梨α-法尼烯合成酶基因的克隆及其序列分析

利用RT-PCR技术从鸭梨的果皮中获得了一个全长为1824bp的α-法尼烯合成酶基因(α-Farnesene Synthase,PFS)克隆,该cDNA包含一个由1728个核苷酸组成的开放阅读框架,编码分子量约66kDa的576个氨基酸残基的蛋白质。序列相似性分析结果表明,它与苹果中克隆到的AFS1基因具有很高的同源性,核苷酸序列一致性为97.34%,且具有典型的萜类合成酶基因保守结构域。与来源于黄瓜、杉树、松树的α-法尼烯合成酶基因的同源性较低。     

鸭梨中α-法尼烯合成酶基因分离与表达分析

研究α-法尼烯合成酶基因的表达特性,了解鸭梨虎皮病发生的分子基础.应用高效液相色谱(HPLC)法检测鸭梨果皮中α-法尼烯含量;经过RT-PCR扩增首次得到了1 824 bp鸭梨α-法尼烯合成酶基因(GenBank注册号DQ364626),使用Northern杂交法检测了该基因的表达特性.PFS基因在鸭梨果皮中的表达量最高,叶中的次之,茎、花、根中的表达量相对较低;二苯胺(DPA)推迟而1-甲基环丙烯(1-MCP)抑制了低温冷藏的鸭梨果皮中PFS基因的表达和α-法尼烯的释放.α-法尼烯的积累量与PFS基因的表达量之间存在很高的协同性.     

鸭梨α-法尼烯合成酶基因双链RNAi表达载体的构建

目的：为了在转基因鸭梨植株中有效抑制转录后α-法尼烯合成酶基因（PFS）的表达,研究了α-法尼烯合成酶基因双链RNAi载体的构建。方法：利用RT—PCR技术,从鸭梨的果皮中获得了来源于PFS编码区的2个基因片段,反向连接,构建成RNAi载体。结果：经PCR扩增、限制性内切酶消化和序列测定验证,所构建的载体其序列与设计相一致。结论：克隆质粒pMD-L-S构建成功,为借助农杆菌介导法将PFS基因转化到鸭梨再生植株中奠定了基础。     

苹果α-法尼烯合成酶基因双链RNAi载体的构建

RNA干扰属于转录后后基因基因沉默机制(PTGS),是一种新型的基因沉默手段,用于基因表达和功能的研究。以成熟苹果的果皮RNA为模板,经RT-PCR扩增并克隆α-Farnesene合成酶基因(AFS),设计特异引物从AFS基因中扩增515bp和396bp的反义和正义基因片段,将正义和反义基因片段串联,把构成的长为911bp的DNA插到PBI121表达载体中,构建成可表达α-Farnesene合成酶双链RNA载体PBI-AFS。     

黄秋葵查尔酮合成酶基因AeCHS的克隆与表达分析

采用同源序列克隆和RT-PCR技术,首次克隆得到黄秋葵查尔酮合成酶基因(CHS)cDNA全长序列。序列分析表明,该序列全长1175 bp,包括一个1170 bp的完整ORF,编码389个氨基酸,命名为AeCHS。生物信息学分析表明,本研究所获得的AeCHS氨基酸序列与同科植物黄蜀葵和陆地棉的同源性较高,分别达99.23%和97.44%,AeCHS推断的氨基酸序列含有CHS蛋白的标签序列GFGPG以及4个保守活性位点Cys164、Phe215、His303、Asn336。实时荧光定量PCR分析黄秋葵果实、花、叶片不同发育时期AeCHS基因的表达量,结果表明AeCHS基因在上述植物材料中表现出不同的表达模式:花>果实>叶片,具体到不同植物组织,AeCHS基因在生长6 d的果实、盛开的花朵以及植株顶端第4片叶子中的表达量较高。     

异色瓢虫海藻糖合成酶基因的克隆及低温诱导表达分析

海藻糖是昆虫的血糖, 在昆虫体内主要通过海藻糖合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）催化合成。本研究通过同源克隆和cDNA末端快速扩增（rapid-amplification of cDNA ends, RACE） 技术, 从异色瓢虫Harmonia axyridis中克隆得到了TPS基因的cDNA全长序列, 命名为HaTPS（GenBank登录号： FJ501960）, 全长2 949 bp, 包含3′非翻译区为505 bp, 5′非翻译区为26 bp, 开放阅读框长2 418 bp, 共编码805个氨基酸。软件分析显示该基因编码蛋白的分子量为90.58 kD, 等电点为7.01, 包含两个糖基化位点, 无信号肽和跨膜结构。同源比对分析发现, 昆虫中TPS基因高度保守, 包含两个保守的结构域。同时, 采用实时荧光定量PCR技术对异色瓢虫HaTPS在不同发育阶段、 低温诱导条件下的表达量进行了研究。结果表明： HaTPS在预蛹期的表达量最高; 在短时低温诱导条件下, HaTPS的表达量随着温度的降低而显著升高, 在降温和升温处理条件下, HaTPS的表达量呈现先升高后下降的表达趋势。结果表明, TPS基因在昆虫抗逆中起到了重要的调节作用。昆虫经过低温诱导, 其TPS基因的调控能力得到提升。     

藤茶香树脂醇合成酶基因编码区克隆及表达分析

为研究藤茶(Ampelopsis grossedentata)三萜类化合物的生物合成,采用RT-PCR方法,从藤茶叶片cDNA中扩增得到香树脂醇合成酶(amyrin synthase)基因,命名为AgAS。该基因编码区长2 250bp,编码750个氨基酸,与葡萄的同源蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位和Southern blot结果表明,AgAS编码蛋白主要定位于细胞核与细胞膜,在藤茶基因组中存在2个拷贝。实时荧光定量PCR结果显示,AgAS基因在紫芽藤茶的根、茎和叶均有表达,其中叶片中表达最高,茎次之,根中表达量最少,且随着叶片成熟程度的增加,表达量呈先升后降趋势;而在绿芽藤茶中,AgAS基因在叶片中的表达量随着成熟程度的增加呈上升趋势,根与茎中表达量相对较少。     

苹果α-法尼烯合酶基因的启动子序列及同源基因

本文通过设计引物进行PCR扩增α-法尼烯合酶(AFS)基因的5'端区段并测序,获得510bp的‘国光’苹果AFS基因启动子和5'端非翻译区(5'UTR)序列,已在GenBank注册(登录号FJ263961)。序列分析结果表明,该序列具有典型的启动子特征,在转录起始点上游-46bp处有一个TATA盒,-93bp处有一个CAAT盒,-84bp处有一个W盒和-436bp处有一个热胁迫反应顺式作用元件GAAATTTTTT。与‘皇家嘎拉’苹果的AFS基因启动子序列(GenBank登录号AY786553.1)比对,本研究发现‘国光’苹果AFS基因启动子序列中有6个碱基(-186T,-207T,-283C,-301A,-413A和-433A)发生变异,‘皇家嘎拉’苹果AFS基因启动子序列相应位置的碱基分别为碱基缺失、-206C、-282G、-300G、-412G和-432G。重要的是,其中‘国光’苹果-413A碱基变异为G发生在一个热胁迫反应顺式作用元件GAAATTTTTT中,苹果虎皮病发生和AFS基因的转录表达是否受到这一碱基变异的影响值得进一步探讨。本研究结果还表明,在苹果AFS基因启动子和5'UTR序列中存在一个正向重复序列1(R9+IR18+R9),重复单元R9长度9bp,转录起始点位于其长度18bp的IR18区段。有趣的是,本研究新发现了一个与AFS基因启动子和5'UTR序列高度同源的450bp基因片段(GenBank注册登录号FJ469631),该同源片段缺失AFS基因中的27bp序列(R9+IR18,包含转录起始点)。据我们所知,这是果树中存在AFS基因启动子同源序列的首次报道。     

辣椒雄性不育系葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因的克隆及表达分析

为了深入研究辣椒雄性不育与能量代谢之间的关系,该研究以辣椒近缘物种番茄的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因(G6PDH)同源序列为基础,采用电子克隆的方法克隆出辣椒CaG6PDH基因。利用荧光定量PCR技术,对辣椒雄性不育系9704A与其保持系9704B花蕾发育的不同阶段,以及保持系9704B不同组织(茎、叶、花、果皮、胎座、种子)中CaG6PDH基因进行表达分析。结果表明:两系中获得的CaG6PDH基因的编码序列一致,全长1 533bp,编码510个氨基酸残基;辣椒CaG6PDH基因在保持系不同组织中表达量存在差异,胎座中表达量最高,茎中表达量最低;辣椒CaG6PDH基因的表达量在花蕾发育的不同阶段雄性不育系均高于保持系,此种差异在小孢子发育的单核期与成熟期尤为明显,这种差异可能使雄性不育系能量代谢供应出现异常,从而影响小孢子的正常发育而导致雄性败育。     

枣果实β-半乳糖苷酶基因的克隆及表达分析

采用3-′RACE技术获得了梨枣果实β-半乳糖苷酶(-βGal)基因的部分cDNA片段,并运用实时荧光定量PCR技术和PNPG反应比色法,研究了梨枣不同生长期及采后常温贮藏过程中ZJGAL基因的相对表达量和β-Gal活性的变化,以探索β-半乳糖苷酶在枣(Ziziphus jujubaMill.)果实生长及采后软化中的分子调控机制.结果表明,克隆的-βGal基因序列长2 584 bp(GenBank登录号HQ827769),其中包含2 193 bp的最大阅读框,编码730个氨基酸,将该基因命名为ZJGAL.Blastn和Blastp序列比对分析发现,该ZJGAL基因与已登录的其他物种的β-Gal基因相似性达到60%～80%.随着果实的生长、成熟及采后衰老,ZJGAL基因的表达量和-βGal活性在果实采收前后均呈先上升后下降的趋势,两者的采前高峰均在幼果膨大期,但是采后贮藏过程中虽然基因的表达量较高,但是-βGal活性一直较低.     

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。     

葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、序列分析及滞育相关表达

海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）是昆虫海藻糖合成途径中的关键酶之一。本研究通过对葱蝇Delia antiqua海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、 序列分析及滞育相关表达的分析, 旨在证明该基因在能源合成以及抵御高温和低温环境方面发挥重要作用, 为进一步弄清葱蝇滞育分子机制提供理论依据。根据葱蝇抑制消减杂交文库中的EST序列信息, 设计特异性引物, 并通过RACE技术克隆了葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因全长cDNA, 命名为DaTPS1 （GenBank登录号： JX681124）, 其全长为2 904 bp, 开放阅读框2 448 bp, 编码815个氨基酸, 推测其相对分子质量为91.2 kD, 等电点为5.96。生物信息学分析表明, 该基因编码的氨基酸序列具有两个保守结构域, 与其他物种TPS具有较高的同源性, 其中和黑腹果蝇Drosophila melanogaster亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性为92.1%; 其蛋白质三维结构有15条大的α螺旋和11股反向平行的β链折叠。RT-PCR分析表明, DaTPS1在葱蝇非滞育、 夏滞育和冬滞育期蛹中都有表达, 但是非滞育期各时期表达量基本没有变化, 而在夏滞育和冬滞育蛹的滞育前期表达量较高, 滞育保持期表达量较低, 滞育期后期表达量又有所升高。推断在葱蝇蛹夏滞育和冬滞育期前期, TPS1开始催化合成较多的海藻糖以提高滞育期抵御不良环境的能力, 滞育保持期蛹的新陈代谢降低, 所需能量较少, 所以TPS1处于低水平表达状态, 而滞育期结束后, 蛹生长发育逐渐恢复, 所需能量有所增加, TPS1的表达量再次升高。本研究对揭示昆虫TPS在能量代谢通路中的作用及昆虫滞育的分子机理具有一定的科学意义。     

α-烯醇化酶基因干扰表达对籽鹅卵泡颗粒细胞增殖及凋亡的影响*

目的: 研究α-烯醇化酶(ENO1)基因干扰表达对籽鹅卵泡颗粒细胞增殖、凋亡和细胞周期的影响。方法: 原代培养籽鹅F1级卵泡颗粒细胞(复合培养),将ENO1基因干扰表达重组质粒转染至籽鹅卵泡颗粒细胞。实验分为四组:ENO1干扰表达组(RNAi)、无关序列干扰组(NC)、培养液组(Control)、转染试剂组(Lip)。流式细胞术检测干扰组和对照各组的凋亡率、细胞周期时相性。结果: ENO1基因干扰表达使籽鹅卵泡颗粒细胞增殖速度变慢,凋亡率增加,G2/M期颗粒细胞比例增高。结论: ENO1基因干扰表达可使籽鹅卵泡颗粒细胞周期发生G2/M期阻滞,诱导细胞发生凋亡,抑制细胞增殖。     

香蕉MaPIP2-6基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

该研究从香蕉中克隆了一个水通道蛋白(AQP)基因MaPIP2-6。序列分析表明,MaPIP2-6基因开放阅读框(ORF)为849bp,编码282个氨基酸。多序列比对和进化树分析表明,MaPIP2-6基因所编码的蛋白与其它植物中AQP蛋白具有较高的一致性,并且与水稻OsPIP2-6的亲缘关系最近。亚细胞定位表明,MaPIP2-6基因定位在细胞膜上。实时荧光定量PCR分析表明,甘露醇和高盐胁迫处理下,MaPIP2-6基因在巴西蕉和粉蕉中的表达趋势基本一致,在处理早期表达量轻微下降,随后被诱导并达到最大值,然后下降;在低温和ABA处理下,MaPIP2-6基因在巴西蕉和粉蕉的表达趋势相反,低温处理47h时,巴西蕉的MaPIP2-6表达量显著降低,而粉蕉无显著变化,但在其他时间点,巴西蕉的表达量无显著变化,粉蕉显著降低。ABA处理下,MaPIP2-6基因在巴西蕉被诱导,而在粉蕉被抑制。研究认为,MaPIP2-6可能参与了非生物逆境胁迫应答,为进一步研究MaPIP2-6基因的功能鉴定了基础。     

棉铃虫细胞色素P450 CYP9A12基因5′-上游区的克隆及序列分析

细胞色素P450基因CYP9A12的过量表达已被证实与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯的抗性相关。为探明棉铃虫CYP9A12基因的表达调控机理,根据棉铃虫CYP9A12基因cDNA全长的5′-末端核苷酸序列,采用基因组步移方法,获得CYP9A12的5′-上游区序列（总长为3 575 bp）。与cDNA序列进行比对,表明在起始密码子上游3 bp处有一长为2 124 bp的内含子。利用NNPP分析软件预测出转录起始位点,与根据CYP9A12全长cDNA序列推测的结果是一致的。TFSEARCH 1.3软件分析转录因子结合位点的结果显示,该序列不仅包含启动子的核心结构序列——TATA-box和CAAT-box,亦包含多个转录因子结合位点,如GATA-1,CdxA,Dfd等。本研究结果为深入研究棉铃虫CYP9A12的表达调控机制及其参与杀虫剂抗性的分子机理奠定了一定基础。