云杉NBS-LRR基因的克隆与表达分析

为深入研究NBS-LRR基因在川西云杉(Picea balfouriana)抗落针病过程中的分子作用机制,该研究根据GenBank数据库中其他植物NBS-LRR基因保守序列设计引物,利用RT-PCR技术,克隆云杉NBS-LRR基因全长cDNA序列(PbNBS-LRR),分析该基因及其编码蛋白的相关信息并进行基因表达研究。结果表明:(1)成功获得PbNBS-LRR基因的全长2 616 bp(基因登录号:MK044348),且包含一个2 508 bp的完整阅读框(ORF),共编码836个氨基酸,其氨基酸序列具有NBS-LRR类抗病基因典型的NB-ARC结构域和LRR结构域。(2)云杉PbNBS-LRR与北美云杉(Picea sitchensis)NBS-LRR类抗病蛋白相似性最高,达到98%;分子进化分析进一步表明,PbNBS-LRR与北美云杉NBS-LRR亲缘关系最近,其次为糖松(Pinus lambertiana)和火炬松(Pinus taeda)。(3)qRT-PCR分析表明,NBS-LRR基因在川西云杉、粗枝云杉(Picea asperata)和丽江云杉(Picea likiangensis)的根、树干韧皮部、嫩枝及针叶中均有表达,在川西云杉和粗枝云杉的根部以及丽江云杉的树干韧皮部中表达量最高;在落针病病原菌侵染川西云杉和粗枝云杉的初期(5月)以及丽江云杉的后期(9月),NBS-LRR基因的表达量最高,分别为对照的1.73倍、2.11倍和90.49倍,表明NBS-LRR基因参与了云杉落针病的防御反应。     

板栗咖啡酸氧甲基转移酶基因CmCOMT的克隆及原核表达

该研究根据板栗(Castanea mollissima Bl.)cDNA文库分析得到EST序列,采用RT-PCR技术,克隆板栗咖啡酸氧甲基转移酶(caffeic acid O-methyltransferase,COMT)基因全长cDNA(CmCOMT),分析其编码蛋白的相关信息并进行原核表达研究,为板栗木质素合成关键酶基因CmCOMT的生物学功能研究与应用奠定基础。结果表明:(1)CmCOMT基因(GenBank登录号为KU365322)具有一个1 098bp开放阅读框(ORF),共编码365个氨基酸,推测蛋白分子质量为39.684 9kD,理论等电点为5.83,具有植物SAM依赖甲基转移酶的典型特征。(2)CmCOMT核苷酸序列及其编码氨基酸序列与垂枝桦(Betula pendula)和白桦(Betula platyphylla)的相应序列一致性均在90%以上;同源建模表明,CmCOMT的3D模型与苜蓿(Medicago sativa)MsCOMT的蛋白结构相似,推测其可能与MsCOMT具有相似的功能;系统发育树分析显示,CmCOMT与其他植物COMTs具有相同的进化祖先,与桦木科植物物种亲缘关系最近。(3)SDS-PAGE电泳分析表明,CmCOMT蛋白最佳诱导表达条件为0.3mmol/L IPTG在25℃下诱导6h,蛋白分子量约为44kD,其主要以可溶性蛋白的形式存在。     

川西云杉几丁质酶基因PlCHI的克隆、表达与生物信息学分析

以川西云杉(Picea likiangensis var. balfouriana (Rehd. et Wils.) Hillier ex Slsvin)为材料,利用RTPCR技术,克隆获得几丁质酶基因Pl CHI的cDNA全长序列,并对该基因的序列特征及基因表达情况进行分析。结果显示,Pl CHI的开放阅读框长1017 bp,共编码338个氨基酸;蛋白序列结构域分析结果表明,Pl CHI为ClassⅠ类几丁质酶,属19家族,兼具溶菌酶活性;该序列与其他植物几丁质酶的蛋白序列相似性较高。系统发育分析结果显示,川西云杉Pl CHI序列与北美云杉(Picea sitchensis (Bong.) Corr.)、黑松(Pinus thunbergii Parl.)等松科植物亲缘关系最近。进一步将Pl CHI重组质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)中,表达出约45 k D的蛋白,主要以包涵体形式存在,且在25℃下采用0.2 mmol/L的IPTG诱导4 h时蛋白的表达量最佳。     

川西云杉几丁质酶基因PlCHI的克隆、表达与生物信息学分析

以川西云杉（Picea likiangensis var.balfouriana（Rehd.et Wils.）Hillier ex Slsvin）为材料,利用RT-PCR技术,克隆获得几丁质酶基因PlCHI的cDNA全长序列,并对该基因的序列特征及基因表达情况进行分析。结果显示,PlCHI的开放阅读框长1017 bp,共编码338个氨基酸;蛋白序列结构域分析结果表明,PlCHI为ClassⅠ类几丁质酶,属19家族,兼具溶菌酶活性;该序列与其他植物几丁质酶的蛋白序列相似性较高。系统发育分析结果显示,川西云杉PlCHI序列与北美云杉（Picea sitchensis（Bong.）Corr.）、黑松（Pinus thunbergii Parl.）等松科植物亲缘关系最近。进一步将PlCHI重组质粒转入大肠杆菌BL21（DE3）中,表达出约45 kD的蛋白,主要以包涵体形式存在,且在25℃下采用0.2 mmol/L的IPTG诱导4 h时蛋白的表达量最佳。