龙眼miR166家族的分子进化特性及时空表达分析

为了解miR166基因家族的分子进化特性及其在龙眼不同组织部位的表达规律,对龙眼miR166家族成员的成熟体和前体序列及其进化、前体二级结构预测、靶基因预测以及时空表达模式进行了分析。结果表明:龙眼miR166家族含有12条成熟体序列和7个前体序列(pre-miRNA)。Mfold预测显示pre-miR166家族7个成员的序列均能形成典型稳定的茎环二级结构,成熟序列的碱基保守性高,其他位置的则保守性减弱;它们的最小折叠自由能(ΔG)在–35.30~–83.30kal·mol~(-1)。系统发育进化树分析显示,龙眼pre-miR166家族与葡萄、碧桃的pre-miR166亲缘关系更为接近。靶基因预测显示,龙眼miR166基因家族靶基因包括同源异型域—亮氨酸拉链蛋白、三角状五肽重复结构蛋白、假定蛋白、DNA指导的RNA聚合酶Ⅲ亚单位RPC2、紫外线B受体等。实时荧光定量PCR显示,pre-miR166家族不同成员在龙眼生长发育进程中均有表达且表达模式不尽相同,提示其可能广泛参与龙眼各个器官的调控,且在功能上可能具有分工。     

龙眼miR397家族成员分子特性及其在体胚发生早期的表达分析

【目的】探讨龙眼miR397家族成员的分子特性及其在龙眼体胚发生早期的表达模式。【方法】以‘红核子’龙眼胚性愈伤组织为材料,通过对龙眼miR397前体序列二级结构分析、进化树构建、靶基因预测与裂解位点验证、以及龙眼miR397a在龙眼体胚发育早期和不同激素浓度处理下的表达规律进行分析。【结果】龙眼miR397前体序列5端臂上可生成两个序列高度重合的成熟体序列dlo-miR397a和dlo-miR397,二者仅有5端两个碱基TC之间的差异,前体能形成稳定的茎环结构;进化树分析发现龙眼miR397前体与桃、可可、脐橙等亲缘关系较近,处于同一分支,龙眼miR397与拟南芥、甜橙、葡萄等亲缘关系较近,处于较为保守的同一分支,miR397家族成员较前体序列在进化上更为保守。靶基因预测表明龙眼miR397家族主要靶向调控漆酶基因家族和一条姐妹染色单体粘连蛋白(dlo_039206.1)。裂解位点验证发现靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的裂解位点,但位于预测区间外。miR397a在体胚发生过程中对于靶基因姐妹染色单体粘连蛋白的调控模式在0～3 d较为一致,均为下调表达,6～12 d为显著上调表达,且二者呈典型的负调控关系。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,而靶基因姐妹染色单体粘连蛋白则在激素处理下的表达趋势并不明显,可能由于靶向裂解位点在预测区外所致。【结论】龙眼miR397a可能在龙眼体胚发生早期的6～12 d,通过靶向调控姐妹染色单体粘连蛋白影响龙眼体胚发生早期形态建成。龙眼miR397家族在进化上较为保守,其靶基因主要靶向调控龙眼漆酶家族和姐妹染色单体粘连蛋白。龙眼miR397a在不同浓度2,4-D与GA3激素处理下均出现下调表达趋势,表明其在龙眼体胚发生早期可能通过激素信号传导参与龙眼体胚发生早期形态建成。     

miR395分子进化特性及其在龙眼早期体胚发生中的表达分析

【目的】研究miR395的分子进化特性及其在龙眼早期体胚发生中的表达分析。【方法】通过龙眼miRNA文库、转录组数据库和miRBase数据库,得到所有植物miR395家族成员成熟体和前体序列,对其进行序列比对及进化分析、保守性分析、前体二级结构预测、潜在靶基因预测,对龙眼miR395a在龙眼早期体胚发生(SE)阶段的表达模式进行分析。【结果】龙眼miR395家族包含5条前体序列和2条成熟体序列。Mfold预测分析发现,龙眼pre-miR395序列均能形成稳定的发卡结构,其最小折叠自由能ΔG在-44.70～64.80 kal·mol-1,提示与序列长度没有显著相关性。其次,保守性分析显示,植物pre-miR395两端序列较保守,而中间序列不保守;系统进化分析提示,龙眼pre-miR395家族与脐橙、葡萄和苹果的亲缘关系更近。psRNAtarget预测显示,龙眼miR395调控的潜在靶基因主要包含富含亮氨酸重复受体蛋白激酶LRR-RLKs、ATP硫酸化酶APS1、蛋白磷酸酶PP2C、前体RNA蛋白质TSR1同系物TSR1、酮酯酰CoA硫解酶KAT2和EH结构域蛋白EHD1等6个,且都是以裂解靶标的方式进行调控。qRT-PCR分析表明,在龙眼早期体胚发生阶段,miR395a呈上调趋势,且miR395a与APS1呈显著负相关。【结论】龙眼miR395与其他植物miR395功能具有高度保守性和物种特异性,同时龙眼miR395a上调表达可能促进龙眼球形胚的形态建成。     

龙眼miR172家族成员进化特性及其时空表达分析

【目的】研究龙眼miR172家族的进化特性及其在龙眼不同组织部位中的表达模式。【方法】采用生物信息学分析及实时荧光定量PCR的方法,对龙眼miR172家族5条前体(pre-miR172)序列及1条成熟体序列进行分析,并预测其前体二级结构,构建系统发育进化树,预测靶基因及分析不同组织部位的定量表达情况。【结果】对龙眼miR172家族5条前体序列进行多序列比对,发现miR172家族两端相对保守,中间区域则形成各自的特异性区域。对miR172家族5条前体及1条成熟体进行多序列比对,发现6条序列间存在1个约20个碱基的保守区域,推测该区域可能为miR172家族成熟体所在区域。Mfold软件预测结果显示,pre-miR172家族成员均能形成典型的茎环二级结构,其最小折叠自由能为-35.80~-54.45 kal·mol-1,较为稳定。系统发育进化树结果显示,龙眼pre-miR172家族成员与甜橙、毛果杨等植物的miR172亲缘关系较近。靶基因预测结果显示,龙眼miR172a的靶基因包括AP2、蝶呤型钼辅因子(molybdopterin cofactor)、谷氨酰-t RNA(glutamyl-t RNA)、假定蛋白(hypothetical protein)等。实时荧光定量PCR结果显示,miR172家族各成员在龙眼不同组织部位中的表达模式总体相似,均在叶芽和生殖生长阶段中大量表达,在营养生长阶段及果实中表达量则较低,但dlo-miR172-scaffold4293特异地在叶片中高表达。【结论】龙眼miR172家族在进化过程中保守性与特异性并存,且可能参与了龙眼部分器官的形成及发育过程。     

龙眼TPI基因的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

 采用RT-PCR结合RACE法,通过T/A克隆测序,获得龙眼胚性愈伤组织磷酸丙糖异构酶基因（TPI）两个类型的全长序列TPIⅠ（GenBank登录号：FJ595244）和TPIⅡ（GenBank登录号：GU073294）,序列全长分别为1 084 bp和1 113 bp,其ORF都由765 bp核苷酸组成,编码254个氨基酸,与其它植物的TPI在核苷酸序列和推导的氨基酸序列的相似性较高。qRT-PCR结果分析表明,在龙眼体胚发生过程中,TPI在松散型胚性愈伤组织阶段的转录水平比较低,在胚性愈伤组织Ⅱ阶段转录水平急剧升高,并一直持续到胚性紧实球形结构阶段,球形胚阶段大幅下调,之后至子叶形胚阶段都维持在较低水平,初步证明TPI及其编码蛋白在龙眼启动体胚发生和早期体胚发育中行使重要的功能。     

龙眼miR408与DlLAC12克隆及其在球形胚发生和非生物胁迫下的表达分析

为探讨mi R408及靶基因DlLAC12在龙眼球形体细胞胚诱导及不同非生物胁迫下的表达模式,采用miR-RACE PCR和Tail-PCR克隆获得pri-miR408 cDNA和转录起始位点、dlo-miR408 gDNA、靶基因DlLAC12 cDNA及启动子pro-MIR408序列。研究结果显示：dlo-pri-miR408 cDNA、gDNA全长均为706 bp,5′端转录起始位点为胞嘧啶（C）。DlLAC12 cDNA全长为1 725 bp,pro-MIR408全长为1 532bp。pro-MIR408序列上存在ABA、GA3、JA等激素信号传导顺式作用元件和响应光、低温胁迫等相关元件。q RT-PCR结果显示,dlo-miR408-3p随外源添加的蔗糖浓度、Cu2+浓度及培养温度的变化呈现动态表达;而dlo-miR408-5p1对蔗糖不敏感,在铜离子失衡和低温时下调表达。dlo-miR408-3p与DlLAC12负调控模式能响应高浓度ABA（≥500μmol·L-1）处理,而不同浓度GA3处理下二者表达模式一致。dlo-miR408-3p与DlLAC12在球形胚诱导不同天数...     

龙眼亚硫酸盐氧化酶(DlSO)基因的克隆及表达分析

【目的】探讨龙眼果实亚硫酸盐氧化酶基因(DlSO)在硫残留生物降解中的作用。【方法】以龙眼总RNA为模板,采用RT-PCR结合RACE法获得龙眼亚硫酸盐氧化酶基因全长cDNA序列,命名为DlSO;运用荧光定量PCR对其表达量进行分析;使用ClontechIn-Fusion技术构建原核表达载体,使其在Rosetta(DE3)大肠杆菌中表达。【结果】DlSO序列全长1413bp,包含一个1182bp的开放阅读框,一个长37bp的5’非翻译区序列和194bp的3’非翻译区,预测编码393个氨基酸;同源性和系统进化分析结果均表明DlSO与毛果杨SO亲缘关系最近;荧光定量结果表明,在龙眼不同组织中,DlSO基因都有表达,其中在叶片中表达量最高,其次是花、幼果、根和果肉,在茎和果皮组织中DlSO基因的表达量最低;成功构建pET-32a-DlSO原核表达载体,经IPTG诱导后在Rosetta(DE3)大肠杆菌中成功表达。【结论】克隆了龙眼亚硫酸盐氧化酶基因(DlSO),并且成功构建了pET-32a-DlSO原核表达载体,经IPTG诱导在大肠杆菌中成功表达出融合蛋白,为下一步研究龙眼亚硫酸盐氧化酶的作用奠定了基础。     

龙眼TIR1和ABP1基因的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

AIM: To investigate the expression and the role of histone deacetylase 8 (HDAC8) in cardiac hypertrophy and the effects of valproic acid sodium (VPA, a histone deacetylase inhibitor) on the expression of HDAC8 and cardiac hypertrophy in two-kidney two-clip (2K2C) renovascular hypertensive rats. METHODS: Male SD rats were randomly divided into sham operation group, 2K2C group, high dose VPA (400 mg穔g^-1穌^-1) treatment group, low dose VPA (200 mg穔g^-1穌^-1) treatment group and candesartan (10 mg穔g^-1穌^-1) treatment group.Four weeks after surgery,the rats were intraperitoneally injected with VPA for 4 weeks. Sham operation and 2K2C rats were given vehicle for 4 weeks. All animals were sacrificed 8 weeks after surgery. The ratio of left ventricular weight to body weight (LVW/BW) was calculated and pathological changes of the myocardium were observed with HE staining. The mRNA expression of atrial natriuretic factor (ANF) and HDAC8 was examined by RT-PCR. The protein level of HDAC8 was also measured by Western blotting analysis. RESULTS: Compared with the control rats, the mRNA and protein expression of HDAC8 significantly increased in the myocardium in 2K2C rats while the mRNA and protein expression of HDAC8 was significantly decreased by VPA treatment in 2K2C rats. The mass index (as measured by LVW/BW) and cardiomyocyte cross areas were markedly increased and myocardial fibers were disordered in 2K2C rats, but these parameters were markedly reversed after treated with VPA for 4 weeks, indicating that VPA attenuated cardiac hypertrophy. Moreover, VPA also decreased the mRNA expression of ANF. CONCLUSION: HDAC8 may play an important role in cardiac hypertrophy in 2K2C renovascular hypertensive rats. VPA inhibits the expression of HDAC8 and prevents the development of cardiac hypertrophy.     

龙眼SKP1-like家族成员鉴定及体胚发生早期表达分析

为研究S-phase kinase-associated protein 1-like(SKP1-like)在龙眼中的分子特性以及其在体胚发生早期的表达模式,基于模式植物拟南芥SKP1-like的氨基酸序列,在龙眼基因组数据库中进行SKP1-like成员的鉴定。同时,通过生物信息学方法对其蛋白理化性质、系统进化特征、染色体定位、共线性与选择压力、基因结构、保守基序、蛋白结构、蛋白互作网络、启动子顺式元件进行分析,并结合龙眼转录组数据分析其在体胚发生早期的表达模式。研究结果表明:龙眼SKP1-like家族基因共有14个成员,分别将其命名为DlSKP1-1～DlSKP1-14。龙眼SKP1-like(DlSKP1)家族基因编码蛋白质的氨基酸数、分子量以及等电点分别为75～399 aa、8.29～45.34 kD、4.44～5.76,均不含信号肽,可能主要定位于叶绿体中。DlSKP1家族存在1对串联重复基因以及4对片段重复基因。蛋白互作结果提示,Dl SKP1家族成员可能与多种蛋白(尤其F-Box家族蛋白)存在互作关系。启动子顺式作用元件的结果表明,DlSKP1家族成员启动子含有较多脱落酸(...     

龙眼染色质重塑因子Snf2基因家族的进化动力学研究及在体胚发生早期的表达

以龙眼(Dimocarpus longan Lour.)'红核子'品种早期体细胞胚胎发生的胚性愈伤组织(embryogenic callus,EC)、不完全胚性紧实结构(incomplete embryogenic compact structures,ICpEC)和球形胚(globular embryos,GE)为材...     

茉莉花萜类合成酶基因JsTPS的克隆及其表达分析

以双瓣茉莉花[Jasminum sambac（L.）Ait]花瓣为材料,采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,克隆了萜类合成酶基因（JsTPS）的全长cDNA,该cDNA全长为1 884 bp,其中ORF为1 491 bp,编码496个氨基酸的蛋白,分子量56 989.7 D,与原核表达结果一致。序列分析结果表明,该基因编码的氨基酸序列与油橄榄（Olea europaea）的TPS2具有75%的同源性,同属于α-Farnesene synthase分支。采用荧光定量PCR技术检测JsTPS在茉莉花开放过程中的表达量变化,结果表明,表达量在未开放时（18：00）最低,在半开放时（22：00）达到最高。     

低温胁迫下龙眼碳酸酐酶基因（CA）的克隆与表达分析

 应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时发现碳酸酐酶（CA）蛋白下调表达。利用RT-PCR方法克隆CA基因的全长cDNA,GenBank登录号JN033201,长度为1 119 bp,包括1个966 bp的开放阅读框,编码321 bp的氨基酸序列,同源性分析表明,12个不同植物同源性为81% ~ 88%。龙眼CA基因具有典型的CA结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,CA在龙眼根、茎、叶中都有表达,为组成型表达,在叶中的表达量最高,茎和根中的表达量最少。CA基因在低温胁迫下随着低温胁迫时间的延长而发生变化。将CA在大肠杆菌中表达,获得1个约40.5 kD的外源蛋白。推测CA表达与低温胁迫有关。     

龙眼14-3-3基因的克隆与原核表达

 以龙眼(Dimocarpus longan Lour. ) 为试材, 应用同源克隆和RACE方法从花芽中获得了调控 蛋白14-3-3的全长cDNA序列, GenBank登录号为FJ479618 (GI: 218202931) 。该cDNA全长1 121 bp, 包括一个783 bp的开放阅读框, 编码261个氨基酸, 序列比较分析显示14-3-3 cDNA具有较高的保守性。半定量RT-PCR分析结果表明, 14-3-3 mRNA在龙眼叶芽、叶片、花芽和成熟的花中都有表达, 但在花芽中表达量最大。构建了pET14-3-3原核表达系统, 将14-3-3全长cDNA在大肠杆菌中表达, 获得一个分子量约为34 kD的可溶性融合蛋白, 经Western blotting验证, 该蛋白为14-3-3蛋白。     

苹果属观赏海棠McANS基因克隆与不同叶色品种间表达差异分析

以苹果属观赏海棠品种‘王族’叶片总RNA为模板,通过RT-PCR与RACE扩增,获得一个1 350 bp的花色素花青苷元合成酶（anthocyanidin synthase,ANS）基因的cDNA序列,其基因编码区共1 074 bp,编码357个氨基酸,命名为McANS（登录号FJ817488）。基因组序列全长1 268 bp,有1个内含子,内含子的剪切位点均符合真核生物“GT-AG”规则。使用实时荧光定量PCR和紫外可见光分光光度计法,对3种不同叶色的观赏海棠品种‘火焰’（叶片绿色）、‘绚丽’（新叶红色）和‘王族’（叶片紫色）幼叶和功能叶中的McANS表达量、花青苷和类黄酮含量进行测定分析,结果表明：McANS在3个品种的幼叶和功能叶中均有表达,在幼叶中表达量显著高于功能叶,在‘绚丽’中表达量相差达到23.82倍。花青苷含量的变化与McANS相对表达量变化趋势具有一致性,而类黄酮含量的变化与McANS相对表达量无明显相关。说明McANS在苹果属观赏海棠叶片花青苷代谢及色泽形成过程中具有重要作用。     

洋葱成花素基因AcFT 的克隆与表达分析

 以春化后但尚未抽薹的洋葱品系‘1007’的叶片为试材,采用RT-PCR 结合RACE 的方法 克隆得到了洋葱成花素基因的cDNA 全长序列,将其命名为AcFT（GenBank 登录号为KF913629）。该基 因cDNA 全长791 bp,开放读码框为534 bp,推测其编码的蛋白由177 个氨基酸残基组成,等电点为7.89, 分子量为19.8 kD。将AcFT 与大葱、鸢尾等植物的成花素氨基酸序列进行同源性比对,结果显示洋葱与 其他植物的氨基酸序列同源性均在65%以上,其中洋葱与大葱的成花素氨基酸的同源性高达98.31%。实 时荧光定量RT-PCR 分析结果表明,洋葱AcFT 基因在抽薹前后的根、叶鞘、叶片、假茎和花序等不同部 位均有表达,尤以春化后抽薹前的叶片中表达量最高。     

龙眼胚性愈伤组织Remorin家族成员的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

以龙眼松散形胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR结合RACE法克隆Remorin家族5个成员的cDNA全长,DlRemorin1全长2 127 bp,编码572个氨基酸;DlRemorin2全长1 829 bp,编码444个氨基酸;DlRemorin3全长1 937 bp,编码541个氨基酸;DlRemorin4全长1 743 bp,编码466个氨基酸;DlRemorin5全长1 043 bp,编码181个氨基酸。DlRemorin1 ~ 5 DNA序列长度分别为：4 054、3 097、3 505、4 690和1 935 bp,所有内含子剪切位点均符合真核生物“GT-AG”规则。所有成员均是不稳定亲水性蛋白,都不具有信号肽,只有DlRemorin1具有跨膜结构,都具有Remorin家族保守结构域,与其它植物的Remorin具有较高的同源性。系统进化树分析结果表明,DlRemorin5为经典的Remorin蛋白,DlRemorin1与DlRemorin2属于长链Remorin。qRT-PCR结果显示,随着龙眼体胚的发育,DlRemorin1的表达量呈类“N”状趋势,在心形胚时期和子叶形胚时期较高;DlRemorin2在心形胚和子叶形胚时期迅速下降;DlRemorin3在发育中后期迅速升高,并在子叶形胚时期最高;DlRemorin4在球形胚和鱼雷形胚时期最低,而DlRemorin5在不完全胚性紧实结构时期最低。说明DlRemorin1 ~ 5在龙眼体胚发生过程的转录水平具有一定的组织特异性和时序性。psRNA Target预测显示DlRemorin还可能受到miRNA家族的调控。