三叶青早期结瘤类基因ThENODL1及ThENODL2的克隆及表达分析

近年来的研究显示,早期结瘤类(early nodulin-like, ENODL)基因在植物地下储藏器官的形成与发育中起到关键作用。课题组前期研究发现,一些早期结瘤类基因在三叶青块根初始发育期及膨大期高丰度表达。本研究克隆了两个三叶青(Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg)的早期结瘤类基因ThENODL1与ThENODL2的cDNA,初步的生物信息学分析表明, ThENODL1的开放阅读框长度为528 bp,编码175个氨基酸, ThENODL2的开放阅码框长度为651 bp,编码217个氨基酸, ThENODL1与ThENODL2都具有水稻早期结瘤类基因(OsENODL1_like)保守域,并具备早期结瘤类基因的基本分子结构特征。相对荧光定量分析显示, ThENODL1的cDNA表达量在块根中显著高于其他器官且在块根的初始发育阶段及膨大期显著提高, ThENODL2的cDNA在块根中的表达量最低且在块根发育的不同时期无显著差异。大肠杆菌原核表达体系的验证结果显示,所克隆的ThENODL1与ThENODL2的cDNA均可表达出与预期大小相符的蛋白质。本研究为进一步明确ThENODL基因在块根发育中的功能提供了基本分子生物学参考依据。

豌豆早期结瘤素基因ENOD12A的克隆及与PsLectin基因双元表达载体的构建

采用PrimStar HS DNA聚合酶从豌豆基因组DNA中扩增出了豌豆早期结瘤素基因PsENOD12A.序列分析结果表明,所克隆的基因与GenBank公布的序列仅相差1个碱基,但推导的氨基酸序列没有改变.将PsENOD12A基因和豌豆凝集素基因psl重组进了双元表达载体.

豌豆早期结瘤素基因PsSYM10的克隆及其表达载体的构建

采用Pri mStar HS DNA聚合酶从豌豆基因组DNA中扩增出了豌豆早期结瘤素基因PsSYM10.序列分析结果表明,所克隆的基因与GenBank公布的同源基因在碱基和氨基酸序列上的相似性分别为98.6%和99.7%.将PsSYM10基因与结瘤相关基因PsENOD12、凝集素基因PsLectin串联组合,构建成了双元表达载体.

枳早期结瘤素样基因PtBCP1的克隆和分析

[目的]克隆枳早期结瘤素样基因PtBCP1并对其序列进行分析。[方法]以枳消减文库中的C28 EST为种子序列进行电子克隆,据此设计引物进行PCR,以获得枳早期结瘤素样基因PtBCP1的全长cDNA和DNA序列,并对获得的序列进行生物信息学分析。[结果]PtBCP1基因由2个外显子和1个内含子组成,在枳幼苗根中的表达量是叶中的140倍,该基因编码的蛋白含131个氨基酸残基,预测分子量为14.0 kD,理论等电点为8.75,具有N端信号肽和PCLD(PFMD:PF02298)功能域,但无完整的铜离子结合位点,属于早期结瘤素样蛋白。[结论]为进一步研究PtBCP1基因的生物学功能奠定了基础。

蜡梅结瘤素基因CpNOD的克隆与表达分析

根据已构建的蜡梅cDNA文库中得到的片段,通过cDNA末端克隆得到了一个早期结瘤素基因,命名为Cp-NOD(GenBank登录号:JQ622290),该基因cDNA序列全长611个碱基,包含一个71bp 5-UTR区,一个333bp的开放阅读框ORF和一个207bp的3-UTR区,该基因由111个氨基酸组成,其中丙氨酸组分为多,占18.2%,序列比对分析表明,CpNOD具有典型的蛋白质家族ENOD93特征,属于ENOD93家族早期结瘤素蛋白.实时荧光定量PCR表达检测显示,CpNOD在蜡梅根、茎、花器中都有表达,其中以花中瓣表达最高;在花的不同阶段表达结果是从萌动期、花蕾期、盛开期到衰败期,表达量呈正相关,以衰败期表达量最高.转录表达分析结果推测,CpNOD在蜡梅的开花生理和氮元素响应方面起着积极作用.

根瘤菌NOD因子的感知与信号传导

根瘤菌是一类引起豆科植物结瘤固氮的土壤细菌。根瘤中的类菌体固定空气中的氮气为宿主植物提供充足的氮源。共生体系的建立始于细菌与宿主植物间复杂的信号交换过程。植物产生类黄酮诱导相应的根瘤菌合成分泌结瘤因子 ,后者进而诱导宿主植物根系形态变化以及早期根瘤素基因表达。以下将就宿主植物结瘤因子的特异识别和早期信号传导进行讨论。