科研产出
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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苦荞FtHCT的基因克隆与生物信息学分析
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本研究克隆木质素生物合成途径关键酶莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶（HCT），探究苦荞HCT基因的表达调控以及对苦荞果壳发育形成的影响。运用RT-PCR技术克隆获得两条苦荞HCT基因，命名为Ft HCT-1、FtHCT-2，对两基因编码蛋白进行生物信息学分析，对不同组织器官及果壳不同时期混合材料进行RT-qPCR表达分析。结果表明：FtHCT-1、FtHCT-2开放阅读框序列长度分别为1 347、1 278 bp，各编码448和425个氨基酸，蛋白分子量分别为49.66和46.57 kD，理论等电点为5.72和6.64，均为亲水性蛋白，处在细胞质内，均属于PLNO2481和Trasferase超家族，具有高度同源。两基因表达存在明显差异。本研究克隆所得两条HCT基因在苦荞果壳生长发育中特定表达，推断其表达影响苦荞果壳木质素合成，为薄果壳形成的关键基因。
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苦荞漆酶基因的克隆与生物信息学分析
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：利用RT-PCR技术从苦荞中克隆出2条漆酶（laccase）基因，运用生物信息学技术对2个基因序列进行分析，预测结构域、二级和三级蛋白结构，进行蛋白同源比对及进化树分析。结果表明，FtLAC-1基因序列开放阅读框为1695bp，编码564个氨基酸，FtLAC-2基因序列开放阅读框为1707bp，编码568个氨基酸。FtLAC-1和FtLAC-2蛋白预测分子量分别为61.41和62.47kDa，理论等电点分别为9.45和9.41，为亲水性蛋白，2个基因序列相似性较低，氨基酸序列同源性不高。qRT-PCR分析出其在苦荞不同组织器官存在差异性表达。结论为进一步探索FtLAC-1和FtLAC-2在苦荞薄果壳形成中的功能提供理论基础。
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滇牡丹PdANR基因克隆及表达模式分析
《北方园艺 》 2022 北大核心
摘要：以不同时期不同花色的滇牡丹花瓣为试材，采用RT-PCR技术克隆得到PdANR基因的全长cDNA序列，并利用生物信息学预测PdANR蛋白的结构特征及理化性质，结合实时荧光定量PCR（qPCR）分析PdANR基因在各色组织间的表达模式，以期为滇牡丹原花青素的相关研究提供参考依据。结果表明：PdANR基因含有一个1 011 bp的完整开放阅读框（OFR）,编码336个氨基酸残基，蛋白分子量为36.46×10~3 g·mol-1,等电点为8.82,半衰期为30 h,不稳定指数为29.56,疏水指数为0.071,推测其为疏水性的稳定蛋白。同时，亚细胞预测显示该蛋白在细胞外中的分值最高。系统进化树表明，ANR蛋白具有明显的种属特性，其中PdANR蛋白与其它科植物的亲缘关系都较远。qPCR结果表明PdANR基因在花瓣、萼片及花药中均有表达，花瓣中的表达量会随着组织的发育而显著减少。
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蓖麻赤霉素氧化酶基因的全基因组鉴定和表达分析
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：赤霉素氧化酶基因(GAox)是赤霉素合成和调控的关键酶,其通过调节植物活性GA水平调控植物株高.为了解析蓖麻赤霉素氧化酶基因(RcGAox),利用生物信息学分析方法对RcGAox进行全基因组鉴定,并分析其理化性质、保守结构域、系统发育、基因上游2 kb启动子区域顺式作用元件预测,通过蓖麻表达数据库以及外源赤霉素和多效唑处理2个蓖麻品种的顶端嫩茎转录组测序分析RcGAox基因表达模式.结果表明:蓖麻共有30个赤霉素氧化酶基因,其中7个RcGA2ox、4个RcGA3ox、19个RcGA20ox,蛋白质分子质量在26.12~44.31 ku,等电点预测值在5.06~7.82,内含子个数为1~2个;蛋白结构域分析保守基序Motif 1、Motif 2、Motif 4存在30条蛋白序列中;系统进化分析将RcGAox基因分为5个不同的亚群:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和C20 GA2ox,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应GA2ox、GA3ox、GA20ox;启动子顺式作用元件预测光反应相关的顺式元件数量最多,且在预测区域均匀分布,18个基因含1~2个赤霉素相关元件;蓖麻RcGAox在胚乳、雄花、叶片中特异表达的基因分别有7,2,1个,转录组测序结果有5个基因在嫩茎中表达,推测RcGA2ox7、RcGA20ox1和RcGA20ox14可能是参与赤霉素合成途径来调控蓖麻株高的主要基因,且通过调控植物体内活性赤霉素水平来响应外源激素对株高的作用.
关键词： 蓖麻 赤霉素氧化酶 分子特征 生物信息学 基因表达
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外源水杨酸诱导香蕉苯丙烷类代谢提高对枯萎病抗性
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：由尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4,TR4)引起的香蕉枯萎病严重阻碍我国香蕉产业的绿色可持续发展.外源水杨酸(SA)处理能诱导香蕉体内SA合成及信号传导途径关键酶基因上调表达,激活香蕉植株内系统获得抗性,增强对各种生物和非生物胁迫的抵抗能力,在此基础上,本研究对香蕉感病品种'巴西蕉'和抗病品种'农科1号'进行SA诱导处理,随后接种TR4,结果显示2个品种的病情指数均降低.为了进一步探究水杨酸信号途径下游的苯丙烷类途径在SA诱导的香蕉植株抗病过程中的作用,本研究运用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR),对SA处理的感病品种'巴西蕉'和抗病品种'农科1号'中苯丙烷类途径关键基因的表达情况进行分析,结果发现分支途径中常规苯丙烷类途径关键酶基因C4H和4CL、木质素合成途径关键酶基因CAD和CCoAOMT、黄酮类物质生物合成途径关键酶基因CHS和CHI,对SA处理和TR4接种均有响应.在仅接种TR4的情况下,'巴西蕉'相关基因主要表现为显著下调表达,而'农科1号'相关基因主要表现为上调表达;仅用SA处理时,2个品种的C4H和4CL被诱导上调表达;SA处理并接种TR4,2个品种C4H和4CL依然保持上调表达的趋势,变化幅度在'农科1号'中偏高;'巴西蕉'CAD经SA诱导上调表达,但在接种TR4后,CAD相对表达量降低,而'农科1号'CAD被SA诱导显著上调表达,SA和TR4共同作用下,表达水平亦显著升高;'巴西蕉'CCoAOMT被TR4诱导显著上调表达,在SA处理并接种TR4的'巴西蕉'植株中也表现为上调表达,'农科1号'CCoAOMT在SA处理或SA、TR4共同作用下表现为强烈上调表达;CHS和CHI在SA处理的2个品种中主要表现为上调表达,SA和TR4双重作用下,依然表现为上调表达.结果表明外源SA处理可诱导感病和耐病香蕉根组织中苯丙烷类途径关键酶基因上调表达,该途径在SA诱导的香蕉抗枯萎病过程中起着重要作用.
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