豌豆肌动蛋白异型体的表达与系统发生分析

豌豆 (PisumsativumLinn .)肌动蛋白基因至少可以分为 3类异型体 :PEAcⅠ、PEAcⅡ和PEAcⅢ ,它们的编码区序列相似性很高 ,而非编码区序列存在显著的差异。RT_PCR和以 3′端非翻译区作探针的Southern杂交结果显示豌豆肌动蛋白异型体基因在根、茎、叶、卷须、花粉和幼嫩果实中均表达 ,但表达强度存在明显差异。利用连续稀释电泳对PEAcⅠ的转录本水平进行分析后发现它倾向于在幼嫩的器官中表达 ,且在 7d的茎中表达最强 ;在一个月内的叶片中表达也较强 ,此后明显下降 ;卷须中表达变化不显著 ,在花粉中表达很弱 ,在幼嫩荚果中的表达亦较多。PEAcⅡ表达特点与PEAcⅠ具有某些相似性。根据肌动蛋白序列重建的系统发生树表明豌豆肌动蛋白 3类异型体间的分歧明显 ,但起源于单、双子叶植物分化前的共同基因祖先。推测豌豆肌动蛋白异型体基因在转录调控和细胞功能上存在差异。     

丹参硫氧还蛋白基因SmTrxh的克隆和生物信息学分析

对丹参EST数据库进行BLAST同源性比对发现,登录号为CV165156的EST序列与硫氧还蛋白基因（Trx）有很高的同源性。进一步用PCR方法从丹参基因组水平上克隆到长1806bp的DNA序列（登录号为FJ217699）,与cDNA序列比对发现,该基因（SmTrxh）含有2个内含子。生物信息学分析表明,SmTrxh所编码蛋白的分子质量为13．4kDa,理论等电点为5．53,无信号肽,属于定位于细胞质中的稳定类蛋白。该蛋白与其他7种植物中的Trx高度同源,同源性介于68％-74％之间。实时定量PCR检测的结果显示,SmTrxh在丹参中为组成型表达基因,在根、茎和叶中都有表达,主要在根部表达,茎中的表达量最低。     

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...     

不同耐盐性药用甘草幼苗根对Na~+的响应及其维管组织变化

以甘草属2种耐盐植物胀果甘草、乌拉尔甘草为材料,用不同浓度(50、100、150、200、250mmol·L-1)NaCl处理幼苗21d后,分析其生物量和根、茎、叶中的Na+、K+含量以及K+/Na+,计算根的离子选择吸收和运输系数,并应用光学显微镜观察比较二者的维管组织结构变化,以揭示2种药用甘草幼苗根对Na+的响应及其维管组织结构的变化特征,探讨甘草的耐盐机理。结果表明:(1)NaCl胁迫使2种甘草幼苗生物量均下降,在NaCl浓度为250mmol·L-1时,胀果甘草、乌拉尔甘草幼苗生物量分别是对照的53.34%、46.21%,胀果甘草耐盐性强于乌拉尔甘草。(2)随着NaCl浓度上升,2种甘草根积累的Na+显著增多,其中胀果甘草在所有盐处理下,根Na+含量均高于其它器官,说明其根对吸收的Na+具有显著截留效应;而乌拉尔甘草只在0~150mmol·L-1 NaCl范围内,根Na+含量显著高于叶片,当NaCl为200、250mmol·L-1时,叶片Na+含量显著高于根,说明乌拉尔甘草根对Na+的截留能力有限。(3)在相同盐处理下,胀果甘草离子选择吸收系数SAK,Na、离子运输系数STK,Na均大于乌拉尔甘草,胀果甘草根抑制Na+、促进K+向地上部运输的能力强于乌拉尔甘草。(4)乌拉尔甘草在NaCl为150、200mmol·L-1、胀果甘草在250mmol·L-1时,根结构对盐胁迫产生应激性响应,维管组织比例显著上升,有助于提高根向上的运输能力,减少盐害。研究表明,2种药用甘草根对Na+截留作用和向上运输时促K+抑Na+能力的差异,是导致其耐盐能力不同的主要原因,根对Na+的积累和截留作用的差异与根的结构响应相吻合,能较好地解释二者的耐盐性差异。     

乌拉尔甘草根的结构与皂苷类成分积累关系研究

应用植物解剖学、组织化学定位和植物化学方法,对不同发育阶段的乌拉尔甘草根中的皂苷类成分的积累变化规律进行了研究,为进一步揭示甘草药材质量形成的内在机制并指导优质甘草栽培提供理论依据.结果表明:(1)乌拉尔甘草中皂苷类成分主要存在于根的韧皮薄壁细胞和射线细胞中,韧皮部中皂苷含量高于木质部和根皮,而且根的次生生长与皂苷类成分的积累具有一定的相关性.(2)不同生长年限的乌拉尔甘草根中的总皂苷含量存在差异,3年生甘草根中总皂苷含量高于2年生和1年生甘草根.     

豌豆肌动蛋白异型体的表达与系统发生分析

豌豆(Pisum sativum Linn.)肌动蛋白基因至少可以分为3类异型体: PEAcⅠ、PEAcⅡ和PEAcⅢ,它们的编码区序列相似性很高,而非编码区序列存在显著的差异.RT-PCR和以3′端非翻译区作探针的Southern杂交结果显示豌豆肌动蛋白异型体基因在根、茎、叶、卷须、花粉和幼嫩果实中均表达,但表达强度存在明显差异.利用连续稀释电泳对PEAcⅠ的转录本水平进行分析后发现它倾向于在幼嫩的器官中表达,且在7 d的茎中表达最强;在一个月内的叶片中表达也较强,此后明显下降;卷须中表达变化不显著,在花粉中表达很弱,在幼嫩荚果中的表达亦较多.PEAcⅡ表达特点与PEAcⅠ具有某些相似性.根据肌动蛋白序列重建的系统发生树表明豌豆肌动蛋白3类异型体间的分歧明显,但起源于单、双子叶植物分化前的共同基因祖先.推测豌豆肌动蛋白异型体基因在转录调控和细胞功能上存在差异.     

日本落叶松LoERF017基因的克隆及生物信息学分析

从日本落叶松中克隆得到的LoERF017基因，该基因全长624 bp，共编码206个氨基酸。预测该基因所编码的蛋白只包括一个AP2结构域，其二级结构包括α-螺旋（30.43%），无规卷曲（54.11%），延伸链（12.56%），β-折叠（2.9%）。对该基因进行亚细胞定位，结果显示LoERF017基因定位在细胞核中。荧光定量PCR结果表明，LoERF017基因在日本落叶松中的表达有一定的组织特异性，该基因在根中的表达量最高，在茎中的表达量最低，在叶中的表达量居中。干旱胁迫下，LoERF017基因的表达量在根中呈上升趋势，复水后，该基因的表达量有下降趋势。可以初步预测该基因主要在日本落叶松根中表达并行使功能，并推测该基因可能与抗旱相关。     

光皮桦中4-香豆酸辅酶A连接酶基因B14CL的克隆和表达分析

以从光皮桦茎叶组织提取的mRNA为模板,根据其他已克隆到的阔叶类树种中4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）基因的同源序列设计兼并引物,进行RT—PCR扩增,获得部分基因片段,然后结合5’,3’RACE方法从光皮桦中扩增出1个4CL基因的全长cDNA序列,命名为B14CL。该基因cDNA全长为1983bp（GenBank登录号FJ410448）,具有完整的开放阅读框架（69—1697bp）,编码蛋白为542个氨基酸,包含一个AMP结合功能域和一个含有12个氨基酸的功能基序。与其他植物中的4CL进行同源性比对的结果显示,B14CL蛋白与东北白桦的同源性最高,达到了98％。该基因在光皮桦的根和茎中表达量较高,而在花和叶中的表达量低。     

乌拉尔甘草查尔酮合酶基因的克隆及序列分析

目的:对乌拉尔甘草查尔酮合酶(CHS)进行cDNA序列克隆及分析。方法:根据Gen Bank数据库中已注册胀果甘草CHS的cDNA序列(EU706287)设计引物,采用RT-PCR法从乌拉尔甘草根样中克隆CHS的cDNA序列,利用Editseq 7.10、DNAMAN 6.0及MEGA 5.0进行序列分析。结果:克隆得到34条长度为1175 bp的CHS序列,包含一个完整的开放读框,编码一条由389个氨基酸残基组成的多肽。这34条CHS序列可分为15种单倍型(单倍型1~15),一致性为98.97%,存在61个变异位点;其对应的34条CHS氨基酸序列,可分为9种氨基酸序列类型(AA-1~AA-9),一致性为99.51%,存在13个变异位点。同源性分析显示,乌拉尔甘草中该基因序列与胀果甘草在进化关系上最近,与小立碗藓在进化关系上最远。结论:克隆了乌拉尔甘草CHS基因cDNA序列,并对其进行了序列多态性分析,为进一步研究CHS基因在甘草黄酮代谢途径中的作用提供了理论依据。     

丹参中硫堇基因SmTHI的克隆和表达分析

丹参EST序列的Blast分析表明,一条序列与硫堇（thionin,THI）基因有较高的同源性,该序列长575bp,包含1个长366bp的开放阅读框（ORF）,编码121个氨基酸,命名为SmTHI,GenBank登陆号为DQ212984。在此基础上设计引物,分别从cDNA和gDNA水平上克隆到该基因的全编码区序列的结果表明,该基因无内含子。序列分析表明,该编码蛋白与大多数植物的THI蛋白前体高度同源,并符合植物硫堇类蛋白的序列模式和特征：C—C—x（5）．R．x（2）-[FY]-x（2）-C,N端具17个氨基酸的信号肽,中间46个氨基酸为成熟THI部分,C端的58个氨基酸为酸性多肽部分。成熟的THI蛋白带正电荷,偏碱性,推测可能有抗病原微生物活性。实时定量PCR检测SmTHI在丹参不同组织部位的表达以及在黄瓜细菌性角斑病菌（PSL）、NaCl和水杨酸（sA）溶液诱导下的表达结果表明：SmTHI在植物的根、茎和叶中均有不同程度的表达,其表达丰度为叶〉茎〉根：在PSL、NaCl和sA溶液诱导下该基因的表达呈上调趋势。     

西伯利亚蓼PsGRX基因的克隆及其在NaHCO_3胁迫下的表达

采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术从西伯利亚蓼叶cDNA文库中克隆到谷氧还蛋白基因（PsGRX）的完整编码区cDNA序列（GenBank注册号为GU139794）,长度为465bp,编码106个氨基酸。根据与其他植物谷氧还蛋白的氨基酸序列的比对以及系统进化分析的结果,初步确定此基因为谷氧还蛋白基因家族成员。实时定量PCR的结果显示,PsGRX在西伯利亚蓼的叶、茎、地下茎中均有表达,叶中表达量最高,地下茎和茎中较低。在NaHCO3胁迫的过程中,此基因在叶、茎和地下茎中的表达模式也有较明显的差异。     

全雌性黄瓜中3个肌动蛋白基因片段的克隆和表达分析

通过1次PCR扩增从全雌性黄瓜中同时获得了长度分别为1 186bp、955 bp和870bp的3个肌动蛋白基因片段Act1、Act2和Act3(GenBank登记号:DQ115881,DQ115882和DQ115883).序列分析表明,3个肌动蛋白基因片段与GenBank中收录的肌动蛋白基因序列高度同源,与GenBank中收录的全长肌动蛋白基因(如AF386514.1、AF059484.1和AB010922.1等)的第2、第3个外显子和第2个内含子相对应.Act1中1-580 bp、984～1 186 bp,Act2中1-580 bp、753-955bp,Act3中1-580 bp、668-870 bp为外显子编码区,其余为内合子序列,3个基因内含子的两端序列均符合典型的"GT-AG"规则.RT-PCR分析表日月,Act1仅在根中表达,Act2在根和雌花中表达,而Act3在所有检测的器官(包括根、茎、叶、卷须,雌花和幼果)中都表达,提示黄瓜根的生长发育需要多种肌动蛋白基因的参与,而Act2和Act3可能与黄瓜雌性系的形成发育有关.     

马铃薯糖转运蛋白基因的克隆及表达分析

植物SWEET基因家族是一类糖转运蛋白,在植物的生理活动和生长发育过程中发挥着重要功能。为了解马铃薯SWEET基因的相关信息,探究其在马铃薯不同组织以及在生物胁迫与非生物胁迫下的表达特性。该研究采用同源克隆技术从马铃薯‘青薯9号’中克隆了StSWEET5基因(GenBank登录号为MN295671),其CDS序列长度为717 bp,编码238个氨基酸。系统进化树分析结果表明,StSWEET5与番茄的氨基酸序列相似性最高(97.06%)。qRT-PCR分析表明:StSWEET5基因在马铃薯各组织(根、茎、叶、花、块茎、匍匐茎)中均有表达,且在花中的表达显著高于其他组织;糖胁迫下,StSWEET5基因在根、茎、叶中均有表达,尤其在根中的表达差异最为显著(P0.05)。在晚疫病菌(Phytophthora infestans)诱导后36 h时,表达量达到最高,随后急剧下调。推测StSWEET5基因参与了马铃薯糖胁迫以及响应了晚疫病诱导的过程。     

苎麻抗坏血酸过氧化物酶基因的克隆和表达分析

本研究根据苎麻转录组测序结果中的抗坏血酸过氧化物酶（APX）的基因片段,利用RT-PCR结合RACE方法从苎麻（Boehmeria nivea L.）中克隆到一个APX基因的全长cDNA,命名为BnAPX1。BnAPX1 cDNA全长1 201 bp,开放阅读框(ORF)为870 bp,推测其编码一个含289个氨基酸序列的多肽。生物信息学分析表明,BnAPX1属于植物过氧化物酶超家族成员,与其他物种过氧化物酶体APX相似性较高,C端具1个跨膜区。荧光定量PCR结果表明,BnAPX1在苎麻的根、茎中段、茎尖、茎皮、幼叶各部位均有表达,其中幼叶表达量最高,且该基因BnAPX1受重金属镉诱导上调表达,可能在重金属镉胁迫防御中起重要作用。     

苎麻小分子G蛋白Racl基因的克隆及表达分析

植物Rac是植物中特有的小分子G蛋白,我们从苎麻转录组中获得一个小分子G蛋白基因eDNA,．5部分序列,设计引物后采用RT-PCR结合RACE技术克隆了该基因的cDNA。序列分析表明,所克隆的RaclcDNA全长为l043bp,包括594bp开放阅读框、214bp的3’端非编码区和235bp的5’端非编码区,能编码一个197氨基酸的推导蛋白。该蛋白包含G蛋白典型的效应因子结合位点、GTP／GDP结合位点和碱性氨基酸区,c末端具有保守的异戊烯基化位,CSIL。采用半定量RT-PCR分析了该基因在5个苎麻品种及不同组织器官中的表达情况,结果表明Racl基因在苎麻根、茎、叶中均有表达,其中在叶中的表达量最高。纤维木质素含量不同的品种中,Racl基因的表达量存在明显差异。木质素含量高的品种具有较高的Racl基因表达,表明该基因可能在苎麻木质素合成过程中发挥作用。     

光皮桦中4-香豆酸辅酶A连接酶基因Bl4CL的克隆和表达分析

以从光皮桦茎叶组织提取的mRNA为模板,根据其他已克隆到的阔叶类树种中4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)基因的同源序列设计兼并引物,进行RT-PCR扩增,获得部分基因片段,然后结合5’,3’RACE方法从光皮桦中扩增出1个4CL基因的全长cDNA序列,命名为Bl4CL。该基因cDNA全长为1983bp(GenBank登录号FJ410448),具有完整的开放阅读框架(69～1697bp),编码蛋白为542个氨基酸,包含一个AMP结合功能域和一个含有12个氨基酸的功能基序。与其他植物中的4CL进行同源性比对的结果显示,Bl4CL蛋白与东北白桦的同源性最高,达到了98%。该基因在光皮桦的根和茎中表达量较高,而在花和叶中的表达量低。     

中国古老月季‘月月粉’FT/TFL1基因的鉴定与表达分析

该研究以中国古老月季品种‘月月粉’(Rosa chinensis‘Old Blush’)为试材,根据拟南芥和草莓FT/TFL1基因家族成员的保守结构域设计引物,对‘月月粉’基因组DNA进行克隆和测序,结合数据库序列和双单倍体基因组信息进行序列比对,结果共获得了8条月季的FT/TFL1基因家族序列,且8条序列分别注释为2个FT基因(RcFT1和RcFT2)、1个BFT基因(RcBFT)、1个ATC基因(RcATC)、2个MFT基因(RcMFT1和RcMFT2)和2个PEBP基因(PEBP1和PEBP2);进化树分析结果将这8个基因分为3个亚组;结构分析显示8个基因的内含子为1～5个不等。qRT-PCR分析显示,RcFT1、RcPEBP、RcMFT1、RcMFT2和RcBFT在‘月月粉’的叶片中表达量最高,茎尖中次之;RcFT2在茎尖中的表达最高,叶片中次之;RcATC在茎尖中的表达量高于其他组织;除RcPEBP在根组织中有表达外,其他基因在根组织中几乎没有检测到。进一步表达分析显示,RcFT1和RcFT2在‘无刺光叶蔷薇’(R.wichuriana‘Basye’s Thornless')生殖生长期的叶片、茎尖中的表达量显著高于营养生长期。研究推测,具有连续开花性状的中国古老月季‘月月粉’可能具有多个开花时间(FT)基因位点,FT有可能可以作为月季生殖转换的标记基因。     

西伯利亚PsPIP1基因的克隆及其在NaHCO3胁迫下的表达

应用cDNA末端快速扩增（RACE）技术从西伯利亚蓼叶cDNA文库中克隆了质膜内在蛋白基因（PsPIP1的完整编码区cDNA序列（GenBank accession No．EU626398）,长度为1004bp,编码285个氨基酸。基于和其他植物水通道蛋白的氨基酸序列、推测的三维结构的比较以及系统进化分析结果,初步确定此基因为水通道蛋白基因家族中的PIP1亚族成员。RT-PCR结果显示,PsPIP1在西伯利亚蓼的地下茎、茎、叶中均有表达,叶中表达量最高,地下茎次之,茎中最低。在NaHCO3胁迫与去胁迫的过程中,此基因在地下茎、茎、叶中的表达模式也有较明显的差异。     

甘薯苯丙氨酸解氨酶基因IbPAL的克隆与表达分析

本研究基于甘薯(Ipomoea batatas(L.) Lam.)与绿原酸合成代谢相关的转录组数据克隆了苯丙氨酸解氨酶基因Ib PAL,通过蛋白序列比对、系统进化分析、二级和三维蛋白结构预测、跨膜结构域以及启动子分析,对该基因的氨基酸序列和启动子序列的结构特征进行了解析;通过qRT-PCR技术分析该基因在不同甘薯品种的根、茎、茎尖和叶中的表达情况,并对其进行亚细胞定位验证。结果显示,Ib PAL的CDS序列全长2130 bp,编码709个氨基酸。其氨基酸序列与已知物种的氨基酸序列同源性在80%以上。Ib PAL蛋白以α螺旋和随机卷曲为主,具有1个可能的跨膜螺旋区。该基因启动子中包含多个顺式作用元件。表达模式分析结果表明,Ib PAL主要在茎和茎尖中表达,其在甘薯品种‘EC16’4个组织器官中的表达量均显著高于其他品种。亚细胞定位结果显示该基因在细胞膜和细胞核上均可以表达。     

豌豆肌动蛋白异型体基因的特异性表达

将分属三类豌豆（Pisum sativum）卷须肌动蛋白异型体（PEAc）的基因3'端进行了亚克隆,并利用限制性内切酶从中切取了完整的3'非翻译区片段,将之做为特异性探针进行DIG标记,并对不同发育时间豌豆根、茎、叶及花粉中提取的总RNA进行点杂交分析。发现其中I类（PEAcI）和II类（PEAcII）在根、茎、叶中都有表达,但存在发育时间上的表达特异性,尤其在叶中的差异较明显。而III类（PEAcIII）与前二者的差别更大,仅发现其在2 d及28 d的根、7 d的茎及18 d的叶中有表达。在花粉中,只有PEAcII有少量的表达,说明三类异型体基因的表达还存在组织特异性。