[目的]纤维素的合成在木材形成过程中具有重要的作用,纤维素合酶(Cellulose Synthase,CESA)是参与纤维素合成的关键酶。由于3种CESA形成一个有功能的纤维素合酶复合体,而杨树中包含CESA4、CESA7A、CESA7B、CESA8A和CESA8B5种次生壁CESA,本文从这5种CESA的表达模式与互作分析入手,探讨了其在次生壁纤维素合成中的工作模式。[方法]利用RNA-seq与基因芯片数据进行基因表达分析,揭示5种次生壁CESA在根、茎、叶组织的表达模式与次生维管再生过程中的表达变化。

【目的】全基因组水平鉴定亚麻纤维素合酶超家族基因Ｃｅｓ Ａ／Ｃｓｌｓ，并对基因的进化、基因结构及组织表达特性等进行分析，为亚麻纤维发育的机理研究奠定基础。【方法】利用Ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ基因组数据库，通过生物信息学手段，鉴定亚麻纤维素合酶超基因家族成员，并进行蛋白理化特性分析；利用ｍｅＧＡ ５．０、ＧｓＤｓ、ｍｅｍｅ等软件构建系统进化树，并进行基因结构、蛋白保守基序分析；根据ＲＮＡ－ｓｅｑ数据对Ｃｅｓ Ａ／Ｃｓｌｓ进行表达分析。【结果】系统分析鉴定了４５个亚麻Ｃｅｓ Ａ／Ｃｓｌｓ超家族基因，该家族基因在ｓＣＡｆｆｏｌＤｓ上是分散分布的，没有明显的成簇现象。Ｃｅｓ Ａ／Ｃｓｌｓ蛋白主要分布于质膜上．．．

组合利用生物信息学和RT-PCR方法,首次从毛白杨未成熟木质部cDNA中分离出PtCesA4cDNA全长,并进行测序和序列分析,结果表明克隆的毛白杨PtCesA4 cDNA片段总长为3757bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为3129bp,可编码长度为1042个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与拟南芥AtCesA4、水稻OsCesA1和火炬松PtCesA2的蛋白质氨基酸序列同源性分别为80.3%,78.9%和75.6%。组织特异性Realtime-PCR结果显示,PtCesA4基因在杨树根、茎、叶片和顶端分生组织中均有表达,但其表达模式却不同:PtCesA4在成熟叶片、未成...

从生物信息学和基因表达的角度,鉴定OsGT61家族成员的结构特征和组织表达特性。结果表明,OsGT61家族含有25个成员,分为3个亚类。A、B和C亚类分别含有19、3和3个成员,其基因的外显子数介于1~7个。其蛋白质大小为49.1~73.8ku,pI为5.4~10.4。该家族蛋白质的C端motif较为保守。而且,它们含有Ser/Thr激酶的磷酸化位点分别为9~29个和3~13个,Tyr激酶的磷酸化位点小于7个。但是,该家族成员的糖基化位点相对较少,16个成员存在1~4个O-糖基化位点,3个蛋白存在1~2个N-糖基化位点。基因表达芯片聚类分析和半定量RT-PCR检测表明,OsGT61基因家族主要...

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】杨树是我国人工林的重要组成部分,也是公认的模式木本植物。植物BAG蛋白作为保守的分子伴侣,在生长发育和抗逆性中起到关键作用。研究杨树BAG蛋白家族的进化与表达模式,鉴定BAG基因的生物学功能对于林木遗传改良具有重要的指导意义。【方法】以拟南芥7个BAG蛋白为诱饵,搜索毛果杨、水稻和小立碗藓在线数据库(https://phytozome.jgi.doe.gov)获得这3个物种同源的BAG蛋白。利用生物信息学构建毛果杨、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白的系统进化树,分析这些蛋白的生化特性及进化关系。结合杨树芯片(http://bar.utoronto.ca)数据,利用qRT-PCR检测杨树BAG基因的组织和逆境(旱和热胁迫)表达模式。【结果】毛果杨包含14个BAG基因,按照国际命名法(以染色体位置进行排序),将其命名为PtrBAG1—PtrBAG14。系统进化树表明杨树、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白相对保守,大体可以分为2个亚家族。第1个亚家族中,大部分BAG蛋白N端含有UBL结构域,可能作为分子桥梁参与降解某些蛋白;第2个亚家族的大部分BAG蛋白含有IQ结构域,意味着这些蛋白可能与Ca~(2+)信号相关。杨树BAG基因在不同逆境处理(热胁迫和干旱胁迫)条件下有不同的表达模式。热处理诱导所有BAGs基因表达发生变化,其中BAG1、BAG4、BAG6、BAG7和BAG8表达被激活,而另9个BAG基因的表达被抑制;特别是,热诱导BAG4和BAG6表达上调超过90倍。干旱胁迫条件下,大部分BAG表达变化幅度很小。组织表达模式分析表明,大部分杨树BAG基因在根、叶、芽、小苗、雌花序、雄花序和木质部中表达量很低,只有BAG2和BAG12在木质部中大量表达。【结论】杨树BAG家族共有14个成员,大体分为2个亚家族,在进化上与本文选用的陆生植物拟南芥和水稻BAG蛋白有更高的相似性。杨树14个BAG基因可能都参与了热胁迫调控,但不同成员在抗热过程中起不同作用。相比而言,大部分杨树BAG基因可能并不参与抗旱。值得指出的是,杨树BAG4和BAG6可能在热胁迫中作用最明显,而BAG2和BAG12可能参与木材形成。

【目的】TIR1/AFB F-box作为生长素受体参与从生长素结合到Aux/IAA蛋白降解这一信号转导过程。通过克隆杨树AFB基因家族成员,并检测其在病原菌、激素和干旱胁迫下的表达模式,以期了解AFB基因在杨树生长发育及激素信号转导中的作用机制。【方法】以美洲黑杨杂种NL-895杨为材料,通过PCR与RACE技术,克隆NL-895杨AFB基因家族成员全长c DNA,进而利用在线分析软件和数据库对各成员编码蛋白质的理化参数、保守结构域、蛋白质三级结构进行分析和预测;根据氨基酸序列多重比对结果进行系统进化分析;采用实时定量PCR技术研究4个NL-895杨AFB基因家族成员在病原菌、激素和干旱胁迫下...

为寻找新纤维素酶和纤维素酶基因资源,以羧甲基纤维素钠(CMC)改良的BHM培养基筛选菌株,经初筛和复筛筛选出目的菌株后,采用革兰氏染色法和16SrDNA基因片段比对法对筛选出的菌株进行鉴定;设计引物对P扩增其纤维素酶基因,连于pET-28a(+)载体构建原核表达载体并转入大肠杆菌BL21(DE3)进行表达,表达结果采用SDS-PAGE和测定表达产物活性的方法来检验。结果显示,本研究成功筛选出一株新的具有较高纤维素酶活的短小芽孢杆菌BY-1,该菌所产纤维素酶具有较好的热稳定性和酸碱稳定性,最适宜温度和pH分别为55℃和7.45,在此条件下最高酶活性为0.921 6μmol/(mL.min);此外...

从毛白杨中分离7个纤维素合酶基因,分别为PtoCesA4,PtoCesA5,PtoCesA7,PtoCesA8,PtoCesA13,PtoCesA17和PtoCesA18,通过与已公布的毛果杨全基因序列及拟南芥和水稻基因组中纤维素合酶基因序列的同源性比对分析,结合目前纤维素合成机制的研究进展,预测毛白杨中上述不同纤维素合酶的功能。利用GenomeLabTMGeXP遗传分析系统分析毛白杨中纤维素合酶基因在不同组织中的转录表达水平,结果表明PtoCesA4,PtoCesA7,PtoCesA8,PtoCesA17和PtoCesA18在木质部高丰度表达,推测这些基因可能参与毛白杨次生细胞壁的形成,为毛...

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

[目的]鉴定与山鸡椒精油合成关键酶香叶基二磷酸合酶(LcGPPS)的互作蛋白,为揭示山鸡椒精油主要成分单萜物质的合成机理奠定基础。[方法]通过本地Blast搜索山鸡椒果实转录组数据库,采用RT-PCR克隆山鸡椒GPPS基因(编码异质GPPS小亚基的LcGPPS.SSU1)和山鸡椒GGPPS基因(LcGGPPS1和LcGGPPS3);利用qRTPCR分析其组织特异性表达模式,通过蛋白互作预测和酵母双杂实验验证LcGPPS.SSU1分别与LcGGPPS1和LcGGPPS3的互作关系。[结果]克隆得到LcGPP

以液体PDA中培养的香菇菌丝体为材料,提取香菇总RNA,通过RT-PCR方法,克隆得到纤维素酶基因cel6B,并成功构建了原核表达载体pET28a-cel6B;将该载体转入大肠杆菌BL21(DE3)中,构建工程菌,用IPTG诱导蛋白质的表达。SDS-PAGE电泳结果表明:在IPTG诱导下,cel6B基因编码出46.4 kDa的蛋白质CEL6B。将工程菌在CMC-Na(羧甲基纤维素钠)为唯一碳源的刚果红液体培养基中培养7 d后,培养基红色变浅,初步证明纤维素酶CEL6B具有分解纤维素的能力。

为构建高效表达的内切葡聚糖酶基因工程菌,本研究以牛瘤胃液中微生物全基因组为模板,通过PCR扩增方法得到eg片段,将其克隆至表达载体pMG36e中获得分泌型表达载体pMG36e::eg;将测序正确后的重组质粒电转导到乳酸菌(Lactococcus lactis NZ9000)中,得到L. lactis NZ9000/pMG36e::eg重组菌株,将发酵上清液通过10%三氯乙酸(Trichloroacetic acid, TCA)/丙酮沉淀法浓缩蛋白后,用刚果红染色法和3, 5-二硝基水杨酸(3, 5-Dinitrosalicylic acid, DNS)法检测该蛋白酶活性,使用滤纸酶活力(filter paper enzyme activity, FPA)法检测该蛋白酶的总酶活,并对重组内切葡聚糖酶进行酶学性质研究。结果表明:从牛瘤胃微生物中克隆得到一个基因大小为1 500 bp左右的条带,该酶分子量为50 kDa左右,经刚果红染色有明显水解圈,水解圈直径为2.32 cm;采用DNS法测定该重组蛋白的酶活为12.401 9U·mL~(-1),用FPA法测定总酶活为12.246 9 U·mL~(-1);重组蛋白酶对羧甲基纤维素钠、滤纸、微晶纤维素、脱脂棉均有酶活性;最适反应温度为90℃;最适反应pH为6;其中Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ba~(2+)、Zn~(2+)、Co~(2+)等均可以提高重组酶的酶活力,而Fe~(2+)可抑制重组内切葡聚糖酶活力。本试验纤维素酶eg基因在L. lactis NZ9000中的稳定高效表达为提高青贮饲料的营养价值和消化率提供了技术支持。

应用生物信息学方法从杨树基因组数据库中筛选出19个杨树肉桂醇脱氢酶基因,它们聚为3类。序列分析表明,杨树CAD基因家族主要通过全基因组加倍和串联复制的方式进行扩张。杨树和拟南芥CAD家族共6对旁系同源基因,在较强的净化选择压力下进化。19个基因在杨树不同组织中均有表达,表达量较高的是PoptrCAD17、PoptrCAD4、PoptrCAD10和PoptrCAD7,其他基因表达相对较少,相同亚类的CAD基因表达变化趋势接近。从毛白杨中克隆得到PoptrCAD4,体外表达的CAD4酶催化活性很强,具有明显的松柏醇底物偏好。

翻译起始因子是一类翻译起始所必需的特异蛋白因子,前期研究表明柽柳翻译起始因子(The IF1A)基因能对外界盐和干旱等非生物胁迫做出响应,且过表达The IF1A基因能提高酵母和烟草的抗旱耐盐能力。为进一步研究The IF1A基因的抗逆机制,本研究通过酵母双杂交对柽柳翻译起始因子(The IF1A)基因的互作蛋白进行了筛选,共获得5个互作蛋白,分别为RNA聚合酶βII亚基(RNA polymerase beta II subunit)、ATP合成酶CF1α亚基蛋白(ATP synthase CF1 alpha subunit protein)、细胞色素b6/f复合物亚基IV(cytochrom...