科研产出
甘薯扩展蛋白IbEXPA2基因克隆和表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：扩展蛋白(Expansin)是细胞壁的重要组成成分,参与细胞壁的舒张,与植物器官生长发育密切相关.甘薯是一种块根类作物,其块根不仅是繁殖器官,也是储能器官,因此,开展甘薯块根生长膨大机理研究具有重要意义.本研究在前期转录组学研究基础上,克隆到一个可能与块根膨大相关的扩展蛋白基因IbEXPA2,并进行生物信息学和qPCR表达分析.生物信息分析表明,IbEXPA2编码253个氨基酸,包含DPBB_1和Pollen_allerg_1结构域,具有一段信号肽及23个氨基酸的跨膜结构域.该基因编码的蛋白与三裂叶薯expansin-A4蛋白(登录号:XP_031109781.1)的同源性最高,为98.03%;时空表达分析表明该基因在甘薯品种'西瓜红'和'桂经薯8号'块根中表达显著高于纤维根,'西瓜红'生长的各个时期块根中表达均显著高于茎和叶,在移栽50 d时表达量最高,为对照纤维根的8.49倍;'桂经薯8号'生长多数时期在块根中的表达也显著高于茎和叶,在移栽35 d时表达量最高,为对照的8.11倍.推测该基因参与甘薯块根生长膨大调控.
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芒果赤霉素氧化酶基因GA3ox的克隆、表达及亚细胞定位分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidases,GA3ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)生物合成途径中的关键限速酶之一.芒果中GA3ox基因的功能及其表达模式未见报道.本研究利用RACE技术克隆了一个芒果GA3-氧化酶基因(GA3ox),该基因全长cDNA序列为1 680 bp,编码氨基酸381个,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 146bp,蛋白分子量为42.6 kD,等电点为5.13,不含信号肽,不含跨膜结构域.系统发育树分析发现,该基因编码的蛋白主要与开心果亲缘关系较近,其次为克莱门柚、甜橙、麻疯树等植物.通过拟南芥原生质体亚细胞定位分析发现,该基因主要定位在细胞质中.通过对乔化、矮化芒果品种不同发育时期的叶片的实时荧光定量PCR分析发现,该基因主要在矮化品种中表达量较高,在乔化品种各个时期表达量较低,且差异不大.矮化品种中主要在开花期表达量最高,坐果期7-8周含量最低,但都高于乔化品种的任何取样时期.该基因的克隆和表达分析为下一步功能的研究及其在芒果株形调控分子机制提供理论依据.
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火龙果溃疡病菌实时荧光定量PCR内参基因的筛选
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：火龙果溃疡病是由火龙果溃疡病菌引起的重要真菌病害,近年来在世界火龙果产区的爆发严重影响了火龙果产业的发展.为研究火龙果溃疡病菌响应逆境胁迫的基因表达和功能,需要筛选火龙果溃疡病菌在各种条件下表达稳定的内参基因.以火龙果溃疡病菌菌株LJ02 为研究对象,以在马铃薯葡萄糖液体培养基(PDW)培养的菌丝体为对照组,以在LB培养基培养的菌丝体和分别在添加过氧化氢、吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑的PDW培养的菌丝体为处理组.利用实时荧光定量PCR技术以及内参基因稳定性评估软件(geNorm、NormFinder、Bestkeeper和RefFinder),评估 18 个候选内参基因(CYT1、SDH2_1、TBCC、SUI1、RPL19、PPH、ATP5B、UBE2_16、RPL13、UBE2_2、PRS17、SUCLA2、ATP5A、TUB1_2、ACT1、EFTU、EF1A和GAPDH)的表达稳定性.结果显示,火龙果溃疡病菌的 18 个候选基因在上述培养条件下的Ct值介于 14.80-24.66 之间,表达水平适中;稳定性最高的内参基因是CYT1,其次为SUI1,GAPDH和ACT1 的稳定性最差;最少使用 2 个内参基因组合可以提高定量PCR分析结果的准确性,此时SUCLA2 和ATP5A是最稳定的内参基因组合.该结果可为研究火龙果溃疡病菌生物学过程中的基因表达提供理论依据.
关键词： 火龙果溃疡病菌 内参基因 实时荧光定量PCR 菌丝生长 表达分析 非生物胁迫 内参基因分析软件
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荔枝多胺氧化酶(PAO)基因家族的全基因组鉴定与表达分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了探究PAO基因在荔枝（Litchi chinensis Sonn.）生长发育过程中的生物学功能，本研究基于荔枝全基因组数据，利用生物信息学方法筛选与鉴定荔枝PAO基因（LcPAO）成员，并对其理化性质、系统发育、结构、染色体定位、顺式作用元件、蛋白结构、miRNA靶位点和表达模式进行了分析。结果表明，一共鉴定得到10个LcPAO基因，全部为亲水蛋白。系统发育分析发现LcPAO落在4个亚族中的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ亚族。LcPAO1～LcPAO3和LcPAO9～LcPAO10属于典型的PAO蛋白，LcPAO4～LcPAO8还含有一个特异的SWIRM结构域，属于非典型PAO蛋白。顺式作用元件分析表明其主要含光响应元件、逆境胁迫相关元件以及激素响应相关元件。miRNA靶位点分析发现LcPAO基因受到22个miRNAs的靶向调控。转录组表达模式分析发现，除了LcPAO1和LcPAO4，余下的LcPAO基因可能与荔枝果皮着色相关。所有的LcPAO基因均可能与荔枝的化学控花相关。除了LcPAO1所有的LcPAO基因均可能与荔枝果实脱落相关。本研究为深入研究LcPAO基因的功能和调控机制提供参考。
关键词： 荔枝 多胺氧化酶（PAO） 生物信息学 表达分析
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阳桃木质素合成相关基因AcaCAD2克隆与表达分析
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：肉桂醇脱氢酶(Cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD, EC1.1.1.195)是植物木质素合成途径的关键酶,参与多种生物和非生物胁迫的过程,与植物的生长发育密切相关。为探究AcaCAD2基因在阳桃木质素合成过程中的作用及表达规律,本研究通过克隆得到阳桃AcaCAD2基因,并对其进行生物信息学和表达模式分析。结果表明, AcaCAD2含有1 074 bp的开放阅读框,编码368个氨基酸,属于稳定亲水性蛋白,不含跨膜结构和信号肽。结构域分析发现该蛋白具有典型的CAD结构域,包含2个Zn~(2+)结合位点和1个NADP~+辅酶结合位点。系统发育分析表明AcaCAD2与拟南芥At CAD5和At CAD4亲缘关系较近,亚细胞定位分析发现AcaCAD2蛋白定位在细胞膜中。q RT-PCR结果显示该基因在阳桃小枝发育的过程中呈现先增加后降低的趋势,在阳桃叶、花、果、叶芽中表达相对较弱,呈现出明显的组织特异性。本研究结果为进一步探究AcaCAD2对阳桃木质素合成的影响提供了理论参考。
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芒果MiKAO1基因的克隆、亚细胞定位及表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：贝壳杉烯酸氧化酶（ent-kaurenoic acid oxidase， KAO）是赤霉素（Gibberellins， GAs）生物合成途径中关键酶之一。赤霉素具有调控植株生长的作用，本研究为深入解析KAO基因在芒果生长发育的功能提供一定理论依据。对‘桂热芒82号’（Mangifera indica L. cv. Guire No.82）中KAO基因进行克隆、亚细胞定位和表达分析。以‘桂热芒82号’叶片为材料提取RNA，进行RT-PCR得到cDNA，再通过RACE得该基因序列，并将该基因命名为MiKAO1。MiKAO1全长为2 256 bp，3’非翻译区约2 500 bp，5’非翻译区约2 500 bp。MiKAO1序列均含有完整的开放阅读框，编码517个氨基酸，与阿月浑子（XP＿031279374.1）的序列相似度为83.17%。MiKAO1编码的蛋白分子量为58 710.13 Da，等电点为8.67，推测为稳定蛋白，无信号肽，无明显疏水区，存在较明显跨膜结构域。利用共聚焦激光扫描显微镜发现MiKAO1编码蛋白定位于细胞质中。基因表达分析显示，’MiKAO1基因在芒果萌芽期、开花期、坐果3～4周、坐果7～8周和果实成熟期‘金煌芒的表达量无明显差异；而该基因在‘桂热芒82号’的表达量呈现先上升再下降的变化趋势，说明通过MiKAO1基因的表达量的变化情况无法判断该基因是否具有调控矮化性状的作用。
关键词： 桂热芒82号 亚细胞定位 表达分析 MiKAO1 矮化
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澳洲坚果MiSTPP5基因在不同组织及低温胁迫的表达分析
《基因组学与应用生物学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：丝氨酸/苏氨酸磷酸酶PP1家族在植物生长发育和响应逆境胁迫中发挥重要的作用.探索澳洲坚果MiSTPP5基因在不同组织中和低温胁迫下的表达规律,可为深入研究PP1家族成员在澳洲坚果生长发育和抗寒分子机制提供理论基础.本研究采用RT?PCR技术克隆澳洲坚果MiSTPP5基因,利用生物信息学分析其编码蛋白,并通过实时荧光定量PCR检测其在澳洲坚果不同组织中及低温胁迫下的表达模式.结果显示,澳洲坚果MiSTPP5含有PP1家族的典型结构域MPP_PP1_PPKL,属于稳定的亲水性蛋白和非分泌跨膜蛋白.MiSTP P 5蛋白以丝氨酸残基磷酸化为主,定位于细胞质的可能性最大(高达65%),其二级和三级结构主要以α螺旋、无规则卷曲和延伸链交错而成.MiSTPP5基因在澳洲坚果的根、茎、叶、花和小果等器官组织中都有表达,其中在叶片中的表达量最高,在根中则最低.在低温胁迫下,MiSTPP5基因在叶片中的表达量呈现"升?降?升?降"的表达模式,总体上受诱导上调表达.因此,澳洲坚果MiSTPP5基因在不同组织中都有表达,并受低温胁迫诱导上调表达.
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荔枝RAV家族转录因子的全基因组鉴定及表达分析
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：RAV是AP2/ERF家族中的一类转录因子,在植物的生长发育中发挥重要作用.本研究通过全基因组分析鉴定到荔枝(Litchi chinensis)4个RAV基因(LcRAV).系统进化和保守结构域分析表明LcRAV蛋白可分为3个亚族,同时包含AP2和B3保守结构域.无规则卷曲在二级结构中占比较大.顺式作用元件分析发现荔枝LcRAV基因启动子含有多种调控元件,其中光响应元件最多,其次分别是激素响应元件、非生物胁迫响应元件和生长发育相关元件.预测发现LcRAV1、LcRAV2、LcRAV3和LcRAV4分别含有2、4、1和1个miRNA靶位点.表达分析发现,LcRAV1和LcRAV3在荔枝果皮着色过程中表达明显上调.LcRAV1、LcRAV2和LcRAV3在乙烯利和环剥去叶处理诱导荔枝果实脱落、烯效唑控花、百草枯促花过程明显上调以及在矮化品种'紫娘喜'顶芽中表达较高.LcR4V1和LcRAV3在荔枝果实采后直接常温贮藏的前期表达明显高于经预冷处理后再常温贮藏的果实.研究结果暗示LcRAV在荔枝生长发育以及采后贮藏过程的重要作用.本研究为深入研究LcRAV基因功能调控机制提供参考.
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芒果乙烯响应转录因子MiERF113基因的克隆及表达分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：芒果(Mangnifera indica L.)是著名的热带水果,深受消费者的喜爱.我国是世界第二大芒果生产国,其中广西为全国最大的芒果产区.芒果是典型的呼吸跃变型水果,其果实在采摘后因乙烯大量释放容易软化腐烂,导致货架期短,影响产业的发展.乙烯响应转录因子(ethylene response factor,ERF)是乙烯信号通路中的关键基因,参与果实内源乙烯合成的信号转导.为了探究ERF在芒果果实采后成熟调控的作用机制,以'台农1号'芒果为研究对象,依据前期完成的芒果转录组数据结果,筛选并克隆得到1个ERF基因(MiERF113),利用生物信息学方法分析MiERF113的基本理化特征、保守结构域、蛋白质结构、进化关系等;利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术对MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时期的特异性表达进行分析.结果表明:MiERF113基因的开放阅读框(ORF)长度为681 bp,编码227个氨基酸,预测蛋白质分子量为25.61 kDa,理论等电点(pI)为6.07,总平均亲水性为-0.883,有32个磷酸化位点,无跨膜螺旋结构,无信号肽.蛋白质结构域预测MiERF113蛋白仅含有1个保守的AP2结构域,且该结构域中第14和19位氨基酸分别为丙氨酸和天冬氨酸,符合ERF亚家族的典型结构特征.将芒果与拟南芥、猕猴桃、阿月浑子、苹果、柑橘和茶树的ERF氨基酸序列进行进化分析,发现MiERF113与阿月浑子ERF113的同源性较高,亲缘关系最近.利用qPCR检测MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时间果皮和果肉部位的表达情况,结果显示,MiERF113基因在果皮和果肉中均有表达,且随着果实不断成熟其表达量在逐渐增加,在采后贮藏12 d时表达量达到最高.本研究为揭示MiERF113基因在芒果采后成熟过程中的调控作用提供理论依据.
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芋ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)基因家族的克隆、生物信息学及表达分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：芋(Colocasia esculenta)为天南星科芋属成员,在世界范围内广泛种植,其球茎主要贮藏物质为淀粉.ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是淀粉合成的第一个关键酶和限速酶,在植物淀粉合成中发挥关键作用,但目前关于芋AGPase基因家族的分子结构特征和表达模式还不清楚.本研究以芋新品种'荔浦芋1号'为试材,从全长转录组注释信息中筛选到6个AGPase基因家族成员,利用RT-PCR技术克隆了6个基因的编码区,利用生物信息学对其理化性质、进化关系和保守motif进行分析;同时利用转录组学和荧光定量RT-PCR技术对6个基因在不同组织和球茎不同发育阶段的表达模式进行分析.结果表明:克隆获得6个芋AGPase基因编码区的cDNA序列,序列长度为1398~2028 bp,编码的蛋白大小为350~543 aa,其中4个基因(CeAGPL1~CeAGPL4)编码AGPase的大亚基,2个基因(CeAGPS1,CeAGPS2)编码AGPase的小亚基.系统进化分析显示,所有的AGPase分成了大亚基和小亚基2个群组,4个大亚基分在了大亚基组,2个小亚基分在了小亚基组.CeAGP家族蛋白分子质量范围为38753.22~59743.05 kDa,等电点范围为5.64~8.82,亚细胞定位为叶绿体、淀粉体和细胞质等.蛋白的保守motif分析发现,CeAGP家族蛋白共预测到11个保守motif,6个motif功能注释为NTP_transferase,除CeAGPS2外,另外5个CeAGP蛋白均包含11个motif.在不同组织中,6个CeAGP基因均能在所有组织中表达,其中CeAGPL3和CeAGPS1基因在叶片和叶柄中高表达,CeAGPL1和CeAGPS1基因在球茎中高表达,6个CeAGP基因在根的表达量均较低.在球茎不同发育阶段中,CeAGPL1和CeAGPS1高表达且均表现先升高后降低的趋势,2个基因分别在4月龄和5月龄阶段的表达量最高.该研究结果为后续阐明芋淀粉合成的分子机制提供依据.
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