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。

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。

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。

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。

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。