甘蔗可溶性酸性转化酶(SoSAI1)基因的克隆及表达分析

【目的】克隆甘蔗可溶性酸性转化酶基因(SoSAI1)全长cDNA序列和5侧翼启动子序列,并分析其序列特征和基因表达模式。【方法】利用RACE技术克隆SoSAI1的全长cDNA序列,应用生物信息学软件分析SoSAI1预期编码蛋白特征;采用Genome Walking技术克隆SoSAI1的启动子序列;采用实时荧光定量PCR分析不同生长期SoSAI1在甘蔗叶和茎中的表达,以及PEG 6000、100 mmol·L-1NaCl和6℃胁迫下,SoSAI1在甘蔗苗期根和叶中表达模式。【结果】SoSAI1的cDNA序列全长为2 387 bp,ORF长2 058 bp,编码685个氨基酸,预测其分子量和等电点分别为74.44 kD和5.6,GenBank登录号为JQ406875。5侧翼启动子序列长417 bp,含有胚乳特异表达顺式作用元件和参与干旱诱导的MYB结合位点,GenBank登录号为KC862314。SoSAI1表达在生理成熟期的花序和花序轴中较高,而在成熟茎和老茎中较低。15%PEG和6℃能诱导叶中SoSAI1表达,而15%PEG和NaCl能诱导根中SoSAI1表达。【结论】获得SoSAI1全长cDNA序列和部分启动子序列,SoSAI1在甘蔗生长发育和蔗糖积累,并在应对环境胁迫中发挥作用。

柑橘酸性转化酶基因片段的克隆

分析植物液泡和细胞壁转化酶基因的保守区序列，分别设计一对PCR引物，以柑橘基因组DNA为模板，采用PCR方法分别扩增出长约740 bp和530 bp的DNA片段，分别克隆入pBS－T 和pMD18－T载体，进行测序，结果表明，获得柑橘酸性转化酶基因家族的两个成员，成员A和B基因片段分别长742 bp和524 bp。其序列已在GenBank中登记（登记号分别为AF014925和AF314197）。在GenBank中进行同源性检索，结果表明，成员A编码的氨基酸与植物液泡酸性转化酶的氨基酸同源性较高，与拟南芥的最高，达76％，而成员B编码的氨基酸与植物细胞壁酸性转化酶的氨基酸同源性较高，与豌豆的最高，达71％。两成员核苷酸和氨基酸序列同源性分别为55％ 和50％，推测酸性转化酶基因成员A 和B编码的蛋白分别定位于液泡和细胞壁。

甜瓜反义酸性转化酶基因对甜瓜的遗传转化

利用子房注射法将甜瓜反义酸性转化酶基因导入厚皮甜瓜自交系‘01-3’果实,应用PCR和Southern Blot对后代进行分子鉴定。结果表明,330株甜瓜转化植株中,有2株为阳性转基因植株,转化率约为0·6%。进一步研究发现,T0代转基因甜瓜植株生长势减弱,果实比对照小30%左右,但可溶性糖含量比对照提高了52%。PCR和PCR-Southern Blot鉴定表明,T0-1的自交后代没有基因丢失,反义酸性转化酶基因已在转基因植株中稳定遗传。T1代转基因植株生长势也明显减弱,但成熟果实可溶性总糖含量提高了26%,蔗糖含量比对照提高了2·5倍,果糖和葡萄糖含量略有降低,酸性转化酶活性比对照明显降低。这些结果表明,反义酸性转化酶基因通过降低酸性转化酶活性,调控了甜瓜果实蔗糖代谢过程,改变了甜瓜果实糖分组成,同时抑制了植株生长。

铁皮石斛可溶性酸性转化酶基因克隆与表达分析

【目的】克隆铁皮石斛Dendrobium officinale可溶性酸性转化酶基因SAI,分析该基因生物学信息及时空表达特异性。【方法】基于同源序列克隆铁皮石斛SAI基因c DNA全长,采用生物信息学方法进行序列分析,并采用qRTPCR进行组织特异性表达分析。【结果】铁皮石斛SAI基因全长为1 595 bp,c DNA编码区1 368 bp,Genbank登录号为KU598852。该基因编码455个氨基酸,蛋白相对分子质量为50 700。NCBI BLASTx分析表明,该基因氨基酸序列与柑橘Citrus unshiu酸性转化酶基因、甜橙C.sinensis酸性β-呋喃果糖苷酶基因序列相似性最高,达77%,与其他植物酸性转化酶基因的相似性均高于68%。聚类分析表明,铁皮石斛SAI基因与玉米Zea mays液泡转化酶基因、甘蔗Saccharum officinarum SAI基因亲缘关系最近。该基因编码的蛋白质属于非跨膜结构的亲水性热稳定蛋白,定位于液泡中。SAI基因在2年生铁皮石斛的茎中表达量最高,3年生的叶中表达量最低。【结论】成功克隆铁皮石斛液泡酸性转化酶基因,该基因在铁皮石斛不同组织不同生育时期的表达量差异较大。

杨梅酸性转化酶基因cDNA分离及表达分析

杨梅果实富含蔗糖,酸性转化酶是蔗糖代谢关键酶,根据植物酸性转化酶基因保守区序列设计引物,提取杨梅叶片RNA,逆转录获得cDNA,以此为模板通过PCR技术扩增到长度为516bp的基因片段,克隆入pMD18-T载体中,命名为MrIVR1(GenBank:DQ339699)。测序及同源性检索表明,该基因推导氨基酸序列与君子兰、葡萄、草莓、胡萝卜等酸性转化酶基因氨基酸序列同源性为60%～69%。运用ClustalX软件对植物转化酶基因进行了系统树分析,结果显示,MrIVR1编码的蛋白质属于细胞壁酸性转化酶。半定量RT-PCR表达分析显示,MrIVR1基因在杨梅果实发育早期表达量最高,随着果实的发育表达量下降,在成熟果实中表达水平较低。

甘蔗可溶性酸性转化酶基因的克隆及序列分析

可溶性酸性转化酶在植物糖代谢中起着关键作用,为了研究甘蔗中可溶性酸性转化酶,利用电子克隆与RT-PCR方法从甘蔗中分离出1个甘蔗可溶性酸性转化酶基因DNA及cDNA序列,DNA序列长度为3 266 bp,含有3个外显子和2个内含子,cDNA序列长度为1 890 bp,包含1 656 bp的完整开放阅读框,编码551个氨基酸。BLASTX分析显示,该蛋白与其它植物已知的酸性可溶性蔗糖转化酶具有很高的同源性,推测该蛋白为可溶性酸性转化酶。预测甘蔗SAI家族可能只有1个基因,这可能与其大量积累蔗糖的能力有重要关系。

枸杞酸性转化酶基因的克隆及组织表达分析

以“宁杞1号”枸杞为试材，通过RT-PCR及RACE技术进行枸杞酸性转化酶基因的克隆及组织表达分析，并运用MEGA5．0软件对植物转化酶基因进行了系统树分析。结果表明：扩增获得2193bp的枸杞酸性转化酶基因，命名为LbSAJ（GenBank：KC776575），该基因推导氨基酸序列与马铃薯、番茄、梨等酸性转化酶基因氨基酸序列同源性为68％～100％；LbSAJ编码的蛋白质属于液泡酸性转化酶；Real—timePCR表达分析显示，L6SA，基因在枸杞花中表达量最高，在根中表达水平较低。

苹果液泡酸性转化酶基因片段的克隆及序列分析

在分析植物可溶性转化酶基因的保守区序列基础上 ,设计了一对PCR引物 ,以苹果(辽伏 )基因组DNA为模板 ,采用PCR方法扩增出长约 743bp的DNA片段 ,克隆入 pUCm T载体 ,测序结果表明 ,所获得的片段推测为苹果酸性转化酶基因的片段 ,该基因片段长度为 743bp ,是开放阅读框的一部分 ,无内含子。其序列已在GenBank中登记 (登记号为AF433644)。在Gen Bank中进行同源性检索 ,结果表明该成员编码的氨基酸与植物可溶性酸性转化酶的氨基酸同源性较高 ,与温州蜜柑 (GenBankAF0 1 4 92 5)、胡萝卜 (X671 63)、甜菜 (GenBankX81 796)和绿豆 (Gen BankD1 0 2 65)液泡酸性转化酶基因编码蛋白质的氨基酸分别具有 80 %、80 %、78%和 77%的同源性。而与定位于细胞壁的酸性转化酶 (不溶性 )同源性较低 ,由此可推测出本研究获得的苹果转化酶基因可能定于液泡。

反义酸性转化酶基因对低温贮藏马铃薯块茎还原糖和淀粉含量的影响

对2个含有酸性转化酶(AcInv)反义基因的转基因马铃薯品系及对照品种进行低温贮藏(4℃)及室温还暖处理。随低温贮藏时间的延长,供试材料均表现出还原糖含量升高,总淀粉含量下降的趋势。低温处理40d时,“Ac转Atlantic”和“Ac转甘农薯2号”的还原糖含量比未转基因品种低23%和18%。总淀粉含量分别比未处理前下降约1.0%和1.3%,支链淀粉含量分别下降约1.4%和1.7%,淀粉直/支比明显低于对照,分别为0.29和0.38。块茎的石蜡切片显示,转基因块茎中深蓝色淀粉颗粒明显少于未转基因对照。另外,对低温贮藏的块茎室温还暖后,2个转基因品系的还原糖含量仍低于对照品种。实验结果证明反义AcInv基因对低温贮藏下块茎还原糖和淀粉含量具有下向调节作用。

甜瓜果实酸性转化酶基因反义表达载体的构建(英文)

应用RNA反义技术抑制甜瓜果实发育过程中酸性转化酶活性,促进蔗糖积累,从而为培育优质品种提供了可行的新方法。将已克隆到pMD18-T载体上的甜瓜酸性转化酶基因用BamHⅠ和HincⅡ双酶切,得到该基因编码区1038bp的cDNA片段,将其定向插入到植物表达载体pROK2的BamHⅠ/SmaⅠ克隆位点,构建了甜瓜酸性转化酶cDNA反义表达载体(Anti-MAI1)。采用冻融法将其转入根癌农杆菌LBA4404,得到了完整的Ti质粒表达载体系统。利用叶盘法转化烟草,经PCR和PCR-Southern杂交检测,证明此基因已整合入烟草的核基因组中。

柑桔酸性转化酶基因家族成员的克隆及特性分析

分析植物液泡和细胞壁酸性转化酶基因的保守区序列 ,设计 2对PCR引物 ,以温州蜜柑基因组DNA为模板 ,采用PCR方法扩增出长分别为 74 1bp(A)和 5 2 4bp(B)的 2个DNA片段 ,克隆入pUCm T载体测序 ,序列已在GenBank中登记 (登记号分别为AY0 2 94 81和AF332 881)。在GenBank中进行同源性检索 ,结果表明片段A编码的氨基酸与植物液泡酸性转化酶同源性较高 ,与胡萝卜、马铃薯和番茄同源性分别为 79%、79%和 78%。片段B编码的氨基酸序列与草莓、拟南芥和豌豆细胞壁转化酶同源性分别为 78%、78%和 77%。推测A和B分别定位于液泡和细胞壁。运用Clustalx和Bioedit软件包对已获得的柑桔转化酶基因家族的 7个基因序列进行分析 ,结果表明 7个基因分属转化酶基因家族的 4种类型。推测A和B为 2个新成员 ,分别属于柑桔液泡酸性转化酶基因Ⅱ型(CUAI2 )和细胞壁酸性转化酶基因Ⅱ型 (CUCWI)。Southern杂交结果表明 ,CUCWI和CSCWI 2个探针有时会出现较弱的杂交干扰信号 ,可采用CSCWI与CUCWI同源性较低的另一段序列制作探针进行杂交 ,也可通过缩短杂交时间、提高杂交和洗膜的温度以及降低洗膜SSC的浓度等措施来降低 ;

应用滤纸吸附-PCR法和改进的亚克隆方法快速筛选克隆甜橙细胞壁酸性转化酶基因(CS-CWI)

根据GenBank中已知的植物细胞壁转化酶基因的保守区序列设计一对PCR引物,分别以滤纸(吸附有甜橙基因组噬茵体文库LB平板的噬菌体)和Top agarose(滤纸吸附后的LB平板)的SM洗脱液为模板,仅通过7次PCR就快速、准确、经济地筛选出CSCWI阳性克隆。提取该阳性克隆的DNA并进行BamH Ⅰ和Hind Ⅲ双酶切,通过PCR方法鉴定阳性酶切条带并回收,利用Taq DNA聚合酶的聚合活性和3’末端转移酶活性,改变该片段使其含有3’腺苷酸(A)突出末端,与pUCm-T载体实现了高效连接。阳性噬菌斑克隆及阳性条带的正确性得到测序的验证,表明滤纸吸附-PCR法和改进的亚克隆方法可正确和高效地应用于PCR筛选文库和亚克隆。

番茄酸性转化酶cDNA片段的克隆与表达分析

根据番茄细胞壁束缚性和可溶性酸性转化酶基因序列分别设计引物,以普通栽培型番茄(Lycopersicon esculentum)‘辽园多丽’和‘桃太郎’及野生番茄(Lycopersicon chmielewskii)的幼苗为材料提取总RNA,采用RT-PCR方法,扩增出目的cDNA序列的部分片段并克隆到pMD18-T载体中。经测序后发现不同基因型番茄的酸性转化酶基因具有高度同源性,达到99·5%。进一步检测其在‘辽园多丽’果实发育不同时期的表达变化,结果表明主要在成熟果实的胶质胎座中大量表达,而在果实的其它部位几乎检测不到其表达。

番茄果实酸性转化酶基因cDNA片段的克隆

根据酸性转化酶基因的保守序列设计引物 ,采用RT PCR方法 ,从番茄果实总RNA中扩增出目标cDNA片段 ,克隆到pMD18 T载体中。在所测的 10 38个核苷酸中 ,与GenBank中登记号为M810 81的番茄果实酸性转化酶基因高度同源 ,同源性为 99%。该基因片段在GenBank中已登记 ,登记号为AF4 90 5 30。

植物酸性转化酶基因及其表达调控

酸性转化酶是蔗糖代谢的关键酶,在植物体中具有重要的生理作用。近十几年来,许多植物酸性转化酶基因已经克隆,其基因表达调控的研究也取得了很大的进展。本文综述了植物酸性转化酶基因及其蛋白结构、基因表达的器官和发育特异性以及糖、受伤、病原﹑胁迫和激素对基因表达的调节和蛋白抑制因子对酶活性的影响,并讨论了当前在该研究领域存在的问题。

苦豆子浸提物对伽师瓜蔗糖合成酶和酸性转化酶活性的影响

以伽师瓜幼苗为研究对象,分别采用苦豆子的不同溶剂萃取物喷施处理,测定伽师瓜叶片中蔗糖合成酶(SS)和酸性转化酶(AI)活性的变化,以期为甜瓜栽培施用苦豆子绿肥提供科学依据。结果表明:除正丁醇萃取物外,其它3种溶剂萃取物处理对伽师瓜叶片中SS和AI活性均有显著影响(P<0.05),以伽师瓜叶片中的酶净活性(SS-AI)为指标,不同萃取物处理对伽师瓜叶片蔗糖酶净活性的影响大小为二氯甲烷>石油醚>正丁醇>空白对照>乙酸乙酯,其中,二氯甲烷处理对伽师瓜叶片中SS和AI活性影响达到极显著水平(P<0.01),1.5g·L^(-1)处理组的SS活性在20d达到4.56 mg·h^(-1)·g^(-1),较空白处理组(2.10 mg·h^(-1)·g^(-1))提高了117.14%,而AI活性仅为0.71mg·h^(-1)·g^(-1),较空白对照组(1.04mg·h^(-1)·g^(-1))降低了31.73%,说明苦豆子浸提物喷施处理能够促进伽师瓜中蔗糖合成与积累。

枸杞酸性转化酶基因的克隆与表达

以枸杞果实为试验材料,利用RACE技术克隆枸杞酸性转化酶基因Lb AI的全长c DNA序列,应用生物信息学软件分析Lb AI预期编码蛋白质特征;采用气相色谱法和实时荧光定量PCR技术,分析不同发育阶段枸杞果实及不同颜色成熟果实中可溶性糖含量及Lb AI在果实中的相对表达量。结果显示:Lb AI的c DNA序列全长2 252bp,开放阅读框(ORF)长1 920 bp,编码642个氨基酸,Lb AI编码的蛋白质相对分子量和等电点(p I)分别为70 600和5.9,Gen Bank登录号为KM191309。进化树分析结果显示,枸杞与马铃薯和番茄的亲缘关系最近,相似性在85%以上。随着果实生长发育,枸杞果实中果糖和葡萄糖含量不断升高,而蔗糖呈现出降低趋势;不同颜色枸杞果实中糖含量差异较大,成熟红色和黄色果实中果糖和葡萄糖含量显著高于黑色果实,但蔗糖含量在黑色果实中最高,在红色果实中最低;Lb AI相对表达与果实中葡萄糖含量变化基本一致。表明Lb AI基因在枸杞果实糖积累过程中具有重要的作用。

可溶性酸性转化酶SAI基因在不同甘蔗基因型中表达分析

探讨与蔗糖代谢相关的甘蔗可溶性酸性转化酶(soluble acid invertase,SAI)基因时空表达,比较了桂糖28号(GT28)、拔地拉、新台糖20号(ROC20)、新台糖22号(ROC22)四个甘蔗基因型的+1、0叶、幼嫩叶鞘和幼茎4个部位在工艺成熟期中甘蔗SAI基因的表达水平。结果表明,在工艺成熟期甘蔗SAI在4个甘蔗基因型中4个部位均检测到其有表达,但甘蔗SAI表达水平在不同甘蔗基因型与组织部位因在不同工艺成熟阶段而有所差异。其中,SAI基因在工艺成熟前期有较高表达,而后逐渐下低,但在不同基因型的不同部位中表达规律性不是很明显,这可能与所用的甘蔗材料遗传背景等有关。

荔枝果实酸性转化酶LcSAI生物信息学和表达分析

酸性转化酶作为蔗糖代谢中的关键酶,在还原糖积累型荔枝中表达及酶活性显著高于蔗糖积累型荔枝。为了全面了解酸性转化酶的生物学特征,该文通过运用生物信息学方法对荔枝果实酸性转化酶LcSAI基因的基本理化性质、蛋白二级结构、亲水性/疏水性、跨膜结构域、信号肽、磷酸化位点、保守结构域、系统进化进行系统的分析;利用qRT-PCR技术对LcSAI在‘妃子笑’不同组织和果实不同发育阶段进行表达分析。结果表明:(1)荔枝果实酸性转化酶为定位于液泡的亲水性不稳定蛋白,无信号肽,其蛋白的二级结构主要有无规则卷曲和延伸链构件,并散布于整个蛋白;(2)在N-端含有一个跨膜区,包含两个保守结构域,位于N-端的Pfam DUF3357结构域和Glyco_32结构域,属于糖基水解酶基因家族32超家族;(3)系统进化分析结果显示LcSAI与龙眼酸性转化酶基因同源,不同组织间LcSAI表达水平为雄花>根>嫩茎>种子>嫩叶>雌花>果皮>老叶,果实不同发育阶段LcSAI表达具有特异性。该研究为深入研究LcSAI果实酸性转化酶基因调控蔗糖代谢途径机理提供数据依据。

马铃薯块茎RNA提取及RT-PCR法克隆酸性转化酶基因

马铃薯块茎由于富含多糖和酚类物质造成RNA提取难度大。通过在SDS-phenol提取缓冲液中加入2%PVP及10mmol/L半胱氨酸以除去大量的酚类物质,利用改进后的SDS-酚法提取的马铃薯块茎总RNA电泳结果表明,总RNA质量高于未经改进的方法。并进行RT-PCR克隆与马铃薯块茎低温糖化反应过程密切相关的块茎酸性转化酶(acidinvertase)基因,经核酸序列对比分析,与公布的已知序列具有98.96%的同源性,为利用反义技术抑制酸性转化酶活性进行马铃薯块茎抗低温糖化研究作好了准备工作。