白桦反义CCoAOMT基因调控木质素生物合成

白桦是我国北方重要的造林树种,但其中的高木质素含量严重制约了它作为造纸资源植物的开发利用。本文利用RACE技术获得了白桦咖啡酰辅酶A-3-O-甲基转移酶（CCoAOMT）基因全长ORF序列,并构建了白桦CCoAOMT基因的反义表达载体,通过农杆菌介导法将其导入到白桦中。PCR检测表明反义CCoAOMT基因已整合到白桦的基因组中。对转化植株的半定量PCR检测显示转基因株系的CCoAOMT基因表达量下降;Wiesner染色发现,与野生型相比,转基因植株木质素含量有所下降。对七年生的转基因白桦和野生型对照进行了化学成分分析,结果表明转基因白桦的苯醇抽提物和Klason木质素显著减少,聚戊糖含量升高。上述结果暗示BpCCoAOMT基因参与白桦木质素的合成,反义表达该基因后木质素含量减少,更易于去除。白桦CCoAOMT基因对木质素的合成起重要作用,这为培育低木质素含量的制浆新品种白桦奠定了基础。     

毛白杨COMT基因cDNA的克隆、序列与特异性表达分析

Ｌｉｇｎｉｎｉｓａｎａｂｕｎｄａｎｔｎａｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｎｌｙｓｅｃｏｎｄｔｏｔｈｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ,ａｓａｃｅｌｌｗａｌｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆａｌｌｖａｓｃｕｌａｒｐｌａｎｔｓｉｎｂｉｏｓｐｈｅｒｅ .Ｄｅｓｐｉｔｅｉｔｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｇ ｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｐｌａｎｔｓ ,ｌｉｇｎｉｎｉｓａｎｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐａｐｅｒｐｕｌｐｉｎｇ ,ａｎｄｉｔｈａｓｎｅｇａｔｉｖｅｉｍｐａｃｔｏ…     

多枝赖草谷胱甘肽还原酶cDNA片段的克隆与分析

从盐胁迫处理的多枝赖草(Leymus multicaulis)新鲜叶片中提取分离出RNA,然后根据报道的多种植物谷胱甘肽还原酶氨基酸序列上两个保守区设计简并引物。RT-PCR获得了1条大小约400bp的条带,回收该条带并进行TA克隆,蓝白斑筛选,得到阳性克隆。经过质粒大小比较和PCR验址．进行序列测定和分析,发现该序列属于GR基因片段,其Genbank注册号为AY781786．编码的氨基酸序列与Oryza sativa、Zea mays、Arabidopsis thaliana和Nicotiana tabacum的GR相应区段的氨基酸序列一致性分别为91％、89％、86％和83％。蛋白质序列分析发现该序列含有一个吡啶二硫酸核苷酸氧化还原酶(pyridine nucleotide-disulphide oxideoreductase)保守结构域。进化树分析表明,该多枝赖草cDNA片段编码的氨基酸序列在进化上与水稻和玉米较近。     

汉滩病毒84FLi株L片段全长cDNA克隆的构建及鉴定

目的：克隆汉滩病毒84FLi株L片段的cDNA。方法：提取病毒总RNA,反转录为cDNA模板,用高保真的Toq酶扩增出含有L片段部分克隆的片段84L1（1-1875）、84L2（1725—3352）、84L3（2921-4961）和84L4（4727—6533）,将这4个片段分别与T载体pGEM-T-Easy连接,转化感受态大肠杆菌后获得4个克隆pGEM—L1、pGEM—L2、pGEM—L3和pGEM—L4。利用酶切连接方法获得pGEM—L12和pGEM-L34,2段产物覆盖全长的L片段,并且于2921—3352nt区域内相互重叠;再利用酶切连接的方法获得了含有L片段全序列的cDNA克隆。结果：获得6个含有L片段部分片段的克隆,进而酶切组装为含有L片段全序列的cDNA克隆。结论：应用分段克隆和逐次拼接法成功构建了84FLi株L片段全序列的cDNA克隆。     

甘菊木质素调控转录因子ClSND1-like的克隆与表达分析

为了探索纤维特异表达的NAC类转录因子SND1(secondary wall-associated NAC domain protein1,SND1)在甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)生长发育及非生物胁迫中的作用,该研究从甘菊中克隆了ClSND1-like基因,并对其进行生物信息学、亚细胞定位及表达模式分析。结果发现:(1)ClSND1-like基因的编码区全长1185 bp,共计编码394个氨基酸,是一个不稳定的亲水性蛋白,与除虫菊基因亲缘关系较近。(2)亚细胞定位结果表明,ClSND1-like基因在叶中不表达,在茎的导管壁上特异表达,属于木质素特异表达基因。(3)实时荧光定量PCR结果发现,ClSND1-like基因在茎中表达量最高,在根和叶中表达量极低,且随着茎秆的老化,表达量逐渐升高;在渗透胁迫和盐胁迫中表达量均显著提高。研究推测,ClSND1-like基因与甘菊木质素形成相关,并参与调控植物生长及盐和渗透胁迫。该结果为ClSND1-like基因在甘菊生长和非生物胁迫抗性中的研究奠定了基础,也为菊属植物的生长及抗性研究提供了新思路。     

番茄ACC合成酶cDNA克隆及其对果实成熟的反义抑制

利用RT—PcR技术克隆了ACC合成酶多基因家族成员之－LE-ACC2编码区约1．7kb的cDNA,经酶切图谱和序列分析鉴定无误后,反向插入到植物表达载体pBin437中,构建了表达Acc合成酶反望RNA的二元载体。经农杆菌途径转化番茄“丽春”品种后,通过PCR检测从抗卡那霉素再生植株中筛选到6株转基因植株,Southern杂交确证了外源基因是以单拷贝插入到番茄染色体中;对果实乙烯释放的测定结果表明转基因番茄果实的乙烯释放量仅为对照的30％左右,在室温下转基因番茄果实采后保存60 d以上仍然没有变红、软化。以上结果表明其反义RNA在转基因番茄中的表达能有效地抑制乙烯的生物合成从而延缓果实成熟,表现出良好的耐储保鲜特性。对转基因植株子一代(T1)的分析结果进一步表明反义ACC合成酶基因以典型的单基因方式传到子代。通过对子二代的分析已初步筛选到一 个耐储藏的转基因番茄纯合品系。     

华南象草Pp4CL基因的克隆及其转基因烟草木质素含量分析

为探究华南象草(Pennisetum purpureumcv.Huanan)木质素合成关键酶基因的调控机制,通过同源克隆得到华南象草4-香豆酸:CoA连接酶基因(Pp4CL)的cDNA序列,长度为1 943bp,其中编码区序列1 662bp。Pp4CL蛋白由553个氨基酸组成,分子量为59.57kD,等电点为5.2,属于疏水性蛋白。该蛋白含有AMP结合结构域,属于AFD ClassⅠ超家族。在系统进化分析中,Pp4CL与At4CL1、Os4CL1遗传距离最近,聚为一支。Pp4CL氨基酸序列具有SSGTGLPKGV和GEICIRG等2个保守基序,是典型的植物4CL。构建原核表达载体pGEX-4CL,得到约88kD的Pp4CL-GST融合蛋白,为Pp4CL酶活性测定及Western免疫印迹分析奠定了基础。同时构建植物表达载体pBA-4CL,并通过叶盘法对烟草进行了遗传转化,得到3个转基因阳性株系(OX-9、OX-7、OX-4),它们中叶柄木质素总含量分别比非转基因植株(对照)提高了10.0%、16.2%和94.6%,茎秆基部节木质素总含量分别比对照提高了0.9%、4.0%和13.5%。研究结果表明,Pp4CL蛋白与木质素合成有关,过表达Pp4CL基因能够显著提高植株木质素含量。该研究结果为华南象草木质素改良工作打下了基础,同时也为深入开展牧草分子育种提供了依据。     

一个与玉米基因表达沉默有关的cDNA片段的克隆及序列分析

利用ｃＤＮＡ－ＡＦＬＰ技术分离了一个与玉米基因表达沉默有关的ｃＤＮＡ片段,Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交分析表明,该基因在Ｍｏ１７的苗期和雄穗生长锥伸长期都表达,但在Ｍｏ１７的苗期和雄穗生长期都表达,但在Ｍｏ１７与其亲缘关系较摈 另一亲本杂交的Ｆ１代中却表现沉默,即表现单亲沉默。同源性分析表明,该克隆片段与ＧｅｎＢａｎｋ中玉米通用调控因子（ＧＲＦ）部分区段有９８．６％的同源性,与玉米通用调控因子编码的ｍＲＮ     

黄鳝性逆转过程中Gsdf基因cDNA片段的克隆和表达分析

通过RT-PCR法从黄鳝性腺中首次克隆获得黄鳝Gsdf(gonadal soma-derived factor)基因的片段序列,该片段序列长218 bp,编码72个氨基酸。氨基酸序列分析表明黄鳝Gsdf基因片段与其他物种的相似性在61%~76%之间,其中与舌齿鲈(Dicentrarchus labrax)GsdfⅠ型、舌齿鲈GsdfⅡ型同源性最高,均为76%;系统进化树显示,黄鳝Gsdf与尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)Gsdf基因聚成一支,与鲈形目鱼类亲缘关系较近。此外,不同性腺组织的基因检测结果显示,黄鳝Gsdf在卵巢和间期性腺的表达量很低,两者没有显著性差异(P0.05);在精巢组织中的表达量显著高于卵巢、间期性腺组织的表达量(P0.05)。上述结果表明Gsdf基因可能在黄鳝的性腺尤其是精巢的分化和发育过程中起着重要的作用。     

Cloning of cDNA Encoding CCoAOMT from Populus tomentosa and Down-regulation of Lignin Content in Transgenic Plant Expressing Antisense Gene (in English)

cDNA encoding caffeoyl CoA O-methyltransferase (CCoAOMT) from Chinese white poplar ( Populus tomentosa Carr.) was cloned by RT-PCR and sequenced. Northern analysis displayed that the CCoAOMT was expressed specifically in the developing secondary xylem and its expression was coincident with lignification. The antisense CCoAOMT cDNA was transformed into P. tremula×P. alba mediated by Agrobacterium tumefaciens (Smith et Townsend) Conn. Transgenic plants were identified with PCR, PCR-Southern and Southern analysis. Lignin content in 5- to 6-month-old transgenic plants was measured. One of the transgenic lines had significant reduction of 17.9% in Klason lignin content as compared with that of untransformed poplar. The results demonstrate that antisense repression of CCoAOMT is an efficient way to reduce lignin content for improving pulping property in engineered trees.     

Cloning of cDNA Encoding COMT from Chinese White Poplar (Populus tomentosa), Sequence Analysis and Specific Expression

cDNA encoding caffeoyl CoA O-methyltransferase (CCoAOMT) from Chinese white poplar ( Populus tomentosa Carr.) was cloned by RT-PCR and sequenced. Northern analysis displayed that the CCoAOMT was expressed specifically in the developing secondary xylem and its expression was coincident with lignification. The antisense CCoAOMT cDNA was transformed into P. tremula×P. alba mediated by Agrobacterium tumefaciens (Smith et Townsend) Conn. Transgenic plants were identified with PCR, PCR-Southern and Southern analysis. Lignin content in 5- to 6-month-old transgenic plants was measured. One of the transgenic lines had significant reduction of 17.9% in Klason lignin content as compared with that of untransformed poplar. The results demonstrate that antisense repression of CCoAOMT is an efficient way to reduce lignin content for improving pulping property in engineered trees.     

毛白杨PtLFY基因启动子的克隆及其瞬时表达分析

为了研究毛白杨LEAFY同源基因PtLFY的表达调控规律,利用PCR技术从毛白杨基因组DNA中克隆出PtLFY基因上游一段1575 bp的序列。经PLACE、PlantCARE在线软件分析表明,该序列含有TATA-BOX、CAAT-BOX等启动子基本元件,另外,还包含干旱诱导的MYB结合位点、脱落酸(ABA)响应元件、光响应元件等其他一些调控序列。因此,PtLFY的表达可能受干旱、ABA、光照等因子的调控。利用FootPrinter在线软件对毛白杨等6个物种的LFY同源基因启动子进行比对,发现不同物种的启动子相对保守,但也存在差异,说明LFY基因在功能上具有相似性,但存在一定差异。在序列分析的基础上,构建由PtLFY启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体,命名为PtLFYp1304。通过农杆菌介导的方法转化烟草,对该启动子进行瞬时表达研究,结果表明PtLFY启动子可以驱动GUS基因在烟草根、茎、叶和花器官中表达,但在根、茎、叶中仅微弱表达,表达强度明显低于CaMV35S启动子,而在花萼和雄蕊中表达强烈。     

毛白杨PtFT1和PtFT2基因编码区克隆与表达模式分析

以毛白杨为材料,采用同源基因克隆法从毛白杨中分离了FT(FLOWERING LOCUS T)同源基因PtFT1和PtFT2编码区序列。测序结果表明PtFT1和PtFT2 编码区长度均为525bp,可编码174个氨基酸。蛋白序列比对发现这两个基因与拟南芥、葡萄等物种中FT同源基因所编码的氨基酸同源性达到75%以上, PtFT1 和 PtFT2 所推测的氨基酸序列包含FT类蛋白保守基序(LGRQTVYAPGWRQN)和两个关键性氨基酸残基Tyr84(Y),Gln139(Q)。系统进化分析进一步表明 PtFT1 和 PtFT2 属于FT亚家族成员。采用Real-time qRT-PCR技术检测 PtFT1 和 PtFT2 在各个组织部位中的表达模式,结果表明 PtFT1 和 PtFT2 在各个组织部位均有表达,但这两个基因的表达水平存在差异;两个基因在早期雌雄花芽(7月5日)表达量明显高于成熟雌雄花芽(翌年3月10日)表达量,进而推测在毛白杨中 PtFT1 和 PtFT2 的表达响应日照长短,长日照条件促进这两个基因的表达,它们可能在光周期调控的开花途径中促进花芽分化和开花发挥特定作用。这些研究对于阐明 PtFT1 和 PtFT2 在光周期开花调控途径中的作用机制具有重要意义,为进一步开展毛白杨开花调控基因工程研究奠定了工作基础。     

毛白杨PtSEP2基因启动子克隆和瞬时表达特性分析

利用PCR技术从毛白杨基因组DNA中扩增获得花器官发育相关的SEPALLATA2类似基因PtSEP25′侧翼约2.3kb的一段序列,经PlantCARE序列分析表明,该序列中含有启动子特征的保守序列及多种光应答元件,初步推测其为PtSEP2基因启动子.进一步以GUS为报告基因,构建了pPtSEP2 promoter::...     

毛白杨乙酰-乙酰载体蛋白硫脂酶基因(PtFATB)的克隆与表达分析

植物脂肪酸合成的主要部位是叶绿体,叶绿体向外运输脂肪酸的种类和数量受到乙酰-乙酰载体蛋白硫脂酶(FATB)控制。FATB基因在植物生长过程起着非常关键的作用。本研究以毛白杨为材料,将生物信息学知识和分子生物学手段相结合,首先利用现有的杨树基因组EST序列库资源,通过同源序列搜索,经过多次拼接合并获得了理论的杨树脂肪酸去饱和酶基因PtFATB序列全长,利用RT-PCR手段成功克隆得到了毛白杨FATB基因全长编码序列cDNA,该cDNA全长1,450bp,包括起始密码子ATG和144bp的5′末端非编码区,终止密码子TGA和40bp的3′末端非编码区,开放阅读框编码421个氨基酸。通过RT-PCR半定量研究了PtFATB在叶片组织中的表达量最高,茎、根中的表达量依次降低。在低温、干旱、NaCl、ABA四种条件下诱导生长24h,只有在低温的条件下发现PtFATB表达量略微降低,其他几种情况未有变化,该结果表明PtFATB呈组成型表达。上述结果为植物脂肪酸的基因工程提供了基础。     

芽变毛白杨生根相关基因片段的克隆与序列分析

目的:克隆芽变毛白杨生根相关基因片段.方法:采用诱导生根和抑制生根两种处理,分别提取芽变毛白杨(Mutant Populus tomentosa)皮部 RNA,进行逆转录和差异显示,筛选和克隆特异片段.结果:研究表明不同处理基因表达有一定差别.经Northem鉴定,诱导生根处理的扩增产物中有一条与生根相关的差异片段.将其克隆和测序,该片段编码序列长度 316bp.Cen Bank 中查询没有发现同源性较高的基因.结论:成功地获得了长度 316bp 的芽变毛白杨生根相关基因片段,可能为新基因的一部分.该基因片段的获取将为分离全长生根相关基因,查明该基因表达调控的机理提供基础.     

毛白杨PtoNAC157基因的克隆与表达分析

NAC是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育和抗逆过程中有重要作用。本研究从毛白杨中克隆出一个NAC转录因子基因,并根据同源性分析将其命名为PtoNAC157,开放阅读框为942 bp,能编码一个由313个氨基酸残基组成的蛋白质,预测蛋白分子量为35.5 kDa,等电点为7.22。氨基酸同源性分析显示,该蛋白N-端具有保守的NAC结构域。实时荧光定量PCR结果表明：PtoNAC157在毛白杨幼根、茎和叶中均有表达,在茎中的表达量最高。PtoNAC157响应低温、NaCl（300mmol.L-1）、干旱和ABA（200μmol.L-1）胁迫。由此推测该基因在林木次生生长及响应胁迫信号转导过程中发挥作用。