科研产出
月季类胡萝卜素裂解双加氧酶基因RcCCD4在花香合成中的功能
《园艺学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为揭示类胡萝卜素裂解双加氧酶（carotenoid cleavage dioxygenase,CCDs）在花香合成通路中的作用，以中国古老月季‘月月粉’（Rosa chinensis‘Old Blush’）为材料，在花瓣中克隆了RcCCD4并进行功能解析。RT-qPCR结果表明，RcCCD4主要在花瓣中表达，花蕾期表达水平较低，盛开期表达水平最高。RcCCD4蛋白定位于细胞质体中。构建了RcCCD4的原核表达载体，通过酶活性检测发现，RcCCD4可以特异性地切割β–胡萝卜素。进一步分析发现，通过病毒诱导的基因沉默RcCCD4可显著降低花瓣中二氢–β–紫罗兰酮含量，而瞬时过表达RcCCD4可显著提高花瓣中二氢–β–紫罗兰酮含量。以上结果说明RcCCD4可以特异性地裂解β–胡萝卜素，进而合成二氢–β–紫罗兰酮。
关键词： 月季 花香 类胡萝卜素裂解双加氧酶 原核表达 病毒诱导的基因沉默
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苦荞FtERF基因克隆、生物信息学及其表达分析
《作物杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：乙烯响应因子对植物发育和细胞代谢具有重要作用.通过RT-PCR从苦荞中克隆出ERF基因,对其进行生物信息学分析和差异表达分析.结果表明,FtERF基因开放阅读框长度为729bp,编码了 243个氨基酸,编码的蛋白分子量26.08kD,等电点9.22,属于亲水性蛋白.FtERF不含有信号肽和跨膜螺旋结构,亚细胞定位在细胞核内,蛋白质二级结构和三级结构高度相似.FtERF含有抑制基序DLNxxP,系统进化表明FtERF和ERF4关系较近.经荧光定量表达发现,厚壳苦荞不同部位表达均高于薄壳苦荞,苦荞发育成熟期表达高于非成熟期.
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BmNPV侵染对家蚕β-N-乙酰葡萄糖苷酶活性及其相关基因转录水平的影响
《河南农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了深入解析β-N-乙酰葡萄糖苷酶（GlcNAcases）在病毒感染过程中的作用机制，将家蚕核型多角体病毒（BmNPV）经口感染5龄起家蚕，在感染后3、6、9、12、24 h提取家蚕血淋巴、脂肪体和中肠，采用荧光定量PCR方法检测GlcNAcases基因的表达水平，同时利用GlcNAcases测试盒测定GlcNAcases活性变化情况。结果显示，经口感染BmNPV后，家蚕血淋巴、脂肪体和中肠组织中GlcNAcases活性整体呈现先逐渐升高后急剧降低的趋势；而家蚕机体4个GlcNAcases编码基因的转录水平在不同组织中存在一定差异。在感染BmNPV后3～12 h，血淋巴中BmGlcNAcase1和BmGlcNAcase2的表达量均明显上调，BmGlcNAcase3和BmGlcNAcase4表达量与对照组（未感染）无差异；在感染后24 h，血淋巴中4个GlcNAcases基因表达量均开始下调，且表达量明显低于对照组。脂肪体组织中BmGlcNAcase2和BmGlcNAcase3在感染BmNPV后其表达量呈现先上调后下调的趋势，其中BmGlcNAcase2的表达量在感染BmNPV后3 h就开始上调，BmGlcNAcase3的表达量在9 h才开始上调，BmGlcNAcase1和BmGlcNAcase4的表达量无明显变化。感染BmNPV后，中肠BmGlcNAcase2和BmGlcNAcase4的表达量整体先逐渐上调，增高至一个峰值，随后急剧减弱，表达受到明显抑制；而BmGlcNAcase1和BmGlcNAcase3在感染BmNPV后其表达量呈现下调趋势，表达量逐渐降低。综上，BmGlcNAcase2编码的GlcNAcases在家蚕抵御BmNPV的侵染过程中发挥了一定的免疫防御功能。
关键词： 家蚕核型多角体病毒 β-N-乙酰葡萄糖苷酶 家蚕 酶活性 基因表达
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大蜡螟性肽受体基因GmelSPR克隆及表达分析
《环境昆虫学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：交配是昆虫繁衍的重要方式，雌性交配后会显现出一系列保护后代而产生的行为，SPR则是重要的交配行为调控受体基因。本研究根据前期转录组SPR基因数据信息，利用RT-PCR扩增出大蜡螟SPR基因的完整CDS序列，命名为GmelSPR(GenBank登录号：OR347698)。生物信息学分析显示该基因编码区全长1 263 bp,编码420个氨基酸，预测分子量48.70718 kDa,理论等电点8.70,有7个跨膜螺旋区，具有典型G蛋白偶联受体蛋白特征。系统进化树比对结果显示大蜡螟GmelSPR与螟蛾科昆虫脐橙螟Amyelois transitella、印度谷螟Plodia interpunctella置信度较高。大蜡螟不同状态、不同组织中表达分析表明，未交尾雌蛾、雄蛾和已交尾雌蛾、雄蛾GmelSPR均在头部较高表达，且在未交尾雌蛾、雄蛾中表达量均高于已交尾雌蛾、雄蛾。本研究克隆了大蜡螟SPR基因，克隆结果表明GmelSPR与螟蛾科昆虫亲缘较近；表达谱分析则显示GmelSPR可能参与大蜡螟交配行为，为进一步研究大蜡螟中SPR基因功能奠定基础。
关键词： 大蜡螟 性肽受体基因 GmelSPR 基因克隆 表达谱
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滇水金凤4CL基因的克隆及表达分析
《福建农业学报 》 2024 CSCD
摘要：【目的】4-香豆酰-CoA连接酶（4CL）作为苯丙烷类代谢途径的关键酶之一，对花青素合成起着重要作用。探究滇水金凤4CL基因（命名为Iu4CL）对滇水金凤花色调控的分子机理，为其花色调控及花色育种提供参考依据。【方法】以滇水金凤为材料，采用RT-PCR技术分离克隆Iu4CL1、Iu4CL2、Iu4CL3和Iu4CL4基因，并对其生物信息学进行分析；通过qRT-PCR技术对4CL基因在4种不同花色（白色、粉色、红色和深红色）及其4个不同花发育时期（花苞期S1、始花期S2、盛花期S3和谢花期S4）中的表达情况进行分析。【结果】Iu4CL1、Iu4CL2、Iu4CL3和Iu4CL4的cDNA全长分别为1 620、1 653、1 698、1 638 bp，分别编码539、550、565、545个氨基酸；其中Iu4CL1和Iu4CL2分别含有2个和4个内含子，Iu4CL3和Iu4CL4没有内含子。生物信息学分析表明，Iu4CL1、Iu4CL2和Iu4CL4为稳定蛋白，Iu4CL3为不稳定蛋白；4个基因均为无信号肽疏水性蛋白；Iu4CL2有3个跨膜结构，其余3个基因均不存在跨膜结构；Iu4CL基因4个拷贝均属于AMP结合酶超级家族和腺苷酸形成域I类超级家族。同源性分析表明，Iu4CL基因的4个拷贝均与喜马拉雅凤仙花的同源性最高；且Iu4CL1和Iu4CL2处于同一个大的分支中，而Iu4CL3和Iu4CL4处于另一个大的分支中，推测可能为旁系同源。qRT-PCR分析表明，Iu4CL基因的4个拷贝在4种不同花色和4个不同花发育时期的滇水金凤花器官中均有表达，其中Iu4CL1和Iu4CL3基因在白色花器官S3（盛花期）阶段表达量最高；Iu4CL2基因在红色花器官S3（盛花期）阶段表达量达到顶峰；Iu4CL4基因在深红色花器官S3（盛花期）阶段表达量最高。【结论】Iu4CL基因可能在滇水金凤花青素生物合成中发挥重要作用。
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蒜芥茄SsFLS2基因的克隆及其表达分析
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆云南野生蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium Lam.)中的FLS2基因,并对其编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、系统进化以及表达情况予以分析,初步探究野茄FLS2基因在黄萎病胁迫下的生物学功能.[方法]基于前期所测转录组数据(蒜芥茄接种黄萎病病原菌),克隆获取蒜芥茄FLS2基因,命名为SsFLS2;利用生物信息学分析软件对SsFLS2基因的理化性质进行分析,并通过实时荧光定量PCR(Real-time fluorescence quantitative PCR,RT-qPCR)检测其在蒜芥茄根、茎、叶的表达以及在接种黄萎病病原菌后不同时间的表达情况.[结果]蒜芥茄SsFLS2基因全长3655 bp,具有完整的ORF框,编码1126个氨基酸.其编码蛋白的分子式为C5596H8814N149401627 S4,理论分子量为124.34 kD,理论等电点(pI)为7.33,总平均亲水性系数为0.081.该蛋白二级结构主要由42.81%的无规则卷曲、40.23%的α-螺旋、13.23%的延伸链以及3.73%的β-折叠组成,且存在跨膜结构,定位于细胞膜上,其中可被磷酸化且超过阈值线的位点,共计151个.SsFLS2蛋白的氨基酸序列与马铃薯(Solanum tuberosum)同源蛋白(XP 006358149.2)的关系最近.RT-qPCR检测发现,在蒜芥茄根、茎、叶中均有SsFLS2基因的表达,且根、叶中的相对表达量极显著高于茎部;接种黄萎病病原菌后72 h內,处理组和对照组均在24 h时,SsFLS2基因的相对表达量大幅度增加且极显著高于其他时间点.[结论]本研究成功克隆蒜芥茄的SsFLS2基因,并对其编码蛋白的理化性质及基因表达情况等进行分析.结果表明,SsFLS2是蒜芥茄响应黄萎病胁迫的重要基因,结果可为进一步研究该基因在蒜芥茄黄萎病抗性中的功能奠定基础.
关键词： 蒜芥茄 Flagellin sensing 2(FLS2) 基因克隆 生物信息学 基因表达
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蒜芥茄PR-10基因的克隆与表达分析
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：黄萎病是由轮枝菌属(Verticillium spp.)真菌引起的一种土传病害,是茄子生产中的重要病害之一,严重影响茄子的产量和品质.目前,对于茄子黄萎病的防治还限于嫁接和化学防治,但二者均不能较好防止该病的发生,而挖掘茄子中黄萎病抗性基因,结合基因工程技术培育抗病品种,是防治黄萎病的最佳途径.蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium Lam.)为云南野生茄,对黄萎病具有高抗性.PR基因是编码植物病程相关蛋白(pathogenesis related protein)的基因,与植物抗病防御密切相关,其中,PR10 蛋白是具有核酸酶相似结构的一类蛋白,但其在蒜芥茄中的抗病作用机制尚不明确.本研究以蒜芥茄为试验材料,利用前期建立的蒜芥茄转录组数据库,通过RT-PCR技术从中分离并克隆得到PR10同源基因,命名为SsPR-10,测序得到 645 bp,其中基因编码区长 480 bp,共编码 159 个氨基酸.将测序得到的编码区序列进行生物信息学分析,结果显示:SsPR-10 蛋白是分子量为 17.71 kDa、等电点为 5.54 的酸性亲水蛋白;跨膜区和信号肽预测显示 SsPR-10 蛋白无跨膜区和信号肽;亚细胞定位结果表明 SsPR-10 定位于细胞质;保守结构域预测结果显示,SsPR-10 含有"P-LOOP"环(47~52 位)和保守序列PATHOGENESIS_BETVI(88~120 位).序列比对与系统进化树分析结果表明,SsPR-10 蛋白与黄果茄PR10 蛋白同源性最高,其次是马铃薯STH-2 蛋白.通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术对SsPR-10基因的表达进行分析,SsPR-10在蒜芥茄根部的表达量最高,具有组织特异性;在接种大丽轮枝菌(V.dahliae)24 h后,SsPR-10的表达量达到初始表达量的 8.16 倍,表明黄萎病病菌可能诱导SsPR-10的表达.本研究对野生蒜芥茄PR-10基因进行了克隆和表达分析,为进一步研究SsPR-10基因响应黄萎病等生物胁迫的机制提供一定的理论基础.
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外源海藻糖提高甘蔗幼苗抗旱能力并促进植株生长
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究海藻糖处理能否通过增强甘蔗的防御反应来降低干旱胁迫的不利影响,为干旱条件下甘蔗高产、稳产提供理论依据.[方法]以甘蔗品种ROC22 和YZ05-51 组培苗为试验材料,以 30%PEG6000 和 12%PEG6000 模拟干旱胁迫,设置 0、10、100 和 200 mg·L-1 4 个海藻糖处理浓度.处理 9 d后测定组培苗鲜重、干重及不定根数目,明确干旱胁迫下海藻糖促进甘蔗生长的最优浓度.然后,以正常条件为对照,检测在 30%PEG6000、12%PEG6000、30%PEG6000+最优浓度海藻糖以及 12%PEG6000+最优浓度海藻糖等处理下组培苗丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.最后,在 30%PEG6000 和 30%PEG6000+最优浓度海藻糖处理后 0、12、24 和 48 h 4 个时间点,通过qRT-PCR方法检测YZ05-51 组培苗抗旱相关基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平.[结果]海藻糖处理可缓解 30%PEG6000 和 12%PEG6000 干旱胁迫导致的植株鲜重和干重的下降,100 mg·L-1 海藻糖对干旱条件下甘蔗组培苗生长的促进作用优于 10 和 200 mg·L-1 海藻糖处理.30%PEG6000 干旱胁迫会导致甘蔗组培苗的MDA含量上升,同时抗氧化酶POD和SOD的活性也发生上调.海藻糖处理则降低了干旱诱导的MDA上升幅度,且进一步增强了POD和SOD的活性,但海藻糖对 12%PEG6000 胁迫下组培苗的MDA含量和抗氧化酶活性影响不明显.在高浓度PEG6000 胁迫下,海藻糖处理会提高甘蔗抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达水平.[结论]海藻糖处理可缓解干旱对甘蔗组培苗的生长抑制,促进不定根生长.干旱胁迫下,海藻糖通过提高抗氧化酶POD 和 SOD 的活性,降低干旱胁迫引起的氧化毒性;同时,海藻糖处理诱导抗旱基因ScTPS1、ScSnRK2.3、ScSnRK2.4和ScDREB2b-1的表达,表明施加海藻糖可提高甘蔗的抗旱能力.研究结果可为甘蔗抗旱育种和生产实践中制定甘蔗抗旱策略提供参考.
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西方蜜蜂Lozenge基因的克隆鉴定及时空表达分析
《环境昆虫学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：Lozenge蛋白（Lz蛋白）是昆虫的重要转录因子，在昆虫胚胎发育过程中发挥重要作用。为研究Lozenge在西方蜜蜂Apis mellifera中的作用，本研究克隆了Lozenge基因，并对其进行生物信息学分析，同时基于荧光定量PCR技术检测该基因在西方蜜蜂不同发育时期（卵期、幼虫期、蛹期和成年蜂）和10日龄哺育蜂各组织的表达谱。生物信息学分析结果显示，Lozenge基因的开放阅读框（ORF）为1 554 bp,共编码517个氨基酸，预测分子量为54.63918 kDa,等电点为6.08;结构域预测分析发现Lozenge蛋白含有一个Runt结构域，多物种蛋白序列对比发现该蛋白同源性高。时期表达谱表明，该基因在第1日卵和第2日卵的表达量远高于其他时期，在卵期表达量随时间依次递减，幼虫期表达量极低，蛹期表达量呈先增后减的趋势，而成年蜂中均有表达；组织表达谱显示，该基因在哺育蜂头部、上颚腺中的表达量较高，而在腹部的表达量低。这些结果表明，Lozenge基因可能在西方蜜蜂胚胎期细胞发育过程、哺育蜂蜂王浆合成和分泌过程中发挥重要作用，这些结果为该基因功能的深入研究提供了重要的理论参考。
关键词： Lozenge RUNX家族 西方蜜蜂 表达分析 基因克隆
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滇水金凤花斑形成相关基因IuMYB114和IuMYB36的克隆及表达分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：MYB基因作为植物中最庞大的一个基因家族，在花斑及色素形成、生长发育等过程中发挥着重要作用。本研究以滇水金凤花器官为材料，获得2个MYB基因，分别命名为IuMYB114和IuMYB36,其cDNA分别为315 bp和876 bp,分别编码104个和151个氨基酸。生物信息学分析显示：二者均不具有内含子且均为亲水性不稳定蛋白，IuMYB114基因属于MYB超家族，推测IuMYB36属于新的R2R3-MYB转录因子亚组；IuMYB114和IuMYB36的氨基酸序列与其他物种的同源性均在64%和50%左右；二者均分别与各自的同源序列聚在一起，且处在两个不同分支。qRT-PCR分析发现两个基因在滇水金凤斑区和非斑区中均有表达，但在斑区表达量显著高于非斑区，IuMYB114和IuMYB36基因斑区表达量分别为非斑区的12.83倍和9.88倍，推测两个基因在滇水金凤花斑形成中发挥了重要的调控作用。本研究结果为后续探讨滇水金凤花斑形成的分子调控机理以及进行凤仙花花色改良等方面研究提供了一定的理论依据。
关键词： 滇水金凤 花斑形成 MYB基因 基因克隆 表达分析
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