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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
黄胜雄 胡尚连 孙霞 曹颖 卢学琴 蒋瑶
【目的】4CL是木质素生物合成途径中的关键合成酶,通过对4CL基因的遗传进化分析,为其研究和利用提供理论依据。【方法】利用生物信息学手段,对4CL基因完整cDNA和编码氨基酸序列进行数据挖掘,利用Mega软件、ExPASy的Prosite数据库、NCBI的Conserved Domains数据库,进行4CL基因核酸和蛋白质水平上的遗传进化分析。【结果】构建了4CL基因的系统发生树,揭示出植物中的4CL基因聚类与植物分类大体一致,主要以基因家族的形式存在,但基因家族中部分基因存在着结构和功能的分化,4CL基因中存在着GC含量偏高和偏低两大类基因。4CL基因编码的氨基酸序列保守区高度相似,但是在单...
关键词：
木质素 4CL基因 遗传进化分析
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
杨雪萍 陆海 陈雪梅 蒋湘宁
将控制木质素生物合成的关键限速酶 (香豆酸CoA连接酶 ,4CL)基因 4CL1反向插入植物表达载体pBI12 1构建表达载体 ,通过农杆菌叶盘法介导转化烟草 ,获得一批转基因抗性植株 .经PCR检测 ,证明 4CL1基因已成功反义转入到烟草植株中 .通过对转基因植株和对照植株的纤维素和木质素含量的对比分析 ,发现反义 4CL1基因转化植株的纤维素含量比对照提高了 11 4 % ,而木质素含量比对照降低了 19 1% .
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
朱伟溢 陈建荣 彭彦 张学文 郭清泉 赵燕
采用PCR结合RACE技术克隆苎麻栽培种湘苎3号CAD基因全长cDNA序列;再运用qRT–PCR技术对木质素含量不同的代表性苎麻品种湘苎1号、湘苎3号、湘潭大叶白和城步青麻的CAD基因在其茎秆韧皮部和木质部的表达进行定量分析;使用1%间苯三酚和25%盐酸对4种苎麻茎横切片进行特异染色,观察品种间木质素染色度。结果表明,获得的苎麻CAD基因cDNA序列全长为1 378 bp(GenBank登录号,KF758396),编码359个氨基酸,推导为苎麻肉桂醇脱氢酶(BnCAD)。该推导蛋白质与已报道的几种植物木质素合成酶CAD的同源性均达90%以上,其中与蒺藜苜蓿的同源性达97%。运用qRT–PCR方...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
赵艳玲 陆海 陶霞娟 陈雪梅 蒋湘宁
该研究成功地将从刺槐 (Robiniapseudoacacia)中克隆得到的定位于形成层表达的GRP1 8启动子 ,分别与GUS报告基因及从毛白杨 (Populustomentosa)中克隆的香豆酸连接酶 (4CL1)基因连接构建成GRP1 8 GUS和GRP1 8 anti 4CL1融合基因 ,转基因于烟草植物 .经组织化学检测分析 ,GUS基因成功地由GRP1 8启动子驱动定位于形成层表达 ;融合基因GRP1 8 anti 4CL1的表达明显地改变了转基因烟草植株的木质素和纤维素的含量和比例 .转基因烟草的木质素含量较对照平均降低了 13 7% ,而转基因植株的纤维素含量较对照升...
[期刊] 华北农学报
[作者]
李益 胡尚连 卢学琴 蒋瑶 黄胜雄 李向前
从基因库中调取已完成测序的纤维素合成酶CesA(Cellulose synthase)基因序列和氨基酸序列,共涉及15个物种的89个基因,基于以上氨基酸序列,应用常用的系统发生关系树生成软件MEGA3.1,做出这89个基因的系统发生关系树。综合已知的模式植物CesA基因的功能(仅指初生壁或次生壁形成特异性),可推测某些未知功能基因的可能功能。研究还发现绿竹CesA基因与玉米和大麦CesA基因在系统发生关系和同源性方面关系密切。CesA一级结构可变区中半胱氨酸、丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸等氨基酸的含量变化较大,在同一位点半胱氨酸多是与丙氨酸、丝氨酸和缬氨酸发生相互替换。
关键词：
纤维素合成酶 基因功能 系统发生关系
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
汤崴 白云赫 胡雨晴 王晨 崔梦杰 张文颖 房经贵
[目的]本文旨在研究苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、4-香豆酸-辅酶连接酶基因(4CL)和肉桂醇脱氧酶基因(CAD)在葡萄(Vitis vinifera L.)‘白罗莎’核木质素合成过程中的作用,进而探究其在应答赤霉素(GA)调控果实发育尤其在种子发育过程中的潜在作用,分析其在诱导果实无核过程中的作用。[方法]采用生物信息学分析、基因芯片和RT-qPCR等方法,对葡萄VvPAL、Vv4CL和VvCAD基因定位、结构和启动子作用元件分析,对其编码蛋白相似性、结构域以及互作蛋白进行分析,并鉴定其应答GA在果实不同组织不同时期的表达模式。[结果]葡萄VvPAL、Vv4CL和VvCAD与其他物种同源分析比对发现,其内含子与外显子数量及其分布相似。基因启动子分析表明,3个基因均含有胚乳发育相关组织特异性元件,且Vv4CL基因含有GA响应元件。3个基因所编码蛋白进化保守性较强,与其他物种比对后发现它们含有相同的蛋白功能结构域并且作用元件相似。亚细胞定位预测显示其主要集中在细胞质和细胞膜中表达,其互作蛋白主要是肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、咖啡酸氧甲基转移酶(OMT)等木质素合成过程中的关键酶。葡萄芯片电子表达谱发现,VvPAL和Vv4CL基因在根、茎等木质化程度相对较高的组织中高表达,而VvCAD基因则只在种子中相对高表达。RT-qPCR结果显示,GA在种子某些特定时期极显著下调VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因的表达。[结论]VvPAL、Vv4CL和VvCAD基因参与葡萄果实发育过程的调控,且GA可能通过下调这3个基因的表达从而抑制葡萄核发育。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
金顺玉 卢孟柱 高健
采用RT-PCR和RACE技术,从毛竹中克隆了C4H基因cDNA全长序列。该基因包含1 506 bp开放读码框,编码502个氨基酸。与NCB I核酸和蛋白数据库中序列进行比对,结果表明该基因与单子叶植物高粱、水稻和玉米中的C4H基因同源性较高,分别达到88%、88%和87%。经过荧光定量PCR分析,该基因在毛竹不同发育时期和不同组织中表达丰度不同,在冬笋中表达量最高,其次为春笋顶部、中部、叶、3年生茎、根、叶鞘、2年生茎、春笋、1年生茎,而在春笋基部中表达最低。在笋顶部、中部的高水平表达表明本文克隆的C4H基因与发育时期维管组织的细胞壁加厚相关,可以作为调控木质素合成的目标基因用于竹子基因工程...
关键词：
毛竹 木质素 C4H 荧光定量PCR
[期刊] 中国农业科学
[作者]
胡丹 刘星贝 汪灿 杨浩 李鹤鑫 阮仁武 袁晓辉 易泽林
【目的】测定不同抗倒伏能力甜荞品种在不同时期的茎秆木质素含量及其相关合成酶基因表达量,探讨甜荞茎秆木质素合成积累的关键时期及其关键酶基因,为甜荞抗倒伏育种提供理论依据。【方法】用简并引物扩增得到基因CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的部分CDS序列,在NCBI数据库中进行比对分析;用紫外分光光度法测定4个不同抗倒性甜荞品种在分枝期、盛花期和乳熟期茎秆基部第2节间木质素含量;用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析木质素合成途径中9个相关基因PAL、4CL、C4H、C3H、CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的表达,用2-△△CT法计算其相对表达量。用Microsof...
[期刊] 林业科学
[作者]
李晓瑞 胡尚连 曹颖 卢学琴 任鹏 吴晓宇 周美娟
以梁山慈竹2种类型成熟胚的愈伤组织为材料,采用农杆菌遗传介导的方法,将已构建好的具有降低木质素含量的PBI121-4CL-RNAi表达载体导入愈伤组织,探讨愈伤组织预培养时间、菌液浓度、侵染时间、共培养时间和温度对遗传转化的影响。研究结果表明,淡黄色、颗粒状、疏松易碎的胚性愈伤组织是较好的遗传转化材料。以在愈伤组织培养基上预培养8天的淡黄色、颗粒状、疏松易碎的胚性愈伤组织为转化受体,在菌液浓度为OD600=0.05的EHA105中侵染20min后,在25℃、黑暗条件下共培养2天(共培养基表面加一层无菌滤纸),在含有卡那霉素为55mg.L-1的抗性筛选培养基上筛选30天,抗性愈伤组织率为90%,...
[期刊] 华北农学报
[作者]
刘莉 孙虹丽 程召阳 贾兵 刘普 叶振风 朱立武 衡伟
为探索砀山酥梨褐皮芽变果皮褐色形成机理,试验以褐皮芽变果皮为材料,克隆了木质素生物合成相关的PAL2、4CL1、CAD1、PPO1、POD4等5个酶基因3'端序列,并利用Real-time PCR技术,分析各基因在花后25,50,75,100,125,150,175 d等不同时期的表达差异。结果表明,在基因相对表达量各取样时期,锈酥果皮中PAL2、4CL1、CAD1和POD4相对表达量均高于砀山酥梨。砀山酥梨果皮中木质素增量仅与POD4酶基因表达量存在极显著正相关性,而锈酥果皮中木质素增量与PAL2、4CL1、CAD1和POD4酶基因表达量均存在极显著正相关性。PAL2、4CL1、CAD1和P...
关键词：
梨 褐皮芽变 基因克隆 实时定量PCR
[期刊] 西南农业学报
[作者]
姜勇 胡尚连 曹颖 卢学琴 徐刚 龙治坚 黄艳
４ＣＬ是木质素合成途径中的关键酶，对其进行生物信息学分析，为深入研究４ＣＬ的作用奠定基础并为进一步改良青杨提供理论支撑。以青杨嫩茎为试材，采用ＲＴ－ＰＣＲ方法克隆青杨４ＣＬ基因，使用ＮＣＢＩ、ＤＮＡＭＡＮ及Ｅｘ ＰＡＳｙ等一系列在线软件及工具，对青杨４ＣＬ基因的编码区、氨基酸序列及蛋白质的结构和功能进行生物信息学分析。克隆了青杨４ＣＬ基因，命名为ＰＣ４ＣＬ（ＧＥＮ ＢＡＮｋ注册号：ｋＪ４９０６３６）。该基因全长１６２３ ＢＰ，开放阅读框为１～１６１１ ＢＰ，编码５３６个氨基酸，含有４ＣＬ的保守域ＳＳＧＴＴＧＬＰｋＧＶ和ＧＥＩＣＩＲＧ及催化活性残基ＨＩＳ－２３４。ＰＣ４ＣＬ与ＰＴ Ｃ４ＣＬ同源性．．．
关键词：
青杨 4CL基因 克隆 生物信息学分析
[期刊] 西南农业学报
[作者]
尹丽兴
【目的】探究盐碱胁迫对玉米中木质素、叶绿素含量的变化，以及其生物合成途径上关键酶基因表达水平的变化，为揭示玉米响应盐碱胁迫的分子机制、培育抗盐碱玉米新品种提供理论基础。【方法】对玉米苗期进行盐碱胁迫处理，并进行高通量转录组测序、叶绿素和木质素含量测定。【结果】转录组测序共获得39 722个基因，其中差异表达基因12 432个。KEGG注释分析表明，差异基因主要富集在碳代谢、苯丙烷生物合成通路、淀粉和蔗糖代谢通路。生化分析表明，盐碱胁迫下玉米叶绿素含量和总木质素含量分别降低30.45%和31.26%，其中H和S型木质素单体含量降低，而G型木质素单体含量升高。对基因表达水平和成分含量之间的关系分析表明，叶绿素合成酶基因的下调和叶绿素b还原酶基因的上调导致了叶绿素含量的降低，苯丙素生物合成途径中的161个差异表达基因导致木质素和木质素单体含量的变化。【结论】盐碱胁迫抑制玉米木质素的生成，且主要抑制H和S型木质素单体的生成；盐碱胁迫通过调控叶绿素合成酶基因的下调和叶绿素b还原酶基因的上调，致使叶绿素的生成量减少。本研究为采用基因工程进行分子育种提高玉米耐盐碱性和调控玉米木质素含量提供了理论依据。
关键词：
玉米 盐碱胁迫 转录组 木质素
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
胡尚连 曹颖 黄胜雄 孙霞 卢学琴 蒋瑶
【目的】克隆慈竹木质素生物合成酶4CL基因,研究其序列特征,为今后利用该基因调控慈竹木质素的生物合成研究奠定基础。【方法】参照其他物种4CL基因保守区,设计简并引物,以慈竹幼笋cDNA为模板,克隆到1条750 bp的4CL基因保守区片段。以这条保守区片段为模板,结合5′RACE和3′RACE克隆4CL基因全长序列,并对其进行了生物信息学分析。【结果】成功克隆了慈竹4CL基因全序列,该序列CDS区全长为1 674 bp,编码558个氨基酸;氨基酸序列中存在两大4CL氨基酸保守域(SSGTTGMPKGV和GEICIRG),其中前一个氨基酸保守域的第7个氨基酸位点变为M,与常见的L不同,表明慈竹的4...
关键词：
慈竹 4CL基因 克隆 生物信息学分析
[期刊] 林业科学研究
[作者]
胡新生 韩一凡 邱德有
针对木质素含量这一数量性状的遗传变异规律进行了综合评述。木质素含量在种、群体、个体等不同层次上均表现出复杂的变异模式，环境因素有着不同程度的影响。木质素的合成途径有可能存在多条途径的替换或切换，然而利用基因工程技术对某些酶如ＰＡＬ、４ＣＬ、Ｃ４Ｈ和ＣＣＲ等酶改造时，在一定的程度上可以降低木质素含量，而对其它酶如ＯＭＴ、ＣＡＤ和Ｆ５Ｈ 等酶改造时，并不降低木质素含量，有些酶基因的反义转化可以改造木质素的组成和化学性质，但这些研究仍需要田间的稳定评估试验加以肯定。鉴于此，为进一步认识木质素含量遗传变异规律，除了进行多酶转基因研究外，作者认为采用谱系明确的材料进行控制木质素含量基因定位和分离研究，并...
关键词：
树木 木质素含量 遗传变异 基因工程
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
甘好 李菲 蒋甲福 宋爱萍 丁莲 陈发棣 陈素梅
[目的]本文旨在探究菊花CmHB15-1基因调控木质素合成的功能。[方法]通过同源克隆，以菊花‘神马’cDNA为模板克隆CmHB15-1基因，利用DNAMAN8.0软件对其进行序列分析，构建pORE-R4-CmHB15-1-GFP载体并导入烟草叶片中进行亚细胞定位分析；利用酵母杂交实验分析其转录激活活性；利用RT-qPCR技术对CmHB15-1基因进行组织特异性表达分析及潜在下游基因分析，并通过遗传转化拟南芥分析其对木质素合成的影响。[结果]CmHB15-1基因的开放阅读框为2520bp，编码839个氨基酸，预测蛋白相对分子质量为92.44×10~(3)，等电点为6.46。CmHB15-1蛋白具有Homeobox、bZIP、START、MEKHLA结构域，与除虫菊TcATHB-15亲缘关系最近。亚细胞定位显示CmHB15-1蛋白定位在细胞核上，有转录激活活性。CmHB15-1基因在茎中的表达量最高，且其表达量从茎顶端向基部节间逐渐增加，在茎基部节间表达量最高。CmHB15-1转基因拟南芥植株OE-20、OE-23木质素含量比野生型分别增加了15.98%和17.99%，且转基因拟南芥植株中木质素合成相关基因苯丙氨酸解氨酶基因(PAL1)、肉桂酸–4–羟基化酶基因(C4H)、4–香豆酰辅酶A连接酶基因(4CL1)、咖啡酰辅酶A甲基转移酶基因(CCoAOMT1)、阿魏酸–5–羟基化酶基因(F5H)表达量均显著上调。[结论] CmHB15-1基因参与调控木质素生物合成。
关键词：
菊花 CmHB15-1基因 木质素 合成
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