【目的】研究转录因子LsMYB7基因对换锦花Lycoris sprengeri花色苷积累的调控作用。【方法】采用RT-PCR方法从换锦花花瓣中克隆获得花色形成相关R2R3-MYB转录因子LsMYB7基因，并进行生物信息学分析，运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析LsMYB7和花色苷形成相关基因的表达，再通过病毒介导的基因沉默(VIGS)技术研究LsMYB7基因对花色苷积累的调控作用。【结果】克隆到1条长951 bp的LsMYB7基因cDNA序列，开放阅读框(ORF)为825 bp，编码274个氨基酸，LsMYB7蛋白含有1个R2和R3结构域，属R2R3-MYB转录因子家族；系统进化分析表明LsMYB7与拟南芥Arabidopsis thaliana S22亚族基因聚为一类；LsMYB7亚细胞定位于细胞核，在不同花发育阶段和不同花色无性系中，LsMYB7基因表达与花色苷合成相关基因的表达趋势一致，主要在败花期和花色苷含量较高的H1无性系中表达；LsMYB7基因沉默后，换锦花花瓣明显变短，颜色变深，且LsCHS、LsF3'H、LsANS、LsUFGT1和LsUFGT2等花色苷形成相关基因的表达显著下调。【结论】LsMYB7属R2R3-MYB转录因子家族S22亚族，通过正向调控LsCHS、LsF3'H、LsANS、LsUFGT1和LsUFGT2花色苷生物合成相关基因的表达促进花色苷积累。图9表1参31

【目的】克隆漆树(Toxicodendron vernicifluum(Stokes) F. A. Barkl.)叶片中的谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)基因并分析其结构特征,明确该基因编码蛋白的酶活性及该基因的抗逆性,为其功能研究提供理论依据。【方法】根据已有的漆树叶片转录组数据,利用RT-PCR克隆漆树GST基因,应用生物学网站对其所编码蛋白的理化性质进行分析,并构建系统进化树和三维结构模型;利用原核表达系统和Ni-NTA亲和层析技术表达、纯化漆树GST重组蛋白,并利用不同底物测定重组蛋白的酶活性;将原核表达载体转入大肠杆菌BL21(DE3),验证该基因对低温、高温、高盐、高渗透压等非生物逆境胁迫的耐受性。【结果】获得了漆树谷胱甘肽S-转移酶基因TvGST7(GenBank登录号为MK956145)的完整编码序列,开放阅读框为711 bp,编码236个氨基酸,分子质量为27.17 ku,理论等电点为5.25;进化树分析和三维结构模拟表明,TvGST7蛋白属于Lambda(L)亚家族。酶活性测定结果显示,重组蛋白TvGST7具有巯基转移酶活性;胁迫试验表明,TvGST7的表达能增强大肠杆菌对低温、高温、高盐、高渗透压等非生物胁迫的抗性。【结论】根据TvGST7重组蛋白具有巯基转移酶活性及TvGST7的表达提高了大肠杆菌对非生物胁迫的抗性,推测TvGST7基因在漆树中的表达对于维持漆树体内的正常代谢和清除非生物胁迫产生的氧化损伤起着重要作用。

[目的]本文旨在通过克隆菊花中的乙烯受体基因(CmETR2),分析其表达特征并转入拟南芥中对其调控开花的功能进行研究。[方法]以菊花品种‘神马’为试验材料,克隆CmETR2全长序列,与其他物种进行同源性比对分析,利用荧光定量PCR检测该基因在不同组织中的相对表达量,以及其对外源乙烯处理后的响应变化。将CmETR2超表达转入拟南芥中,观察其对拟南芥开花时间和莲座叶片数的影响,分析转基因拟南芥中开花相关基因的表达量变化。[结果]克隆获得的CmETR2基因开放阅读框(ORF)全长为2 292 bp,编码氨基酸763个。系统进化分析表明,该基因编码的蛋白与向日葵的ETR3(XP_022030036.1)和刺菜蓟的ETR2-like(XP_024986908.1)亲缘关系最近。组织特异性定量表达分析结果表明,CmETR2在菊花营养生长期间茎和叶中表达量最高,生殖生长期间管状花和根中的表达量较高。亚细胞定位结果表明,CmETR2定位在细胞膜上。外源乙烯处理后3 h CmETR2基因表达量最高。CmETR2超表达植株的开花时间比野生型拟南芥晚3～4 d,开花时莲座叶片数比野生型拟南芥多3片左右。CmETR2超表达植株对乙烯的敏感性增强并表现出更明显的三重反应。在CmETR2超表达植株中,促进开花的基因AtGI、AtSPL3和AtFD在CmETR2超表达植株中的表达量较野生型下降,抑制开花的基因AtFLC和AtTFL在CmETR2超表达植株的表达量上调。[结论]本研究克隆得到菊花CmETR2基因具有延迟拟南芥开花的功能。

【目的】对玉米SCARECROW-LIKE 7(SCL7)进行克隆与表达研究,了解该基因表达的分子机制及其应用。【方法】以玉米叶片总RNA为模板,根据同源克隆策略设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术,获得ZmSCL7的全长cDNA序列。利用同源性比对进行序列分析,通过Northern杂交分析ZmSCL7在不同逆境胁迫下的表达特征,对转基因烟草进行Western blot分析,并测定最大光化学效率、叶绿素、丙二醛和脯氨酸含量验证该基因的抗盐功能。【结果】获得ZmSCL7全长cDNA序列1 653 bp,编码550个氨基酸。Northern杂交表明该基因在NaCl、H2O2和低温处理条件...

【目的】水稻根系是与地上部性状和产量密切相关的重要农艺性状。通过鉴定新的水稻根系发育相关基因,为深入解析水稻根系发育遗传机理奠定基础。【方法】从甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变的水稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系发育缺陷的突变体Osksr7(Oryza sativa kasalath short root7)。通过溶液培养和田间种植,对该突变体进行苗期表型鉴定及成熟期主要农艺性状考察。将Osksr7分别与野生型籼稻Kasalath和粳稻Nipponbare杂交,F2群体进行遗传分析和突变基因的图位克隆,对预测的候选基因进行测序验证。构建由35S启动子驱动OsKSR7的回复载体,通过农杆菌介导转入突变体成熟胚诱导的愈伤组织进行转基因互补验证。【结果】与野生型相比,Osksr7幼苗期的主根、不定根、侧根和根毛的伸长都受到抑制,主根、不定根和侧根的长度分别只有野生型的33%、38.9%和35.3%,但不定根数有显著增加。农艺性状调查发现,Osksr7的株高、穗数、茎秆粗细、结实率、千粒重和剑叶长宽等性状都受到显著影响,其中,穗数和结实率的差异极显著,分别只有野生型的56.3%和37.3%。遗传分析表明,突变体Osksr7和籼稻Kasalath杂交的F1表型正常,F2群体中正常植株与短根突变植株的分离比符合3﹕1,表明突变体Osksr7的突变性状受1对隐性核基因控制;利用SSR和InDel分子标记将突变基因定位在水稻第11染色体上IND1与IND2之间,物理距离约为143 kb的区间。在该区间有25个预测注释基因,候选基因测序比对发现,突变体Osksr7中的一个编码转运蛋白的基因LOC_Os11g24560第一个外显子上ATG后73 bp处的T突变为A,导致编码的第25位氨基酸由色氨酸突变为精氨酸。生物信息学分析表明LOC_Os11g24560是介导蛋白质从内质网(ER)运向高尔基体(Golgi)的COPII有被小泡的SEC23亚基在水稻中的同源基因。RT-PCR表明LOC_Os11g24560的表达水平在野生型和Osksr7突变体中无显著差异,35S启动子驱动的LOC_Os11g24560的回复载体能够使Osksr7突变体的表型回复成野生型,证实Osksr7的表型是由LOC_Os11g24560突变引起。【结论】Osksr7是一个水稻短根突变体,其产量相关的几个重要农艺性状显著受抑制,突变基因为LOC_Os11g24560,编码COPII有被小泡的SEC23亚基,与已报道的水稻根系基因都不等位,是一个新的水稻根系发育调控基因。

【目的】从棉花无短绒突变体GZnn中分离棉纤维发育相关的转录因子,并对其转录激活功能和表达模式进行初步分析。【方法】通过RACE(rapid amplification of the cDNA ends)和染色体步行(genome walking)技术,获得GhMS3的cDNA序列及基因组DNA序列。利用生物信息学方法对获得的DNA序列及推定的氨基酸序列进行分析,采用酵母单杂交系统验证GhMS3蛋白的转录激活功能,运用GUS组织化学染色法在转基因烟草中分析该基因的表达模式。【结果】获得GhMS3的基因组DNA以及上游1174bp的启动子序列。氨基酸序列比对发现GhMS3是R2R3 MYB转录因...

【目的】克隆紫花苜蓿(Medicago sativa L.)抗逆新基因MsDUF,并对其进行序列特征分析,了解该基因在逆境胁迫下的表达模式。【方法】利用RACE法获得紫花苜蓿MsDUF全长的cDNA序列,对该序列进行生物信息学分析;用基因枪法进行MsDUF的亚细胞定位分析;采用实时荧光定量PCR研究该基因在高含量NaCl和PEG-6000的胁迫下,以及ABA和GA3诱导下的表达模式。【结果】测序结果显示,该基因cDNA全长714 bp,包含一个633 bp的完整开放阅读框,编码210个氨基酸,命名为MsDUF,GenBank登录号为JX183734。氨基酸BLASTP分析表明,MsDUF氨基酸...

【目的】探讨热激蛋白（HSP）在花楸树响应高温胁迫过程中的作用，以期为花楸树引种低海拔地区提供理论基础。【方法】以2～4年生花楸树实生苗为研究对象，进行了花楸树SpHSP70-3基因的克隆、系统进化分析、组织特异性表达模式以及响应高温胁迫的表达机制研究，并利用农杆菌介导法转化拟南芥，对SpHSP70-3基因在高温胁迫下的响应进行了异源验证。【结果】SpHSP70-3基因开放阅读框全长为2 088 bp，编码695个氨基酸；SpHSP70-3蛋白与蔷薇科梨属的白梨PbHSP70同源性最高。内源性表达分析显示：SpHSP70-3基因在叶片中表达量最高，在花蕾、初花、盛花时表达量偏低；42℃处理花楸树后，发现前6 h SpHSP70-3基因表达量没有显著变化，12 h时表达量增至对照组的12倍，24 h时表达倍数最高，为对照组的19倍。对3个转SpHSP70-3基因拟南芥纯合株系（OE1、OE2、OE3）和野生型拟南芥（WT）进行45℃高温处理后，OE1、OE2、OE3中的丙二醛（MDA）含量均高于WT，且过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）活性结果均低于WT。此外，SpHSP70-3在转基因株系中的表达量随着处理时间的增加而上升，并且其抑制了正调节因子AtHSP70、AtHSP18.2、AtHsfA1D和AtHsfA1A的表达，同时诱导了负调节因子AtHsfB2B的上调表达。【结论】SpHSP70-3在花楸树响应高温胁迫过程中起负调控作用，初步推测SpHSP70-3是花楸树引种低海拔地区响应高温响胁迫机制中的负调控因子。

【目的】克隆褐飞虱(Nilaparvata lugens)Yellow基因(NlYellow),研究该基因在褐飞虱不同发育时期和不同组织中的表达谱,通过RNA干扰沉默Nl Yellow了解其功能。【方法】使用网络版primer3设计引物克隆Nl Yellow,将得到的c DNA序列翻译为氨基酸序列后,与Gen Bank数据库中其他物种的Yellow序列进行同源比对,并构建系统发育树。采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术,研究褐飞虱胚胎、1-5龄若虫以及成虫期Nl Yellow的相对表达量,并检测该基因在雌、雄成虫头、胸、腹、足、翅、卵巢和睾丸等组织中的相对表达量。向褐飞虱5龄若虫体内...

【目的】对家蚕hsp24.3基因(Bmhsp24.3)的功能进行研究,为选育抗逆境家蚕品种提供基础材料和理论依据。【方法】在对家蚕基因组进行生物信息学分析的基础上,对家蚕低分子量热激蛋白基因Bmhsp24.3进行克隆,然后利用家蚕的芯片数据对Bmhsp24.3基因在5龄第3天幼虫不同组织中的表达模式进行分析,并利用半定量RT-PCR技术,分别对Bmhsp24.3基因在正常情况下和热刺激条件下家蚕5龄幼虫不同发育时期(1～6 d)后部丝腺中的表达状况以及10个不同家蚕品种5龄第3天幼虫丝腺中的表达情况进行了检测;最后将Bmhsp24.3基因进行原核表达,获得重组蛋白rBmHSP24.3,并进一步...

水稻是中国重要的粮食作物之一，高产与优质一直是品种改良的主要目标。目前，中国稻米品质表现总体偏低，在一定程度上影响了其市场竞争力。稻米品质属综合性状，是指稻米或稻米相关产品满足消费者或生产加工需求的各种特性，主要涉及稻米的物理和化学特性，包括精米率、米粒形状、透明度、蒸煮时间、米饭质地与香味、冷饭质地以及营养成分等指标。通常用碾磨品质、外观品质、蒸煮与食味品质和营养品质４个方面来评价稻米品质。近１０年来，在上述稻米品质性状相关基因的克隆与功能研究领域已取得了长足的进展。水稻粒形不仅是重要的产量性状也是碾磨和外观品质的重要决定因素，目前已克隆了多个粒形相关的ＱＴＬ和基因。根据粒形相关基因的表型效．．．

大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ ｌ．）是世界上重要的经济作物，为人类生活提供所需的食用油和植物蛋白。大豆油脂、蛋白质和异黄酮含量决定了大豆的经济价值，大豆品质的优劣直接关系到食用者的身体健康，因此，越来越受到广大科研工作者的关注。大豆油脂脂肪酸组成对油的营养价值、耐储性及加工工艺等都有很大影响。油脂的组成和积累受脂肪酸合成途径中多种酶活性的影响，这些基因的表达还受到转录前、转录和转录后水平的调控，有许多相关基因参与此过程。目前大豆油脂的转录调控研究较多。研究表明，ＧｍＤＯＦ４和ＧｍＤＯＦ１１类转录因子可以激活乙酰辅酶ａ羧化酶和长链脂酰辅酶ａ合成酶，从而提高了种子油分含量。转录因子ＧｍｍｙＢ７３可．．．

【目的】克隆西瓜自交系M08的ClP5CS基因(Cla006553和Cla017928)cDNA序列全长,探究其在抵御干旱和盐胁迫中的作用。【方法】利用西瓜基因组信息,以M80幼叶为材料,克隆Cla006553和Cla017928的编码序列,对其氨基酸序列进行生物信息学分析和同源分析;构建这2个基因的过表达载体转化农杆菌,采用浸花法浸染拟南芥,选取相应转基因T2拟南芥株系,检测其在脱落酸(ABA)、甘露醇、NaCl及干旱胁迫下的发芽率、根长、成活率及脯氨酸含量,研究Cla006553和Cla017928对拟南芥抗逆性的影响。【结果】Cla006553编码序列长2 166bp,编码721个氨基酸;Cla017928编码序列长2 145bp,编码714个氨基酸。Cla006553与Cla017928的核苷酸和氨基酸序列之间的相似性为分别为74.19%和77.12%,其氨基酸序列中含有ATP结合位点、脯氨酸反馈抑制位点、亮氨酸拉链、谷氨酰激酶结构域、NAD(P)H结合位点、亮氨酸结构域、谷氨酸半醛脱氢酶结构域。转Cla006553和Cla017928基因的拟南芥植株在ABA、甘露醇、NaCl和干旱胁迫下的发芽率、根长、脯氨酸含量、成活率等均高于对照,具有较好的耐旱和耐盐能力。【结论】克隆了西瓜P5CS的2个编码基因Cla006553和Cla017928,这2个基因均可增强转基因拟南芥植株的抗逆能力。

[目的]本研究通过对大豆水通道蛋白基因GmTIP1-1的克隆及其在不同胁迫处理下的差异表达分析,探究水通道蛋白在大豆耐受非生物胁迫中的作用机制。[方法]从大豆品种‘天隆1号’中克隆出GmTIP1-1的CDS序列,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行分析。采用实时荧光定量PCR检测在不同逆境处理下GmTIP1-1在大豆根、茎、叶等组织的表达情况。利用基因枪轰击法对GmTIP1-1蛋白全长及不同跨膜结构域进行亚细胞定位分析。通过酵母双杂试验确定GmTIP1-1蛋白的互作蛋白,并利用实时荧光定量PCR检测在干旱处理下与GmTIP1-1互作蛋白基因的表达情况。[结果]GmTIP1-1的CDS序列全长为753 bp,编码250个氨基酸,等电点为6.51。系统进化分析发现,GmTIP1-1与苜蓿(Medicago truncatula)和黄瓜(Cucumis sativus)的亲缘关系十分相近。亚细胞定位结果显示,GmTIP1-1定位在细胞膜上。实时荧光定量PCR结果显示:GmTIP1-1在根中的表达量最高,在茎中次之,叶中最低;在干旱、ABA处理下均能诱导GmTIP1-1基因在大豆根、茎、叶中的表达;在干旱和ABA处理下,GmTIP1-1基因在根中的表达水平均高于在茎和叶中的表达水平。酵母双杂试验表明,GmTIP1-1与参与非生物胁迫调节的Gm SNARE蛋白以及响应逆境胁迫相关蛋白Gm F-box均存在互作。在干旱处理下,大豆根和茎中Gm SNARE和Gm F-box基因都会受到干旱诱导表达。[结论]GmTIP1-1蛋白定位于细胞膜,通过与参与非生物胁迫调节的Gm SNARE蛋白以及响应逆境胁迫相关蛋白Gm F-box互作来增强大豆对非生物胁迫的抗性。

为探究鱼类TRAF3在鱼类抗病毒免疫应答中的功能及作用机制，实验利用逆转录PCR克隆获得了日本鳗鲡TRAF3转录本（AjTRAF3），利用生物信息学软件分析了AjTRAF3的结构特征，利用qPCR、双荧光素酶报告系统以及免疫共沉淀等方法对其表达规律、功能及作用机理进行了初步分析。AjTRAF3的开放阅读框长度为1 707 bp，编码568个氨基酸。序列结构分析结果显示，AjTRAF3由N端的环结构域、两个锌指结构域以及一个螺旋结构域和C端高度保守的TRAF-C（MATH）结构域组成。qPCR结果显示，AjTRAF3在日本鳗鲡各组织中均有表达，脑组织中表达量最高，其次为头肾，心脏中的表达量最低。Poly I:C刺激6 h后，日本鳗鲡脾脏组织中AjTRAF3上调倍数最高，为对照组的15.83倍。迟缓爱德华菌感染24 h后，日本鳗鲡脾脏组织中AjTRAF3上调倍数最高，为对照组的31.47倍。此外，本研究构建了AjTRAF3真核表达质粒，发现过表达AjTRAF3能显著上调炎症及抗病毒相关基因的表达，可显著增强AjIFN2、AjIFN4和NF-κB启动子荧光素酶活性。并能显著上调由AjRIG-IN、AjMAVS、AjIRF3诱导的AjIFN2、AjIFN4和NF-κB启动子活性。免疫荧光结果显示，AjTRAF3主要定位于细胞质中，且与AjMAVS存在共定位。免疫共沉淀结果显示，AjTRAF3通过MATH结构域与AjMAVS相互结合，缺失该结构域后，其与AjMAVS的相互作用消失，推测AjTRAF3可通过介导RIG-I/MAVS信号转导途径调控鱼类的抗病毒免疫应答。本研究结果为进一步揭示鱼类TRAF3的生物学功能奠定了基础。