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（Ｐｋ ＤＸＳ１）。Ｐｋ ＤＸＳ１基因的Ｃ Ｄｎａ全长序列２ ８８８ ｂＰ，含有１个２ ２２３ 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＆ＺｕＣ．．．

以杜仲叶片cDNA为模板,采用反转录RCR及RACE技术分离出DXR基因cDNA全长。序列分析结果表明该基因序列全长1 814 bp,共编码478个氨基酸,推导的蛋白质分子量为51.71 kD,理论等电点5.79,命名为EuD-XR。推导的EuDXR蛋白质序列具有植物DXR酶的5个典型基序,并预测出26个潜在的功能位点。系统进化树分析表明EuDXR蛋白与玉米、水稻亲缘关系最近,其次为橡胶、拟南芥、烟草。

【目的】MEP途径是合成生物碱、萜类物质前体的重要途径之一,1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase (DXS)是MEP途径中的第1个限速酶。为了解卷叶贝母DXS的结构和功能特点,本研究利用分子生物学手段对其进行分析,以期为贝母生物碱合成途径研究打下基础。【方法】采用PCR技术克隆卷叶贝母FcDXS基因开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)序列,运用生物信息学方法对其进行序列分析,预测其潜在的功能。通过荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测FcDXS基因在野生状态(根、茎、叶、鳞茎)和组培诱导物(愈伤组织)中的表达情况。【结果】获得了2151 bp FcDXS基因ORF片段,编码716个氨基酸,并与NCBI公布的砂仁等植物DXS蛋白相似性达80%以上;在Fc DXS蛋白的二级、三级结构预测中,得出Fc DXS蛋白主要由α螺旋构成; qRTPCR检测结果表明FcDXS基因在野生状态下鳞茎表达量最高,激素诱导状态的愈伤组织表达量则是野生鳞茎的5倍。【结论】Fc DXS蛋白质特征区及同源性等生物信息学分析表明该蛋白的结构域较保守,结合荧光定量分析结果证明,Fc DXS是一个有生物学功能且受激素诱导表达的蛋白质。本研究为后续利用基因工程手段提高卷叶贝母生物碱含量奠定了理论基础。

在转录组测序结果分析基础上,以山鸡椒c DNA为模板,克隆得到山鸡椒1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原异构酶DXR基因c DNA全长,以山鸡椒基因组DNA为模板,设计引物、扩增拼接后获得山鸡椒DXR基因全长,命名为Lc DXR。序列分析表明,Lc DXR c DNA全长为1 501 bp,5’非编码区长34 bp,3’非编码区长53 bp,开放阅读框长1 413 bp,预测编码含有470个氨基酸残基的蛋白质,等电点为6.62,分子量为51.12 k D。Lc DXR基因全长为12 601bp,其中外显子12个,内含子11个。对来自10个种源的Lc DXR基因编码区单核苷酸变异位点进行分析表明:在c ...

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中的一个关键酶,其小亚基rbcS具有调控羧化反应催化效率和影响该酶对二氧化碳/氧气底物特异性的功能。从巴夫杜氏藻中克隆rbcS基因及其5′-上游序列,并对基因及5′-上游序列进行了分析。根据已知rbcS基因保守核苷酸序列设计引物,分别克隆到1 841 bp的DNA和380 bp的cDNA序列。以此为基础,使用染色体步移(Genome walking)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,获得了799bp的5′端DNA序列和500 bp的3′端cDNA序列。序列分析发现,巴夫杜氏藻rbcS DNA全长为2 031 bp(不包括476...

【目的】法尼基焦磷酸合酶（ｆａｒｎｅｓｙｌ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ，ｆｐｓ）是天然橡胶生物合成的甲羟戊酸途径中的关键酶，获得橡胶草ｆｐｓ基因并转化野生橡胶草，为研究ｆｐｓ基因在橡胶草橡胶生物合成过程中的调控作用奠定基础。【方法】采用同源克隆的方法获得橡胶草ｆｐｓ基因全长ｃ ｄｎａ序列，并对该基因进行生物信息学分析。对橡胶草和其他１８种不同高等植物的ｆｐｓ氨基酸序列进行多序列比对及进化树分析。提取橡胶草不同组织：根、叶柄、叶、花梗、花和种子ｒｎａ，对ｆｐｓ基因进行组织特异性表达分析，并对不同生长时期的橡胶草ｆｐｓ表达量进行比较，分析橡胶草生长过程中ｆｐｓ的调节作用。将该基因在野．．．

2-甲基-D-赤藓糖醇-2,4-环焦磷酸合酶(MDS)基因曾被认为是调控植物2-甲基-D-赤藓糖醇4-磷酸(MEP)途径的一个关键节点。为解析杜仲MDS基因序列信息和预测基因功能,以叶片cDNA为模板,采用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)及cDNA末端快速扩增(RACE)技术分离出杜仲MDS基因的cDNA克隆,并通过一系列生物信息学方法进行序列分析。结果表明:EuMDS基因cDNA全长976 bp,5′端非编码区长119 bp,3′端非编码区长146bp,编码236个氨基酸。推导EuMDS氨基酸序列中包含转运肽序列(A1~A56)以及多个植物MDS蛋白保守的功能位点(A84,A87,A8...

【目的】探究灯盏花叶片数相关基因磷酸蛋白酶1（EbPP1）的功能，为揭示灯盏花叶片数目和开花时间分子机理奠定基础。【方法】从灯盏花叶片克隆EbPP1基因，将其构建至植物过表达载体RP101。用蘸花法侵染刚抽薹拟南芥植株进行异源表达，通过筛选获得若干株T_(1)、T_(2)、T_(3)代拟南芥阳性植株。最后统计T_(3)代阳性植株叶片数目和开花时间，通过实时荧光定量（RT-qPCR）检测EbPP1表达量，并测定拟南芥植株内源激素含量。【结果】成功克隆到全长EbPP1基因，并构建了该基因的重组过表达载体RP101-GFP-EbPP1。在拟南芥中实现了稳定的遗传转化，于T_(3)代中获得24株阳性EbPP1转基因植株，并对T_(3)代阳性植株进行实时荧光定量分析，RT-qPCR结果显示转基因拟南芥中EbPP1基因过量表达，其表达量从野生型的1.034增加至136.33；转基因拟南芥在表型上呈现出叶片数增多、开花时间延迟的特征；通过LC-MS定量测定植株内源激素含量显示，T_(3)代转基因拟南芥中吲哚-3-甲酸（ICA）和赤霉素24（GA24）等多种激素的含量明显高于野生型，其中生长素前体物质L-色氨酸（TRP）尤为显著，达到了野生型的3倍。【结论】本研究成功在拟南芥植株中异源表达EbPP1基因，与野生型相比，转基因拟南芥中叶片数增多，EbPP1基因表达量增高，内源激素含量升高。基于上述结果表明EbPP1可能通过调控植物激素水平，进而影响灯盏花叶片数目和开花时间。本研究为进一步解析灯盏花叶片数目发育相关机制和开花分子机理奠定基础，同时也为选育高品质灯盏花新品种提供一定的遗传基础。

脯氨酸在提高植物抗逆性方面起着非常重要的作用。本研究以朝鲜碱茅茎叶组织提取的RNA为模板,根据已报道的P5CS基因同源序列设计引物,通过RT-PCR法扩增出1个P5CS的cDNA序列,全长2 158 bp,是一个完整开放阅读框,编码含716个氨基酸的蛋白,Genebank登陆号为:HQ637435。与其他植物P5CS基因进行同源性比对的结果显示,朝鲜碱茅P5CS基因的核苷酸和氨基酸序列与小麦的同源性最高。并对其信号肽、疏水性、跨膜结构、二级结构和主要功能域做了预测。半定量RT-PCR结果表明,PuP5CS基因在朝鲜碱茅的根部和叶片均有表达,但是根部的表达量较低,叶片中的表达量较高,在4种胁迫处...

【目的】PIN1基因通过调控生长素极性运输的方式在植物根系生长发育中发挥作用。对马尾松PmPIN1基因进行全长克隆和功能分析,有助于在分子水平揭示马尾松的生根机制。【方法】运用PCR和RACE技术成功克隆马尾松PmPIN1基因cDNA序列;利用生物信息学软件分析PmPIN1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;通过实时荧光定量分析PmPIN1基因在10年生马尾松幼根、1年生枝条、新叶、花中的表达量差异;利用农杆菌侵染法将PmPIN1基因转入烟草获得转基因植株,比较转基因烟草与转pCAMBIA-1302空白载体烟草之间的表型差异;用激光共聚焦显微镜观察PmPIN1-GFP荧光蛋白在转基因烟草根中的表达模式;酶联免疫法测定野生型和转基因烟草的根、根茎结合处及叶中的生长素含量;用不同浓度的生长素极性运输抑制剂1-N-萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA)处理野生型与转基因烟草,分析烟草根、根茎结合处、叶中的生长素含量变化;利用PEG介导法将16318-hGFP-PmPIN1重组载体转化至拟南芥原生质体中进行亚细胞定位分析。【结果】PmPIN1基因全长2914bp,包含2085bp的ORF,编码的蛋白由695个氨基酸组成,N端与C端均有膜运输蛋白。系统进化树显示马尾松与油松在发育树同一支上。通过实时荧光定量发现PmPIN1在不同组织中的表达量差异达到极显著,1年生枝条与幼根中表达量较高,花中最低。农杆菌介导法转化烟草获得的转基因烟草,较转空载烟草株高增长,生根量增加且根系变长。激光共聚焦显微镜观察得出转基因烟草根部中间有明显绿色荧光富集现象。酶联免疫法测定结果表明转基因烟草根、根茎结合处生长素含量高于野生型,且叶较根和根茎结合处减少。不同浓度NPA处理后,野生型烟草根中生长素含量变化达极显著,且生长素含量随NPA处理浓度的增加而减少;处理浓度为10nmol·L~(-1)时,叶中生长素含量最高;处理浓度为2nmol·L~(-1)时,根茎结合处生长素含量增加较多。不同浓度NPA处理后,转基因烟草不同部位生长素含量变化均未达到极显著。亚细胞定位分析表明PmPIN1蛋白主要分布于细胞膜上。【结论】马尾松PmPIN1与油松PIN1亲缘关系最近。PmPIN1属于膜蛋白。PmPIN1转基因烟草可能提高生长素由地上部位向地下部位的运输能力,减少NPA对生长素含量变化的影响,表明PmPIN1可能调控生长素的极性运输;PmPIN1-GFP绿色荧光富集在根部中间部位,PmPIN1在幼根中表达量较高,转基因烟草较转空载植株发根量多,根长长。研究结果表明PmPIN1基因可能在根系发育中发挥重要作用。

以高产脂思茅松为材料,基于转录组数据分析,采用RT-PCR方法获得思茅松牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)基因的c DNA序列,Gen Bank登录号为KM382173.1.序列分析显示,思茅松GGPS基因c DNA全长1 152 bp,编码383个氨基酸,属于GGPS家族.序列比对分析显示,思茅松GGPS拥有GGPS家族特有的两个功能保守结构域FARM(DDLPSMDND)、SARM(DDILD),其与马尾松GGPS的同源性为78.07%.系统进化树分析显示,思茅松GGPS与马尾松GGPS的亲缘关系最近.荧光定量PCR分析表明,在思茅松的树皮中,GGPS基因的表达明显受到割脂物理伤害的诱导,在高产脂思茅松个体幼枝中的表达量远远高于在低产脂思茅松个体的表达量.

从链霉菌Streptomyces sahachiroi ATCC 33158基因组中克隆到1个聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)基因orf18。生物信息学及进化树分析表明它可能属于rppA类Ⅲ型PKS基因。通过RT-PCR证实了该基因在野生型S.sahachiroi中是可以进行转录表达的。HPLC和LC-MS分析的结果表明orf18在S.lividans中异源表达时可产生1,3,6,8-四羟基萘(THN),并且发现该基因也可以在革兰氏阴性菌Pseudomonas stutzeri中异源表达并产生明显的棕红色色素。证明orf18编码的蛋白属于RppA类Ⅲ型PKS,可催化T...

为了研究甲羟戊酸-5-磷酸激酶(PMK)在紫苏萜类物质生物合成代谢通路中的重要作用，对紫苏转录组数据进行分析，挖掘出紫苏PMK基因参考序列，采用基因克隆技术从紫苏中克隆了PMK基因，利用生物信息学和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法对紫苏PMK基因进行了分析。结果表明，紫苏PMK基因开放阅读框(ORF)全长为1 524 bp,编码507个氨基酸。生物信息学分析显示，PfPMK的分子质量为54.73 ku,等电点为5.20,为亲水蛋白；紫苏PfPMK氨基酸与SmPMK、SsPMK、SbPMK和PvPMK同源性较高，说明紫苏PfPMK蛋白在进化过程中保守性较强。亲缘关系分析显示，PfPMK与丹参和一串红的PMK亲缘关系很近，在线软件WoLF-PSORT预测PfPMK蛋白可能定位于质膜或内质网膜上。qRT-PCR结果表明，PfPMK基因在紫苏根、茎、叶中均有表达，在根中的表达量高于在叶和茎中的表达量；紫苏不同生长发育时期的qRT-PCR分析显示，PfPMK基因在9月中下旬表达量较高。首次从紫苏中克隆出PfPMK基因，生物信息学分析该基因属于甲羟戊酸-5-磷酸激酶基因，参与了紫苏萜类物质的生物合成。

毛竹Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ阿拉伯糖－５－磷酸异构酶（Ｐｅ Ｋｄｓ ｄ）是２－酮－３－脱氧辛糖酸（Ｋｄｏ）生物合成途径的第１个关键酶。采用逆转录实时聚合酶链式反应（ｑ Ｒｔ－ＰｃＲ）克隆得到毛竹Ｋｄｓ ｄ基因。该基因ｃ ｄＮａ全长１ ０３８ ｂＰ，编码３４６个氨基酸；对不同物种来源的Ｋｄｓ ｄ氨基酸序列进行比对和系统进化树分析。结果表明：毛竹的Ｋｄｓ ｄ与玉米Ｚｅａ ｍａｙｓ等植物来源的Ｋｄｓ ｄ有很高的序列一致性，而与微生物来源的Ｋｄｓ ｄ序列一致性较低。毛竹不同组织实时荧光定量聚合酶链式反应（ｑ Ｒｔ－ＰｃＲ）结果表明：Ｐｅ Ｋｄｓ ｄ基因在叶中表达量远远高于其他组织。在大．．．

【目的】5-氧脯氨酸酶（5-oxoprolinase,OXP）是γ-谷氨酰循环中6种核心酶之一。鉴定尖镰孢（Fusarium oxysporum）5-氧脯氨酸酶基因，明确其与尖镰孢致病力的关系，为解析尖镰孢致病分子机制以及棉花枯萎病防治提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法从尖镰孢基因组中鉴定FoOXP，分析其基因结构、编码蛋白的结构域、染色体定位及进化关系。通过基因敲除突变株和回补菌株分析FoOXP2突变后尖镰孢的表型，并检测突变株和野生型菌株对棉花幼苗的致病力差异。利用寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术调查转化棉花的病级率及病情指数。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测棉花中真菌生物量和转化FoOXP2干扰片段的棉花茎中FoOXP2的表达量。【结果】在尖镰孢基因组中共鉴定出两个FoOXP(FoOXP1和FoOXP2)，其编码序列长度分别为4 080和3 921 bp，分别编码1 359和1 306个氨基酸，蛋白质分子量分别为14.90和14.07 kDa，理论等电点分别为5.73和5.30。FoOXP1蛋白定位于线粒体，FoOXP2蛋白定位于细胞骨架。FoOXP1位于染色体JH657921,FoOXP2位于染色体JH657938，未形成基因簇，其序列相似性为52.00%。系统发育分析发现，FoOXP1和FoOXP2分属于两个亚群。与野生型菌株相比，FoOXP2敲除突变株产孢量和孢子萌发率显著降低，穿透能力丧失，对刚果红和山梨醇的耐受力有所增强，但对细胞壁胁迫（SDS和CFW）、氧化胁迫（H2O2）和渗透胁迫（NaCl和KCl）更敏感。同时，对棉花的致病力显著下降。HIGS结果表明，接菌14和21 d后，FoOXP2基因沉默后的棉花植株发病明显减轻，其病情指数（17.3和40.2）显著低于对照（28.2和77.1）,FoOXP2表达量和真菌生物量显著低于对照。【结论】FoOXP2正向调控尖镰孢的致病力，推测其在宿主-病原体互作过程中发挥重要作用。