截形苜蓿液泡膜H^＋ -PPase基因克隆与序列分析

采用EST电子克隆技术,以拟南芥AVP1基因cDNA序列为信息探针,在GenBank中对豆科模式植物截形苜蓿(Medicago truncatula)的同源EST序列进行查询比较和拼接,获得了1个完整的cDNA序列跨叠群(con-tig),并通过RT-PCR成功获得了该cDNA序列,将其命名为MtVP1.该序列包含1个2 298 bp的最大读码框,编码765个氨基酸.MtVP1编码的氨基酸序列与来自绿豆、拟南芥等高等植物的Ⅰ类液泡膜H+-PPase的氨基酸序列的一致性高达84%~93%,疏水性分析和结构预测表明MtVP1编码蛋白是一个典型的膜蛋白,含有13个跨膜区,含有3个在液泡膜H+-PPase中高度保守的区域(CS1、CS2和CS3).从结构分析结果推测MtVP1与AVP1在功能上具有相似性.

截形苜蓿吡哆醇生物合成基因的电子克隆和进化分析

电子克隆是随着基因组计划和EST计划实施而发展起来的、利用生物信息学手段进行基因克隆的新方法。根据物种间同源基因相对保守的特点,利用生物信息学的方法,以拟南芥吡哆醇生物合成蛋白基因(PDX)cDNA序列为探针,在GenBank的HTGs数据库中找到与之高度同源的截形苜蓿的基因组序列———m th2-17p16克隆,通过GenScan软件预测和序列拼接得到了截形苜蓿吡哆醇生物合成基因序列(GenBank登录号为DQ139263)。用该序列对GenBank中的est-others进行相似性搜索,获得了25条截形苜蓿的EST序列,经拼接后发现与基因组预测的基因序列一致,表明该基因是真实存在和表达的。该cDNA序列长度为1 257 bp,具有完整的开放式阅读框(ORF 29-973bp),推测编码314个氨基酸。通过对日本百脉根(Lotus corniculatusvar.japoni-cus)、烟草(Nicotiana tabacum)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大豆(Glycine max)、小麦(Triticum aestivum)和水稻(O ryza sativa)等进行吡哆醇生物合成蛋白序列同源比较,发现该基因具有高度的保守性。

截形苜蓿蛋白质组学研究进展

蛋白质组学研究是功能基因组研究的重要手段。简述了蛋白质组学研究的概念和主要技术,详述了蛋白质组学在截形苜蓿组织或细胞器蛋白质组成、生长发育、响应生物和非生物胁迫等方面应用研究成果,分析了存在的问题与发展前景。

截形苜蓿生物数据分析平台的构建与应用

为更有效地利用截形苜蓿(M.truncatula)的表达序列标签和其他公共数据,加快对截形苜蓿功能基因的研究步伐,构建了“M.trunca tula Home”生物数据分析平台,并以此为中心,整合了专门为截形苜蓿定制的电子克隆系统。该数据分析平台具有序列基本信息查询、电子克隆系统、试验一致性序列动态分类查询的功能。进一步利用“M.truncatula Home”生物数据分析平台大规模预测了截形苜蓿盐胁迫相关基因,从截形苜蓿的36878条试验一致性序列中预测出650条与耐盐相关的序列,为进一步克隆截形苜蓿耐盐相关功能基因奠定了基础。

截形苜蓿(Medicago truncatula)Dof 32基因启动子克隆及功能区缺失分析

Dof (DNA binding with one finger)基因家族是植物特有的一类转录因子,参与植物生长发育过程中种子的萌发、休眠及植物的开花等过程,在逆境响应中起到调控作用。为了研究截形苜蓿(Medicago truncatula) Dof 32启动子的组成及功能,以截形苜蓿DNA为模板,进行启动子片段扩增,预测启动子相关转录因子的结合位点。据此对5’端序列进行缺失克隆,构建相应的表达载体并转化拟南芥,通过GUS染色和实时荧光定量分析各功能区缺失启动子在自然条件下和盐胁迫条件下的生物学活性,探索启动子核心区域及顺式作用元件的功能。结果表明:除DPS3F启动子缺失片段活性偏弱外,全长片段DP32及其余2个缺失片段DPS1F、DPS2F的活性均较强,能够驱动下游GUS基因的表达。在盐胁迫条件下DP32、DPS1F、DPS2F转基因拟南芥GUS基因的表达量较自然条件下显著上升。本研究为探索Dof基因在截形苜蓿抗逆过程中的调控机理提供资料。

盐胁迫条件下苦马豆幼苗根差异表达基因及功能注释

苦马豆(Swainsona salsula Taubert)是新疆重要的耐盐抗旱豆科植物,通过染色体压片技术确定供试材料为二倍体,采用截形苜蓿(Medicago truncatula)基因组芯片(61278个探针),对苦马豆幼苗根部在未经盐处理和在180 mM NaCl溶液中处理24 h后的表达水平进行了分析,找出控制盐胁迫的关键基因,为耐盐基因的筛选提供依据。结果表明:有4057个基因在不同处理条件下存在表达差异,其中155个上调基因和105个下调基因;利用Gene Ontology注释对差异表达的基因从分子功能、细胞组件、生物学过程3个水平进行功能分类,搜索NCBI数据库,在截形苜蓿和拟南芥(Arabidopsis thaliana)中找到有高相似性功能已知的部分基因,表明差异表达的基因涉及逆境胁迫、信号转导、电子传递、蛋白代谢等多个方面,这些基因是植物根部盐胁迫相关基因。