小麦TaMKK2基因的克隆及功能分析

小麦在生育周期内会遭遇多种非生物胁迫，制约小麦的生长发育。为了提升小麦新品种的抗逆性，本研究基于MAPK抗逆性基因开展实验，以冬小麦新品种‘新冬43号’为实验材料，采用同源克隆方法，获得了MKK2基因，暂命名为TaMKK2，对其编码的基因序列进行了生物信息学分析，并对该基因进行了亚细胞定位和原核表达分析。结果表明，该基因的cDNA序列全长为531 bp，含有1个完整的开放阅读框，编码176个氨基酸，相对分子量约20.07 kD，等电点为8.37；与山羊草、二穗短柄草MKK2基因的亲缘性较近；理论定位于细胞核上，然而实验操作未能检测到荧光信号；各诱导条件下目的蛋白均以包涵体形式存在，纯化复性后得到大小为20.07 kD的目的蛋白。本研究结果为小麦应对非生物胁迫以及利用基因育种技术改良植物抗逆性提供理论依据。     

拟南芥核酸酶基因AtCaN2克隆及功能分析

为了研究拟南芥核酸酶AtCaN2基因在植物生长发育过程中的作用与功能,从拟南芥中克隆了核酸酶AtCaN2基因,并对该基因进行生物信息学分析,亚细胞定位分析,蛋白质诱导、表达、纯化及功能研究。结果表明,AtCaN2蛋白等电点为8.45,化学式为C₁₁₁₆H₁₇₈₈N₃₁₀O₃₃₅S₃,共含有3 552个原子数,为亲水性蛋白;AtCaN2与十字花科亚麻荠的同源性较高,同源性为87.89%,与谷子、高粱和玉米的同源性较低,同源性分别是56.42%,57.35%,56.47%,且在氨基酸序列中间具有高度保守的D-X-D序列;同时进化树分析显示AtCaN2与十字花科亚麻荠的亲缘性最近,与谷子、玉米等禾本科植物的亲缘性比较远,这些结果同氨基酸序列比对的结果一致;亚细胞定位结果显示其定位于细胞质,与预测结果相符;蛋白质诱导和纯化得到大小约为35 ku的His-AtCaN2融合蛋白;Western Blot分析显示,诱导表达的融合蛋白正确翻译表达,且没有出现结构上的断裂或者降解的情况;小量诱导...     

小麦PEBP-like基因等位变异与籽粒大小、粒重关系研究

小麦PEBP-like基因与籽粒大小、粒重相关.本文根据水稻GS3基因序列搜索小麦及其近源种属EST序列,电子克隆小麦PEBP-like基因,并设计特异引物在万县百麦子/京411构建的重组自交系群体(recombinantinbredlines.RILs)鉴定该基因变异与籽粒大小及粒重的关系.结果表明,本文小麦籽粒大小与粒重相关性较好,其中粒宽和粒重的相关性最好(0.668**),其次是粒厚(0.629**),粒长也与粒重呈极显著正相关(0.485**).WKS3-8引物在亲本和群体中多态性较好,具有A型等位基因的家系,籽粒较小、粒重低,其大部分家系千粒重低于平均值(38.3 g);而具有B型等位基因的家系,籽粒较大,粒重高,其大部分家系粒重高于平均值.上述说明PEBP-like基因等位变异与小麦粒长、粒宽、粒厚及粒重关系密切.     

小麦TaPLD-2基因的克隆及功能分析

为了寻找耐盐新基因,培育耐盐新品种。本研究以23个小麦品种为材料,对TaPLD-2基因进行克隆及序列多态性分析,并对TaPLD-2基因响应盐胁迫表达模式进行了研究。结果表明,TaPLD-2基因的全长编码框为1301 bp,位于2DS染色体上,编码的蛋白定位于细胞质,为亲水蛋白,无跨膜区域,属于可溶性NAD(P)(H)氧化还原酶家族;TaPLD-2基因受盐胁迫诱导上调表达,表达量在盐胁迫24 h为对照组的1.8倍,48 h达到最高,为对照组5倍。分析表明SNP位点与相对根长、相对株高及K⁺、Na⁺含量都存在一定程度的相关性。     

大麦籽粒大小的差异性及相关分析

本文对１９９４、１９９５、１９９６、１９９７四个年份收获的１８个大麦品种的７２个样品的种子粒形的研究,结果表明：１．大麦种子粒形既受遗传因素的控制,又受环境因素的影响,２．对大麦籽粒选种时,应选择籽粒宽度较大而长宽比较小的品系,这样既可改变种子的粒型又可以提高大麦种子的千粒重。     

小麦籽粒胚乳基因sbe2b cDNA的克隆与原核表达条件的优化

本研究采用RT-PCR技术克隆了小麦胚乳基因sbe2b全长cDNA序列。序列分析表明,该序列与已报道的sbe2bcDNA序列(登录号:AY740401)同源性为98%。同时构建了原核生物表达载体pET28(a+)-sbe2b,对不同的IPTG诱导浓度和诱导时间等条件的优化结果表明,37℃8h能诱导sbe2b融合蛋白的最大量表达,在0.5mmol/LIPTG浓度下可以成功表达出sbe2b蛋白。为进一步体外研究sbe2b的物理化学性质及催化机理奠定基础。     

大麦籽粒大小的差异性及相关性分析

本文对１９９４－１９９７年四个年份收获的１８个大麦品种的７２个样品的种子粒形的研究。结果表明;大麦种子粒形既受遗传因素的控制,又受环境因素的影响,对大麦籽粒选种,应选择籽粒宽度较大而长宽比较小的品系,这样既可改变种子的粒型又可以提高种子的千粒重。     

小麦胁迫相关基因TaLEAL3的克隆及分子特性分析

第3组LEA蛋白(late embryogenesis abundant protein)介导干旱、高温、高盐等非生物胁迫响应, 关于普通小麦LEA基因的研究鲜有报道。利用噬菌体原位杂交技术, 从小麦苗期干旱胁迫条件构建的cDNA文库中筛选出LEA蛋白基因TaLEAL3, 其全长750 bp, 编码区长501 bp, 编码166个氨基酸, 含有一个明显的核定位信号区。氨基酸同源性分析发现, TaLEAL3属于第3组LEA蛋白, 序列中含有由11个氨基酸组成的3个不完全重复的基序和α-螺旋的LEA结构。电子定位结果显示, TaLEAL3基因位于4BL、4DL和5AL染色体上, 主要在茎中表达, 而在根中几乎无表达。实时荧光定量PCR分析表明, 在干旱、低温和ABA诱导下, TaLEAL3基因表达量明显增加。在该基因上游1.7 kb序列处, 预测具有启动子的核心序列和增强子序列, 及与干旱和低温等多种逆境胁迫相关的调控序列。本研究为深入分析小麦LEA蛋白基因的功能, 初步解析LEA蛋白的作用机制提供了数据。     

小麦籽粒胚乳中淀粉分支酶基因的RNAi表达载体的构建及表达

构建sbe2b的RNAi表达载体,并对其转化烟草,检测其对直链淀粉合成的影响.利用网络数据库http://jura.wi.mit.edu/bioc/siRNAext/,确定小麦胚乳淀粉分支酶sbe2b的部分基因序列作为RNAi的目标序列,通过RT-PCR方法从小麦籽粒胚乳中成功克隆出了小麦胚乳中淀粉分支酶sbe2b基因...     

小麦亚硝酸还原酶基因及调控序列克隆、定位和表达分析

利用in silico及反向PCR技术, 从小麦中克隆了亚硝酸还原酶编码基因及其调控序列, 进一步利用原核诱导表达、半定量RT-PCR、AS-PCR及生物信息学手段对克隆的新基因进行鉴定及染色体定位分析。开放阅读框预测结合测序结果表明, 该基因gDNA长2 881 bp, 包含4个外显子和3个内含子, cDNA长1 830 bp, GenBank登录号分别为FJ555239和FJ527909, 预测编码产物大小约为65.7 kD, 与NCBI已公布的亚硝酸还原酶基因编码产物同源性达60%以上, 其中与其他单子叶谷类作物同源性达80%以上。IPCR技术延伸该基因5′端侧翼序列至-2 924 bp (以ATG起始计算), 经1 mmol L^-1 IPTG诱导后可表达大小约为70 kD的蛋白(含约3.8 kD的组氨酸标签)。RT-PCR结果显示, 30 mmol L^-1 KNO₃处理小麦幼苗1 h, 亚硝酸还原酶基因表达量最高。酶活性测定表明, 随着KNO₃处理时间延长亚硝酸还原酶活性增强。AS-PCR检测发现, 该基因在普通小麦6A及6B染色体上至少各存在1个拷贝。     

小麦wzy2-1基因的克隆及功能分析

脱水素是一类植物胚胎发育后期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein, LEA蛋白),属于LEA D-11家族,植物受非生物胁迫会大量表达。利用同源克隆技术,从郑引1号小麦中克隆了1个Kn型脱水素基因,命名为wzy2-1。该基因全长1740bp,编码579个氨基酸,含有9个保守的K片段,与大麦的Dhn5基因具有较高同源性。生物信息学预测该蛋白属于高度亲水性的无序蛋白。通过该蛋白对大肠杆菌的保护作用研究表明,WZY2-1蛋白能够提高大肠杆菌对低温、高温、高盐以及高渗胁迫的耐受性。荧光实时定量PCR分析表明,wzy2-1基因受低温、盐渍、干旱诱导表达,但不受外源ABA诱导,说明wzy2-1基因属于非ABA依赖型脱水素基因。     

拟南芥半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因AtCYS6克隆及功能分析

为了研究拟南芥半胱氨酸蛋白酶抑制剂AtCYS6基因在植物生长发育过程中的作用与功能,从拟南芥中克隆了半胱氨酸蛋白酶抑制剂AtCYS6基因,并对该基因进行生物信息学分析,亚细胞定位分析,蛋白质诱导、表达、纯化及功能研究。结果表明,AtCYS6蛋白等电点为5.85,化学式为C₁₁₇₉H₁₈₄₈N₃₂₂O₃₄₈S₆,共含有3 703个原子数,为亲水性蛋白;AtCYS6与十字花科的荠菜、荠蓝的同源性较高,同源性分别为81.1%,80.3%,同水稻、玉米和大豆的同源性较低,同源性分别为55.5%,54.3%,56.6%,且在氨基酸序列中间具有高度保守的Q-V-G(Gln-Val-Gly)序列;同时进化树分析显示AtCYS6与同属于十字花科的荠菜、荠蓝的亲缘性较近,同水稻、玉米、高粱、谷子等禾本科植物的亲缘性较远;亚细胞定位结果显示其定位于细胞质,与预测结果相符合;蛋白质诱导、表达和纯化得到大小约为52 ku的融合蛋白,其中AtCYS6蛋白质的分子量约为26 ku,与预测值相符合;West...     

棉花耐盐相关基因GhVP的表达及功能分析

为了研究Gh VP基因在棉花中的表达特性和功能,克隆了棉花Gh VP基因,构建p BI121-Gh VP∷GFP荧光表达载体,采用基因枪技术转化洋葱内表皮细胞,结果显示Gh VP基因编码蛋白定位于细胞质膜上。将构建的p BI121-Gh VP∷GFP荧光表达载体转化棉花花粉,花粉荧光明显增强,说明该基因可以在棉花中表达,为Gh VP基因可以在棉花中表达提供了依据,为培育棉花耐盐新材料奠定了基础。     

番茄转录因子基因SlYAB2a的克隆、表达及亚细胞定位分析

为了研究番茄SlYAB2a基因的功能及其在番茄生长发育中的分子机理,以番茄的cDNA为模板,利用RTPCR技术从番茄中克隆到SlYAB2a基因,该基因编码的蛋白质由192个氨基酸残基组成,蛋白质的分子量为21.35k Da,等电点是8.79,平均亲水系数是-0.487。SlYAB2a蛋白质的6~165位氨基酸残基形成Pfam:YABBY结构域,在20~47位有1个C2C2锌指结构域,在122~181位有1个螺旋-环-螺旋结构域。二级结构分析表明SlYAB2a蛋白分子中,α-螺旋占19.79%、β-折叠占14.06%、其余66.15%为不规则卷曲。蛋白多序列比对表明SlYAB2a与马铃薯、林烟草、酿酒葡萄、大豆、拟南芥、甘蓝型油菜、花药野生稻、玉米和小麦YABBY2的一致性分别为98%,78%,71%,65%,64%,64%,58%,57%,57%,说明SlYAB2a蛋白与来源于双子叶植物的YABBY2一致性较高,而与来源于单子叶植物的一致性较低。通过聚类分析发现YABBY2蛋白明显分为单子叶和双子叶2个亚类,SlYAB2a蛋白属于双子叶亚类,与马铃薯、潘那利番茄、绒毛状烟草、林烟草等的YABBY2蛋白序列亲缘关系较近。实时定量RT-PCR分析结果表明,在番茄植物的不同生长发育时期,根、茎、叶、花、果实中,都有SlYAB2a基因表达;并且在花和青熟果实中,SlYAB2a基因表达水平远远高于其他组织。说明SlYAB2a基因在花和果实的发育过程中起着重要作用。洋葱表皮细胞瞬时表达结果表明SlYAB2a蛋白定位于细胞核中。     

油用向日葵铵转运基因HaAMT1.1的克隆及功能分析

AMT1.1是铵转运家族的基因之一,在植物吸收转运 NH₄⁺中起到重要作用。为了明确氮素在植物体的转运吸收机制,本研究以油用向日葵‘早矮大头’为研究材料,成功从中克隆向日葵 AMT1.1 的同源基因HaAMT1.1。生物信息学分析表明该基因 CDS 区长 1 497 bp,编码 491 个氨基酸;正电荷残基 28 个,占氨基酸总数的 5.7%,负电荷残基 30 个,占氨基酸总数的 6.1%;其分子式为 C₂₄₁₇H₃₆₂₅N₅₉₇O₆₆₈S₂₂,预测分子量为52 439.29 Da,理论等电点为 6.58;HaAMT1.1 为疏水性蛋白,无跨膜结构域,具有 Ammonium Transp 超家族保守结构域,与黄花蒿 AMT1.1 亲缘关系最近。亚细胞定位结果表明 HaAMT1.1 位于细胞质膜和细胞核上。实时荧光定量 PCR 分析表明,不同组织中 Ha AMT1.1 基因在根系中表达量最高;不同 NH₄^...     

MaGA2ox12基因在香蕉中的克隆、亚细胞定位及表达分析

为了比较MaGA2ox12在威廉斯香蕉(Musa acuminata, AAA group)‘8818’及其矮化突变体‘8818-1’的序列差异和表达差异,本研究分别以威廉斯‘8818’及‘8818-1’的假茎为试材,同源克隆MaGA2ox12基因的g DNA及启动子序列,比较它们在基因组测序品种DH-Pahang以及威廉斯‘8818’和‘8818-1’中的序列差异。结果表明‘,8818’和‘8818-1’间MaGA2ox12的g DNA与启动子序列的相似性分别为99.93%和99.86%,而威廉斯品种与DH-Pahang间,MaGA2ox12基因无论g DNA序列还是启动子序列均存在较大差异(分别为98.13%和87.14%),且MaGA2ox12的启动子存在较多光响应和激素响应元件。MaGA2ox12具备GA2ox基因家族的特征,同源进化分析发现其与海枣、油棕亲缘关系最近,属于C20-GA2ox类型。亚细胞定位显示MaGA2ox12蛋白定位于细胞核上。RT-qPCR结果表明,MaGA2ox12在巴西、贡蕉、‘8818’果实发育时期下调表达,在‘88181-1’中上调表达,调控具有品...     

山东省小麦籽粒品质性状的演变及相关分析

本文以山东省建国以来不同时期有代表性的小麦品种为试材，从籽粒的物理品质指标，面粉的品质指标，淀粉的糊化特性及面团的流变学特性等27个性状进行了研究和分析，探讨了主要性状的演变规律，分析了品质性状问的相关。对今后小麦品种品质性状的改良潜力、育种目标及改良策略等问题进行了讨论。     

小麦TaSPP基因的克隆及表达分析

为明确磷酸蔗糖磷酸酶基因(SPP)的表达特征和生物学功能,进一步了解SPP参与蔗糖生物合成的调控机制。以小麦抗旱品种晋麦47的cDNA为模板克隆出3个位于第5同源群上的TaSPP同源基因,分别命名为TaSPP-5A、TaSPP-5B和TaSPP-5D。并利用生物信息学对小麦TaSPP的理化性质、基因结构、顺式作用元件、系统进化树和蛋白保守结构域等进行分析,通过qRT-PCR分析基因TaSPP的表达模式。结果表明,TaSPP-5A、TaSPP-5B、TaSPP-5D都包含8个外显子和7个内含子,TaSPP-5A和TaSPP-5D编码422个氨基酸,TaSPP-5B编码413个氨基酸。系统进化分析显示,小麦TaSPP基因与小麦的近缘物种在进化上处于同一分支,相似度较高。qRT-PCR表达分析结果显示,TaSPP基因在根、茎秆、旗叶、叶鞘、颖花、种子中均表达,其中在旗叶和茎秆中表达量较高;ABA、PEG-6000、NaCl和IAA胁迫均能诱导TaSPP基因的表达,表明小麦TaSPP基因可能在逆境胁迫过程中发挥重要作用。