科研产出
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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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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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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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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澳洲坚果MiSTPP3和MiSTPP7基因克隆与表达分析
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以澳洲坚果品种‘O.C.’为试材,利用RT-PCR技术克隆获得2个丝氨酸/苏氨酸磷酸酶基因,分别命名为MiSTPP3和MiSTPP7,其编码序列长度分别为2095 bp和1700 bp。序列分析和系统进化分析表明,MiSTPP3含有MPPPP5C结构域,属于PP5亚家族;MiSTPP7含有MPPPP7结构域,属于PP7亚家族。蛋白理化性质和亚细胞定位分析表明,MiSTPP3是一个稳定的亲水性蛋白,可能定位于质膜;MiSTPP7是一个不稳定的亲水性蛋白,可能定位于线粒体基质。生物信息学分析表明,MiSTPP3和MiSTPP7都是非分泌跨膜蛋白,其二级和三级结构的主要元件都是α螺旋、无规则卷曲和延伸链。RT-qPCR分析表明,MiSTPP3和MiSTPP7在澳洲坚果根、茎、叶、花和小果中都有不同的表达量;MiSTPP3受低温胁迫下调表达,而MiSTPP7上调表达,且二者都受干旱胁迫上调表达。因此,推测MiSTPP3和MiSTPP7可能参与澳洲坚果的生长发育及逆境胁迫反应。
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荸荠淀粉合成酶AGPase的基因克隆及表达分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆荸荠ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）小亚基基因EdAPS1的cDNA序列,并分析其序列特征及其在荸荠不同组织和球茎发育过程中的表达情况,为研究荸荠淀粉生物合成机制提供理论依据。【方法】通过RT-PCR技术从荸荠球茎中克隆EdAPS1基因的cDNA序列,采用生物信息学方法对其序列和所编码的蛋白进行预测分析,利用实时荧光定量PCR技术检测EdAPS1基因在荸荠不同组织和球茎发育过程中的表达情况。【结果】克隆获得的EdAPS1基因cDNA序列全长1716 bp,包含1个1521 bp开放阅读框（ORF）,编码506个氨基酸。EdAPS1蛋白分子式为C2469H3896N672O746S23,相对分子量为55.67 kD,等电点为5.98,具有NTPtransferase和PbH1结构域。同源性和系统进化树分析结果表明,EdAPS1蛋白与不同植物相应蛋白的同源性在68.80%～86.91%,其中与油莎草相应蛋白（ALL29329.1）的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析结果表明,EdAPS1基因在荸荠不同组织中均有表达,其中在球茎的表达量最高,与在其他组织的表达量差异显著（P<0.05,下同）,尤其在球茎发育后期的表达量更高,且显著高于球茎其他发育时期。【结论】从荸荠中成功克隆了EdAPS1基因,可为后续阐明荸荠淀粉生物合成机制及培育高淀粉荸荠品种提供参考依据。
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甘薯扩展蛋白基因IbEXPA4的克隆和表达分析
《农业生物技术学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：植物扩展蛋白是一种植物细胞壁蛋白,在植物生长发育过程中发挥重要作用。本课题组前期对甘薯（Ipomoea batatas）块根发育进行了转录组学研究,鉴定到一个扩展蛋白（Ipomoea batatas expansin-A4-like, IbEXPA4）基因在甘薯块根膨大中期显著上调表达。本研究以甘薯品种’桂经薯8号’和’桂紫薯1号’为材料,对扩展蛋白基因IbEXPA4进行克隆和表达分析。结果表明,该基因包含771 bp （GenBank No.MW361490.1）的完整开放阅读框,编码256个氨基酸。生物信息学分析显示,IbEXPA4蛋白的相对分子量为27.53 kD,理论等电点为8.8,不稳定系数为37.96,平均疏水性为-0.117,脂肪系数为65.62,属于稳定亲水蛋白。二级、三级结构预测显示该蛋白主要含有无规则卷曲。对IbEXPA4蛋白的结构进行分析,显示该蛋白在N端具有一段信号肽,不具有跨膜域,含有DPBB1和Pollenallerg1两个保守结构域。亚细胞定位预测其定位在细胞壁中。进化树分析表明,IbEXPA4基因与三裂叶薯expansin-A4-like基因的同源性最高,为99.22%。荧光定量PCR显示IbEXPA4在’桂经薯8号’和’桂紫薯1号’块根中优先表达,均呈先升高后降低的趋势,均在移栽60 d后的块根中表达量最高,分别为对照（20 d的纤维根）的3.09倍和9.23倍;在茎、叶中表达水平较低。IbEXPA4基因在2个品种块根中的表达量变化比较分析,IbEXPA4基因在’桂紫薯1号’中变化更显著。两个品种的农艺性状分析,发现’桂经薯8号’的块根长显著高于’桂紫薯1号’,而’桂紫薯1号’块根直径在60和90 d时显著高于’桂经薯8号’。相关性分析发现IbEXPA4基因在块根中的表达与块根直径、块根长度呈极显著正相关。这些结果说明,IbEXPA4基因促进块根的纵向生长和横向生长,参与了甘薯块根的生长调节,为阐明甘薯块根膨大的分子机理提供了理论依据。
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杧果矮化基因GA2ox的克隆、亚细胞定位及表达分析
《经济林研究 》 2020 北大核心
摘要：【目的】为研究杧果树体发育过程中GA合成调控以及GA信号转导的作用提供参考,并为矮生型杧果品种及矮化砧木的选育提供参考。【方法】以广西地方具有矮化特性杧果品种‘桂热杧82号’无病虫侵害的嫩叶为材料,对其GA2ox基因克隆,并进行亚细胞定位及表达分析。通过改良Trizol法提取叶片总RNA,利用简并引物克隆GA2ox基因片段,采用RACE法得到基因的全长cDNA序列,命名为MiGA2ox。通过生物信息学方法分析其结构特征,利用GFP进行亚细胞定位,采用实时荧光定量RT-PCR技术研究MiGA2ox基因在‘桂热杧82号’与乔化品种‘金煌杧’中的表达特性。【结果】MiGA2ox全长cDNA序列为2 051 bp,含有3′非翻译区约900 bp,5′非翻译区约400 bp。GA2ox序列均含有完整的开放阅读框,终止密码子为TGA,编码341个氨基酸,与橙子(XM_006467404.3)、柑橘(XM_006449629.2)、木薯(XM_021738345.1)、巴西橡胶树(XM_021820571.1)、陆地棉(XM_016896568.1)、中棉(XM_012597405.1)的一致性分别为79%、79%、78%、78%、76%、75%。MiGA2ox编码蛋白的相对分子质量为38 729.4 Da,等电点为6.56,为稳定蛋白,无信号肽,无明显疏水区,无跨膜结构域。根据共聚焦激光扫描显微镜观察结果可知,MiGA2ox编码蛋白定位于细胞核中。在随机选择2个时间节点,矮化品种‘桂热杧82号’MiGA2ox的表达量均高于乔化品种‘金煌杧’。【结论】‘桂热杧82号’MiGA2ox基因的表达与其矮化性状有关。
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红麻谷胱甘肽还原酶基因(HcGR)的克隆及盐胁迫下表达分析
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆红麻谷胱甘肽还原酶基因(HcGR)并分析其组织表达特性及不同盐胁迫下的表达模式,为深入研究HcGR基因在响应盐胁迫的分子调控机制提供理论参考.[方法]基于红麻转录组测序结果,克隆HcGR基因,对其序列进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR检测HcGR基因在红麻不同组织及不同盐度胁迫[CK(0 mmol/L NaCl)、T1(50 mmol/L NaCl)、T2(100 mmol/L NaCl)和T3(200 mmol/L NaCl)]下的表达情况.[结果]克隆获得的HcGR基因开放阅读(ORF)长度为1698 bp,其编码蛋白相对分子量为60 kD,由555个氨基酸残基组成,理论等电点(pI)为8.46,为亲水性蛋白,定位于叶绿体;HcGR蛋白二级结构以无规则卷曲为主,以α-螺旋、延伸链和β-转角为辅,所占比例分别为44.14%、27.75%、22.16%和5.95%,其三级结构由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链3种结构元件相互盘绕而成;该蛋白与榴莲GR蛋白亲缘关系较近.HcGR基因在红麻根、茎和叶中均有表达,且相对表达量存在显著差异(P<0.05,下同),相对表达量排序为叶>根>茎,表明HcGR基因具有明显的组织表达特异性.在红麻的根和叶中,HcGR基因相对表达量随NaCl胁迫浓度增加整体上呈先升高后降低的变化趋势,且均在T1处理下达峰值,显著高于CK、T2和T3处理.HcGR基因在茎中的相对表达量随NaCl胁迫浓度增加呈波动变化趋势,但T1、T2和T3处理均高于CK,其中T1和T3处理显著高于CK.[结论]HcGR基因在红麻根、茎和叶中的表达具有明显组织特异性,且可被不同浓度NaCl诱导响应盐胁迫信号,并通过上调各组织中的转录水平以提高抗盐胁迫能力,故推测该基因在红麻抗盐胁迫机制中发挥重要调控作用.
关键词： 红麻 谷胱甘肽还原酶(GR) 基因克隆 盐胁迫 实时荧光定量PCR 表达分析
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