和两性花（６～１２ ℃）。实验结果将为性别控制和雄性不育研究开拓新思路     

华山姜中钙调素基因的克隆及其RNA原位杂交

本文报道了华山姜中钙调素cDNA的核苷酸序列以及由此推导的氨基酸序列。并用原化杂交的方法检测其在花器官中的时间表达模式。用[^32P]d-CTP标记的小草蔻-Alpinia hainanensis AGAMOUS（AG）cDNA的MADS-domain作为探针筛选华山姜的cDNA文库．得到一个钙调素蛋白相关克隆．命名为AoCAM。华山姜钙调素AoCAM的cDNA全长518bp．有一个包含149个氨基酸的开放读码框．编码区起始于第54个核苷酸,终止于第501个核苷酸。AoCAM与拟南芥、小麦、大豆、矮牵牛、玉米的钙调素氨基酸序列比较同源性高达95％。RNA原位杂交表明钙凋素基因和花瓣、雄蕊、雌蕊细胞中大量表达。钙调素基因的表达强度随不同的发育阶段而变化：花发育早期在花的各器官中部表达强烈,以后逐渐减弱并向特定部位集中．如花粉囊、唇瓣、花柱和胚珠等分生能力较强的细胞中表达较强。     

枸杞LbSPL6基因的克隆及表达分析

从实验室前期对枸杞(Lycium barbarum L.)花发育过程转录组测序结果推测,枸杞Squamosa启动子结合蛋白(Squamosa promoter binding protein-like, SPL)转录因子可能在枸杞花发育过程中发挥重要功能。该研究以宁夏特色植物资源枸杞为材料,采用RACE方法克隆LbSPL6基因,通过生物信息学及基因表达分析对该基因进行初步研究。结果表明:(1)成功克隆获得LbSPL6基因,其开放阅读框全长1 524 bp,编码507个氨基酸,分子量为55.34 kD;序列分析表明LbSPL6蛋白中包含3个保守基序,且氨基酸序列与茄科植物同源蛋白的氨基酸序列高度相似。(2)qRT-PCR分析证实,LbSPL6基因在枸杞花器官中表达,并且在花药发育的四分体时期及单核花粉时期表达量较高;亚细胞定位实验证明,LbSPL6蛋白定位于细胞核中。该研究结果为进一步研究枸杞LbSPL6转录因子在花发育过程中的功能和作用机制奠定了基础。     

黄瓜AGAMOUS同源基因的分离和表达(英文)

黄瓜花发育的早期均有雌蕊和雄蕊原基的分化,但在发育过程中,由于雌蕊或雄蕊的发育受到阻滞,导致雄花和雌花的形成。近年来在拟南芥和金鱼草等植物中遗传学的研究表明,花器官的特征是由同源异形基因决定的。在拟南芥中,由于ＡＧ在决定雄蕊和雌蕊特征方面起重要作用,本研究利用 ＲＴ－ＰＣＲ技术,从黄瓜的雌、雄蕊中分离出 ＡＧ的同源基因,并对其在花发育过程中的表达和可能作用进行了分析。首先,根据ＡＧ同源基因的保守区域设计５’简并引物５’－ＧＡ（Ａ／Ｇ）ＡＴ（Ｔ／Ｃ／Ａ）ＡＡ（Ｔ／Ｃ／Ａ）ＡＡ（Ｇ／Ａ）（Ａ／Ｃ）Ｇ（Ｇ／Ｔ／Ｃ）ＡＴＣＧＡ（Ｃ／Ａ）ＡＡＣ－３’,然后进行３’,ＲＡ ＣＥ ＰＣＲ,扩增出约１ｋｂ大小的片段,序列分析表明该片段含有非常保守的ＭＡＤＳ ｂｏｘ。进而,利用５’ ＲＡＣＥ ＰＣＲ得到全长度的ｃＤＮＡ。该ｃＤＮＡ的核苷酸序列与ＣＵＭ１（黄瓜 ＭＡＤＳ ｂｏｘ ｇｅｎｅ１）同源性高达９７％。 ＣＵＭ１在接牵牛中过量表达可引起花萼变为心皮状和花瓣变为雄蕊,说明ＣＵＭ１为ＡＧ的同源基因。基于该基因与ＣＵＭ１序列上的高度同源,我们认为其为黄瓜的ＡＧ同源基因。该基因命名为ＣＭＢ１,基因银行登记号为ＡＦ２８６６４９。Ｓｏｕｔｈｅｒ     

无籽刺梨(Rosa kweichonensis var.sterilis)RksAGL基因克隆及表达分析

以无籽刺梨(Rosa kweichonensis var.sterilis)花芽提取的RNA为模板,采用同源克隆结合RACE技术克隆得到无籽刺梨AGL基因的c DNA全长,命名为Rks AGL。序列分析表明,c DNA全长1 089 bp,开放阅读框长度为747 bp,可编码248个氨基酸。编码蛋白分子质量预测为28.56 k D,等电点为9.40,无信号肽序列。分析表明,Rks AGL基因属于MADS-box基因家族C类基因,其编码的蛋白与其它植物AGAMOUS类蛋白具有较高的同源性。实时定量PCR分析表明,RksAGL基因仅在雄蕊和心皮中表达,在萼片和花瓣中不表达