科研产出
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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蒜芥茄SsWRKY1基因克隆及黄萎病病原菌胁迫下表达分析
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆蒜芥茄WRKY1基因(SsWRKY1),并分析其在黄萎病病原菌胁迫下的表达模式,为探究WRKY1基因在野生蒜芥茄黄萎病抗性中的调控机制提供理论参考.[方法]利用染色体步移技术克隆SsWRKY1基因,通过在线生物信息学软件进行序列分析及构建系统发育进化树;采用GFP融合蛋白表达法对WRKY1蛋白进行亚细胞定位,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测SsWRKY1基因在不同组织及接种黄萎病病原菌后不同时间的相对表达量.并分析9种野生茄材料接种黄萎病病原菌后的病情指数与WRKY1基因表达变化量的相关性.[结果]克隆获得的SsWRKY1基因(GenBank登录号MZ846202)ORF序列长度为1224 bp,编码407个氨基酸残基,蛋白相对分子量为44.87 kD,理论等电点(pI)为6.91,属于亲水性不稳定蛋白,亚细胞定位于细胞核,符合转录因子特征.Ss-WRKY1蛋白含有2个WRKY保守结构域和C2H2型锌指结构,属于Ⅰ类WRKY转录因子,其二级结构主要由α-螺旋(7.13%)、β-折叠(4.67%)、无规则卷曲(73.71%)和延伸链(14.50%)组成.SsWRKY1蛋白与番茄、野生潘那利番茄、野生番茄、马铃薯WRKY1蛋白的亲缘关系较近.SsWRKY1基因在根和茎的相对表达量显著高于叶中的相对表达量(P<0.05,下同).黄萎病病原菌接种后不同时间,SsWRKY1基因的相对表达量均低于对照组(无菌水接种),但仅在24 h时二者差异达显著水平.9种野生茄材料接种黄萎病病原菌后的病情指数与接种前后WRKY1基因表达变化量间呈显著正相关.[结论]SsWRKY1属于第Ⅰ类WRKY转录因子,序列高度保守,在细胞核中表达,其基因具有组织表达特异性,黄萎病菌胁迫后该基因的表达下调,推测WRKY1在野生茄黄萎病抗性中起负调控作用.
关键词： 蒜芥茄 WRKY转录因子 黄萎病 基因克隆 亚细胞定位 表达分析
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滇水金凤LWD基因的克隆及表达分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：WD40是转录因子大家族,具有调节花青素苷生物合成、植物生长发育及非生物胁迫响应等功能,LWD(LIGHT-REGULATED WD)基因是该家族中已知的生物钟调节因子,但目前有关植物LWD基因的报道较少,其功能还有待深入研究.为探究LWD基因对滇水金凤花色的影响,本研究以滇水金凤花器官为材料,采用RT-PCR等技术克隆得到2个滇水金凤LWD基因,分别命名为IuLWD1和IuLWD2,其cDNA全长分别为1041 bp和1032 bp,分别编码347个和344个氨基酸.基本理化性质分析显示,IuLWD1和IuLWD2的GC含量分别为46%和50%,相对分子量分别为38838.47 kDa和39029.65 kDa,理论等电点分别为4.71和4.70.IuLWD1和IuLWD2的不稳定指数分别为53.60和52.58,均属于不稳定蛋白;其总平均亲水指数分别为–0.388和–0.366,均为亲水性蛋白.结构域分析显示,IuLWD1和IuLWD2均含有6个典型的WD40-repeat保守结构域,属于WD40超家族.多序列比对发现,IuLWD1和IuLWD2氨基酸序列与牡丹、葡萄及杨梅等氨基酸序列相似度较高.系统发育分析表明,IuLWD1与葡萄和牡丹聚为一支,同源性达85%;IuLWD2与杨梅聚为一支,同源性达90%,然后共同聚类在一支,推测2个基因为旁系亲缘关系.qRT-PCR分析表明,IuLWD1和IuLWD2基因在4种不同花色滇水金凤及其4个不同发育阶段均有表达,均以深红色表达量最高,白色表达量最低,2个基因的表达量均与花色呈正相关,且IuLWD1基因的表达量高于IuLWD2基因的表达量,表明IuLWD1和IuLWD2基因均在滇水金凤花色素苷的生物合成中发挥了作用,且IuLWD1基因对滇水金凤花色形成的调控作用更强.该研究结果为进一步探究滇水金凤花色形成及变异机理、凤仙花花色改良及新品种培育奠定基础.
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甘蔗HTD2基因的表达特征及基因多态性分析
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：分蘖是无性繁殖经济作物-甘蔗最重要的农艺性状之一,挖掘分蘖关键基因用于甘蔗理想株型调控是增加品种产量的重要途径.本研究使用实时荧光定量PCR技术对前期从甘蔗中获得的与水稻分蘖关键基因HTD2高度同源的ScHTD2基因开展表达特征分析,然后探讨其在甘蔗种质资源群体中的基因多态性情况,筛选与分蘖性状相关的变异位点.结果显示,该基因表达具有组织特异性,在叶中表达最高;腋芽萌动发育过程中,在休眠芽中表达量最高,随着蔗芽萌动,开始显著下调表达,负调控蔗芽的萌动发育;植物激动素、生长素和独脚金内酯都能显著诱导该基因在萌动蔗芽和蔗苗分蘖芽中的表达,结合激素处理的表型变化特征,预示生长素和独脚金内酯诱导该基因的高表达会抑制萌动蔗芽的继续发育和延迟蔗苗的分蘖,但植物激动素诱导的高表达并没有这种抑制效应.对从26份甘蔗种质资源中获得的520条HTD2基因组DNA克隆序列开展基因多态性分析表明,在基因组结构上,该基因具有2个外显子和1个内含子,其中内含子区域变异最为丰富.从群体基因多态性看,原始种亲本群体在外显子1和2区域表现出较高的核苷酸多样性,而主栽品种群体在内含子区域表现出较高的核苷酸多样性.从编码区单倍型多样性来看,原始种亲本群体间单倍型多样性最为丰富,其次为主栽品种群体.基因选择性测验中,原始种亲本群体受正向选择,选择压力较大,基因进化速度快,而骨干亲本群体和主栽品种群体受负向选择,向纯化方向发展.编码区单倍型演化分析表明,Hap3和Hap4处于单倍型演化的辐射中心,属于较为原始的类型.基因编码区变异位点与分蘖率相关性检测揭示该基因有23个SNP位点和5个InDel位点不同变异类型剂量与甘蔗种质资源分蘖率呈显著相关,变异类型剂量效应将是未来甘蔗分子辅助育种重要的关注点.研究为进一步深入解析甘蔗分蘖调控关键基因的功能作用和开发功能性标记奠定了重要基础.
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琥珀蚕丝腺转录因子基因AaSGF-1的克隆、原核表达及组织表达分析
《昆虫学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]本研究旨在克隆琥珀蚕Antheraea assama丝腺转录因子基因AaSGF-1,分析其序列特征及表达模式并制备多克隆抗体,为探讨该基因的生理功能奠定基础.[方法]采用RT-PCR和RACE技术从琥珀蚕丝腺中克隆AaSGF-1的cDNA序列,并进行生物信息学分析;利用qPCR检测AaSGF-1在琥珀蚕5龄第4天幼虫不同组织(头、中肠、脂肪体、丝腺、血液、表皮)中的表达模式;构建原核表达质粒载体,在大肠杆菌Escherichia coli BL21中表达AaSGF-1,利用纯化的融合蛋白免疫新西兰兔子,获得高效的抗体.利用免疫荧光技术检测AaSGF-1在琥珀蚕蚁蚕丝腺和表皮及4龄幼虫丝腺中的表达情况.[结果]克隆了琥珀蚕AaSGF-1的cDNA序列(GenBank登录号:MK889510.1),开放阅读框(ORF)序列长1 050 bp,编码349个氨基酸残基,预测蛋白分子质量为38.8 kD,理论等电点(pI)为8.74.qPCR检测结果显示AaSGF-1在琥珀蚕5龄幼虫丝腺组织尤其是后部丝腺中高量表达,而在其他组织中几乎不表达.免疫荧光结果表明AaSGF-1在蚁蚕及4龄幼虫的丝腺中表达.[结论]本研究原核表达了琥珀蚕AaSGF-1,制备了多克隆抗体,证实了AaSGF-1在琥珀蚕幼虫的丝腺中高表达,为进一步研究该基因在琥珀蚕丝腺发育及丝蛋白合成中的作用奠定了基础.
关键词： 琥珀蚕 丝腺转录因子 基因克隆 原核表达 多克隆抗体 组织表达谱
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蓖麻GRF转录因子家族生物信息学鉴定及表达分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：GRF是植物特有的转录因子,主要参与调控植物生长发育过程。本研究利用生物信息方法对蓖麻GRF （RcGRF）基因进行全基因组鉴定,并对其理化性质、基因结构、保守结构域、系统发育、组织表达分析以及外源赤霉素（GA）和多效唑（PAC）处理两个蓖麻品种（高杆‘滇蓖2号’和矮杆‘滇蓖5号’）后顶端嫩茎转录组测序分析。结果表明,蓖麻共有9个GRF转录因子,蛋白长度233～617 aa,等电点（pI）为6.34～9.48,每个成员含有2～4个内含子,每个RcGRF的蛋白结构域均包括一个由39～43个氨基酸组成的WRC保守结构域和一个由34个氨基酸组成QLQ保守结构域。系统发育分析表明蓖麻与拟南芥GRF的亲缘关系比水稻更近。不同组织表达结果表明多数RcGRF基因在发育的胚乳及萌发的种子中高表达,而RcGRF2在叶片、雄花和萌发的种子中都不表达。GA和PAC处理转录组测序结果显示GA处理DB2 RcGRF1、DB2 RcGRF17下调表达,GA处理DB5 RcGRF1、DB5 RcGRF4下调表达,PAC处理DB2 RcGRF4、DB2 RcGRF6上调表达、RcGRF9下调表达,表明RcGRF1、RcGRF4、RcGRF7、RcGRF9可能通过赤霉素途径调节植物株型。本研究为蓖麻GRF基因对生长发育调控机理研究奠定分子基础,为调控蓖麻株高相关基因的研究提供科学依据。
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非洲菊CAD基因的克隆及在非生物胁迫下的表达
《应用与环境生物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为揭示非洲菊肉桂醇脱氢酶基因（GjCAD）的序列特性及其在非生物胁迫下的表达模式,利用反转录PCR（RTPCR）从非洲菊品种‘玲珑’中克隆获得两个GjCADs（GjCAD3和GjCAD5）,分析它们及其编码蛋白序列特性,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术研究它们在不同组织器官（根、叶和叶柄）和不同逆境处理（4℃低温、PEG模拟干旱、水杨酸和NaCl处理）下的表达情况.结果显示:GjCAD3和GjCAD5编码序列（CDS）长度分别为1 089 bp和1 077bp,它们编码的蛋白均不含信号肽和跨膜结构域,其中GjCAD3属于MDR超家族,为亲水蛋白;GjCAD5属于PLN02514超家族,为疏水蛋白. qRT-PCR结果显示,GjCAD3和GjCAD5均在根中表达量最高,其次为叶柄,叶最低.低温处理下,GjCAD3除在处理24h后的表达量显著低于对照外,其余时间点均显著高于对照,而GjCAD5的表达则受到显著抑制;干旱处理下,GjCAD3的表达受到显著抑制,而GjCAD5在处理1 h和12 h的表达量显著高于对照,其余时间点与对照相差不大;SA处理下,GjCAD3的表达受到显著抑制,GjCAD5也仅在处理24 h的表达量显著高于对照;盐胁迫处理下,GjCAD3受到显著抑制,而GjCAD5受到显著诱导.本研究表明GjCAD3和GjCAD5参与非洲菊非生物胁迫应答,但二者表达模式差异较大.该结果可为揭示非洲菊CAD基因的功能奠定基础.（图7表1参37）
关键词： 非洲菊 肉桂醇脱氢酶 基因克隆 非生物胁迫 基因表达
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花青素合成相关基因在二倍体彩色马铃薯薯肉中的表达分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了探究彩色马铃薯薯肉颜色分布的机理,本试验利用RT-PCR技术,检测了与花青素合成相关的6种结构基因和4种调节基因,在彩色马铃薯杂交组合后代中不同薯肉颜色个体以及同一薯块中不同薯肉颜色部分的表达情况,研究这些结构基因和调节基因在薯肉中的表达模式。结果显示,在75个杂交后代中,除结构基因DFR外,其余5个结构基因在红色和紫色薯肉中都有较高的表达量,而在81%（StCHS）～93%（StF3H）黄色或白色薯肉中表达量比较低甚至不表达;4个调节基因在90%（StAN2）～100%（StMBA113）黄色或白色薯肉以及所有紫色（除G17-23-36外）和红色薯肉中都有表达。本研究结果表明,来自同一父母本的后代薯肉颜色的差异可能是由结构基因表达量的差异或者在花青素合成通路存在结构基因没有表达而导致,而且4个调节基因可能并不是限制花青素合成的关键转录因子。
关键词： 彩色马铃薯（Solanum tuberosum L.） 花青素合成 RT-PCR 表达分析
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