三个编码富含甘氨酸异构体的基因在棉花不同组织的差异表达

从棉花cDNA文库中分离了3个编码富含甘氨酸蛋白(glycine-rich proteins,GRPs)的基因,分别命名为GhGRP1、GhGRP2、GhGRP3.推断的编码蛋白质的氨基酸序列都富含甘氨酸,甘氨酸含量超过40%.而且GhGRP1和GhGRP2蛋白质序列同源性高达99%,仅在C末端有1个氨基酸残基(Arg/Pro)的差别.这3个蛋白在富含甘氨酸区相互显示较高的同源性,GhGRP1与GhGRP2达到100%,而GhGRP2与GhGRP3达到45·1%,但它们与基因数据库中其它蛋白质的同源性很低.根据结构域的组织特点,将GhGRP1和GhGRP2归为C端富含半胱氨酸结构域(C-cysteine-rich)类GRP,将GhGRP3归为N端有信号肽的GRP.GhGRP1和GhGRP2都含有12个GGX(此处X代表P/W/F)重复,GhGRP3含有22个GGX(此处X代表A/F/V/L/T/P)重复.此外,它们还含有不同数量GX,GGGX等的重复.实时RT-PCR分析表明,GhGRP1在花药中优势表达.GhGRP2在10dpa(day post anthesis)胚珠中表达最强,10dpa纤维和下胚轴次之,而在花药、根和花瓣中表达量相对较低.GhGRP3在花药,根和下胚轴中表达量较高,而在子叶,花瓣、纤维和胚珠中表达较低.上述结果表明,GhPRP基因家族的不同成员可能分别在棉花不同组织细胞的发育过程中发挥作用.

一种快速简单高效提取植物DNA的方法

在综合分析多种提取植物DNA方法的基础上,改良发展了一种快速简便高效的DNA抽提方法.以多种植物的子叶、叶片以及愈伤组织为材料,采用本方法进行抽提纯化,得到的DNA质量好、得率高,且提取过程简单,适合于大批量快速提取植物DNA.

棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠发育中的特异表达

从棉花cDNA文库中筛选分离了1个编码PIP1类水孔蛋白的cDNA序列,编码287个氨基酸,命名为GhAQP1。该基因全长2096bp,编码区内含有2个内含子,分别位于编码第五和第六跨膜螺旋的碱基序列内。Northern杂交结果显示,GhAQP1基因主要在胚珠中表达,在开花后9d的胚珠中表达量最高,表明其表达不仅具有组织特异性,而且是受胚珠发育调节的。

一类新的编码PRPs基因的分离及其在棉花纤维等组织细胞中的表达

富含脯氨酸的细胞壁蛋白(proline-rich proteins,PRPs)在植物中广泛分布,它们在建造围绕特定细胞类型的细胞壁结构上起着很重要的作用.从棉花的cDNA文库中分离了5个编码富含脯氨酸的细胞壁蛋白质基因,这5个基因推断的氨基酸序列最普遍的特点就是脯氨酸含量非常高.根据氨基酸组成、富含脯氨酸的重复单元和结构域组织的特点,将这5个蛋白质分成2个亚类:一类(包括GhPRP3-6)与典型的PRPs结构相似,由N端疏水区(或信号肽)与不同富含脯氨酸的重复序列组成;另一类(GhPRPL)与典型的PRPs结构不同,这个蛋白质的N端为亲水序列,GhPRPL在靠近C端有8个5肽(类似PPKKE)的重复基序,与典型PRPs所含有的重复序列PPVYK非常相似.实时RT-PCR(Real-time RT-PCR)分析表明,GhPRP3和GhPRP5在10dpa纤维中特异表达,而GhPRPL在子叶中优势表达.GhPRP4和GhPRP6在所分析的组织中都有表达,GhPRP4mRNA在下胚轴中最丰富,在花药中次之,而GhPRP6在10dpa纤维中表达最强,在10dpa胚珠中次之.此外,GhPRP3,GhPRP5基因表达受纤维发育调节,表明它们可能在棉纤维发育中起重要作用.

两个棉花HyPRP基因的分子鉴定与初步表达分析

从棉花胚珠和纤维cDNA文库中分离了2个编码杂合的富含脯氨酸的细胞壁蛋白(hybrid proline-rich protein,HyPRP)基因,命名为GhHyPRP1和GhHyPRP2,其编码蛋白分别含有327和137个氨基酸。蛋白质结构分析表明,二者都含有:N-端信号肽区、富含脯氨酸结构域、C-端含有特定排列顺序和数目的半胱氨酸结构域。根据蛋白质结构域组成特点及与其他多结构域的富含脯氨酸蛋白质序列的同源性比较分析,将GhHyPRP1归为HyPRP A类蛋白质,将GhHyPRP2归为HyPRP B类蛋白质。RT-PCR分析显示GhHyPRP1在幼苗下胚轴中大量表达,而GhHyPRP2在胚珠中优势表达,暗示这2个基因可能分别在棉花不同组织发育中具有一定的生物学功能。

棉花细胞壁蛋白基因分离鉴定与表达分析

棉纤维起源于棉花胚珠外层表皮细胞.研究棉纤维发育,具有重要理论和实践意义.从棉纤维等组织cDNA文库中分离了186个棉花细胞壁结构蛋白基因,按照所编码的蛋白质结构特点,可将这些基因分为三类:富含脯氨酸细胞壁蛋白(P ro line-rich ce llw a ll prote ins,PRP s)基因、伸展蛋白(Ex tens ins)或者富含羟脯氨酸糖蛋白(Hydroxypro line-rich g lycoprote in,HRGP)基因,富含甘氨酸蛋白(G lyc ine-rich prote ins,GRP s)基因.采用cDNA m icroarray技术,比较上述基因在开花后10天的野生型棉花纤维和无絮无绒(fuzzless-lin tless,fl)突变体胚珠表皮中表达谱发现,其中有7个基因在野生型纤维中特异性或高效性表达,表明它们可能与纤维发育有关.

棉花GhADF7基因结构与进化分析

ADF蛋白是一种在真核生物中广泛存在的低分子量的肌动蛋白结合蛋白，在细胞分裂、细胞运动、花粉管伸长等重要的生命活动中发挥着重要的作用．我们以陆地棉（Gossypium hirsurum）叶片DNA为模板，通过聚合酶链式反应（PCR）扩增分离获得棉花GhADF7基因．该基因长度为902bp，包含420bp阅读框；编码区含有3个外显子和2个内含子；其编码的ADF蛋白含有139个氨基酸残基．GhADF7与其它生物的ADF蛋白具有较高的同源性．其中GhADF7与NtADF1，NtADF2的亲缘关系较近，与LIADF、ZmADF的亲缘关系次之，它们的氨基酸序列同源性在75％～79％之间．上述系统发育进化分析表明，植物ADF基因具有高度保守性．

棉花PAL基因家族的全基因组鉴定及其在逆境胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia lyase,PAL)是苯丙烷代谢的关键酶和限速酶,在植物的生长发育、抗病虫害和抗逆等方面发挥着重要作用。研究在全基因组水平上对棉花PAL基因家族进行了鉴定和分析,以了解棉花中PAL的功能,为后续深入研究棉花PAL功能提供一定参考。结果表明,在陆地棉(Gossypium hirsutum)、海岛棉(Gossypium barbadense)、草棉(Gossypium herbaceum)和雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)中分别鉴定出15、13、7、8个PAL基因。进化分析结果显示,棉花PAL基因家族可分为3个亚组。保守基序和基因结构分析显示,亲缘关系近的PAL基因之间的保守基序组成和基因结构也十分相似。启动子分析显示,GhPAL基因的启动子上存在多个与非生物和生物胁迫应答以及激素信号转导相关的顺式作用元件。组织表达模式分析表明,GhPAL基因主要在根、茎、花丝和胚珠中高表达。转录组和qPCR分析显示,部分GhPAL基因的表达量在PEG、盐、高温、低温和碱胁迫下显著提高,其中一些GhPAL基因能够对多种非生物胁迫作出响应。生物胁迫转录组数据显示,GhPAL1/GhPAL5/GhPAL13的表达在大丽轮枝菌处理条件下发生显著上调。GhPAL基因在逆境胁迫下的表达分析结果说明,PAL基因可能在棉花应答逆境胁迫的过程中发挥一定的功能。

植物树脂半薄切片染色方法的改进

以双子叶植物棉花的幼根、幼茎、叶、胚珠和单子叶植物玉米茎为实验材料,制作树脂半薄切片,对样品染色方法等进行了改进,将蕃红-固绿染色、苏木精-伊红染色、氯化铁-苏木精染色方法系统应用于植物树脂半薄切片制备中,获得了结构完整、染色清晰的棉花各器官和玉米茎半薄切片,建立了一套适合于植物树脂半薄切片制作的染色方法。

植物NAC转录因子

NAC转录因子是植物特有的一类转录因子,在整个植物王国中广泛存在。该家族成员在其N端具有一个保守的大约由150个氨基酸组成的NAC结构域,C端具有一个高度变异的转录激活区。已有的研究表明,NAC转录因子在植物多种发育以及信号转导过程中起作用。本文就植物NAC转录因子的基本结构特征、生物学功能和表达调控的研究进展进行介绍。