LEC1等转录因子基因在花生小种子突变体种子发育过程中的表达分析

花生突变体ssm1与其对照亲本鲁花11号(LH11)相比,种子皱缩变小,百仁重、单株生产力和含油量显著降低。为了探究导致该突变体种子变小且含油量降低的原因,本试验研究了种子发育关键转录因子基因LCE1等在突变体ssm1及其对照LH11合子受精及种子发育不同阶段的表达情况。结果表明,AhLEC1在花生未受精子房(DBP0)时期表达量较低,且在ssm1和对照LH11中无明显差异,在受精后的子房(DBP1)和入土10 d(DAP10)和20 d(DAP20)种子中表达量上调,并且在LH11中的表达量极显著高于突变体ssm1;转录因子基因AhFUS3、AhABI3、AhAGL15和AhWRI1在ssm1中表达均有不同程度下调。其中,与脂肪酸合成和糖酵解关系密切的AhWRI1基因在ssm1中的表达量显著下调。因此推测,ssm1中AhLEC1基因的表达量显著下调,影响AhFUS3、AhABI3和AhWRI1等基因的表达,进而导致ssm1种子胚胎发育和油脂积累的异常。

花生LEC1基因的克隆及表达研究

通过构建花生未成熟种子cDNA文库,结合大规模EST测序,从花生中克隆了LEC1基因2个成员的全长cDNA序列。序列分析表明,花生中LEC1的2个成员的序列在B结构域高度保守,属于LEC1型HAP3亚基。不同植物中LEC1基因在B结构域以外的序列差异很大。利用花生cDNA芯片和半定量RT-PCR对花生LEC1进行表达研究表明,LEC1在种子中高水平表达,在种子发育的不同时期表达有差异。

麻风树LEC1基因的生物信息学分析

LEC1是调控植物种子发育过程和油脂产量的重要基因。本文选择功能已知的拟南芥LEC1基因为参考序列,对麻风树LEC1基因开展了蛋白组分和理化性质分析,蛋白结构和功能预测,系统进化分析等生物信息学研究,为进一步研究麻风树LEC1基因的生物学功能奠定了基础。

转录调控基因GmLEC1转化大豆及转化方法的比较

以高油大豆"中豆30"开花后30 d的发育种子为材料,根据已报道的拟南芥脂肪酸合成相关转录因子LEC1序列设计简并引物,采用同源序列法从大豆种子中分离了大小为850 bp的cDNA片段;采用Gateway技术构建RNAi表达载体pHGlec;分别利用大豆子叶节和胚尖为外植体进行农杆菌介导的遗传转化;以抗性芽获得率,PCR检测阳性率为指标,对转化系统进行优化。确定了6.0 mg.L-1的6-BA为胚尖转化法最佳激素配比;经PCR鉴定,优化后的胚尖转化法阳性苗获得率为7.58%,子叶节转化法转化率为1.86%。

转录调控基因GmLEC1的cDNA克隆及其植物表达载体的构建

以高油大豆中豆32开花后30 d的种子为材料,根据已报道的拟南芥脂肪酸合成相关转录因子LEC1序列设计简并引物,采用同源序列法从大豆种子中分离了大小为850 bp的cDNA片段,测序结果表明,该片段与拟南芥中已克隆的脂肪酸合成基因高度同源,包含完整的读码框,采用酶切连接和gateway技术构建了该基因的超量表达和RNAi植物表达载体。为借助农杆菌介导法将LEC1基因转化到大豆再生植株中,对分离的LEC1基因进行功能验证,培育高油大豆新品种奠定了基础。

油桐LEC1基因的cDNA克隆与序列分析

为了解LEC1（Leafy Cotyledon 1）基因对油桐油脂合成过程的调控机理,以油桐种仁转录组数据库中基因的部分c DNA序列为基础,采用RT-PCR技术从油桐种子中克隆LEC1基因的全长c DNA,并对其进行序列分析。油桐LEC1基因全长c DNA为1 152 bp,编码区为729 bp（142~870）,编码243个氨基酸,5′端非编码区和3′端非编码区分别为141 bp和263 bp。该基因编码蛋白质的相对分子质量为27 025.4 Da,理论等电点为6.97;蛋白二级结构以不规则卷曲和α螺旋为主,是不具有跨膜结构的膜外蛋白。经对比发现,油桐LEC1具有典型的HAP3结构特点,在不保守的N端和C端中间有1个十分保守的结构域,与拟南芥、玉米、麻风树、黄连木等的LEC1氨基酸序列高度同源。

文冠果LEC1基因的克隆及表达分析

【目的】文冠果隶属无患子科,是我国北方重要的油料树种,种子含油量高,是制备食用油、生物柴油等的优质原料。本研究旨在克隆文冠果Leafy Cotyledon 1(XsLEC1)基因,进行序列及表达模式的分析。【方法】以文冠果种胚为试材,利用RT-PCR和RACE技术克隆文冠果LEC1基因。采用Protparam及TMHMM2.0软件预测XsLEC1蛋白的理化性质和跨膜结构域,Prot Comp9.0及Motif Scan软件预测XsLEC1蛋白的亚细胞定位及蛋白功能,BioEdit及MEGA7软件分析XsLEC1蛋白的多重序列比对和进化关系。运用RT-PCR和实时荧光定量PCR分析XsLEC1基因的表达模式。【结果】XsLEC1 cDNA全长1 035 bp,包含一个长度为690 bp的开放阅读框(GenBank号为MF616360),可编码229个氨基酸。推导的氨基酸序列包含一个HAP3亚基的保守功能域B。该保守功能域内含有组蛋白折叠中的3个α螺旋(α1、α2、α3)和两个短环结构(L1、L2)。在线预测该蛋白为稳定的,亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区域,定位于细胞核,存在多个磷酸化位点。二级结构主要由α螺旋和无规则卷组成。进化分析表明,该蛋白序列与同科龙眼亲缘关系最近,其次为麻风树和毛果杨。RT-PCR实验得出,XsLEC1基因在文冠果的根、茎、叶及花中均无表达,在种子中出现较高表达。实时荧光定量PCR结果进一步显示,XsLEC1基因在种胚中有明显的时序表达特性,在种胚发育的前期(花后33、40、47 d)表达较高,在种胚发育的后期(花后54、61、68 d)表达较低,至花后75 d时仅有微量表达,而在完全成熟的种胚(花后81 d)中未检测到XsLEC1的表达。【结论】文冠果LEC1基因的克隆及表达分析,为以后深入研究XsLEC1的功能奠定了分子基础,同时对生产实践中文冠果油脂品质的改良有一定的实践意义。

龙眼胚性愈伤组织LEC1基因cDNA克隆以及在体胚发生过程中的表达分析

分离克隆了龙眼(Dimocarpus longan Lour.)胚性愈伤组织Leafy Cotyledon 1(LEC1)基因,并分析该基因在龙眼体细胞胚胎(简称体胚)发生过程中的表达情况.采用RT-PCR结合RACE法及TAIL-PCR法,获得龙眼胚性愈伤组织LEC1基因的cDNA全长序列,运用生物信息学方法对该序列进行分析,并通过实时荧光定量PCR法(qRT-PCR)研究该基因在龙眼体胚发生过程中的表达.克隆得到LEC1基因803 bp的cDNA全长序列(GenBank检索号为GU584089.2),该cDNA的开放阅读框推定的氨基酸序列(含222个氨基酸)与其他植物LEC1具有较高同源性;该基因在龙眼体胚各阶段均有表达,在心形胚及鱼雷形胚阶段呈现高表达,整个变化趋势呈单峰型.

不同含油量油菜品种LEC1基因表达研究

[目的]揭示不同含油量油菜品种LEC1基因的遗传多样性。[方法]测定不同含油量品种不同发育时期LEC1基因的表达量及含油量。[结果]甘蓝型油菜LEC1基因与含油量密切相关,其相对表达量在花期和角果期均与含油量呈显著正相关,且花期的相关系数大于角果期相关系数。[结论]该研究为选育高含油量油菜品种提供理论依据。

紫苏PfLEC1基因的克隆及表达研究

紫苏是目前发现的α-亚麻酸含量最高的药食同源经济作物,其种子油脂中含60%以上的α-亚麻酸。该研究基于紫苏转录组测序结果,从紫苏种子中克隆获得植物种胚发生过程中的关键基因Leafy Cotyledon 1(Pf LEC1),并对其进行相关生物信息学分析、实时荧光定量PCR以及不同时期种子的脂肪酸含量测定,以探讨紫苏α-亚麻酸高效合成积累的分子调控机制。(1)序列分析结果表明,Pf LEC1基因编码区长度为621 bp,可编码206个氨基酸,属于NF-YB亚基家族,含有HAP3亚基的保守功能域B区域;在线预测该蛋白为不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区域,定位于细胞质;进化分析表明,该蛋白序列与拟南芥、甘蓝型油菜、水稻和玉米关系较近。(2)实时荧光定量PCR分析表明,PfLEC1基因在紫苏根、茎、叶、花及种子中均有表达,且在种子中表达量最高,根中表达最低;PfLEC1在种子发育的前期表达较高,随着种子发育表达量显著下降。(3)不同阶段紫苏种子脂肪酸含量分析表明,油酸、α-亚麻酸含量随种子发育逐渐增加,而棕榈酸、硬脂酸、亚油酸含量变化则相反,其中变化最为明显的是α-亚麻酸,从种子发育5 d时的33.16%上升至20 d时的65.16%,表明紫苏种子中α-亚麻酸含量是随种子发育快速积累的。研究推测,PfLEC1可能与紫苏种子α-亚麻酸的高含量合成积累密切相关,该研究为今后深入探讨PfLEC1基因的功能奠定了分子基础。

棉花G.LEC1A基因的克隆和鉴定

为了研究棉花LEC1基因的功能,本研究采用同源克隆方法从海岛棉中克隆棉花LEC1基因(G.LEC1A),构建p CAMG.LEC1A植物表达载体,用农杆菌蘸花法转化拟南LEC1缺失突变体lec1-1,通过干燥筛选方法检验LEC1功能恢复情况。结果表明:G.LEC1A基因的ORF全长为627 bp,编码208个氨基酸,具有LEC1蛋白家族保守的B结构域。组成型表达G.LEC1A可恢复拟南芥lec1-1突变体种子的干燥耐受性。研究结果说明,棉花LEC1A基因是拟南芥LEC1的同功基因。

植物转录因子LEC1研究进展

LEC1编码CCAAT结合因子HAP3亚基的同源物,是植物胚胎发育过程中重要的转录调节因子。综述了LEC1的发现、结构和生物学功能,以为LEC1的进一步研究提供参考。

玉米LEC1基因家族的鉴定与生物信息学分析

LEC基因家族包含LEC1和LEC2,参与植物的生长发育及储藏物质的积累。LEC1(Leafy Cotyledon 1)是NF-YB9蛋白家族的成员,编码了CCAAT-box结合转录因子HAP3(Heme activated protein 3)亚单位。利用生物信息学方法,获得了16个玉米LEC1基因。分析发现,ZmLEC1蛋白大部分都是酸性的不稳定亲水蛋白,含有1个保守结构域CBFD;FYB;MF及10个保守基序。通过与拟南芥LEC1基因和水稻LEC1基因的聚类分析,将玉米LEC1基因家族分为4类:ClassⅠ、ClassⅡ、ClassⅢ、ClassⅣ。经RNA-seq等分析发现,玉米LEC1家族基因具有组织特异性,响应非生物胁迫。启动子分析发现,玉米LEC1基因启动子上含有响应激素和非生物胁迫的顺式作用元件。

亚麻荠CsLEC1基因家族的鉴定及其在种子发育时期的表达分析

Leafy Cotyledon 1(LEC1)是参与植物种子胚胎发育和种子油脂合成调控的重要转录因子,为探究LEC1在亚麻荠中的结构和功能,从亚麻荠基因组数据库中鉴定得到CsLEC1基因家族,并对其进行生物信息学分析和差异表达分析。结果发现,亚麻荠基因组中共有3个LEC1基因,分别命名为CsLEC1-1、CsLEC1-2和CsLEC1-3,编码239~241个氨基酸,分子质量为25.89~26.10 ku,定位于细胞核中,且属于酸性亲水性蛋白,无信号肽和跨膜结构域,说明为非分泌型蛋白。蛋白结构分析表明,CsLEC1蛋白的二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,均含有“α1-L1-Asp-α2-L2-α3”典型的HAP3亚基的B保守结构域。系统进化显示,CsLEC1蛋白与同为十字花科的拟南芥AtLEC1蛋白、甘蓝型油菜BnLEC1聚为一族。种子不同发育时期的差异表达分析显示,3个CsLEC1基因均在开花后20 d的种子中表达量最高。研究结果可为进一步解析亚麻荠CsLEC1基因及其编码蛋白的精准功能提供重要的科学参考。

小麦TaLEC1基因的克隆及其表达特性分析

为了探讨LEC1基因在小麦(Triticum aestivumL)非生物胁迫应答中的功能,该研究通过RT-PCR结合RACE技术克隆小麦TaLEC1基因,并采用qRT-PCR方法分析了该基因在小麦不同组织以及不同处理下的表达模式,为深入研究小麦LEC1基因在干旱、高温和高盐胁迫下的响应机制奠定基础。结果表明:(1)成功克隆到小麦TaLEC1基因,该基因cDNA序列全长为1074bp,其中5′端非编码区23bp,开放阅读框为741bp,3′端非编码区310bp,编码246个氨基酸,具有典型的CBFD_NFYB结构域。(2)实时荧光定量分析显示,TaLEC1在不同组织间表达差异显著,10d龄幼苗的叶中表达量最高。(3)TaLEC1基因可被植物激素ABA诱导而上调表达,属于ABA依赖型的表达调控通路。(4)PEG模拟干旱胁迫处理后的0.5~1h,TaLEC1基因呈上调表达;42℃胁迫处理过程中,TaLEC1基因呈稳定上调表达趋势,并在胁迫处理后12h和48h时表达急剧上调,分别为对照的52.8倍和34.5倍;NaCl胁迫处理0.5h时TaLEC1基因迅速上调表达。研究表明,小麦TaLEC1基因参与ABA依赖的胁迫响应,推测可能在小麦耐受高温胁迫和渗透胁迫过程中发挥着重要的脱水保护功能。

CrLEC1基因调控莱茵衣藻油脂合成的功能解析

[目的]通过解析转录因子LEC1(Leafy cotyledon 1)在微藻油脂生物合成中的调控功能,为建立利用基因工程培育高含油量和高生物量微藻的育种策略提供基础。[方法]采用无缝克隆法构建含CrLEC1基因的过表达载体;采用玻璃珠转化法进行莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)CC849转化;采用尼罗红荧光法测定转基因藻株的油脂含量。[结果]成功构建了pCam1304::LEC1::GFP载体,获得137个阳性转化的藻株,经检测有16个为转基因藻株。发现转基因藻株6-15的生长不受氮胁迫的影响,且在缺氮或含氮培养条件下其生长状况均较野生型藻株好;在缺氮培养条件下,转基因藻株6-15、6-9、5-22、5-25、5-34的油脂含量均显著高于野生型藻株。[结论]CrLEC1基因正调控莱茵衣藻的油脂合成。

KdLEC1及GbLEC1转基因棉花再生植株的获得

为了探究LEC1基因对棉花体细胞胚胎发生的影响,本研究利用地塞米松(DEX)诱导型表达载体p INDEX3,通过农杆菌分别介导大叶落地生根短缺的LEC1(Kd LEC1)在新海15号下胚轴以及棉花的两个LEC1基因家族(Gb LEC1A,Gb LEC1B)和Kd LEC1在新陆早33号胚性愈伤组织中的遗传转化,体胚诱导及再生过程,获得Kd LEC1、Gb LEC1A、Gb LEC1B转基因植株。同时以Kd LEC1转基因新海15号胚性愈伤组织系为试材,分别进行DEX和无DEX的悬浮诱导处理,实时定量PCR分析Kd LEC1的相对表达量。研究表明:经为期13个月的植株再生过程和PCR鉴定,获得了两棵Kd LEC1转基因新海15再生植株;分别获得了一棵PCR鉴定正确的Kd LEC1、Gb LEC1A、Gb LEC1B转基因新陆早33再生植株,其再生周期约为10个月。实时定量PCR分析显示,Kd LEC1的相对表达量在2.5倍和23倍之间波动,表明p INDEX3可以在不同水平诱导外源基因Kd LEC1的表达。本研究旨在为LEC1在棉花体胚发生过程中的功能研究提供良好的材料,从而为棉花种质创新提供理论指导。

转录因子在调控种子油脂生物合成及增加植物储脂含量中的重要作用(英文)

简要介绍了植物种子储脂积累的生物代谢途径,并着重阐述了转录因子,如B3结构域超级家族基因,lec1基因,wri1基因在调控油脂积累中扮演的重要角色。过表达转录因子作为一种增加油料作物种子油脂含量可行的基因操作方法,其将来应用前景十分乐观。

转基因大豆插入位点分析及特异性PCR检测方法的建立

采用TAIL-PCR方法研究转基因大豆外源基因LEC1插入位点序列特征,并根据此特征建立了LEC1转化事件特异性检测方法。依据正义表达载体上T-DNA区段侧翼序列设计特异性引物和简并引物,获得4个同源序列。对获得的序列进行Blastn分析发现,p69、p148、p225均为载体T-DNA区段一部分,未见大豆基因组序列;P217插入片段的序列分析表明,该序列长863 bp,其中T-DNA左边界序列长143 bp,720 bp为大豆基因组片段,与大豆光系统II类囊体膜蛋白(Thylakoid membrane proteins)的206-926区段同源性为99%,这表明,外源DNA插入了大豆基因组中类囊体膜蛋白编码区的206位。根据分离的序列建立事件特异性定性检测方法,扩增片段大小为277 bp。该事件特异性检测方法具有高度的特异性和良好的灵敏性,为转基因大豆品种LEC1的身份识别提供了有效的方法。

落地生根胎生苗发育及其相关基因研究进展

落地生根通过在叶片上形成胎生苗而进行无性繁殖。胎生苗在发育过程中经历了与合子胚发育类似的各个阶段。胎生苗的发育同时具有器官发生和胚胎发生的特征。研究表明,胎生苗的形成需要SHOOT MERISTEMLESS(STM)基因;LEAFY COTYLEDON 1(LEC1)基因在胎生苗发育过程中表达,但落地生根胎生苗的形成并不需要LEC1基因。FUSCA3(FUS3)基因、SAHH基因以及其他相关基因在落地生根胎生苗发育过程中的作用有待进一步的研究。对落地生根胎生苗的发育过程及相关基因进行综述,以期为相关研究提供一定的参考。