长叶红砂(Reaumuria trigyna)是一种珍稀泌盐盐生植物,其特有的盐腺结构是长叶红砂适应盐渍荒漠环境的关键,膜泡运输参与该植物的盐腺分泌过程。本研究基于盐胁迫下长叶红砂的转录组数据,克隆获得膜泡运输相关基因RtVAMP2-2。生物信息学分析发现,RtVAMP2-2基因的开放阅读框为1 074 bp,编码357个氨基酸;亚细胞定位和表达特性分析表明,该基因定位于细胞质膜,其表达受盐胁迫诱导;构建植物表达载体,将RtVAMP2-2基因转入拟南芥(Arabidopsis thaliana)中进行功能鉴定,结果显示,转基因拟南芥呈现盐敏感的表型,推测RtVAMP2-2基因可能在植物耐盐中发挥负调控作用。

MYB转录因子家族在植物抵抗非生物胁迫过程中发挥着重要的调控作用。基于转录组测序数据,从珍稀泌盐盐生植物长叶红砂(Reaumuria trigyna)中克隆一个MYB转录因子基因,命名为RtMYB1。RtMYB1基因具有780bp的ORF(open reading frame)序列,编码236个氨基酸残基组成的蛋白。RtMYB1能够被盐、冷、高温、紫外照射(UV)和干旱(PEG)5种非生物胁迫诱导表达,这表明RtMYB1基因可能参与长叶红砂响应非生物胁迫的调节途径。本研究为深入了解长叶红砂的抗逆机理及发掘优异的抗逆基因奠定了基础。

【目的】GA2-oxidase(GA2ox)是赤霉素合成过程中起负调控作用的一种关键酶,能够催化有活性的赤霉素为无活性的赤霉素,从而对植物生长起到一定的抑制作用。本研究主要对核桃中赤霉素氧化酶基因JrGA2ox进行克隆及功能验证,有利于进一步探究核桃JrGA2ox基因在植物生长和发育过程中,尤其是在植物株高调控中的作用,从而助力于挖掘与利用核桃中更多的优质基因,培育出更多优良的核桃品种。【方法】采用PCR扩增技术,克隆获得核桃JrGA2ox基因的全长编码序列,进一步通过In-Fusion克隆技术构建具有强启动子的35S∷JrGA2ox∷GFP过表达载体;利用BLAST网络在线工具得到其他植物中的JrGA2ox同源氨基酸序列,并对其进行氨基酸同源序列比对和系统进化分析;其后,通过亚细胞定位揭示其发挥功能的场所,进一步利用农杆菌介导法将构建好的过表达载体转化到核桃体细胞胚中,获得JrGA2ox超表达的阳性转化植株,深入分析JrGA2ox基因的生物学特性。【结果】通过基因克隆,得到1条JrGA2ox开放阅读框,其全长为1 056 bp,共编码351个氨基酸,分子量为39.25 kDa。通过比对发现,该基因编码的蛋白序列含有保守2OG-FeII-Oxy蛋白结构域,具有GA2-氧化酶蛋白家族共同的结构特点,表明JrGA2ox属于GA2-氧化酶基因家族。氨基酸进化树比对分析结果显示,核桃JrGA2ox与毛白杨PtGA2ox聚为一个分支。且JrGA2ox蛋白与木本植物川桑MnGA2ox1、西洋梨PcGA2ox、桃PpGA2ox1及苹果MdGA2ox1蛋白序列同源性较高。烟草叶片表皮细胞亚细胞定位分析表明,JrGA2ox是定位于细胞核与细胞膜中的蛋白。对核桃体细胞胚进行基因遗传转化后经荧光检测及PCR验证表明,35S∷JrGA2ox∷GFP过表达载体被成功转入核桃体细胞胚中。阳性再生植株株高与对照苗相比具显著性差异,其平均株高为对照植株的1/2;且其株高与JrGA2ox基因表达量呈负相关。【结论】核桃JrGA2ox蛋白亚细胞定位于细胞核与细胞膜中。JrGA2ox基因调控核桃株高,主要起到负调节作用。阳性基因转化再生植株中JrGA2ox基因的表达量升高,并表现出明显的矮化特征。本研究结果可为进一步分析该基因在核桃生长发育过程中的作用提供技术参考,且为优良的矮化核桃品种选育奠定一定的基础。

水通道蛋白是一类较小的跨膜蛋白质,在植物抵御非生物胁迫过程中具有非常重要的作用。为了研究砂藓水通道蛋白基因的生物学功能,利用干旱处理转录组测序获得的序列信息,克隆获得1个水通道蛋白家族中质膜内在蛋白基因序列,命名为RcPIP2。生物信息学结果显示,RcPIP2基因全长序列为1 267 bp,包含807 bp的开放阅读框,编码含有268个氨基酸残基的蛋白质。该蛋白质分子质量预测为28.3 ku,理论等电点为6.64,为疏水性较强的稳定性蛋白;无信号肽,为非分泌型蛋白;含有6个跨膜结构域。保守结构域分析发现,RcPIP2具有膜内在蛋白(MIP)家族信号序列、高等植物高度保守序列HINPAVTFG和2个天门冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(NPA)基序。二级结构包括α螺旋(37.31%)、β折叠(20.9%)、无规则卷曲(38.43%)。三级结构预测发现,RcPIP2蛋白质的立体结构为典型的四聚体形式,由4个圆筒状亚基和中间的孔道构成。系统进化树分析表明,RcPIP2与小立碗藓中的PIP2蛋白质亲缘关系较近,聚为一类。由此推测,RcPIP2基因为水通道蛋白家族成员。

鱼白细胞介素-2是近年来新发现的一类细胞因子。根据B ird等发表的河豚IL-2基因序列设计一对特异性引物,通过RT-PCR方法扩增和克隆了红鳍东方鲀(Fugu rubripes)白介素-2的核苷酸序列。该cDNA序列由490nt组成,编码由149个氨基酸组成的前体蛋白。序列分析表明,红鳍东方鲀IL-2核苷酸序列和氨基酸序列与目前已知的其它物种IL-2的核苷酸及氨基酸的同源性分别位于34%~44%和24%~43%之间,N端存在长22个氨基酸的信号肽,含有形成2个链内二硫键的4个半胱氨酸。遗传进化分析表明,红鳍东方鲀IL-2在遗传进化上具有其独立性。

[目的]探究植物释放的萜类化合物合成代谢的机理，为进一步解析牡丹萜类合酶基因家族的生物学功能提供理论依据。[方法]以芳香型牡丹品种‘海黄’(Paeonia×lemoinei ‘High Noon’)为材料，根据转录组测序所得片段，克隆得到PsGES基因。同时利用瞬时表达方法将PsGES基因过表达载体注射进烟草叶片和‘凤丹’花瓣中验证基因功能。[结果]该结构基因的完整CDS序列长897 bp，编码298个氨基酸，氨基酸序列分析发现该蛋白具有较高的保守性，有1个保守结构域Terpene＿cyclase＿plant＿C1。PsGES基因在盛开期花瓣中表达量最高且明显高于其他器官。亚细胞定位分析表明PsGES主要定位于叶绿体中。通过GC-MS方法可检测到烟草叶片和‘凤丹’花瓣中香叶醇的释放，同时烟草叶片和‘凤丹’花瓣中PsGES基因呈现高表达。[结论]本研究表明PsGES基因在植物体内调控香叶醇的合成。

[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。

在植物中，磷脂酰肌醇4,5-二磷PIP5K基因家族中的PIP5K2基因在调控植物生长中起到了关键作用，为探明PIP5K2基因在蓖麻中的作用，以蓖麻PIP5K2基因为研究对象，对该基因进行基因克隆、生物信息学及表达分析。结果表明，以蓖麻cDNA为模板，通过PCR获得了长度为2 136 bp的基因片段；通过对该基因编码的蛋白序列进行生物信息学分析，确定该PIP5K2基因编码的蛋白氨基酸的个数为672,pI值为6.74,其分子质量为76.47 ku,平均亲水性系数为-0.636,是一种亲水蛋白质，其二级结构包括α螺旋、β转角、延伸链、无规卷曲；由预测结果可知，PIP5K2蛋白的三级结构与二级结构是一致的且与麻风树同源性很高。PIP5K2基因在单雌、标雌和两性系3种花序类型的五叶期时的相对表达量都普遍高，在主茎穗开花期相对表达量都普遍偏低；在标雌花序五叶期时有最高相对表达量，在两性花序的主茎穗开花期有最低相对表达量，最高相对表达量是最低相对表达量的80倍左右；在3种花序类型之间，PIP5K2基因在四叶期的相对表达量相似，但相较于单个花序类型植株的不同生长时期，PIP5K2基因在四叶期时的表达量要明显高于开花期。根据该结果推测，PIP5K2基因可能调控蓖麻植株中期的生长，与植株的矮化存在一定的相关性。

欧美杨是中纬度地区最适合的短轮伐期工业用材集约经营树种之一,然而盐渍、干旱和低温严重影响了欧美杨的生长发育和产量。本文利用RT-PCR等技术克隆出欧美杨PP2C基因并进行了序列分析。Pd PP2C基因开放阅读框为1 320 bp,编码439个氨基酸。蛋白质序列分析表明,PP2C蛋白N端保守性不强,C端有保守的蛋白磷酸酶区域。荧光定量PCR分析表明,该基因在欧美杨根、成熟叶、顶端叶和茎中都有表达且根中表达量最高。逆境胁迫分析表明,该基因受Na Cl、ABA和干旱等诱导表达。干旱和盐胁迫处理下转Pd PP2C基因拟南芥与野生型相比生长受到较少抑制,且叶绿素含量上升,丙二醛含量下降,表明Pd PP2...

【目的】克隆番茄WRKY2转录因子,为研究番茄抗病反应的分子机理和分子育种奠定基础。【方法】根据克隆出的番茄LeWRKY2基因特异片段(GenBank登录号:EU755368.1),运用cDNA末端快速扩增(rapidamplification of cNDA ends,RACE)技术克隆番茄LeWRKY2 cDNA全长,并用生物信息学的方法对其进行分析。用实时荧光定量PCR方法检测番茄经JA、番茄灰霉菌(Botrytis cinerea)、放线菌酮(cycloheximide)刺激时LeWRKY2基因的表达情况。【结果】①从番茄中克隆到一条全长为1 007 bp的cDNA序列,命名为LeWR...

【目的】丹参Salvia miltiorrhiza是治疗心脑血管疾病的常用中药材。解析丹参药效物质合成代谢的分子调控机制能为丹参优质新品种的选育提供科学依据。【方法】基于比较转录组挖掘获得响应甲基茉莉酸(MeJA)诱导的转录因子SmJRB2。采用同源克隆技术克隆获得该基因的编码序列，并进行生物信息学分析。采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析SmJRB2基因的组织表达和MeJA诱导表达特征；基于农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的丹参遗传转化技术对SmJRB2基因的功能进行鉴定。【结果】SmJRB2共编码501个氨基酸，属于bHLH转录因子家族的MYC类转录因子。SmJRB2基因在丹参叶片和主根中的表达量最高。SmJRB2基因强烈响应MeJA的诱导,诱导4 h时表达量最高。超表达SmJRB2促进丹参酮的积累，抑制表达SmJRB2基因则降低丹参酮的合成。【结论】SmJRB2是丹参酮代谢合成的正向调节因子。图8表1参40

黄烷酮-3-羟基转移酶(F3H)是植物黄酮合成途径上游的一个关键酶,它催化黄烷酮C3位羟化,形成二氢黄酮醇。构建长叶红砂Rt F3H3基因酵母表达载体,为进一步研究Rt F3H3基因功能奠定基础。基于高通量转录组测序结果,利用RT-PCR技术克隆获得长叶红砂F3H3(Rt F3H3,GenBank登录号LC055546)基因,其开放阅读框长1 014 bp,编码338个氨基酸,推测蛋白分子量为38.46 k Da,理论等电点为5.7。通过定量RT-PCR研究发现,Rt F3H3在茎中表达量较高,在根和叶中表达量较低。不同程度Na Cl(100,300,500 mmol/L)和不同时间UV(12...

长叶红砂为内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区特有珍稀泌盐,强旱生小灌木,对盐渍荒漠环境具有极强适应性。利用RT-PCR和RACE技术从该植物中分离出质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(RtSOS1),该cDNA全长为3 829bp,开放阅读框为3 438 bp,编码一个含1 145个氨基酸的蛋白质,推测分子量为126.76 kDa。氨基酸序列的生物信息学分析推测,该蛋白N端含有11个跨膜结构域,C端为一个长约700个氨基酸的亲水性尾,具有磷酸化和自我抑制结构域。同源性比对和系统发育分析证实,RtSOS1与其他植物的质膜Na+/H+逆向转运蛋白亲缘关系较近。

为了研究红鳍东方鲀ＳＲＥＢＰ－１和ＳＲＥＢＰ－２基因的功能及在脂肪代谢中的分子机制，从红鳍东方鲀脂肪组织提取总ＲＮＡ，反转录获得ｃ ＤＮＡ模板，利用设计的引物ＰｃＲ扩增获得ＳＲＥＢＰ－１和ＳＲＥＢＰ－２开放阅读框（ＯＲＦ），ＳＲＥＢＰ－１基因ＯＲＦ区的ｃ ＤＮＡ序列长度为３ ３３０ ＢＰ，编码１ １０９个氨基酸，ＳＲＥＢＰ－２基因ＯＲＦ区的ｃ ＤＮＡ序列为３ ４４４ ＢＰ，编码１ １４７个氨基酸。实时荧光定量ＰｃＲ检测ＳＲＥＢＰ－１基因在红鳍东方鲀不同组织中的表达特征，结果表明，ＳＲＥＢＰ－１在脑组织中表达丰度最高，其次为眼、脂肪组织、肠、鳃、脾脏、心脏及肝脏，在肌肉中表达丰度最低。将ＳＲＥＢ．．．

为进一步挖掘小麦春化相关基因,探明小麦春化发育调控机制,从不同春化发育特性小麦品种春化响应转录组高通量测序结果中筛选并克隆到1个EST序列,命名为Trx59,该基因的开放阅读框为372 bp,编码124个氨基酸,保守结构域分析显示,Trx59基因有1个Thioredoxin结构域。利用qRT-PCR分析了在春化处理过程中Trx59基因在不同春化发育特性小麦品种的表达特性,并利用VIGS技术进行基因功能的初步验证。结果表明:随着春化处理时间的延长,Trx59基因的表达量逐渐升高,从表达量和表达时间来看,Tr