科研产出
蝴蝶兰"大辣椒"APETALA1基因的克隆及表达
《北方园艺 》 2021 北大核心
摘要：以蝴蝶兰"大辣椒"为试材,采用RACE技术克隆蝴蝶兰APETALA1（AP1）基因的cDNA全长,分析基本生物学信息,并初步探索其在花芽分化过程中的作用。结果表明:AP1基因的cDNA全长为1 155 bp,开放阅读框（open reading frame）752 bp,编码250个氨基酸,含有MADS盒与K盒等保守功能结构域。同源性比对结果显示,蝴蝶兰"大辣椒"与朵丽蝶兰、金蝶兰、文心兰、石斛兰和马兜铃等植物的MADS蛋白有较高的相似性,同源性均在80%以上;系统进化树分析显示,蝴蝶兰"大辣椒"AP1基因与朵丽蝶兰聚类关系最近;实时荧光定量PCR检测发现,AP1基因在叶片、根和花葶中均有表达,但表达量有差异。同一器官不同发育时期比较显示,叶片的AP1基因表达量没有明显的时空差异;根AP1基因的表达量随着花芽分化的进程呈递减趋势,其中始花期的表达量最低,盛花期最高;而花葶中AP1基因表达量随着花芽分化呈增加趋势,在盛花期表达量达到峰值。同一时期不同器官比较,花葶中AP1的表达量显著高于同一时期的叶片和根（P<0.05）。由此,推测AP1基因在调控蝴蝶兰花芽分化过程中发挥重要作用。
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花生栽野种间杂交异源多倍化早期世代基因表达变化分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了进一步认识花生种间杂交异源多倍体进化过程中的基因表达变化规律,采用cDNA-HFO-TAG技术,研究花生种间杂交组合(四倍体栽培种'仲恺花4号'*二倍体野生种Arachis. diogio)杂种F1和早期多倍体世代S0~S3的基因表达变化情况.14条HFO-TAG引物共扩增出121条cDNA片段,其中差异片段84个,主要包括三种类型:亲本转录物完全沉默(3个),双亲转录物在后代部分材料中沉默(59个)和新转录物激活(22个),上述变化在F1代即开始发生.筛选其中大小为500~2 000 bp的35个TDFs进行克隆测序,有27个和NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性,包括抗逆相关基因(10条)、未知功能蛋白基因(8条)、能量与代谢相关基因(7条)和转录因子相关的基因(2条).这些研究结果进一步表明在花生种间杂交异源多倍化早期发生着快速、剧烈的基因表达变化,从中获得的差异基因片段,有助于了解花生属种间杂交异源多倍化早期分子机制变化,这对有效利用野生花生种质优异基因具有重要意义.cDNA-HFO-TAG技术简单、有效且实用,完全适用于花生属基因表达变化研究,可以作为花生属及其它物种基因表达变化分析技术的有效补充.
关键词： 花生 种间杂交 异源多倍化 cDNA-HFO-TAG 基因表达
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粉垄耕作对甘蔗根系生长及氮素吸收利用的调控作用
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究粉垄耕作对甘蔗根系生长和氮素吸收利用的调控作用,为粉垄耕作技术在甘蔗生产中的推广应用提供理论依据.[方法]以甘蔗品种福农41为试验材料,以传统耕作为对照,研究粉垄耕作对甘蔗根系生物量和氮含量的影响;采用转录组测序(RNA-seq)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析粉垄耕作对甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平的调控作用.[结果]与传统耕作相比,粉垄耕作条件下甘蔗根系鲜重、干重、氮含量分别显著增加48.7%、46.8%和50.0%(P<0.05).RNA-seq分析结果表明,2种耕作方式的甘蔗根系存在14020个差异表达基因,其中12565个基因在粉垄耕作甘蔗根系中上调表达、1455个基因在粉垄耕作甘蔗根系中下调表达.进一步筛选到45个氮吸收利用相关的差异表达基因,包括硝酸盐转运蛋白基因、硝酸还原酶基因、亚硝酸还原酶基因、谷氨酰胺合成酶基因、谷氨酸合酶基因等,其中有44个氮吸收利用相关基因在粉垄耕作根系中上调表达.qRT-PCR分析结果显示,3个有代表性的差异表达基因TRINITY_DN194141_c0_g1、TRINITY_DN252586_c0_g1和TRINITY_DN241177_c0_g1在2种耕作方式甘蔗根系中的表达差异趋势与RNA-seq分析结果一致.[结论]粉垄耕作可能通过上调甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平来增加甘蔗根系对氮的吸收利用能力,而增加甘蔗根系中氮含量并促进根系生长;此外,由于粉垄耕作的甘蔗根系更发达,可能通过增加根系与土壤接触的总面积,进而促进甘蔗根系对土壤中氮素的吸收利用.
关键词： 甘蔗 粉垄耕作 根系生长 转录组测序技术 氮素吸收利用 基因表达
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甘蔗乙烯信号转导途径关键基因CTR1的克隆与表达分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了研究CTR1基因与甘蔗糖分积累的关系,本研究利用同源克隆的方法,以甘蔗品种‘桂糖28’(GT28)幼嫩叶片的cDNA为模板,成功克隆得到2 103 bp的甘蔗CTR1基因(ScCTR1; GenBank登录号为MK158246)。ScCTR1基因的开放阅读框(ORF)序列长1 656 bp,编码551个氨基酸,预测蛋白质的分子质量为62.78 kD。ScCTR1蛋白具有CTR1同源蛋白典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域。实时荧光定量PCR结果表明,ScCTR1基因在茎和叶中都有表达,在茎中其表达量呈先增加后降低的趋势,在未成熟叶、成熟叶和老叶中,其基因表达呈降低的趋势。本研究结果对阐明乙烯调控甘蔗茎糖分积累和叶发育的机理提供了重要的参考依据。
关键词： 甘蔗(Saccharum ssp. Hybrids) CTR1 基因克隆 基因表达
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甘蔗ScHAK10基因克隆及表达分析
《作物杂志 》 2018 北大核心
摘要：为探究甘蔗HAK基因家族中Sc HAK10基因的功能及干旱环境下的响应机制,利用同源克隆技术(homologous cloning)从新台糖22号中克隆得到Sc HAK10基因的完整编码序列,并对其进行生物信息学分析,同时采用q-PCR技术分析基因在不同组织以及在不同干旱阶段的表达情况。结果表明,Sc HAK10基因编码区全长为2 433bp,编码810个氨基酸,相对分子量89.83k D,等电点(p I)为8.46,预测其为疏水碱性蛋白;核苷酸同源性分析表明Sc HAK10基因与玉米(Zea mays L.)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]等其他作物中HAK基因具有高度的同源性;该蛋白具有跨膜结构域,定位在细胞质膜上。蛋白质二级结构分析发现其主要由α螺旋(38.15%)、扩展长链(19.26%)和无规则卷曲(37.16%)组成;蛋白功能预测显示其与阳离子运输通道相关,有较大的概率显示其介入转录、信号传导、免疫应答等生物活动。q PCR表达分析显示,Sc HAK10基因在不同部位都有表达,叶片中的表达量最高,其次为茎,根系中的表达量最低。干旱胁迫下Sc HAK10基因受到诱导表达,表达水平根据胁迫程度的加深而呈现出先上调后下降的表达趋势,复水后,基因表达量降低。本研究为进一步阐明甘蔗Sc HAK10基因的功能及甘蔗耐旱调控相关分子机制奠定了基础。
关键词： 甘蔗 钾转运蛋白基因(HAK) 基因克隆 生物信息学分析 基因表达
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甘蔗纤维素合成酶基因ScCes3的全长克隆与表达分析
《农业生物技术学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：植物纤维素合成酶(cellulose synthase)催化合成β-1, 4糖苷链,是一种重要的糖苷转移酶。本研究根据前期从甘蔗(Saccharum officinarum)水分胁迫cDNA文库中获得的1条与玉米(Zea mays)纤维素合成酶3(cellulose synthase 3, Ces3)基因高度同源的核酸序列,通过反转录PCR (reverse transcriptionpolymerase chain reaction, RT-PCR)结合cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends, RACE)技术,成功克隆了甘蔗纤维素合成酶基因(ScCes3) 5'端80 bp序列和完整3'端非编码区的全长cDNA序列(GenBank No. MG324347)。生物信息学分析显示,ScCes3基因全长3 625 bp,包含1个3 225 bp的完整开放阅读框,编码1 074个氨基酸残基;ScCes3蛋白为稳定的两性蛋白,不存在信号肽;蛋白二级结构多为无规则卷曲,主要位于细胞质膜上,具有植物纤维素合成酶家族蛋白的保守结构域。q RT-PCR分析表明,ScCes3基因在甘蔗植株叶片、叶鞘、茎等不同组织器官中均有表达,在茎中表达量高,尤其以第5节间中表达量最高,在叶片中表达量较低。本研究结果为进一步对该基因的表达规律和功能分析提供基础。
关键词： 甘蔗 纤维素合成酶 甘蔗纤维素合成酶基因(ScCes3) 全长基因克隆 基因表达
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甘蔗蔗糖磷酸合成酶SPS Ⅲ基因表达分析
《江苏农业科学 》 2018 北大核心
摘要：为探讨蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,简称SPS)对甘蔗糖分代谢的重要影响,以4个甘蔗品种桂糖28号(GT28)、果蔗Badila、新台糖20号(ROC20)、新台糖22号的+1、0叶(最高可见肥厚带的第1张完全展开叶为+1叶,自下而上位于+1叶之上的为0叶)、幼嫩叶鞘、幼茎等部位为材料,采用半定量RT-PCR技术分析甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因(简称SPSⅢ)在工艺成熟期不同部位中的表达情况。结果表明,在工艺成熟期间,SPSⅢ在4个甘蔗基因型的+1、0叶、幼嫩叶鞘和幼茎中均有表达,表达量因基因型及测定部位与时期不同而不同;在工艺成熟初期,以GT28的4个部位较其他3个品种的低,而在果蔗Badila的4个部位中表达较稳定,在ROC20中以嫩叶鞘表达最高,而在ROC22中以幼茎表达最高,在工艺成熟中期,SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的+1、0叶、幼嫩叶鞘和幼茎中的表达较初期没有明显差异;在工艺成熟后期,SPSⅢ在4个甘蔗基因型中的+1、0叶、幼嫩叶鞘和幼茎中的表达较前2个时期迅速提高,均达到了较高的表达水平。
关键词： 甘蔗 蔗糖磷酸合成酶基因SPSⅢ 基因表达 半定量RT-PCR 糖分代谢
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甘蔗ScHAK9基因克隆及表达分析
《植物遗传资源学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：KUP/HAK/KT家族基因在介导细胞内钾的积累及维持植物的生长发育中起重要作用,本研究以新台糖22号(ROC22)甘蔗为研究材料,采用同源克隆技术获得钾转运ScHAK9基因的完整编码序列(CDs),并利用生物信息学软件对蛋白质结构和功能进行预测分析,同时利用qPCR技术分析基因的组织特异性表达以及在不同干旱条件下的表达情况。结果表明,ScHAK9基因的cDNA完整编码区长度为2352 bp,编码783个氨基酸,属于碱性疏水蛋白,结构中包含了12个跨膜结构域,蛋白主要定位在细胞质膜上;蛋白质二级结构主要由α螺旋结构、无规则卷曲结构和扩展长链组成;系统发育树分析显示ScHAK9与玉米Zm HAK9基因同源性较高。qPCR分析结果表明,ScHAK9基因在不同组织间的相对表达量具有明显差异,叶片中表达最高,其次是茎,根系中表达最低,具有组织特异性;干旱胁迫可以诱导ScHAK9基因表达,其表达量随着胁迫程度加重表现出升高趋势,且在复水后才有所下降。初步推测该基因可能在甘蔗发育和抵御干旱胁迫中起着重要作用,本研究为进一步阐明ScHAK9的功能及作用机制奠定了分子基础。
关键词： 甘蔗 钾转运蛋白(HAK) 基因克隆 生物信息学分析 基因表达
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毛欧杂种葡萄‘NW196’花色苷组成与相关基因表达分析
《园艺学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：以不同发育期毛欧杂种葡萄‘NW196’为试验材料,利用HPLC–MS检测其果皮中花色苷的组成及含量,Real-time PCR检测花色苷合成相关基因表达水平,并与欧亚种‘赤霞珠’比较。结果表明,成熟后期‘NW196’果皮中花色苷总量显著高于‘赤霞珠’;采收期‘NW196’葡萄果皮中共检测到23种花色苷,成熟后期单糖苷所占比例高于双糖苷,其中含量最高的是花翠素–3–O–葡萄糖苷,3’5’–羟基取代花色苷比例高于3’–羟基取代花色苷;与欧亚种‘赤霞珠’相比,‘NW196’果皮中酰化和甲基化花色苷比例较低。结论:毛欧杂种‘NW196’花色苷组成与欧亚种‘赤霞珠’差异明显,这与其品种特性有关,并受到类黄酮代谢路径相关基因的调控;此外,花色素双糖苷主要在转色初期合成。
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‘桂葡6号’葡萄花色苷组成特点与基因表达规律解析
《植物生理学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：葡萄果皮颜色的变化取决于花色苷组成和含量的不同。利用高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)检测不同发育期‘桂葡6号’葡萄(Vitis sp.)果皮中花色苷的组成及含量,实时荧光定量PCR检测花色苷合成相关结构基因和转录因子表达水平,并与欧亚种‘赤霞珠’做对比。结果表明,‘桂葡6号’葡萄果皮中检测到27种不同种类的花色苷,且不同种类的花色苷含量随发育期的变化规律存在差异;‘桂葡6号’果皮中花色苷总量/浓度随果实成熟逐渐升高,采收期‘桂葡6号’葡萄果皮中花色苷总量/浓度显著高于‘赤霞珠’,这与Vv DFR和Vv LDOX的表达水平较高有关;‘桂葡6号’花色苷组成与欧亚种‘赤霞珠’差异明显,其果皮中的花色苷多以花色素双糖苷为主,其中含量最高的是甲基花青素-3,5-O-双葡萄糖苷;不同修饰方式的花色苷比例随发育期变化且受品种影响;‘桂葡6号’果皮中花青素类(3′-羟基取代)花色苷比例高于‘赤霞珠’,这与其较高的Vv F3′H表达量有关;‘桂葡6号’甲基化花色苷比例高于‘赤霞珠’,而酰基化花色苷比例比‘赤霞珠’低。
关键词： ‘桂葡6号’ 果皮 花色苷 基因表达 HPLC-MS
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