竹子捕光叶绿素a/b结合蛋白基因全长的克隆和序列分析

采用RT-PCR技术与RACE技术,从绿竹中克隆到捕光叶绿素a/b结合蛋白基因全长cDNA,命名为cab-BO1(GenBank登记号:EF061137).该基因长1 102 bp,从第64～861 bp含有1个开放阅读框,编码265个氨基酸.cab-BO1编码的氨基酸中第64～232位包括典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域,第9～11位为蛋白激酶C的磷酸化位点,第27～52位为泛素结构功能域信号,第55～58位为酪氨酸激酶(CK2)磷酸化位点.序列相似性分析结果表明:cab-BO1 DNA序列和编码的氨基酸序列与玉米、小果野蕉、小麦、水稻等的cab基因及其氨基酸序列的相似性分别在85%和89%以上,显示了cab家族基因在进化过程中的保守性.     

早竹TB1同源基因的克隆和表达分析

竹笋的形成和生长发育过程涉及侧枝形态发生,探讨侧枝发育有关基因在竹笋发育过程中的作用,对于阐明竹笋发育基因调控机制有重要意义.利用禾本科TB1同源基因在序列上的保守性,在基因上游的非编码区设计简并引物,通过RT-PCR技术, 从早竹笋中克隆到一个1 296 bp的cDNA序列,该序列包含1个编码349个氨基酸的阅读框,在氨基酸水平上与玉米TB1相似性达64.7%,定名为PpTB1.序列分析比对表明,PpTB1基因的编码产物含有保守的SP区、TCP区和R区,属于基因家族的1个成员.进化分析进一步表明,竹子TB1相似基因是玉米TB1基因的同源基因,且竹子TB1同源基因的分歧时间介于水稻和现有其他TB1同源基因之间.RT-PCR分析表明,该基因在笋、叶片和花中均有表达.原位杂交分析表明,PpTB1在笋的侧芽中表达较多.研究表明,PpTB1很可能与禾本科其他植物的TB1同源基因相似,在竹笋发育过程中,参与侧枝的形成.另外,TB1同源基因也可能在竹子分类和进化研究上有重要价值.     

紫竹PPO基因的生物信息学及表达分析

以紫竹(Phyllostachys nigra)一年紫嫩叶的cDNA为材料获得一个多酚氧化酶基因(命名为PnPPO1)片段,测序显示,该序列长438 bp,该片段编码有146个氨基酸残基组成的多酚氧化酶保守区,该区域包含CuB结合区,其编码的蛋白属于酪氨酸酶(tyrosinase).Blastp分析显示,该氨基酸序列与小麦(Triticum aestiv)、水稻(Oryza sativa)中的多酚氧化酶有很高的同源性.该蛋白片段分子量约为36.2 kD,pI为5.03.比对一年紫和台湾紫中该基因的序列发现,两者同源性为84.45％,两者间还存在明显的SNP位点会导致酶切点位发生变化和新酶切位点的产生.RT-PCR分析结果表明,PnPPO1基因在叶芽中表达最高,鞭根中微量表达,其余供试组织中未检测到其表达.     

思茅松1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)基因的克隆及功能分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)是甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)途径中的第一个酶,也是限速酶。本文根据思茅松(Pinus kesiya var. langbianensis(A. Chev.) Gaussen)树皮转录组数据分析结果,获得思茅松DXS基因片段,然后根据获得的基因片段设计特异引物,运用RT-PCR和RACE技术从思茅松树皮中克隆得到完整的DXS基因(PkDXS1)。PkDXS1基因的cDNA全长序列2888 bp,含有1个2223 bp的开放阅读框(ORF),编码740个氨基酸,该基因推断的蛋白与赤松(Pinus densiflora Siebold & Zucc)DXS蛋白的相似性为99%,与欧洲云杉(Picea abies(L.) H. Karst.)DXS的相似性为97%;经氨基酸序列比对,推断思茅松DXS具有高等植物DXS酶特有的叶绿体转运肽,二磷酸硫胺结合位点和转酮醇酶结构域。半定量RT-PCR检测表明树皮的创伤促进DXS基因的表达。     

杉木木质素合成酶基因CCR的克隆和序列分析

以杉木(Cunninghamia lanceolata)茎叶为材料,根据已报道的肉桂酰辅酶A还原酶(Cinnamoyl-CoA reductase,CCR)基因保守区设计简并引物,采用RT-PCR结合RACE的策略克隆获得杉木CCR基因的全长cDNA(命名为CLCCR),该基因cDNA序列全长1 379 bp,具有一个975 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,简称ORF),编码324个氨基酸,序列分析表明:杉木CCR基因核苷酸序列与已报道的欧洲云杉(Picea abies,CAK18610.1)CCR基因具有87%的相似性;与其他植物氨基酸序列聚类分析显示杉木与松科植物欧洲云杉、马尾松(Pinus massoniana)、火炬松(P.taeda)的亲缘关系较近。     

杨树生物钟节律基因PtCCA1的克隆及表达模式研究

生物钟节律基因CCA1在植物的光周期反应中起着重要的调控作用.利用RT-PCR方法克隆获得了一条包含1902 bp开放阅读框的杨树CCA1基因cDNA序列,其编码633个氨基酸残基,蛋白的分子量约为68.90 kDa,等电点为6.33.分析显示含有1个Myb-like DNA结合域及2个蛋白跨膜结合域.实时荧光定量PCR分析发现,PtCCA1基因主要在杨树叶组织中表达;随着光照时间的变化,该基因在杨树中的表达量呈现白昼不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势.研究结果为进一步探索PtCCA1基因在调控杨树光周期响应途径中的功能以及杨树光周期敏感机制提供了科学基础.     

板栗CmAPs基因的克隆及在芽变短雄花序中的表达分析

利用RT-PCR与RACE扩增方法,分别从板栗正常雄花序和芽变短雄花序cDNA中分离出编码板栗天冬氨酸蛋白酶cDNA全长的序列,序列分析表明:克隆的cDNA片段总长分别为1 822 bp和1 909 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小均为1 539 bp,可编码长度为513个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与蓖麻、可可和葡萄的天冬氨酸蛋白酶的蛋白质氨基酸序列相似性分别为83%,80%和75%.正常与芽变短雄花序中天冬氨酸蛋白酶的氨基酸序列存在6个氨基酸的差异,其中有3个位于活性区.后证实分离出的2个天冬氨酸蛋白酶基因在正常雄花序和芽变短雄花序中共同存在,命名为CmAPs1和CmAPs2(GenBank登录号分别为GQ984143和GQ084144).实时荧光定量PCR结果显示:在雄花序原基形成期、花簇原基形成期和花朵原基形成期,芽变花序中的CmAPs的总表达量均高于正常花序中的总表达量,而在发育的花被原基形成期即程序性死亡发生期,CmAPs在芽变花序中表达量远远低于正常花序中表达量.初步推测CmAPs与短雄花序发育过程中的程序性死亡有关.     

银杏IspF基因的克隆与功能分析

采用RACE技术,从银杏中获得MEP途径中的第5个酶2-C-甲基-D-赤藓醇-2,4-环焦磷酸合成酶(IspF)基因的全长cDNA,命名为GbIspF(GenBank登录号:EF062579).该基因cDNA全长为897 bp,包含720 bp的开放阅读框,编码239个氨基酸残基的蛋白,在GbIspF的N-端有一个长为59个氨基酸残基的质体转运肽;序列多重比对表明GbIspF与其他植物IspF同源.利用半定量RT-PCR对GbIspF进行组织表达谱分析,结果表明GbIspF在银杏根、茎、叶、果中均有表达,但表达量差异较大,在叶中表达量最高,在根中表达量最低.功能互补分析表明GbIspF能推动工程菌XL1-Blue pTrcGbIspF pAC-BETA超量表达β-胡萝卜素,在颜色互补平板上呈现β-胡萝卜素特有的橘黄色,证实GbIspF具有典型的IspF基因功能.     

白蜡虫β1-微管蛋白基因cDNA克隆及序列分析

采用RACE和RT-PCR对白蜡虫雌成虫β1-微管蛋白基因进行了克隆,获得的cDNA全长序列为1 492 bp,完整开放阅读框为1 341 bp,编码447个氨基酸残基,包含β微管蛋白的保守区域和GTP结合位点,理论分子量约为50.20 Kda,等电点为4.75。同源性分析表明:所获得的β1-微管蛋白与其它昆虫的β微管蛋白基因在氨基酸水平上是高度同源的,该基因cDNA序列已经递交到Genbank,获得的登录号为JF731244。     

松材线虫果胶酶基因Bxpel1的克隆及其生物信息学分析

以松材线虫Bursaphelenchus xylophilus转录本为模板,通过RT-PCR技术克隆果胶酶Bxpel1基因。结果表明,松材线虫果胶酶Bxpel1基因序列全长为795bp,GC含量为50.44%,编码252个氨基酸。通过Blast比对克隆的Bxpel1基因与已知序列(Gen-Bank ID:AB232908.1)的同源性达到98%。系统进化分析表明,Bxpel1基因编码产物的氨基酸序列与拟松材线虫Bursaphelenchus mucronatus,燕麦真滑刃线虫Aphelenchus avenae的Bxpel1蛋白序列具有高度同源性。Bxpel1基因编码的产物的0～25序列有可能是跨膜结构域,而其他序列均位于膜外,其二级结构主要是以无规则卷曲和β-折叠为主,信号肽的剪切位点位于第17至第18位氨基酸之间,主要在细胞外发挥生物学作用。Bxpel1基因的克隆及其生物信息学分析对进一步研究Bxpel1基因在松材线虫致病过程中的功能具有重要意义。     

Antisense expression of a caffeic acidO-methyltransferase ofStylosanthes humilis in transgenic poplar: Effect of expression onO-methyltransferase activity and lignin composition

Poplar (Populus tremula) was transformed with a construct carrying an antisense caffeic acidO-methyltransferase (COMT) cDNA (pOMT8) from a tropical pasture legume,Stylosanthes humilis. pOMT8 shows 83% overall homology to the corresponding COMT gene (pPCLA) of poplar. Of the 200 putatively-transformed plants regenerated on selective media after co-cultivation of poplar stem explants withAgrobacterium tumefaciens harbouring a CaMV 35S-antisensepOMT8 construct, a subset of 20 plants were randomly chosen for further analysis. PCR and Southern blot analysis demonstrated the stable integration of T-DNA into the genome of these plants. Antisense expression ofpOMT8 resulted in reductions in total COMT activity in the majority of the transgenic plants with the lowest total COMT activities (61–70% of untransformed control plants) being observed in four transgenic plants. The composition of lignin in transgenic plants was also changed, as detected by reductions in the content of syringyl units using infrared spectroscopy. However, no changes were found in the amount of insoluble lignin in transgenic plants as compared to untransformed control plants. These results indicate the potential of thepOMT8 gene to partially suppress COMT activity and modify the composition of lignin in transgenic poplar. This work was partly supported by General Management of Turkish Pulp and Paper Mills.     

Cloning and analysis of cross-intron genomic gene encoding ACO in Paeonia suffruticosa Andr.

The last step of ethylene biosynthesis in higher plants is to convert 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) to ethylene by ACC oxidase (ACO). In our investigation, a cross-introns genomic DNA gene encoding ACC oxidase, PsgACO, was isolated from Paeonia suffruticosa. It revealed that PsgACO (FJ855434) has 1281 bases, containing four exons and three introns, encoding 312 amino acids. The four exons stretched from 1 to 105, 217 to 434, 592 to 925 and 1000 to 1281 bases. A splicing junction sequence of all the exon-introns conformed to the GT-AG rule in the cross-intron genomic DNA sequence of the ACO gene. PsgACO showed high homology to many characterized ACC oxidases both at the nucleic acid and amino acid levels. As well, twelve amino acid residues were conserved among many ACOs from other species. A phylogenetic tree analysis indicated that the amino acid of ACOs is quite conserved among the different eudicots. The phylogenetic tree showed that both the tree peony and herbaceous peony are quite isolated taxa. Bioinformatic analysis showed that the molecular weight of ACO is 35.29 kD, with a theoretical pI of 5.25. It is a non-secrete, stable hydrophilic protein, located in the cytoplasm.     

毛竹苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及组织特异性表达分析

苯丙烷类代谢途径是植物代谢中一条非常重要的途径,一切含苯丙烷骨架的物质都是由这一途径直接或间接生成.     

杨树R2R3 MYB基因PeMYBLI的克隆及表达

An R2R3 MYB gene,PeMYBL1,was isolated from male inflorescence of Populus×euramericana by homologous cloning combined with in silico cloning techniques.The full length of PeMYBL1 cDNA was 1 094 bp encoding 276 amino acids.The deduced amino acid sequence contained two conserved MYB domains near the N-terminus,a conserved E1 motif and an acidic Ser/Thr rich region toward its C terminus.Phylogenetic analysis revealed that PeMYBL1 was clustered with AtMYB85 from Arabidopsis thaliana,ZmMYBL1 from Zea mays,OsMYB15...     

杉木木材形成过程扩展蛋白基因的克隆与表达分析

扩展蛋白是一类细胞壁结合蛋白,在一定的pH值下无需任何激活蛋白就可诱导细胞壁的伸展。以杉木木材形成的特异表达基因文库中获得的扩展蛋白ESTs序列为基础,通过RLM-RACE技术成功克隆到3条全长扩展蛋白基因。其中ClEXPA1 cDNA全长1033 bp,包括247个氨基酸的开放阅读框(ORF)区;ClEXPA2cDNA全长1374bp,包括268个氨基酸的开放阅读框;ClEXLA1cDNA全长1023bp,包括272个氨基酸的开放阅读框。进化树重建结果表明:ClEXPA1和ClEXPA2属于α-expansin(EXPA);ClEXLA1属于γ-expansin(EXLA)。实时定量PCR显示:ClEXPA1和ClEXPA2具有较为相同的表达模式,在形成层区域表达最高,在针叶及茎尖中度表达,成熟木质部表达较低,而根和花粉中几乎不表达;ClEXLA1在形成层及针叶中均有较高的表达,在木质部及茎尖中度表达,花粉中表达较低,而根中几乎检测不到。该组扩展蛋白的成功克隆,将为系统研究扩展蛋白在木材形成过程中的表达、功能及调控机制提供基因资源。     

茶树2个MYB转录因子基因的克隆及表达分析

MYB类转录因子是一类包含一段保守的DNA结合结构域的基因家族,广泛地参与植物发育和植物次生代谢的调节。根据前期芯片杂交和文库筛选得到的2个MYB转录因子的部分序列,采用RT-PCR和RACE技术分离得到它们的全长基因:CsMYB1和CsMYB2,在GenBank的登录号分别为HQ660373和HQ660374。序列分析表明:CsMYB1基因全长1132bp,开放阅读框长879bp,编码292个氨基酸,推测的蛋白分子量约为32.9ku,理论等电点为8.13;CsMYB2基因全长1020bp,其中开放阅读框长675bp,编码224个氨基酸,推测的蛋白分子量约为25.4ku,理论等电点为9.05。2个基因编码的蛋白均具有明显的R2R3MYB结构域,且在R3结构域的下游都含有1个相对保守的C1(LIXXGIDPXTHR)基序。同源性分析表明:茶树CsMYB1和CsMYB2编码的氨基酸序列与其他植物的MYB类转录因子具有较高的相似性,其中CsMYB1编码的氨基酸序列与陆地棉MYB1的相似性为57%,CsMYB2编码的氨基酸序列与葡萄MYBC2的相似性为75%。利用荧光定量PCR技术检测2个转录因子基因在遮荫处理条件下的表达规律,及其在茶树不同组织中的表达特性,结果表明:CsMYB1和CsMYB2在不同组织中均有表达,但表达量具有明显区别,其中CsMYB2在叶片中的相对表达量是根中的100多倍;而遮荫处理能明显降低叶片中的花青素含量,并提高CsMYB1的表达,但对转录因子CsMYB2的影响不大。     

珙桐DiZF-CCCH1基因的克隆及表达分析

【目的】珙桐Davidia involucrata有性生殖能力弱是限制其自然更新的主要原因。为研究珙桐种子发育的分子机制,本课题组前期完成了珙桐种子转录组分析,筛选到1个编号为c37849.graph_c0的转录本,其在正常种子中高量表达,而在发育异常的种子中表达量很低,差异表达显著,因此将其作为研究目标。【方法】使用PCR克隆该转录本的全长序列,并利用在线分析工具对其编码氨基酸的序列特征、蛋白结构和系统进化等进行生物信息学分析预测,采用qRT-PCR检测目标基因在珙桐不同组织部位以及种子不同发育阶段中的表达情况。【结果】序列分析确定目标基因为一个编码CCCH型锌指蛋白转录因子的基因,将其命名为DiZF-CCCH1,该基因开放阅读框全长为711 bp,编码236个氨基酸,无内含子,相对分子量26.74 kDa,为不稳定蛋白,其氨基酸序列含有植物特有的RR-TZF结构域,与来源于甜橙Citrus sinensis的CCCH蛋白同源性最高。基因表达模式分析显示,DiZF-CCCH1在种子发育前期的表达量最高,后期表达量降低,在其他组织中仅有微量表达,推测其可能在种子发育过程中发挥重要作用。【结论】对珙桐DiZF-CCCH1基因进行了克隆与初步生物信息学分析,发现其编码的蛋白属于RR-TZF型锌指蛋白,且DiZF-CCCH1可能是珙桐种子发育过程中的重要调控基因,为进一步探索该基因在珙桐生殖发育过程中的功能奠定基础。     

Pharmacokinetic study of luteolin,apigenin, chrysoeriol and diosmetin after oral administration of Flos Chrysanthemi extract in rats

Flos Chrysanthemi (the flower of Chrysanthemum morifolium Ramat.) is widely used in China as a food and traditional Chinese medicine for many diseases. Luteolin and apigenin are two main bioactive components in Flos Chrysanthemi, and chrysoeriol and diosmetin are two methylated metabolites of luteolin in vivo by cathechol-O-methyltransferase (COMT). However, there was lack of pharmacokinetic information of chrysoeriol and diosmetin after oral administration of Flos Chrysanthemi extract (FCE). The present study aimed to develop an HPLC-UV method for simultaneous determination of rat plasma concentration of luteolin, apigenin, chrysoeriol and diosmetin and utilize it in pharmacokinetic study of the four compounds after orally giving FCE to rats. The method was successfully validated and applied to the pharmacokinetic study when oral administration of FCE to rats with or without co-giving a COMT inhibitor, entacapone. Chrysoeriol and diosmetin were detected in rat plasma after oral administration of FCE and their concentrations were significantly decreased after co-giving entacapone. Furthermore, AUC of luteolin was significantly increased by entacapone, while that of chrysoeriol was decreased by entacapone, which revealed COMT might play an important role in the disposition of luteolin in rats after dosing of FCE. In conclusion, a sensitive, accurate and reproducible HPLC-UV method for simultaneous determination of luteolin, apigenin, chrysoeriol and diosmetin in rat plasma were developed, pharmacokinetics of chrysoeriol and diosmetin combined with luteolin and apigenin were characterized after oral administration of FCE to rats, which gave us more information on pharmacokinetics and potential pharmacological effects of FCE in vivo.