环境因子对南极菌Pseudoalteromonas sp.S-15-13多糖合成关键酶UGD基因表达的影响

以南极菌Pseudoalteromonas sp.S-15-13为材料,采用实时定量PCR的方法研究了温度、冻融循环及培养基中NaCl、葡萄糖含量和pH对多糖合成关键酶基因ugd表达水平的影响。结果表明,低温有利于ugd的表达,在2℃和10℃培养温度下,培养24h后ugd的表达量约为20℃时的4倍;冻融循环后,ugd的表达量上调,第2个冻融循环后ugd的表达量较对照提高了6.85倍;NaCl对ugd的影响表现为低促高抑,即NaCl含量为6.0%时ugd的表达量是对照(3.0%)的3.97倍,但含量达9.0%时ugd表达量仅为对照的2/5;葡萄糖能够提高ugd的表达量,当含量为2.0%时ugd表达量为对照的13.68倍;在一定范围内(pH5.0—8.0),pH的改变会促进ugd的表达,当pH为6.0时ugd表达量约为pH7.0时的2.15倍。

盐生杜氏藻Ugd基因的cDNA克隆及序列分析

作者对不同物种Ugd基因的同源序列进行相似性分析后设计一对兼并引物,利用RT PCR技术获得一条200bp左右的片段,测序分析显示其同芋头(Colocasiaesculenta)的Ugd基因的编码区有71.7%的相似性.然后再以此片段为模板设计引物,通过RACE技术获得盐生杜氏藻Ugd基因的全长序列.经克隆测序作blastx分析发现其同芋头(Colocasiaesculenta)、大豆(Soybean)、水稻(Oryzasativa)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)的Ugd基因有78%到81%的同源性.

谷子蔗糖磷酸合成酶及互作蛋白的生物信息和基因表达分析

蔗糖在植物的生长过程中发挥至关重要的作用,蔗糖磷酸合成酶(SPS)是蔗糖合成的关键限速酶。生物信息分析显示,在谷子中,SPS-Si000130m与海藻糖6-磷酸合成酶基因TPS-Si016303m、尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因UGD-Si035452m存在显著的相互作用。高通量测序对谷子3种基因的表达谱研究进一步表明,在谷子根、茎、叶、穗中SPS-Si000130m基因与TPS-Si016303m基因的表达模式呈正相关,与UGD-Si0354-52m基因的表达模式呈负相关。但无论是正相关还是负相关,TPS-Si016303m和UGD-Si035452m沿谷子叶片梯度的表达模式均与SPS-Si000130m基因存在差异。SPS-Si000130m的表达集中在叶片光合作用的功能部位,而TPS-Si016303m的转录物在叶片梯度各部位均可检测到,可见即使这两个基因呈现正相关,它们之间仍存在自身独特的表达、调控特点;负相关基因(即UGD-Si035452m和SPS-Si000130m)沿叶片梯度相反的表达模式则反映出植物通过基因表达的区域化,避免这两个酶彼此竞争相同底物,防止无效循环的进行。进一步通过生物信息学软件预测三种蛋白的功能结构域和3D结构则显示,SPS-Si000130m和TPS-Si016303m之间存在相同功能结构域—糖基转移酶功能结构域;而SPS-Si000130m和UGD-Si035452m之间没有相同功能结构域。总之,深入研究3种蛋白功能和结构的特点及它们之间的相互作用,将加深对谷子糖类代谢调控网络的认识,并有助于我们改善谷子品质的研究。

茶树尿苷二磷酸-葡萄糖-脱氢酶基因的克隆及其表达分析

目的对参与多糖合成途径的茶树尿苷二磷酸-葡萄糖-脱氢酶基因(CamelliasinensisUDP-glucose-dehydrogenase gene,CsUGD)进行克隆、生物信息学分析、组织表达特异性分析及测定茶树不同器官组织多糖含量。方法通过转录组数据获得茶树同源基因序列。利用ProtParam、TMpred、signalP、NetPhos、SMART、SSPro 4.0等在线软件进行生物信息学分析。VMD编辑CsUGD基因蛋白质三维结构;Jalview软件进行多序列比对;MEGA5.0构建系统进化树。采用qRT-PCR对不同器官组织进行基因表达差异分析,通过蒽酮硫酸比色法测定不同器官的多糖含量。结果获得茶树CsUGD基因(MG366591)全长cDNA序列,该序列全长1 866 bp,编码480个氨基酸。CsUDP蛋白属于稳定亲水蛋白,不含信号肽,具有跨膜结构,并与柿树亲缘关系最近。荧光定量PCR显示,CsUGD在茶树的侧根中表达量最高;蒽酮硫酸比色法测定显示,在侧根中多糖含量最高。结论首次从茶树中克隆出CsUGD基因,阐明该基因在茶树生长发育中的重要作用,在茶树多糖合成途径中起到关键作用,为茶树育种并提高茶叶药用价值提供科学依据。