蓝莓花芽休眠相关MADS-box基因VcDAM1的克隆与表达分析

休眠相关MADS-box(DAM)基因在植物芽休眠及解除过程中发挥重要作用。本研究以‘蓝丰’蓝莓(Vaccinium corymbosum)休眠花芽为材料,利用RT-PCR及RACE技术,克隆获得Vc DAM1基因(Gen Bank登录号为KF871069)。该基因全长1376 bp,包含一个750 bp的开放阅读框,编码249个氨基酸。序列比对发现,该基因编码的蛋白质具有典型的MIKC^C型MADS-box结构域和K-box结构域,其氨基酸序列与砂梨DAM同源性较高。实时定量PCR结果表明,该基因在蓝莓花芽中表达量最高,且随花芽休眠进程呈现规律变化,在内休眠期间表达量持续上升,内休眠解除后表达量迅速下降;外源脱落酸能使该基因表达上调,外源赤霉素和单氰胺使该基因表达下调。推测该基因调控蓝莓花芽的休眠。

中国樱桃花芽休眠相关MADS-box基因的克隆与功能初探

中国樱桃(Prunus pseudocerasus)花芽具有典型的休眠现象,足够的低温积累被认为是诱导其休眠解除的关键因素之一。本研究利用3′RACE技术克隆了一个MADS-box转录因子编码基因。利用生物信息学方法分析了该基因的开放阅读框、氨基酸理化性质以及保守基序等,发现该基因编码4个保守基序,其中一个为高度保守的MADS-box,位于N端,属于MADS-box转录因子家族典型结构,且氨基酸序列与桃(P. persica)和梅(P.mume)的DAM6 (dormancy-associated MADS-box)以及拟南芥(Arabidopsis thaliana)的SVP和AGL24具有较高的相似性,据此,将其命名为PpcDAM6。利用Real-time PCR分析发现,在低温积累过程中, PpcDAM6基因明显受低温诱导表达,在需冷量满足之前上调表达,在365 CU处表达量最高,随后下调,在生态休眠期表达量较低。为进一步研究该基因对植物生长发育的影响,构建了35S启动子驱动PpcDAM6基因表达的超表达载体。利用沾花法将该基因转入拟南芥中,发现超量表达PpcDAM6基因的种子萌发明显受到抑制。基因表达分析和种子萌发实验结果表明, PpcDAM6基因在樱桃花芽休眠及休眠解除过程中可能发挥重要的调控作用。

梨两个休眠相关MADS-box基因特征及在其休眠过程中的表达分析

PpMADS1和PpMADS2是从‘酥梨’(Pyrus pyrifolia white pear group‘Suli’)休眠芽转录组文库筛选的两个与休眠相关的MADS-box基因序列。为了解序列的特征,对其进行了相关生物信息学分析,并以‘翠冠’和‘圆黄’梨为试材,用实时定量PCR技术分析其花芽休眠不同阶段的表达变化。结果表明:两个基因都具有MADS-box家族的特征序列MIKC-基序,PpMADS1和PpMADS2分别与日本梨(P.pyrifolia‘Kosui’)休眠相关的两个MADS-box基因PpMADS13-1和PpMADS13-2聚在一起,且单独聚为一支,与李属植物休眠相关的MADS-box基因关系最近。在两个品种的休眠过程中,PpMADS1和PpMADS2的表达呈现相似的变化趋势,都有一个表达高峰,但‘翠冠’梨PpMADS1和PpMADS2的表达高峰均出现在11月15日,而‘圆黄’梨PpMADS1的表达高峰延后到12月30日,PpMADS2的表达高峰出现在12月15日。两个品种PpMADS1和PpMADS2的表达高峰都出现在内休眠解除之前,随内休眠解除其表达量下调,在生态休眠阶段表达量维持在较低的水平。据此推测PpMADS1和PpMADS2的表达对梨芽内休眠的解除具有调控作用。

茶树休眠相关基因CsAGL8的克隆与表达分析

【目的】克隆茶树CsAGL8基因序列,并探究该基因与茶树休眠的关系。【方法】以峨眉问春等茶树品种的休眠芽为材料,采用RT-PCR扩增MADS-box转录因子家族基因CsAGL8,并进行BLAST比对等生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR检测CsAGL8在茶树8个组织和越冬期间的相对表达量;遗传转化拟南芥,对转基因植株进行表型观测及开花相关基因分析。【结果】CsAGL8的CDS全长为720 bp,编码239个氨基酸,含有高度保守的MADS-box结构域和半保守的K-box结构域,与拟南芥的AtAGL8相似性最高。CsAGL8编码区表现出一定的多态性,启动子区域存在较多的光、激素和胁迫响应等顺式作用元件。表达分析表明:CsAGL8在茶树不同组织中均有表达,在休眠顶芽中的表达量最高;越冬期间,CsAGL8的表达量呈先升高后降低的趋势,在特早生品种峨眉问春芽中的相对表达量显著低于对照品种,且下调时间早于对照品种。过表达CsAGL8,拟南芥转基因植株会早花10~15 d。【结论】CsAGL8可能参与了茶树越冬休眠调控。

生长素相关基因在茶树腋芽冬季休眠不同生长阶段的表达分析

利用实时定量PCR技术研究了从本实验室构建的茶树休眠芽与萌动芽抑制消减杂交文库中分离出来的与生长素相关的基因片段在茶树腋芽冬季休眠不同阶段的表达模式。研究结果表明:(1)与生长素响应因子同源的6条EST片段中,有5条的表达量休眠期高于萌发期,另外1条则相反。(2)与生长素原初反应基因同源的3条EST片段的表达模式存在差异,其中与SAURs同源的EST在休眠阶段上调表达,休眠解除以后下调表达。而与GH3和Aux/IAAs同源的2条EST在萌发阶段有一个表达高峰,而在休眠期和萌发以后,表达量都下降。(3)与生长素结合类蛋白同源的茶树CsGLP1表达量在萌发期高于休眠期。(4)与生长素内向运输载体基因同源的EST片段在深休眠期的表达量最高。(5)2条受生长素调控的EST表现出不同的表达模式,生长素诱导表达的EST在休眠期的表达量高于萌发期及随后阶段,而另外1条受生长素抑制的EST片段在萌发期的表达远远高于休眠期。这些结果初步说明生长素促进茶树腋芽的冬季休眠。

不同低温需求量砂梨休眠相关基因PpMADS13的特征及表达模式

为探究福建主栽的不同低温需求量砂梨Pyrus pyrifolia品种中休眠相关基因Pp MADS13-1和Pp MADS13-3序列及表达特征,以‘黄花’、‘蜜雪’两品种休眠时期的花芽为材料,克隆Pp MADS13-1和Pp MADS13-3基因,利用荧光定量PCR技术分析基因在休眠时期的表达变化情况。结果显示,Pp MADS13-1序列在砂梨两品种间较保守,而Pp MADS13-3序列在两品种间保守性较差;‘黄花’梨Pp MADS13-1hh和Pp MADS13-3hh在休眠期间随着休眠的解除下调表达,‘蜜雪’梨Pp MADS13-1mx和Pp MADS13-3mx在休眠期间呈现"M"型表达趋势。Pp MADS13-1和Pp MADS13-3均对砂梨的花芽休眠解除起到调控作用,在不同低温需求量品种间Pp MADS13-1和Pp MADS13-3的休眠调控模式有所不同。

MADS-box基因在果实发育、成熟过程中的作用

MADS-box基因是一个序列特异的调节基因家族,所编码的蛋白为转录因子,主要由MADS盒、K盒、I区、C末端、N末端等5个部分组成,其中MADS盒非常保守。MADS-box转录因子是通过二聚体化的形式以其保守结构域与特定的DNA序列相结合来调控基因的表达的。大量的研究表明,MADS-box基因在植物花的发育上具有重要的作用,已克隆出了许多与花器官发育相关的A￣C类的MADS-box基因,而且也发现了许多可以调控花时的MADS-box基因。目前,越来越多的研究表明,MADS-box基因在果实的发育、成熟中也有着重要的作用。已在矮牵牛和拟南芥中分离出与胚珠的发育密切相关的几个MADS-box基因FBP7、FBP11、STK、SHP及SEP基因。目前认为果实的成熟主要是由于乙烯的调控而引起的,但在番茄中发现1个MADS-box基因与果实的成熟相关,而且可能是跃变型和非跃变型果实共有的果实成熟调节者,首次发现MADS-box对果实成熟的作用会为用非激素的方法来调控果实成熟提供新途径。果实的开裂会严重影响某些裂果的产量,进行相关的分子调控有着重要的实际意义,已在拟南芥中发现2个MADS-box基因SHP和FUL与果实的开裂密切相关,SHP会控制裂开区域的分化,而FUL的过量表达会抑制裂片区域的木质化,FUL可以负调控SHP基因。

烟草重要基因篇:11.烟草乙烯反应相关基因

乙烯是5大类植物激素之一,广泛存在于植物体中,在植物的生长发育过程中发挥着重要的作用,主要体现在以下几个方面：打破种子休眠、促进果实成熟、促进器官衰老以及抑制细胞伸长等.近几年的研究还发现,乙烯能够参与逆境条件下（高温、冷害、干旱、水涝、盐碱、紫外线和重金属离子等）植物的胁迫应答反应以及植物的抗病性等[1].

欧李DAM5基因的克隆及表达分析

休眠相关MADS-box(DAM)基因在植物芽休眠诱导过程中发挥重要作用。该研究以欧李‘农大4号’不同阶段的芽为材料,利用PCR技术,克隆获得ChDAM基因。ChDAM基因全长705 bp,编码234个氨基酸。多序列比对与结构域分析发现,ChDAM基因编码的蛋白具有典型的MADS-box结构域和K-box结构域,其氨基酸序列与桃的DAM5蛋白相似性较高。启动子分析发现,ChDAM5基因的表达可能会受到低温和脱落酸的调控。实时荧光定量PCR分析发现,ChDAM5基因的表达随着休眠诱导进程逐渐升高。研究推测,ChDAM基因在诱导欧李芽休眠中发挥关键作用,为后续深入的代谢途径研究奠定了基础。

葡萄MADS-box转录因子家族全基因组鉴定及表达分析

从葡萄基因组中共鉴定出54个MADS-box基因,其中Type-Ⅰ型10个,Type-Ⅱ型44个,分布于15条染色体中,编码的蛋白质序列为62~596个氨基酸,外显子数1~16个。启动子区含有大量光信号、植物激素、胁迫和分生组织等相关功能域。根据实时荧光定量RT-PCR的结果发现,SEP、FUL、FLC、SVP、SOC1和ANR1亚类基因随叶片生长表达水平逐步升高,在成熟叶中最高,衰老叶片中下降;果实第1次膨大期和果实转色期是SEP、SOC1和ANR1亚类基因的两个表达高峰期;单氰胺处理诱导SVP、AGL15、SOC1、AP3/PI、AGL12和FLC亚类基因在休眠过程中表达量持续上升,在休眠解除过程表达量下降。

葡萄ARP/DRM基因家族克隆及其在休眠解除过程中的表达

生长素抑制蛋白(auxin-repressed protein, ARP)和休眠相关基因(dormancy-related proteins, DRM)是植物中常见的生长素抑制类基因,与植物休眠进程相关。为了鉴定葡萄ARP/DRM基因参与休眠的功能特点,本研究基于欧洲葡萄基因组数据库挖掘,采用同源克隆法获得了3条葡萄ARP/DRM基因家族成员序列,分别命名为VvARP/DRM1、VvARP/DRM2和VvARP/DRM3。序列分析的结果表明,所克隆的3条序列与其他植物的相应序列具有很高的一致性。实时荧光定量表达的检测结果表明,在单氰胺打破葡萄冬芽休眠的过程中,3个基因都是在处理前期表达较高,然后随着处理时间的延长表达水平不断下降。在整个单氰胺处理的过程中,对照组中的VvARP/DRM1、VvARP/DRM2和VvARP/DRM3的表达水平一直高于处理组。研究结果为深入分析ARP/DRM基因家族在葡萄冬芽休眠解除过程中的功能和作用机理提供了参考依据。