香蕉MuMADS1基因表达产物的亚细胞定位

MuMADS1是从香蕉果实cDNA文库中筛选分离到的一个MADS—box基因．通过生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白可能作为转录因子定位于细胞核中,而且芯片分析表明：该基因在果实成熟早期表达上调．是乙烯的上游调控因子,可能与花的发育、果实发育及成熟相关．为进一步深入研究该基因功能。构建了以绿色荧光蛋白（Green fluorescent protein．GFP）为报告基因的融合植物表达载体pCAMBIA1304 MuMADS1．利用基因枪转化法将重组载体转入洋葱表皮细胞瞬时表达．荧光显微镜检测结果表明。该基因表达产物定位于细胞核中．符合转录因子特性．     

香蕉中Maasr1基因的生物信息学分析

目的:利用生物信息学方法对香蕉中Maasr1基因的理化性质、结构与功能进行预测,为其基因功能的研究提供线索,为下一步的实验策略提供参考。方法:用Protparam分析Maasr1编码蛋白的氨基酸序列组成、相对分子质量、等电点等理化性质;用InterProScan分析蛋白质结构域;用Scanprosite寻找Motif;用Predictprotein预测二级结构、疏水性;用Psort进行亚细胞定位;用ClustalW进行多序列比对;用Protfun分析蛋白质功能。结果:通过因特网数据库及生物信息学分析工具进行初步分析表明,Maasr1基因编码的蛋白是一种相对分子质量为16263.8、等电点为5.99的不稳定蛋白,富含Glu、Ala、His、Lys;二级结构主要是α螺旋,具有多种蛋白激酶磷酸化位点和1个豆蔻酰化位点,并具有很高的亲水性,定位于细胞核和细胞质。结论:Maasr1基因可能在植物的糖代谢、生长衰老、果实发育及非生物胁迫过程中起重要作用。     

香蕉苹果酸脱氢酶基因克隆及其逆境胁迫表达

从香蕉果实抑制差减文库中获得一条香蕉苹果酸脱氢酶基因片段,采用RACE技术获得全长,命名为MaMDH;MaMDH基因全长1 249bp,编码332个氨基酸。生物信息学分析预测其编码蛋白分子量约35 448Da,等电点为6.53。与已知植物苹果酸脱氢酶基因相比,氨基酸同源性均达92%。保守结构域分析发现,MaMDH基因具有NAD结合位点、苹果酸结合位点和二聚体结合位点。系统进化树比对分析表明,MaMDH与玉米和小麦的亲缘关系较近。MaMDH基因在乙烯利处理香蕉苗中上调表达;在盐、Al 3+胁迫和香蕉尖孢镰刀菌4号生理小种处理幼苗中先上调表达,后下调表达;在冷害胁迫幼苗中先下调表达,后上调表达;而在干旱胁迫、伤害胁迫幼苗中表达没有明显变化。研究表明,香蕉中的苹果酸脱氢酶基因具有响应生物胁迫和非生物胁迫能力,可能在香蕉适应衰老、盐、铝、低温胁迫和枯萎病菌侵染等逆境中发挥重要作用。     

香蕉枯萎病菌4号生理小种致病相关基因foABC1的分离

通过对香蕉枯萎病菌4号小种致病突变体B1233的进一步研究,分离了被突变的致病相关基因foABC1,同源性分析及保守结构预测该基因编码一类ABC转运蛋白,其功能可能同稻瘟病菌的ABC转运蛋白一样,负责真菌毒素的泵出,或是像其他真菌的ABC转运蛋白,在病原菌侵染寄主植物时能忍耐植物因防卫反应所释放的植保素或抗毒素类物质。     

光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白的生物信息学分析

[目的]预测光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白的结构与功能。[方法]采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行预测和分析,同时构建其编码产物的系统进化树。[结果]此蛋白的理论分子量为21.882 k D,包含一个由20个氨基酸组成的信号肽,属亲水蛋白,分泌到胞外发挥作用,可能具有信号转导和响应胁迫与免疫反应的功能,与赤拟谷盗的同源性最高,具有能够与肽聚糖结合的保守的PGRP结构域和一个Ⅱ型酰胺酶结构域。[结论]光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白Ap PGRP-FD1基因克隆成功,生物信息学分析及结合蛋白质结构与功能预测可为深入研究ApPGRP-FD1提供理论指导。     

香蕉MaCAM基因克隆及表达分析

从香蕉根的cDNA文库中获得了一段香蕉钙调蛋白基因的片段,采用RACE技术获得其全长,命名为MaCAM。该基因全长845bp,编码149个氨基酸。生物信息学分析表明,该蛋白属稳定蛋白,其等电点为4.12,有2个保守的EFh功能结构域。与已知植物的钙调蛋白基因相比,一致性达90%以上。其中与粳稻、油棕、胡萝卜、甘蔗的CAM编码的氨基酸序列的一致性分别为99.33%、96.71%、98.00%、98.66%。系统进化树比对分析显示,香蕉与甘蔗的亲缘关系最为密切。器官特异性分析表明,MaCAM在香蕉的根、球茎、叶片、花和果实中均有所表达,在根中表达量最高,花中次之,而在叶片中的表达量最低。     

香蕉果实成熟相关基因ACO1启动子区的克隆及其功能初探

根据已报道的香蕉果实表达ACC氧化酶基因(ACO1)的序列,用改进的接头连接PCR法从香蕉基因组中扩增并克隆了此基因5′旁侧区1526bp的片段。其中包含一个推测的TATA盒序列;与已公布的两个香蕉ACC氧化酶基因启动子序列(分别为934bp和1451bp)的相似性各为97.3%(López-Gómez等)和88.8%(May和Kipp)。将4个含有不同大小启动子区的克隆片段与GUS基因编码区连接构建成嵌合基因,通过基因枪轰击转入香蕉叶、根和果实的细胞后。瞬时表达结果表明不同大小的ACO1-启动子区段都只在果实细胞中指导GUS基因表达,证明该启动子具有指导基因在果实中表达的功能;并推测负责果实特异性的顺式元件可能位于启动子近端0.7kb区段之内,在468至822 的355bp区段内可能存在与正控制有关的顺式元件。     

伪狂犬病病毒宿主关闭蛋白的基因克隆及结构分析

为研究伪狂犬病病毒 (pseudorabiesvires ,PRV)UL4 1基因编码的病毒宿主关闭蛋白 (VHS)的结构与功能 ,通过PCR扩增得到含UL4 1基因完整编码区的 1174bp片段 ,将该片段克隆到表达载体pGEX KG中GST下游 ,在大肠杆菌BL2 1(DE3)中实现了GST VHS融合蛋白的高效表达 .序列分析发现VHS蛋白具有 4个保守区 ,并且第 3个保守区与核酸内切酶结构域FEN 1(1A76 )高度同源 .PROSPECT软件预测的伪狂犬病病毒VHS蛋白三维结构中含有 10个α螺旋和 2 2个β折叠 ,与单纯疱疹病毒Ⅰ型的VHS蛋白三维结构十分相似 .     

香蕉类甜蛋白基因MaTLP1的克隆与表达分析

在香蕉EST文库中,通过RACE技术克隆到1个香蕉类甜蛋白基因的全长序列。该序列最大开放阅读框942 bp,编码313个氨基酸。Blast分析发现,它与其他类甜蛋白相似度为56.10%,含有类甜蛋白（TLPs）特有的保守结构域,命名为MaTLP1。系统进化树表明,MaTLP1基因编码蛋白与海枣的亲缘关系较近,与香蕉的进化模式相似。组织特异性分析表明,MaTLP1在根、球茎、假茎中的表达量高,叶中较弱,花和果实中微量表达。实时荧光定量PCR分析显示,在抗病香蕉品种中,接种尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)枯萎病菌后MaTLP1基因上调表达,在感病香蕉品种接菌2 d后MaTLP1基因受到抑制,虽然在接菌4 d 后上调表达,但是相对于抗病品种上调较小。研究表明,MaTLP1基因可能在香蕉抗枯萎病的过程中起作用。     

葡萄VvSUN基因的克隆及其控制果形功能初探

SUN基因是控制番茄果实形状的主效基因。该研究从NCBI中查找与番茄SUN相似性最高的葡萄序列,设计特异性引物,采用RT-PCR技术从‘天山’葡萄花穗中克隆出该序列,命名为VvSUN基因。序列分析表明,VvSUN基因开放阅读框长度为1 278bp,共编码425个氨基酸;预测蛋白质分子量为48.11kD,理论等电点为10.63。VvSUN蛋白不具有信号肽,为非跨膜蛋白,可能定位于细胞核和线粒体膜上,属于亲水性蛋白;二级结构分析表明α螺旋和无规则卷曲是VvSUN蛋白中主要的结构元件。VvSUN基因编码的氨基酸具有IQ保守结构域,与NCBI中其他7种植物IQD家族成员基因序列相似性在43%~53%;系统进化树分析表明,VvSUN基因与拟南芥IQD12基因亲缘关系最近;推测葡萄VvSUN蛋白质与番茄SUN蛋白质具有相似的功能。荧光定量PCR分析表明,VvSUN基因在两个葡萄品种中均在盛花期表达量最高,花后果实中的表达量均较低;GA3处理后果实果形指数显著增大,且幼果中VvSUN基因表达量明显上升。研究推测葡萄VvSUN基因可能参与果形拉长的调控。     

板栗MADS-box蛋白基因(CmMADS3)的克隆和表达分析

根据MADS-box基因保守区结构,设计简并引物,从板栗（Castanea mollissima）中分离出花特异表达基因的cDNA片段。并通过5’RACE方法获得了全长cDNA,命名为CmMADS3。该片段全长1016bp,包含一个729bp的开放阅读框,推导的氨基酸序列（243个氨基酸）与拟南芥的SEPl、SEP2和SEP33类MADS-box蛋白有很高的序列相似性。系统进化分析同样将CmMADS3基因归入MADS-box基因家族的AGL2组。RT-PCR分析显示,该基因在板栗的花和幼果中表达丰度高,在茎中有微弱的表达,在叶中不表达,研究结果表明CmMADS3基因是板栗花器官发育中具有E功能的功能基因。     

棉花MADS框蛋白基因(GhMADS1)的克隆

作为转录因子,MADS框蛋白基因在植物花器官发育中有着重要的功能。为研究棉花花器官发育的分子机理,以棉花花器官突变体CHV1(cotton homeotic variant)和徐州142正常植株为材料,利用棉花EST数据库资料,通过EST序列整合,从陆地棉徐州142花蕾中克隆出一个MADS框蛋白的编码区段,GenBank登录号为AF538965。该片段(GhMADS1)长713bp,包含一个711bp的开放阅读框,推导的氨基酸序列(236个氨基酸)与葡萄、烟草、矮牵牛、拟南芥和金鱼草等的AGL2组MADS框蛋白有很高的序列相似性。系统进化分析同样将GhMADS1基因归人AGt2组MADS框蛋白。RT-PCR分析显示,该基因在陆地棉的花瓣、雄蕊、胚珠和纤维中表达,特别是在花瓣中表达量最高,而在根、茎、叶等营养器官和棉花同源异型突变体CHV1(所有花器官均变为苞叶状叶性器官)的变异花蕾中不表达。这些结果说明GhMADS1基因可能在棉花花器官发育中有着重要的功能。     

Cloning and characterization of a bamboo LEAFY HULL STERILE1 homologous gene.

A cDNA named DlMADS8 was isolated from the young spikelets of the sweet bamboo, Dendrocalamus latiflorus by rapid amplification of cDNA end (RACE). DNA sequence analysis showed that DlMADS8 was composed of full ORF and 3'UTR, but without 5'UTR. The cDNA contained 1059 nucleotides and encoded a putative protein of 244 amino acid residues. The gene displayed the structure of a typical plant MADS-box gene, which consisted of a MADS domain, K domain, a short I region, and the C-terminal region. Phylogenetic analysis of plant MADS-box genes based on amino acid sequences revealed that DlMADS8 was grouped into the AGAMOUS-LIKE 2 (AGL2)-like subfamily. It was homologous to the LEAFY HULL STERILE1 (LHS1) genes of grasses. To study the functions of it, DlMADS8 cDNA clone driven by the CaMV 35S promoter was transformed into Arabidopsis thaliana. Transgenic plants of DlMADS8 exhibited the phenotypes of curled leaves and early flowering. After bolting, three novel phenotypes related to inflorescence development were observed in different transgenic plants. No obvious homeotic conversions of floral organs were observed in all of the 35S::DllMADS8 transgenic Arabidopsis plants. These results indicated that DlMADS8 probably plays a role in floral meristem determinacy and is involved in controlling the flowering time of D. latiflorus.     

The interaction of banana MADS-box protein MuMADS1 and ubiquitin-activating enzyme E-MuUBA in post-harvest banana fruit

Key message

The interaction of MuMADS1 and MuUBA in banana was reported, which will help us to understand the mechanism of the MADS-box gene in regulating banana fruit development and ripening.

Abstract

The ubiquitin-activating enzyme E1 gene fragment MuUBA was obtained from banana (Musa acuminata L.AAA) fruit by the yeast two-hybrid method using the banana MADS-box gene MuMADS1 as bait and 2-day post-harvest banana fruit cDNA library as prey. MuMADS1 interacted with MuUBA. The interaction of MuMADS1 and MuUBA in vivo was further proved by bimolecular fluorescence complementation assay. Real-time quantitative PCR evaluation of MuMADS1 and MuUBA expression patterns in banana showed that they are highly expressed in the ovule 4 stage, but present in low levels in the stem, which suggests a simultaneously differential expression action exists for both MuMADS1 and MuUBA in different tissues and developmental fruits. MuMADS1 and MuUBA expression was highly stimulated by exogenous ethylene and suppressed by 1-methylcyclopropene. These results indicated that MuMADS1 and MuUBA were co-regulated by ethylene and might play an important role in post-harvest banana fruit ripening.