苹果‘长富2号’开花调控转录因子基因MdSPL6的克隆及表达分析

以‘长富2号’苹果短枝顶芽为材料,采用RT-PCR方法克隆得到1个候选开花调控转录因子基因SQUMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN LIKE(SPL),含有570 bp开放阅读框,编码189个氨基酸。序列比对发现,该基因含有一个保守的SBP结构域和核定位信号,属于SBP转录因子基因家族。系统进化分析表明,MdSPL6蛋白的核苷酸序列与拟南芥AtSPL3、AtSPL4和AtSPL5具有较高的同源性。实时定量PCR分析结果表明,在不同的组织中MdSPL6的表达量存在差异,在叶片和顶芽中的表达量相对较高。易成花的‘烟富6号’苹果短枝顶芽内MdSPL6的表达高于难成花的‘长富2号’。外源GA处理诱导MdSPL6的表达在花后40和60 d下调;6-BA处理使MdSPL6的表达呈现先上升后下降趋势;蔗糖处理促使MdSPL6表达上调。推测MdSPL6对激素和糖信号介导的成花诱导有重要作用,可作为调控苹果花芽分化的目标基因。     

苹果BR信号转录因子基因MdBZR1的克隆及表达分析

从矮化苹果砧木Malling 9（M9）中分离1个BR信号转录因子BRASSINAZOLE-RESISTANT 1（BZR1）基因,命名为MdBZR1,其开放阅读框为888 bp,编码295个氨基酸,有5个保守结构域：核定位信号结构域NLS（MARRKPSWRERENNRRTERRR）、氮（N）端结构域（NLPKHCDNNEVLKALCLQ AGWTVEDDGT）、BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 2（BIN2）磷酸化结构域（STKISPYSSLNPSPIPS YOVSPSSSSYPSPTR）、PEST结构域（PTAATIPECDESDASTVDSGQ）和碳（C）端保守结构域（VKPWIGEK IHEVGLDDLELTLGNGKA）。系统进化树分析显示,MdBZR1与美国National Center for Biotechnology Information（NCBI）数据库中注释的苹果BZR1基因亲缘关系最近。MdBZR1在M9不同组织均有表达,在顶梢中的表达水平最高;外源BR和生长素处理促进苹果幼苗（M9和平邑甜茶）株高增长,MdBZR1表达量增加;GA处理虽也促进株高增长,但对MdBZR1的表达影响不显著。此外,半矮化砧穗组合长富2号/MM106和乔化砧穗组合长富2号/长富2号接穗中MdBZR1的表达量明显高于矮化砧穗组合长富2号/M9。因此,MdBZR1很可能对苹果树株高具有重要调控作用。     

苹果赤霉素信号转导因子MdGAMYB的克隆和表达分析

以‘长富2号’苹果为试验材料,从其短枝顶芽中克隆得到1个赤霉素信号转导因子MdGAMYB,对其进行生物信息学和表达分析。结果表明,MdGAMYB的开放阅读框(ORF)长度为1 656bp,编码551个氨基酸,蛋白质分子量为59.741 kD。生物信息学分析表明MdGAMYB编码的蛋白存在多个糖基化位点和磷酸化位点;序列分析表明,Md GAYMB和其他物种的GAMYB蛋白有很高的相似性,均含有保守的R2R3 DNA结合域和GAMYB家族所特有的Box1,Box2和Box3保守区域;系统进化分析表明,Md GAYMB与梨、梅花、草莓、枣和葡萄等的GAMYB蛋白具有较高的同源性。实时荧光定量PCR分析表明,Md GAYMB具有组织表达特异性,在叶片、花和芽中的表达量较高。外源GA3处理抑制了花芽孕育和翌年成花,抑制MdGAMYB的表达。在易成花品种‘烟富6号’中的表达量高于难成花品种‘长富2号’。     

7个苹果KNOX转录因子基因克隆、表达和蛋白互作分析

【目的】KNOTTED1 like homeobox(KNOX)蛋白在植物生长发育等多个生物学过程中发挥着重要作用。以紫弘富士为材料,分离了多个苹果（Malus domestica）KONX基因,研究其结构域、进化分析、组织表达、非生物胁迫响应及其与MdOFP相互作用情况。【方法】使用RT-PCR技术克隆获得7个MdKNOX基因并进行生物信息学分析。利用Array技术检测MdKNOX基因在苹果不同组织中的表达模式。使用RT-qPCR技术检测MdKNOX基因在盐胁迫和渗透胁迫下的表达模式。通过Y2H实验检测了MdKNOX蛋白与MdOFP蛋白的互作情况。【结果】测序结果表明,获得了7个KNOX转录因子cDNA:MdKNOX1、MdKNOX2、MdKNOX5、MdKNOX10、MdKNOX13、MdKNOX16和MdKNOX22(GenBank登录号：MG021644～MG021650)。结构域分析表明,获得的7个MdKNOX蛋白序列均含有MEINOX、HD和ELK结构域。进化分析表明,MdKNOX1、MdKNOX2和MdKNOX5属于KNOXⅡ亚组;MdKNOX10、MdKNOX13、Md...     

番荔枝开花调控转录因子基因AsLEAFY的克隆与表达分析

利用同源克隆和RACE-PCR获得番荔枝LEAFY基因的全长cDNA序列,命名为AsLEAFY,Gen Bank登录号为KP866145。序列分析表明,克隆获得的番荔枝AsLEAFY基因长为1 236 bp,编码411个氨基酸,该氨基酸序列含有5′-N端脯氨酸富集区和中央酸性区,具有LEAFY(FLO)家族的典型结构特征。同源分析表明,该氨基酸序列与多种木本植物LEAFY类蛋白的同源性较高。进化树分析表明AsLEAFY与木本植物的亲缘关系高于草本植物。实时定量PCR结果表明,AsLEAFY在番荔枝花发育的整个过程中都有表达,在初期的花芽中表达量最高,在不同组织器官中表达量存在差异,在枝条去叶后的腋芽中的表达量最高。推测该基因在番荔枝花器官形成初期发挥重要作用。     

牡丹开花调控转录因子基因PrSOC1的克隆与表达分析

以紫斑牡丹（Paeonia rockii）花芽为试验材料,采用RT-PCR的方法克隆得到1个牡丹开花调控的重要转录因子SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1（SOC1）基因的同源基因PrSOC1,其cDNA开放阅读框长度为678 bp,3′非编码区为421 bp,编码225个氨基酸,GenBank登录号为KJ427808。序列比对和结构域分析表明,此蛋白包含典型的MADS-box和K-box结构域,C末端还含有一个保守性很高的基序-SOC1 MOTIF,与葡萄中的SOC1蛋白最为相似。系统进化树分析表明,PrSOC1与葡萄VvSOC1的亲缘关系最近,属于MADS基因家族中的SOC1/TM3亚家族。半定量RT-PCR表明,PrSOC1基因在紫斑牡丹花芽中的表达量最高,根、茎、叶片中次之,种子中最少。在不同品种牡丹的花芽中,PrSOC1和其光周期途径上游的CO家族基因PsCOL4的表达量没有显著的品种间差异,推测PrSOC1具有很高的保守性,可能是参与牡丹成花的重要基因。利用原核表达系统成功表达了PrSOC1蛋白,并构建了PrSOC1的植物超表达载体,为进一步研究PrSOC1的功能奠定了基础。     

苹果己糖激酶基因MdHXK1的克隆与表达分析

从‘嘎啦’苹果中克隆了己糖激酶基因MdHXK1(基因序列号:MDP0000309677)全长,测序发现其包含长为1 497 bp完整的开放阅读框,编码499个氨基酸,预测其编码蛋白质分子量为54.05k D,等电点为5.76。系统进化树分析表明,HXK1在不同物种间具有高度的序列保守性;其中,苹果MdHXK1与中国白梨Pb HXK1亲缘关系最近。功能域分析表明,MdHXK1蛋白含有两个保守的激酶域。Southern blotting结果表明,MdHXK1在苹果基因组中有一个拷贝。亚细胞定位预测表明,MdHXK1主要定位于细胞质。分析MdHXK1基因启动子序列发现含有与抗逆、糖信号及激素信号相关的顺式作用元件。荧光定量PCR分析表明,MdHXK1在苹果的茎和花中表达量较高;在苹果果实发育期间,MdHXK1基因的表达、MdHXK1葡萄糖磷酸化相对酶活性和葡萄糖积累水平都呈现先升高后降低的趋势,MdHXK1基因的表达明显受盐、低温和ABA的诱导。原核诱导并纯化了MdHXK1蛋白,为后续MdHXK1蛋白的功能鉴定奠定基础。     

黄瓜转录因子CsCBF3 的克隆及表达分析

利用RT-PCR 技术从黄瓜中克隆了植物低温信号转导途径中的关键转录因子C-repeat-Binding
Factor3,将其命名为CsCBF3,GenBank 登录号为JQ900769。CsCBF3 基因开放阅读框全长为615 bp,
编码204 个氨基酸。进化树分析表明,CsCBF3 隶属于CBF 基因家族,与葡萄CBF3 蛋白亲缘关系最近,
而与黑麦草、水稻CBF3 蛋白亲缘关系较远。生物信息学分析结果表明,CsCBF3 编码的蛋白包含保守的
AP2 DNA 结合域,N 端的核定位信号区和C 端的酸性氨基酸富集区,且该蛋白中的一些磷酸化位点及二
级结构在与DNA 互作过程中发挥重要作用。荧光定量PCR 检测结果显示低温可诱导CsCBF3 的表达,且
其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明CsCBF3 是一个快速响应基因,推测其在黄瓜耐冷过程中起着重
要的作用。     

新疆红肉苹果转录因子MsMYBIO基因的克隆、序列分析及原核表达

目的：克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f．neiclzwet-zkyana（Dieck）Langenf]MYB10转录因子基因,进行序列分析和原核表达研究,为进一步探索红色发育机理及选育新的栽培红肉苹果奠定理论基础。     

苹果apetala2同源基因的克隆和转化研究

 利用同源克隆的方法从苹果的花芽中分离出apetala2的同源基因MAP2。MAP2全长2 212 bp,编码549个氨基酸。分析表明, MAP2具有AP2家族典型的结构域, 是苹果的AP2同源基因。Southern杂交结果表明, MAP2在基因组中以低拷贝形式存在。采用RT-PCR的方法分析MAP2在不同组织中的表达,结果显示, MAP2在苹果营养组织、花芽以及不同花器官中均有表达, 与拟南芥的AP2、矮牵牛的PhAP2A的表达模式一致。为确定MAP2在苹果中的生物学功能, 构建了35S∶MAP2正义表达载体, 并对‘皇家嘎啦’苹果进行了农杆菌介导的遗传转化。     

新疆红肉苹果PGIP基因的克隆及原核表达

【目的】研究克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf]PGIP基因并进行原核表达,探讨其抗病机制。【方法】根据Genbank中已经发表的‘金冠’苹果PGIP保守区域设计1对特异引物,以新疆红肉苹果叶片总RNA为模板,T/A克隆后进行序列测定,并对该序列进行分析。随后将该蛋白成熟肽cDNA片段连接到原核表达载体pET30a(+)中,构建融合表达质粒,转化到E.coli BL21(DE3)中进行表达。【结果】序列分析表明,新疆红肉苹果PGIP基因cDNA编码区全长993 bp,编码330个氨基酸残基,命名为MsPgip,GenBank登录号为JQ001783。MsPgip分子质量为36.6 kD,等电点为7.05,有6个潜在的N-糖基化位点,信号肽为N端24个氨基酸残基。该蛋白质还具有2个连续的24个氨基酸残基大小的LRR基序(LSQLKNLTFLDLSFNNLTGAIPSSLSQ LPNLNALHLDRN-KLTGHIPIS)。与已克隆的‘澳洲青苹’、‘金冠’、‘富士’苹果PGIP氨基酸序列同源性均高达99%。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,表达蛋白的分子质量与预期一致。【结论】克隆了新疆红肉苹果PGIP基因,并可在大肠杆菌中表达。     

MdMYB1转录因子调控红星苹果果实着色的计算机模拟分析及表达验证

 从‘红星’苹果(Malus domestica‘Delicious’) 果实中克隆获得了MdMYB1基因, 通过生物信息学分析( in silico analysis) 和活体细胞融合蛋白荧光观察, 确定其编码蛋白定位于细胞核。同时, 克隆了MdDFR和MdUFGT基因的启动子, 模拟分析表明2个基因的启动子序列中含有MYB结合的顺式作用元件。为了探讨MdMYB1转录因子是否调控MdDFR和MdUFGT基因的表达, 对不同光照条件下果皮花青素含量和基因表达进行了检测, 结果表明光照能够诱导花青素积累, 并迅速启动3个基因表达, 且3个基因表现出高度相似的表达模式, 表明MdMYB1转录因子可能直接调控MdDFR和MdUFGT基因的表达。     

洋葱开花相关基因AcLFY 的克隆与表达分析

 以洋葱（Allium cepa L.）品系‘1007’为试材,采用同源基因克隆及RACE-PCR 的方法, 获得植物开花调控关键基因LEAFY 的同源基因的cDNA 序列,命名为AcLFY,GenBank 登录号为 JX275962。序列分析表明,该基因包含1 个1 119 bp 的开放阅读框,编码372 个氨基酸,该氨基酸序列 含有5′-N 端脯氨酸富集区,亮氨酸拉链结构和中央酸性区,具有LEAFY（FLO）家族的典型结构特征。 同源分析表明,该氨基酸序列与水仙的同源性接近70%,与其他高等植物LEAFY 类蛋白的同源性均在 50%以上。进化树分析表明AcLFY 与单子叶植物的亲缘关系高于双子叶植物。荧光定量结果显示,AcLFY 在洋葱抽薹开花的整个过程中都有表达,在抽薹初期的花序分生组织中表达量最高,在花器官中只有微 量表达,花器官形成后,主要在叶片中表达。     

蜡梅快速碱化因子基因CpRALF 的克隆及表达分析

 通过随机克隆测序的方法从蜡梅花cDNA文库中获得快速碱化因子基因,命名为CpRALF（GenBank登录号为：JQ217379）。扩增获得的DNA序列与cDNA序列一致,表明该基因不具有内含子,包含一个384 bp的最大开放阅读框,编码一个长127个氨基酸的蛋白质。蛋白质序列同源比对发现其含有快速碱化因子特有的YIXY、YXRGC和4个保守的半胱氨酸以及双精氨酸结构。实时荧光定量PCR分析表明该基因在蜡梅茎、根和盛开的全花中表达量较高;在花发育过程中,蕾期和衰败期表达丰度高。在对蜡梅幼苗进行高温、低温、高盐、重金属4种非生物胁迫处理后,通过实时荧光定量PCR对CpRALF在幼叶中的表达量进行分析,结果表明高温、高盐和重金属能够促进该基因表达,而低温则抑制该基因的表达,且CpRALF对高盐与重金属胁迫的响应比对高温和低温胁迫的响应更为显著和迅速,表明该基因可能在蜡梅花发育以及非生物胁迫反应响应方面发挥作用。     

柑橘4个WRKY转录因子基因的克隆及其响应柑橘溃疡病菌侵染的表达分析

以纽荷尔脐橙和四季橘为试验材料,基于溃疡病菌诱导的柑橘转录组数据库,利用PCR方法克隆获得4个WRKY家族基因Cs WRKY22、Cs WRKY50、CsWRKY72-1和CsWRKY72-2的cDNA全长序列。序列分析结果表明,这4个基因的cDNA全长分别为1 123、1 312、1 809和2 208 bp,开放阅读框长度分别为921、480、1 809和1 767 bp,各编码306、159、602和588个氨基酸。氨基酸序列和结构分析显示,这4个基因属于第Ⅱ类WRKY蛋白。进化树分析显示,所克隆的4个柑橘WRKY蛋白与可可、葡萄等WRKY蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位显示,所克隆的4个WRKY基因定位于细胞核,与亚细胞定位预测相符。对纽荷尔脐橙和四季橘中4个基因受溃疡病菌诱导的表达分析表明,CsWRKY22参与寄主的感病反应,而CsWRKY50参与抗溃疡病的免疫应答反应。柑橘溃疡病菌能抑制CsWRKY72-1和CsWRKY72-2介导的寄主基础免疫。水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理表明,4个Cs WRKY基因均不参与SA和MeJA介导的寄主抗病和抗逆反应。     

茎瘤芥AP2/EREBP 转录因子基因BjABR1 的克隆和表达分析

 以茎瘤芥（Brassica juncea var. tumida Tsen et Lee）‘永安’为材料,通过RACE 和RT-PCR 技术得到1 个AP2/EREBP 转录因子基因的cDNA 全长序列和基因组DNA（gDNA）序列,该基因与拟南 芥AtABR1 基因的氨基酸序列相似性高达72%,因此命名为BjABR1（GenBank 登录号：JQ713825.1）。BjABR1 基因gDNA 序列含1 个内含子;cDNA 序列全长1 514 bp,含有1 个1 146 bp 的开放阅读框（ORF）,编 码381 个氨基酸;其推定编码的蛋白分子量为41.674 kD,等电点为9.11,具有14 个磷酸化位点,含1 个典型的AP2 DNA 结合域和1 个CMX-1 基序。洋葱表皮细胞的瞬时表达显示,BjABR1 蛋白定位于细 胞核。荧光定量PCR 分析结果表明,该基因在茎瘤芥不同发育时期的根、茎、叶中均有表达,但在根中 表达量极高;在对茎瘤芥组培幼苗进行高盐、渗透压和低温3 种非生物胁迫处理后发现,3 种胁迫均能诱 导该基因表达,但其对高盐的响应更为迅速。     

黄瓜调控蜡质合成相关基因CsCER7的克隆与表达分析

通过蛋白序列同源比对和PCR技术从黄瓜中克隆获得了调控蜡质合成相关基因CER7的序列,命名为CsCER7。系统发育进化树分析发现CsCER7与番茄SlCER7进化距离较近;荧光定量PCR、GUS染色、原位杂交和亚细胞定位结果表明：CsCER7在黄瓜植株中各个器官均有表达,果实中在表皮细胞处特异表达;启动子序列分析显示CsCER7的启动子含有ABA应答的顺式作用元件MYC和ABREs,同时荧光定量PCR的结果也证明了在ABA处理下CsCER7的表达量明显升高,且蜡质总含量也明显增多。据此推测,CsCER7响应ABA,表达量上调,进一步影响果皮蜡质的形成。     

杜梨2个MYB转录因子基因的克隆及序列分析

【目的】克隆杜梨(Pyrus betulifolia Bunge)MYB家族的2个基因(Pb3RMYB和Pb4RMYB),分析其序列特征,为研究其调控的分子机制奠定基础。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆杜梨Pb3RMYB和Pb4RMYB的c DNA序列全长;利用BLAST和ORF Finder对核酸序列进行分析,利用CDD、Prot Param、TMHMM、Signal P、Plant-m Ploc、SPOMA、DANMAN、MEGA6等软件对氨基酸序列进行分析。【结果】克隆得到Pb3RMYB和Pb4RMYB基因全长,Gen Bank登录号分别为KX272614和KX272615。2者均含有MYB保守结构域,二级结构均以无规则卷曲、α-螺旋、延伸链和β-折叠为主,亚细胞定位分析表明2者均定位于细胞核中。其中,Pb3RMYB属于3R-MYB亚家族,全长2 355 bp,ORF长1 710bp,编码569个氨基酸,蛋白分子质量约为62 077.3 Da,等电点为7.08;BLAST分析表明Pb3RMYB与已报道的其他物种3RMYB具有较高的相似度。Pb4RMYB属于4R-MYB亚家族,全长3 625 bp,ORF长2 913 bp,编码970个氨基酸,蛋白分子质量约为109 600.6 Da,等电点为7.41。【结论】获得了2个杜梨MYB基因Pb3RMYB和Pb4RMYB,分别属于3RMYB和4R-MYB亚家族。     

苹果新品种‘早富1号’

‘早富1号’是‘富士’苹果的早熟芽变优系。果实短圆锥形,平均单果质量173 g,最大单果质量210 g,风味酸甜适口,可溶性固形物含量为15.06%,总酸含量为0.26%,果肉酥脆。结果早,丰产,不落果,8月下旬果实成熟,耐贮藏。     

森林草莓‘Ruegen’果胶裂解酶基因的克隆及荧光定量表达分析

根据森林草莓(Fragaria vesca)果胶裂解酶(Pectate lyase)基因序列信息设计引物,克隆了森林草莓‘Ruegen’的果胶裂解酶基因PLA、PLB和PLC。利用MEGA5.0软件将这3个基因编码的氨基酸序列与其他植物的果胶裂解酶氨基酸序列进行聚类分析,同时采用荧光定量PCR的方法对‘Ruegen’植株不同器官及不同发育时期果实的果胶裂解酶基因表达量进行分析。结果表明:PLA、PLB和PLC在其植株各器官中均有表达,且在发育后期果实中的表达量明显高于其他器官,结合进化树以及果实发育过程中果胶裂解酶活性变化,推测果胶裂解酶基因对草莓果实发育后期的软化具有调节作用。