平榛冷适应相关基因CBF的克隆及时空表达特性分析

低温是影响植物分布、进而影响生长和产量的关键因素之一。Weiser（1970）指出低温导致植物的基因表达发生变化;早在20世纪90年代研究者就发现了植物的冷适应现象（Guyetal.,1985）。虽然迄今为止植物抗寒的分子机制还没完全清楚。

独行菜UGT74B1基因的序列结构分析及时空表达特性

芥子油苷是独行菜种子的重要药用活性物质,也是重要的植物代谢调节物。但独行菜芥子油苷的合成途径及其调节还不清楚。为了探讨独行菜芥子油苷合成与生长阶段、组织器官的关系,本研究基于独行菜种子转录组数据库,以UGT(尿苷二磷酸-糖基转移酶)为关键词筛选在芥子油苷核心结构起修饰作用的关键酶基因序列,并对其结构及表达特性进行分析。结果表明,独行菜种子萌发中有98条Unigenes,其中一条c19350_g1与拟南芥UGT74B1相似性最高。进一步采用RT-PCR技术克隆到独行菜UGT74B1基因,命名为LaUGT74B1,结构分析显示,该基因的c DNA序列编码区为1386 bp,编码产物为461个氨基酸的蛋白,蛋白的理论等电点为5.38,其不稳定系数为34.70,为稳定蛋白质,不具有跨膜结构。其二级结构主要由α螺旋和无规则卷曲构成,与独行菜与琴叶拟南芥、亚麻荠、荠菜的UGT74B1的序列相似性较高。另外,LaUGT74B1表达具有时空特异性,萌发阶段表达量呈现先下降后上升的变化趋势,苗期主要在叶中表达,花期主要在根中,结实期主要在老茎中。本研究结果可为独行菜芥子油苷生物合成途径阐明提供初步的试验基础。

草莓果实酯类合成关键酶基因SAATB2和VAATW2表达特性分析

利用RT-PCR的方法,分别从凤梨草莓栽培品种‘红颜’和森林草莓白果类型的成熟果实中克隆酯类合成关键酶基因SAATB2和VAATW2。利用半定量RT-PCR和酶活性测定分别对SAATB2、VAATW2在不同组织和花后不同发育时间果实中的表达情况进行分析。结果发现,SAATB2主要在果实中表达,而VAATW2则在叶片和果实中都有表达,说明AAT在草莓组织中的表达特性存在种间差异。而SAATB2和VAATW2在果实发育期间具有相同的表达趋势,表达量随果实发育先升高后降低,最大表达量均出现在完全成熟前后,但达到最大值的时间略有不同。‘红颜’和森林草莓的果实挥发性酯类质量分数随果实发育升高,完全成熟时达到最大质量分数,与AAT基因表达量的变化基本一致。

美国白蛾丝素蛋白基因的鉴定、时空表达及取食不同寄主植物后的表达响应

美国白蛾Hyphantria cunea Drury被列为我国林业检疫性害虫,其l~4龄幼虫具有吐丝结网幕的习性。为探究丝素蛋白基因的表达特性,本研究利用PCR技术克隆了美国白蛾的HcP25(Genbank登录号:OL625670)、HcFib-H(Genbank登录号:OL625672)、HcFib-L(Genbank登录号:OL625671)3条丝素蛋白基因,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR技术检测美国白蛾3条丝素蛋白基因的表达特性。结果表明:3条丝素蛋白基因序列比对均与车前灯蛾Arctia plantaginis丝素蛋白一致性最高,系统进化分析显示丝素蛋白HcP25、HcFib-H、HcFib-L在鳞翅目不同科之间在出现较大的分化。RT-qPCR试验结果显示HcP25、HcFib-H、HcFib-L 3基因相对表达量与网幕产生高峰期(1龄、2龄)相一致。3种丝素蛋白均在丝腺中特异性高水平表达,在头部及脂肪体中有少量表达。美国白蛾幼虫取食不同寄主植物后,3种丝素蛋白基因呈现不同的表达规律;取食杨树Populus L.处理组中HcP25与HcFib-H基因相对表达量极显著高于取食其它寄主处理,而取食山樱花Cerasus serrulata var.lannesiana和日本晚樱Cerasus serrulata处理组中HcFib-L基因表达量最高。研究结果为进一步探究丝素蛋白介导的美国白蛾对不同寄主的适应机制及其扩散机制奠定基础,也为开发美国白蛾防治新方法提供了潜在的基因靶标。

辣椒MIKC型MADS-box基因家族鉴定及胁迫响应

MADS-box家族在花的诱导和发育中作用广泛,有些基因在明显不相关的发育阶段具有多种功能。本研究通过生物信息学对辣椒MIKC型MADS-box家族系统发育树、保守结构、基因特征、GO和KEGG富集分析、时空表达等进行系统分析。在辣椒中共鉴定到25条MIKC_MADS基因,均具有MIKC_MADS的N端SRF-TF和C端K-box保守结构域,氨基酸数为122~278 aa,为两性亲水性蛋白。Motif分析发现,25条CaMADS-box基因均含有Motif1、Motif2、Motif4共3个保守基序。染色体定位发现,25条基因不均匀地分布在12条染色体上,其中染色体Chr02定位基因最多,共计5条基因。共线性分析发现MIKC_MADS在野生种Chiltepin中存在多个共线性区块。GO富集分析发现,MIKC_MADS主要参与植物生长初期发育过程,主要是花器官、胚乳发育过程,KEGG富集到甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢(ko00260),乙醛酸盐和二羧酸盐代谢(ko00630),碳代谢(ko01200)。顺式作用元件发现,与光响应元件、水杨酸、胚乳等元件相关。在时空表达过程中,MIKC_MADS在茎、叶、芽和花过程表达呈现上调表达趋势。

猪CAⅢ基因CDS区克隆、生物信息学及组织表达分析

对猪碳酸酐酶Ⅲ(Carbonic anhydrase Ⅲ,CAⅢ)基因进行克隆及生物信息学分析,并分析该基因的时空表达特性。通过RT-PCR和克隆测序技术获得猪CAⅢ基因的CDS序列,综合利用多种生物信息学软件,对该基因编码的蛋白质生物学特性进行预测,采用qRT-PCR技术检测CAⅢ基因的组织表达谱和时序表达规律。结果表明,猪CAⅢ基因CDS区长783bp,编码260个氨基酸;CAⅢ蛋白为亲水性碱性蛋白,无信号肽,主要在细胞质中发挥作用;CAⅢ基因在心脏、肝脏、胰脏、肺、胃、背最长肌、皮下脂肪、脾脏、盲肠等9种组织中均有表达,但在背最长肌中表达量最高,极显著地高于其他组织。从初生到5月龄,大白猪背最长肌中CAⅢ基因mRNA表达量呈上升—下降—上升—下降的趋势,初生时最低,随后表达量逐渐升高,到3月龄时达到峰值,之后开始下降;马身猪中,从初生到5月龄,CAⅢ基因mRNA的表达量基本呈上升趋势,在5月龄时达到峰值,极显著地高于其他各个阶段。2个不同品种相比,3月龄和4月龄时,大白猪CAⅢmRNA表达量显著或极显著地高于马身猪;而在5月龄时,马身猪CAⅢmRNA表达量极显著地高于大白猪,其他阶段2个品种CAⅢmRNA表达量无显著差异。CAⅢ基因可能直接或间接参与猪骨骼肌的生长发育过程。

罗汉果内参基因筛选和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶时空表达分析

目的筛选罗汉果Siraitia grosvenorii基因表达分析的内参基因,研究苷V生物合成关键酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)时空表达特性。方法克隆罗汉果看家基因甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、微管蛋白(α-tubulin)、肌动蛋白(β-actin)和泛素(UBQ5)的基因片段,评价了4个基因在不同部位(叶、茎和果)及果实发育不同时期的稳定性,筛选内参基因,分析HMGR的时空表达特性。结果 UBQ5表达最稳定,适宜作为内参基因;叶片的HMGR相对表达量较低,茎和果实相对表达量较高;果实不同发育时期,HMGR的相对表达量呈现先升高再降低然后再升高再降低的波动式变化,70 d后HMGR的相对表达量最高,然后依次是5、30、10、50 d。结论 UBQ5是适宜的内参基因。叶片、茎和果实中,HMGR的相对表达量差异明显。果实发育不同时期,HMGR的相对表达量呈波动式变化,与苷V合成积累变化规律相似。

灰毡毛忍冬内参基因筛选和Mads-box家族基因AGL15的时空表达分析

目的筛选灰毡毛忍冬Lonicera macranthoides基因表达分析的内参基因,研究其Mads-box基因家族AGL15基因(Lm AGL15)的时空表达特性。方法克隆灰毡毛忍冬内参基因18 S r RNA、Ubiquilin、Actin和Efl-β的基因片段,评价了4个基因在不同部位叶、茎和花蕾,以及4个基因在灰毡毛忍冬生长不同时期的稳定性,筛选内参基因,分析Lm AGL15基因的时空表达特性。结果 18 S r RNA表达最稳定,适宜作为内参基因,叶片、茎的Lm AGL15基因相对表达量较低,花蕾相对表达量较高。花蕾不同发育时期,Lm AGL15的相对表达量呈现逐渐降低的变化,20 d后Lm AGL15的相对表达量最低,然后依次是花蕾初期(15 d)、青绿色花蕾期(10 d)、绿白色花蕾期(5 d)。结论 18 S r RNA是适宜的内参基因。叶片、茎和花蕾中,Lm AGL15的相对表达量差异明显。花蕾发育不同时期,Lm AGL15的相对表达量呈逐渐降低的变化,与花蕾开放变化规律相似。