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利用转录组分析款冬萜类化合物生物合成关键酶基因及表达特征

中草药 2020 北大核心 CSCD

摘要:目的挖掘与款冬萜类化合物生物合成途径相关的关键酶基因.方法利用Illumina HiSeq2500测序平台对野生款冬花蕾和叶进行转录组测序,使用Trinity软件de novo从头组装,并通过基因功能注释、差异表达基因分析等生物信息学方法进行分析,挖掘款冬中萜类化合物生物合成途径相关的酶基因.结果转录组测序获得39 912 371条高质量reads(SRA号:SRR9113366,SRR9113367),组装获得91 118条Unigene,55 830条Unigene在NR、Swiss-Prot、GO、COG、KEGG等数据库得到注释.鉴定出参与款冬萜类化合物生物合成相关酶基因的129个Unigene,包括91个参与三萜骨架生物合成酶基因,32个萜类合成酶基因,6个细胞色素P450基因,其中差异表达基因25个,涉及上游MVA途径的4个差异基因在花蕾中表达量高于叶,MEP途径的5个差异基因在叶中表达高于花蕾,另外还有10个基因在叶中高表达,9个基因在花蕾中高表达.根据差异基因HMGR、TPS、AS、CYP450基因在花蕾中高表达,推测可能与花蕾中萜类物质含量高有关.结论从款冬转录组数据库中初步获得了可能参与萜类化合物生物合成途径的候选关键酶基因,为进一步阐明款冬萜类化合物生物合成的分子机制奠定基础.

关键词: 款冬 转录组 萜类化合物 生物合成 基因表达

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9个基因在桑树硬枝扦插生根过程中的表达特性分析

蚕业科学 2019 北大核心 CSCD

摘要:桑树扦插生根涉及复杂的生物学过程,受多种内源激素和环境因素的调节。为发掘桑树扦插生根相关基因,为桑树扦插不定根的形成和调节提供分子理论依据,采用桑品种育711号1年生硬枝为插穗,分别以传统愈伤组织生根技术和新的可诱导皮部生根的技术进行处理,以清水处理为对照,利用qRT-PCR技术检测PPO1、PPO2、PPO3、HSP83A、ILL5、GH3.1、SAUR2、Cacybp、ANT1 9个基因在愈伤组织生根和皮部生根2种生根形式生根过程中的表达变化。结果显示在扦插生根的不同发育阶段,9个基因在皮部生根处理组的表达量均明显高于愈伤组织生根处理组和对照组,且各个基因表达量在不同形式的生根过程中表现出不同的变化趋势,初步推测这些基因在不定根的形成中均发挥了重要作用。研究结果将丰富桑树甚至其他林木扦插生根机制的内容,并可为进一步开发高效实用的桑树扦插技术奠定良好的理论基础。

关键词: 桑树 硬枝扦插 愈伤组织生根 皮部生根 基因表达

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桑树几丁质酶基因Machi1的克隆及原核表达

蚕业科学 2019 北大核心 CSCD

摘要:以桑品种云桑2号的健康叶片为材料,通过反转录PCR结合RACE方法克隆到桑树几丁质酶基因Machi1(GenBank登录号:MK783295).Machi1基因的完整ORF序列长度为972 bp,编码323个氨基酸残基,预测Machi1蛋白分子质量为349kD,理论等电点(pI)为684.结构分析显示Machi1蛋白含有一个信号肽,无跨膜结构域.Machi1蛋白属于糖苷水解酶19家族,含有保守的ChtBD1结构域,预测具有几丁质酶活性.多序列比对结果表明,Machi1蛋白与川桑几丁质酶Mnchi19一致性最高为935%,系统进化树结果与之相一致.组织表达模式分析结果表明,Machi1基因在桑树叶片中的表达量最高.随后通过原核表达系统获得了重组目的蛋白并进行了纯化,用纯化的蛋白质免疫新西兰大白兔制备Anti-Machi1多克隆抗体.利用间接ELISA法测定其效价在1∶80 000以上,并经Western blotting验证了该多克隆抗体的特异性,为后续研究Machi1的抗病机制及生物学功能奠定了基础.

关键词: 桑树 几丁质酶 基因克隆 原核表达 多克隆抗体

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琥珀蚕胆绿素结合蛋白基因AaBP-1的克隆及表达分析

蚕业科学 2019 北大核心 CSCD

摘要:鳞翅目昆虫的胆绿素结合蛋白属脂质运载蛋白家族,通过与胆色素(bilins)结合在蓝绿色素形成过程中发挥重要作用。从琥珀蚕(Antheraea assama)丝腺中克隆了胆绿素结合蛋白基因1(AaBP-1),该基因cDNA全长923 bp,开放阅读框609bp,编码202个氨基酸残基,预测蛋白质分子质量为22.1 kD,理论等电点为5.19,蛋白序列含有1个信号肽和1个Lipocalin超家族结构域。序列比对分析结果表明,AaBP-1的氨基酸序列与柞蚕胆绿素结合蛋白BP-1一致性较高,达到81.7%。荧光定量PCR检测结果显示AaBP-1基因mRNA在琥珀蚕5龄第4天幼虫的表皮和丝腺中高量表达,在头和中肠中少量表达,其他组织中都几乎不表达。在丝腺中,AaBP-1主要在前部丝腺和中部丝腺表达,尤其在中部丝腺的前部大量表达,且琥珀蚕丝腺的颜色也呈现出中部丝腺比后部丝腺深的现象。推测AaBP-1可能参与琥珀蚕表皮、丝腺及茧中色素的形成。研究结果将为进一步研究琥珀蚕色素形成机制提供参考。

关键词: 琥珀蚕 胆绿素结合蛋白 基因克隆 序列分析 表达谱

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BmNPV对家蚕抗氧化酶基因表达及其酶活性的影响

南方农业学报 2019 北大核心 CSCD

摘要:[目的]探究喂食家蚕核型多角体病毒(BmNPV)后家蚕血淋巴和中肠组织抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)]的活性及其基因表达变化规律,明确BmNPV侵染对家蚕抗氧化系统的影响,为解析BmNPV的致病机理提供理论依据.[方法]以五龄家蚕为研究对象,经口喂食BmNPV,分别于添食后6、12、18、24、30、36、42和48 h采集家蚕的血淋巴和中肠组织,采用实时荧光定量PCR检测两种抗氧化酶基因(Bmsod和Bmcat)的表达水平,同时以抗氧化酶活性测试盒测定SOD和CAT的活性变化情况.[结果]BmNPV侵染五龄家蚕能引起典型的血液型脓病,主要表现为蚕体环节肿胀,狂躁爬行,体壁易破,体液呈乳白色等.家蚕血淋巴和中肠组织中Bmsod和Bmcat基因均在感染BmNPV中期开始上调表达,在感染后期呈下调表达趋势,其相对表达量也呈先增加后急剧减少的变化趋势.添食BmNPV后,家蚕血淋巴和中肠组织的SOD活性在感染18和24 h时极显著高于对照组(添食等量灭菌水)家蚕(P<0.01,下同),但从感染30 h起SOD活性开始急剧下降,至感染48 h时降至最低值.家蚕血淋巴和中肠组织的CAT活性在感染早期(6 h)略有下降,从感染12 h起CAT活性开始呈上升趋势,血淋巴CAT活性在感染18~30 h极显著高于对照组,随后急剧下降且显著低于对照组家蚕(P<0.05,下同);中肠组织CAT活性仅在感染18和24 h时显著或极显著高于对照组家蚕,从感染30 h起开始持续下降,至感染48 h时降至最低值,约为对照组家蚕的18%.[结论]BmNPV侵染能影响家蚕机体相关保护酶活性及其基因转录水平,SOD和CAT活性及其基因表达量在感染中期增加,感染后期则急剧降低,提示抗氧化酶SOD和CAT在家蚕的抗病毒过程中发挥重要作用.

关键词: 家蚕 家蚕核型多角体病毒(BmNPV) SOD CAT 酶活性 基因表达

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腾冲红花油茶花蜜蛋白1,6-二磷酸果糖醛缩酶的鉴定、克隆与分析

核农学报 2019 北大核心 CSCD

摘要:为鉴定出花蜜中某些影响花蜜化学组成的功能蛋白,并探讨其在花蜜分泌及组分调控过程中的功能,以腾冲红花油茶为试验材料,利用MALDI-TOF/MS质谱分析方法初步鉴定出腾冲红花油茶花蜜中含有1,6-二磷酸果糖醛缩酶(FBP2),然后根据质谱得到的部分肽段序列设计特异性引物,采用SMART RACE方法克隆腾冲红花油茶花蜜FBP2全长cDNA,命名为CRFBPase (GenBank登录号:MG764086)。序列分析表明,该cDNA全长1 077 bp,编码358个氨基酸,分子质量为38 428.13 Da,等电点为7.56。经同源比对分析发现CRFBPase基因序列与普通油茶的FBP2基因序列同源性高达98.8%,同时酶活检测结果也进一步证实该花蜜中含有FBP2,且该酶的活性会随着花蜜分泌累积时间的延长而增加。实时荧光定量PCR结果显示,CRFBPase基因在开花后第5天的蜜腺和花部组织中均有一定量的表达且蜜腺中表达量最高,开花后第5天(泌蜜高峰期)蜜腺显著高于花蕾期。本研究结果为进一步揭示FBP2在植物花蜜形成、分泌及糖组分调控过程中的作用机制提供了一定的理论依据。

关键词: 腾冲红花油茶 花蜜蛋白 1,6-二磷酸果糖醛缩酶(FBP2) 基因表达

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中国古老月季'月月粉'FT/TFL1基因的鉴定与表达分析

西北植物学报 2019 北大核心 CSCD

摘要:该研究以中国古老月季品种‘月月粉’(Rosa chinensis ‘Old Blush’)为试材,根据拟南芥和草莓FT/TFL1基因家族成员的保守结构域设计引物,对‘月月粉’基因组DNA进行克隆和测序,结合数据库序列和双单倍体基因组信息进行序列比对,结果共获得了8条月季的FT/TFL1基因家族序列,且8条序列分别注释为2个FT基因(RcFT1和RcFT2)、1个BFT基因(RcBFT)、1个ATC基因(RcATC)、2个MFT基因(RcMFT1和RcMFT2)和2个PEBP基因(PEBP1和PEBP2);进化树分析结果将这8个基因分为3个亚组;结构分析显示8个基因的内含子为1~5个不等.qRT-PCR分析显示,RcFT1、RcPEBP、RcMFT1、RcMFT2和RcBFT在‘月月粉’的叶片中表达量最高,茎尖中次之;RcFT2在茎尖中的表达最高,叶片中次之;RcA TC在茎尖中的表达量高于其他组织;除RcPEBP在根组织中有表达外,其他基因在根组织中几乎没有检测到.进一步表达分析显示,RcFT1和RcFT2在‘无刺光叶蔷薇’(R.wichuriana‘Basye’s Thornless’)生殖生长期的叶片、茎尖中的表达量显著高于营养生长期.研究推测,具有连续开花性状的中国古老月季‘月月粉’可能具有多个开花时间(FT)基因位点,FT有可能可以作为月季生殖转换的标记基因.

关键词: 中国古老月季 FT/TFL1基因 开花时间 基因表达

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茶树MADS-box家族基因AGL9的克隆及表达分析

西南农业学报 2019 北大核心 CSCD

摘要:[目的]进一步了解AGL9转录因子基因的功能,以及该基因对茶树花器官形成与发育的作用.[方法]前期研究茶树正常花与不育花转录组差异时,筛选出一条与AGL9基因高度同源的基因序列,设计特征引物进行PCR扩增验证AGL9基因并对其生物信息学特征进行分析,同时运用qRT-PCR分析AGL9基因的特性表达.[结果]经验证AGL9基因含有1个726 bp的开放阅读框,编码242个氨基酸,预测分子量为27.67 kD,理论等电点为8.96,命名为CsAGL9.Blastn分析序列发现CsAGL9与多种植物AGL9蛋白具有高度同源性.保守基元分析表明,茶树CsAGL9具有MADS-box和K-box,属于E类功能基因.qRT-PCR分析CsA-GL9在不育花的花瓣、雄蕊中的表达量高于正常花而雌蕊中的低于正常花.[结论]茶树CsAGL9基因对花瓣、雄蕊、雌蕊等花器官的形成和发育扮演重要的作用.

关键词: 茶树 不育花 AGL9基因 克隆 表达分析

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小粒咖啡树咖啡碱合成途径中CaXMT1、CaDXMT1、CCS1表达差异及其与咖啡碱含量的相关性

生物技术通报 2019 北大核心 CSCD

摘要:探索咖啡碱合成途径中3个关键酶基因CaXMT1、CaDXMT1和CCS1表达与咖啡碱合成的相关性,探讨小粒种咖啡豆中咖啡碱合成机理,为咖啡树的育种提供理论依据.利用高效液相色谱(HPLC)及实时荧光定量PCR(qRT-PCR)仪分别测定小粒种咖啡植株不同组织不同发育时期咖啡碱含量和CaXMT1、CaDXMT1、CCS1的mRNA相对表达量,并进行相关性分析.结果表明,不同组织不同发育时期咖啡碱含量由高到低依次为嫩叶>幼果>成熟鲜果>成熟叶片,且幼龄组织中的咖啡碱含量皆显著高于成熟期(P<0.01).CaXMT1在幼龄组织中的相对表达量显著低于成熟期(P<0.01),而CaDXMT1和CCS1相对表达量在同一组织不同发育时期中差异不显著.CaXMT1在幼果中的相对表达量与咖啡碱的含量呈显著负相关(R2=0.93,P<0.01),CaDXMT1和CCS1在不同组织不同发育时期中的相对表达量与咖啡碱含量相关性不明显.咖啡碱的合成途径是一个复杂的过程,关键酶基因在不同组织不同时期的表达量及其与咖啡碱合成的相关性差异,可能与酶的特性有关.

关键词: 小粒咖啡树 咖啡碱 CCS1 CaXMT1 CaDXMT1 基因表达 相关性

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滇龙胆草7-脱氧番木鳖酸-7-羟化酶基因的克隆与表达分析

江苏农业科学 2019 北大核心

摘要:克隆滇龙胆7-脱氧番木鳖酸-7-羟化酶基因GrDL7H,并进行表达分析,为龙胆苦苷生物合成途径的解析奠定基础.根据滇龙胆转录组GrDL7H序列,使用RT-PCR(逆转录PCR)和3′RACE(cDNA末端快速扩增)技术从滇龙胆幼叶中克隆该基因及其启动子,并进行序列分析和组织特异性表达分析.结果表明,GrDL7H基因(登录号:KT306971)全长2154 bp,包含5个外显子和4个内含子,其中GrDL7H基因(登录号:KP340980)开放阅读框长1542 bp,编码513个氨基酸;GrDL7H蛋白质相对分子质量为59.08 ku,等电点(pI值)为8.88,属于CYP450蛋白超家族成员,可能定位于叶绿体;GrDL7H蛋白质无信号肽,为亲水稳定蛋白质,主要由α-螺旋和环构成;GrDL7H蛋白质具有CYP450蛋白质保守结构域,功能为参与氧化还原反应;滇龙胆GrDL7H蛋白质与黄金鸡纳树CcDL7H蛋白质的亲缘关系最近;GrDL7H基因启动子主要包含6个光应答元件、1个赤霉素应答元件、6个参与茉莉酸甲酯应答的顺式调控元件和1个热胁迫应答元件等;组织特异性表达分析结果表明,GrDL7H基因主要在叶片中表达.

关键词: 滇龙胆 7-脱氧番木鳖酸-7-羟化酶 基因克隆 表达分析

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