【目的】杉木Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook作为重要的用材树种，具有广泛的用途和经济价值。本研究通过克隆、生物信息学分析和表达分析方法对杉木隐花色素CRY1基因进行研究，为更深入地了解其在杉木生长发育和环境适应性中调控作用提供参考。【方法】以杉木优良无性系‘洋020’的一年生苗作为试验材料，通过RT-PCR技术，完成了CRY1基因的克隆，并对其进行生物信息学和表达分析。【结果】ClCRY1基因CDS区全长2 109 bp，编码702个氨基酸（GenBank号为PP489217）,ClCRY1蛋白的分子式为C₃₅₂₀H₅₃₈₅N₉₉₇O₁₀₅₇S₁₆，属于不稳定的亲水性蛋白。ClCRY1不包含信号肽和跨膜区域，具有CRY1结构域，亚细胞定位于叶绿体。二级结构主要由α螺旋和无规则卷组成，二级和三级结构高度相似。系统进化分析表明，杉木ClCRY1与日本柳杉Cryptomeria japonica亲缘关系更为密切，其次是银杏Ginkgo biloba。通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）表达分析，ClCRY1基因在根、茎、叶中均有表达，尤其在叶片中的相对表达量最高。蓝光处理可显着提高ClCRY1基因表达量，且在长日照处理下其表达量高于短日照。高温处理24 h后，ClCRY1基因的相对表达量达到峰值，高温促进其高表达，而低温则抑制其表达。【结论】杉木隐花色素ClCRY1基因的克隆及表达分析，揭示了ClCRY1基因在不同光照处理下的表达及其对温度胁迫的响应，为杉木育苗过程中光照选择和抗逆栽培提供理论依据。

为了探究GhNAC201在棉花色素腺体发育中的作用,应用RT-PCR的方法克隆了有腺体棉花中棉所12中GhNAC201基因的编码区序列,并进行生物信息学分析。利用荧光定量PCR对有腺体和无腺体棉花材料不同生育时期、不同组织部位和不同激素处理下GhNAC201基因的表达情况进行分析。结果显示,GhNAC201编码区为948 bp,编码315个氨基酸。GhNAC201蛋白分子量为36.8 ku,理论pI 5.97,二级结构预测存在27.94%的α-螺旋、5.40%的β-转角、18.10%的延伸链和48.57%的无规则卷曲。三维结构预测表明,GhNAC201的26-190氨基酸与水稻胁迫应答NAC1蛋白序列高度匹配,模型维度为X:55.229?,Y:36.150?,Z:46.112?。GhNAC201在30-163氨基酸处存在1个NAM结构域,预测有5个苏氨酸、6个丝氨酸和4个酪氨酸磷酸化位点位于NAM结构域内。亚细胞定位预测GhNAC201可能位于分泌通路或除线粒体、叶绿体之外的其他亚细胞结构。不同物种中GhNAC201同源蛋白序列的相似性较高,存在5个高度保守的基序。GhNAC201与亚洲棉、雷蒙德氏棉中的同源蛋白的基序组成模式完全一致。GhNAC201基因在中棉所12各组织部位的表达量均极显著高于显性和隐性无腺体棉,且受ABA、BR、GA和MeJA诱导极显著上调表达,基因的时空表达模式与腺体密度的时空分布规律也趋于一致。综上所述,GhNAC201与棉花色素腺体发育密切相关,可能通过ABA、BR、GA和JA通路调控腺体发育或棉酚代谢。

采用RACE技术,从茶树新品系"1005"的嫩芽中克隆出ANR基因的全长cDNA(1260 bp),其推导的氨基酸序列与茶树、葡萄花色素还原酶的一致性分别为99%和84%;并成功构建了ANR基因的原核表达载体pET-ANR,在大肠杆菌BL21中表达出预期大小(约45 ku)的融合蛋白.

通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)结合c DNA末端快速扩增(RACE)技术,从杉木Cunninghamia lanceolata中克隆到2个全长为3 235 bp和3 876 bp的纤维素合成酶基因c DNA序列,被分别命名为Cl Ces A1和Cl Ces A2,Gen Bank登录号分别为JQ844574和JQ844575。相应编码蛋白分别包含992和1 092个氨基酸残基,推测分子量为111 845.3 D和123 105.7 D,等电点为6.04和6.65。氨基酸序列分析发现,它们具有植物纤维素合成酶基因相应的结构特征——锌指结构,2个易变区CSRI和CSRII,2个保守区CR...

【目的】PHT1基因家族是影响植物吸收磷营养的重要磷转运子之一。从杉木32号磷高效家系c DNA中克隆得到PHT1基因家族的1个杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1,并对不同程度磷胁迫下ClPht1;1的时空表达进行研究,为杉木PHT1基因序列特征和功能结构的研究以及磷高效利用杉木基因型的选育奠定基础。【方法】根据PHT1基因家族序列保守性设计简并引物,以32号磷高效杉木基因型根系c DNA为模板进行扩增获得目的基因ClPht1;1的c DNA序列,使用RACE技术对目的基因进行全长克隆,并对其序列特征、同

【目的】克隆与杉木次生壁形成相关的Cl NAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。【方法】基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木Cl NAC1的c DNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(q PCR)检测Cl NAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和Dna SP 5.0分析Cl NAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。【结果】分离到Cl NAC1基因c DNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5’非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,Cl NAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的Ptr WND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。Cl NAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现Cl NAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtot、πsil、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r2>0.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。【结论】杉木Cl NAC1基因可能参与次生壁的发育。Cl NAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中Cl NAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。

利用已公布的水稻Cry1a与Cry1b基因序列设计引物,PCR扩增基因部分片段,构建了一个包含2个隐花色素基因片段的ihpRNA表达载体pSC1301-347-Cry1aCry1b,并通过农杆菌介导转化水稻,以期同时导致这2个基因功能缺失.根据转基因植株主要农艺性状的表现,初步分析了Cry1a与Cry1b对水稻重要农艺性状的影响.结果表明,转基因水稻开花期推迟16 d,株高增加明显,粒型显著变长,而其他所观察的性状无明显改变.

扩展蛋白是一类细胞壁结合蛋白,在一定的pH值下无需任何激活蛋白就可诱导细胞壁的伸展。以杉木木材形成的特异表达基因文库中获得的扩展蛋白ESTs序列为基础,通过RLM-RACE技术成功克隆到3条全长扩展蛋白基因。其中ClEXPA1 cDNA全长1033 bp,包括247个氨基酸的开放阅读框(ORF)区;ClEXPA2cDNA全长1374bp,包括268个氨基酸的开放阅读框;ClEXLA1cDNA全长1023bp,包括272个氨基酸的开放阅读框。进化树重建结果表明:ClEXPA1和ClEXPA2属于α-expansin(EXPA);ClEXLA1属于γ-expansin(EXLA)。实时定量PCR显...

利用RACE方法从杉木中分离得到3个编码苯丙氨酸解氨酶(PAL)的全长cDNA序列,分别为2 455,2 418,2 689 bp,编码的氨基酸个数分别为709,710,709。氨基酸序列分析显示,推导的氨基酸序列包含PAL-HAL和PAL 2个功能域以及酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA)。荧光定量PCR分析表明,虽然3个ClPAL基因在调查的器官和组织中皆有表达,但仍表现出一定的组织特异性。ClPAL1在木质化茎中的表达量明显高于针叶、雌球花、根和非木质化茎中的表达量,ClPAL3主要在木质化茎中表达;二者均在木质部中优势表达,且在中间材中的表达量高出边材20倍以上。ClPA...

原花色素是类黄酮生物合成途径的终端产物,其基因调控网络在拟南芥、葡萄等基因组已经测序的植物中得到充分阐释。种皮中原花色素的积累与种子颜色、种子休眠和寿命有关。油菜种皮中原花色素的积累决定种皮颜色,同时影响种子的油分含量。本文综述了通过图位克隆、同源克隆和电子克隆等途径克隆油菜原花色素合成途径基因的进展,分析了在油菜中已经克隆的部分原花色素合成途径基因与种皮颜色的关系,提出了如何利用已经公开的油菜、白菜基因组序列通过筛选BAC文库得到基因不同拷贝的全长序列的综合路径,列举了笔者运用该方法已经克隆的部分原花色素合成途径基因拷贝数,以期揭示油菜原花色素形成积累的基因调控网络。

【目的】对三色堇花色素合成的3个结构基因VwCHS、VwCHI和VwF3 H进行克隆以及生物信息学分析。【方法】利用RACE/PCR技术克隆得到VwCHS、VwCHI和VwF3 H基因的全长序列,并通过在线分析软件对其生物信息学进行分析。【结果】获得VwCHS、VwCHI和VwF3 H的cDNA全长分别是1 481,975和1 361bp;经多重序列比对发现这3个基因编码的氨基酸与其他植物相关氨基酸一致性较高,主要集中在62%~90%,并且在CHS氨基酸序列中有4个催化活性位点(Cys171、Phe222、His310、Asn343),在CHI氨基酸序列中有4个催化活性位点(Thr50、Tyr...

为探索杉木木材形成的分子机制,以杉木嫩叶总RNA反转录的c DNA为模板,运用RT-PCR技术克隆出一个新杉木纤维素合酶基因ClCesA.该基因的开放阅读框(ORF)为2 955 bp,共编码984个氨基酸.通过TMHMM Server v.2.0和MEGA5.1软件预测ClCesA蛋白的跨膜结构和功能,发现该蛋白N端含有锌指结构,共有8个跨膜结构,平均跨膜区域18个氨基酸残基,并具有保守的DDDQXXLRW结构域.系统进化树分析结果表明,ClCesA可能与细胞次生壁形成有关.荧光定量PCR分析表明,Cl

为阐明团头鲂SREBP-1的功能,采用RT-PCR技术克隆获得SREBP-1基因的cDNA序列,利用荧光定量PCR(qRT-PCR)检测SREBP-1基因在不同发育时期及不同组织中的表达情况。生物信息学分析发现,SREBP-1基因cDNA的编码序列(coding sequence,CDS)为3 426bp(GenBank登录号:MH633449),开放阅读框(ORF)编码1 141个氨基酸,与大西洋鲑、斑马鱼、草鱼、鲤、金线鲃SREBP-1的氨基酸序列相似性较高(74%～99%)。保守结构域分析显示,团头鲂SREBP-1蛋白具有SREBPs家族典型的"碱性螺旋-环-螺旋-亮氨酸拉链"(bHLH-Zip)结构域。表达分析结果显示,SREBP-1基因在团头鲂胚胎发育过程中的表达呈现先下降后增高的趋势,在眼囊期最低,至出膜期达到最高。在团头鲂幼鱼中,SREBP-1在脑组织中的表达量最高,其次是眼、肝脏、心脏、肌肉、脂肪组织、肾脏,鳃中表达量最低。在成鱼中,SREBP-1在脑组织表达量最高,其次是性腺组织、肌肉、肝脏、眼,肾脏、脾脏和心脏中的表达量较低。以上结果表明,SREBP-1基因在团头鲂幼鱼和成鱼的不同组织中的表达模式存在差异。

为探究尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)在不同花色绿绒蒿中的序列特征及其与绿绒蒿花色的关系，以黄色花的全缘叶绿绒蒿和红色花的红花绿绒蒿为研究材料，从2种花色绿绒蒿的全长转录组数据中各筛选1个UGT基因，根据转录组KEGG注释结果，将这2个基因分别命名为MiUGT79B1和MpUGT79B1,并对其进行克隆、生物信息学及RT-qPCR分析。结果表明：MiUGT79B1和MpUGT79B1基因ORF长度为1 314,编码437个氨基酸。MiUGT79B1和MpUGT79B1蛋白的结构均主要由α-螺旋和无规则卷曲构成，属于亲水性稳定蛋白。系统进化树和多序列比对分析发现，MiUGT79B1和MpUGT79B1与鸦片罂粟、火罂粟、野罂粟和博落回的亲缘关系最近。RT-qPCR分析显示，MiUGT79B1和MpUGT79B1均在花蕾期高表达，MiUGT79B1表达趋势为先降低后升高，MpUGT79B1表达趋势为先降低后保持平缓。2种花色绿绒蒿UGT基因表达水平与总黄酮累积模式均呈显著正相关。结果为进一步深入研究MiUGT79B1和MpUGT79B1基因在绿绒蒿花瓣呈色中的功能及其花色分子育种提供理论基础。

【目的】氨肽酶N(APN)是昆虫中肠一类重要的Bt受体蛋白,Bt细菌产生的Cry毒素对昆虫的毒杀作用机理在学术界存在一定争议,但是普遍认为毒素与Bt受体蛋白的结合是产生毒力的必要环节。本研究通过基因克隆、生物信息学分析以及不同龄期组织中的表达对木毒蛾APN1基因进行研究,为后续研究APN基因家族、其他Bt受体蛋白及Cry毒素作用机制提供有益补充。【方法】以木毒蛾中肠cDNA为模板,对木毒蛾APN1基因进行克隆并进行生物学分析,利用实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析该基因在木毒蛾发育阶段及不同组织中的表达模式。【结果】克隆获得木毒蛾APN1基因的全长DNA,命名为LxAPN1。LxAPN1序列全长为3 159 bp,ORF为3 054 bp,编码1 017个氨基酸,序列比对和进化树分析表明,LxAPN1与舞毒蛾的LdAPN1高度同源,在N-端都具有信号肽,都具有锌结合位点HEXXH(X18)E以及保守区域GAMENWG,在末端具有GPI结合位点;LxAPN1在木毒蛾卵期无表达,在所有幼虫阶段中均有表达,幼虫期过后LxAPN1表达量锐减;LxAPN1在肠道的表达量明显高于头部和表皮。【结论】LxAPN1在木毒蛾中肠被成功克隆,LxAPN1与LdAPN1高度同源,并且在进化树的分布上也极其相近,推测两者的APN1功能上近似;LxAPN1在木毒蛾2龄幼虫期表达量最高。并且在6龄幼虫肠道中表达量最高,肠道高表达与LxAPN1作为Bt受体在木毒蛾中肠发挥作用息息相关。