科研产出
澳洲坚果MibZIP1基因克隆及表达规律分析
《植物研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究澳洲坚果(Macadamia integrifolia)中bZIP转录因子家族成员在逆境抗性中潜在功能,从'桂热1号'品种果实中克隆MibZIP1基因.结合转录因子结构分析和不同处理下表达规律进行分析发现MibZIP1基因序列长度1157 bp,基因编码区长度927 bp,编码308个氨基酸.MibZIP1存在典型bZIP superfamily结构域.系统进化分析鉴定出澳洲坚果MibZIP1、蒂罗花(Telopea speciosissima)TsbZIP60和荷花(Nelumbo nucifera)Nn?bZIP60亲缘关系较近.组织表达分析结果表明MibZIP1在'桂热1号'品种叶片中的表达量最低,在'695'品种枝条中的表达量最高.其在受玉米素、水杨酸、乙烯利和脱落酸处理的"桂热1号"叶片中显著上调表达,在赤霉素和过氧化氢处理的"桂热1号"叶片中表达差异不显著.推测MibZIP1与澳洲坚果抗逆性有关,为研发澳洲坚果新型栽培和激素调控技术提供理论指导.
关键词： 澳洲坚果 MibZIP1 基因克隆 表达规律 激素
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甘蔗HSP20基因克隆、原核表达及逆境胁迫响应
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：热激蛋白(HSP)以分子伴侣形式参与蛋白质组装、折叠、跨膜传导等生物过程,可以提高植物对多种逆境胁迫的耐受性。我们前期通过转录组测序技术(RNA-seq)研究发现甘蔗(Saccharum officinarum)HSP20基因在宿根矮化病菌(Leifsonia xyli subsp. xyli, Lxx)诱导下差异表达。为了探讨HSP20基因与甘蔗抗逆性的关系,本研究从甘蔗品种‘Badila’中克隆了HSP20基因,分析了甘蔗HSP20蛋白原核表达诱导条件以及HSP20基因在不同非生物胁迫[4°C (低温)、聚乙二醇(PEG;干旱)、NaCl (高盐)]及脱落酸(ABA)处理下的诱导表达情况。结果表明,甘蔗HSP20基因(GenBank登记号:MZ220548)全长735 bp,编码244个氨基酸,与高粱(Sorghum bicolor)亲缘关系最近;该基因编码蛋白分子质量为26.79 kDa,有较好的脂溶性,为不稳定亲水蛋白,且亚细胞定位预测HSP20蛋白位于叶绿体。HSP20蛋白在大肠杆菌(Escherichia coli)感受态Transetta (DE3)中诱导表达效果好于大肠杆菌感受态BL21 (DE3),使用0.05 mmol·L-1异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)在28°C下诱导4 h,即可获得较好的诱导表达效果。实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析表明,低温、干旱、高盐胁迫和脱落酸处理均能诱导甘蔗茎、叶中HSP20基因表达,茎、叶中HSP20基因通过不同表达模式响应这些非生物胁迫以及ABA处理,说明甘蔗HSP20基因在响应逆境胁迫中有重要作用。研究结果为甘蔗HSP20基因生物学功能研究以及甘蔗多重抗逆性研究提供参考。
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甘蔗赤霉素氧化酶基因ScGA20ox1的克隆及功能分析
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：GA20-氧化酶(GA20-oxidase,GA20ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)合成过程中的关键限速酶,但甘蔗GA20ox1基因(ScGA20ox1)的功能及其表达模式尚未明确。本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆了甘蔗GA20-氧化酶基因(ScGA20ox1), ScGA20ox1基因全长1574 bp,含有一个1125 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码375个氨基酸。ScGA20ox1蛋白分子量为42.3 kD,理论等电点为5.95,不含信号肽,不含跨膜结构域,为可溶性蛋白。实时荧光定量PCR结果表明该基因在甘蔗幼苗中茎秆的表达量最高,叶片次之,根的表达量最低;干旱、低温和赤霉素处理均会改变该基因在不同组织的表达模式。利用农杆菌介导法转化拟南芥,获得过表达ScGA20ox1的转基因拟南芥植株,转基因拟南芥植株存在株高增高,节间长度增长的表型变异。本研究结果表明,ScGA20ox1参与甘蔗的生长发育并在响应非生物逆境中发挥重要调控作用,过表达转基因拟南芥形态发生变化,这为深入探究ScGA20ox1生物学功能,解析甘蔗株型调控分子机制提供理论依据。
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芒果DELLA-GAI基因及其启动子的克隆与分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：DELLA蛋白是赤霉素(GA)代谢通路中的受体因子,参与了数种环境信号、激素信号的系统反应.本研究采用同源克隆的手段,参考NCBI登录的'阿方索'芒果的基因组数据,克隆了'贵妃'芒果的DELLA-GAI基因.其全长cDNA序列长2 120 bp,包含一个1 719 bp的开放阅读框(ORF),编码572个氨基酸,蛋白分子量为62.9 kD,等电点为5.10.由系统进化树分析可知,可可、榴莲、番木瓜、木薯等作物与该基因编码的蛋白聚为一类.经互作蛋白分析发现,芒果DELLA-GAI可能与GID1B、GID1C、SLY1、PIF4、JAZ1、GA3OX1等蛋白存在相互作用.启动子结构分析发现,该启动子主要含有MYB响应元件、光响应元件、植物抗病相关元件、MYC响应元件、MYB识别位点以及脱落酸和水杨酸响应元件.通过检测DELLA-GAI基因在'贵妃'芒果果实不同发育阶段的表达情况发现,其在果实成熟期和完全成熟期表达量比较高,而在幼果期的表达量比较低.该基因及其启动子的研究与分析为探究'贵妃'芒果果实色泽及其抗逆境调控机制提供了条件.
关键词： 芒果 DELLA-GAI基因 启动子 基因克隆
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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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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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龙眼DlWRKY57基因克隆与拟南芥遗传转化
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以龙眼成熟叶片为材料,利用实验室构建的龙眼转录组数据库,筛选出Dl WRKY57基因c DNA序列,对其开放阅读框（ORF）进行克隆和生物信息学分析。结果表明,Dl WRKY57基因ORF长度为894 bp,编码297个氨基酸,此蛋白属于WRKY基因家族中的域a类,存在1个WRKY结合位点。通过生物信息学分析表明,该蛋白属于非跨膜亲水蛋白,预测定位于细胞核,存在45个氨基酸磷酸化位点。其二级结构由无规则卷曲、琢-螺旋和延伸链构成,其中无规则卷曲为二级结构中最主要的结构元件,并且二级结构与三级结构预测结果高度一致。同源基因进化树分析表明该基因与木薯亲缘关系最近。以p MD18-T和p BI121载体为基础,成功构建了植物超表达载体p BI121-Dl WRKY57,利用农杆菌花序法转化拟南芥,经PCR分子检测,获得含Dl WRKY57基因的拟南芥植株,该超表达载体的遗传转化为Dl WRKY57基因功能的深入研究提供依据。
关键词： 龙眼（Dimocarpus longan） DlWRKY57 基因克隆 超表达载体构建
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龙眼DlZAT10基因克隆与植物超表达载体构建
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以龙眼成熟叶片为材料,通过转录组测序及生物信息学分析得到龙眼ZAT10基因全长序列,命名为DlZAT10（GenBank登陆号:MT117769）,进一步设计特异引物对其开放阅读框（ORF）全长序列进行克隆和生物信息学分析。DlZAT10基因属于C2H2锌指蛋白家族的C1-2i亚家族,ORF长度为738 bp,编码245个氨基酸,无内含子,有2个典型的C2H2结合位点。该蛋白属于非跨膜亲水蛋白,预测定位于细胞核,存在40个氨基酸磷酸化位点。其二级结构主要由无规则卷曲,以及α-螺旋和β-折叠构成,二级结构与三级结构预测结果高度一致。同源基因进化树分析表明,该基因与柑橘和阿月浑子亲缘关系最近。同时成功构建了植物超表达载体PBI121-DlZAT10,为DlZAT10基因功能的深入研究奠定了基础。
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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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