TAIL-PCR方法快速克隆银杏查尔酮合成酶基因及序列分析(英文)

热不对称交错PCR(TAIL-PCR)方法已广泛应用于从多种生物克隆已知DNA序列的侧翼序列。对传统的TAIL-PCR方法进行改良:(1)将TAIL技术应用于TAIL-PCR中第3步PCR循环。(2)以10bp的随机简并引物即RAPD引物代替基因侧翼简并引物。以银杏品种家佛手的叶基因组DNA为模板,利用简并引物克隆到银杏查尔酮合成酶基因(CHS)片段序列Gbchs1,以此序列设计3条特异引物,利用改良的热不对称交错PCR方法克隆到CHS基因Gbchs2。结果表明,Gbchs2长1238bp,编码304个氨基酸并包含3’末端序列。GbCHS2蛋白质序列与其他植物的CHS蛋白质序列高度同源,包含CHS蛋白质保守的环化作用活性位点,催化活性位点、香豆素活性位点、及催化活性基序。改良后的TAIL-PCR方法为基因全长的克隆提供了一种简单快速高效的新方法。

百合查尔酮合成酶基因克隆及其转化烟草的花色表达分析

以‘西伯利亚’百合为试材,利用PCR技术克隆了查尔酮合成酶基因(CHS),构建了CHS基因的正义和反义植物表达载体,采用农杆菌介导法转化烟草叶盘,获得了转正义CHS基因的本明烟草18株,转反义CHS基因的普通烟草21株,总转化率为26.0%。高效液相色谱法(HPLC)检测结果显示,正义CHS转基因的本明烟草类黄酮含量升高14.0%～59.7%,反义CHS转基因的普通烟草类黄酮含量降低44.5%～76.4%。花色观察结果显示,正义转基因烟草的花瓣颜色未见变化,反义转基因烟草部分植株的花瓣颜色变浅。研究表明,CHS基因遗传转化是进行花色调控的有效手段之一。

金荞麦查尔酮合成酶基因CHS的克隆及序列分析

采用同源克隆的方法获得金荞麦查尔酮合成酶基因(CHS)的保守片段554bp,进一步采用染色体步移法(genome-walking)和RT-PCR技术克隆到CHS基因的全长DNA序列和cDNA开放阅读框(ORF)序列。序列分析结果表明,金荞麦CHS基因DNA全长1650bp,含一个462bp的内含子;其cDNA编码区全长1188bp,编码395个氨基酸,命名为FdCHS,NCBI登录号为GU169470。该氨基酸序列与同为蓼科的掌叶大黄、虎杖CHS的氨基酸序列同源率分别达到94%和93%,且含有CHS活性位点和底物结合口袋位点等保守位点。

百合查尔酮合成酶基因的克隆与分析

以西伯利亚百合为试材,通过半巢式PCR和RT-PCR技术分别克隆了查尔酮合成酶基因(CHS)的DNA和cDNA.生物信息学分析显示,CHS的DNA序列全长1 397 bp(登录号HM622754),包含2个外显子和1个内含子;cDNA序列编码区全长1 182 bp(登录号HQ161731),编码393个氨基酸,具有3个典型的CHS蛋白结构域:N-末端结构域(Lys3-Pro229)、C-末端结构域(Gln239-Pro389)和聚合酶Ⅲ结构域(Met1-Thr391);不同百合品种的CHS基因编码的氨基酸序列相似性高达98%,表明百合CHS基因在进化上呈现出十分保守的趋势;不同植物CHS基因序列的系统进化邻接树结果表明:百合与单子叶植物鸢尾及禾本科的水稻、大麦、玉米等亲缘关系更为接近.

巨峰葡萄查尔酮合成酶基因4的克隆及表达特性的RT-PCR分析

克隆了葡萄查尔酮合成酶基因4(CHS4),并采用半定量RT-PCR技术,以actin为内参,分析了CHS4在巨峰葡萄果实发育阶段不同组织的表达。对CHS4的序列分析表明:CHS4含有1个内含子,2个外显子;与CHS1、CHS2、CHS3在核苷酸水平的同源性分别为99.3%、92.6%和76.0%。半定量RT-PCR分析结果表明:CHS4在果皮、果肉、种子、叶片和根系中均有表达,在花后30d的果皮中表达强烈,随后迅速降低,到花后70d表达又增强;CHS4在花后30～45d的果肉中表达强烈,随后迅速降低;在花后45d的种子中也表达强烈,随果实发育,其表达逐渐下降。高温处理抑制CHS4在巨峰葡萄幼叶中的表达,但诱导CHS4在幼根的表达。

银杏查尔酮合成酶基因表达的时间进程(英文)

查尔酮合成酶是银杏叶黄酮合成途径中的第一个关键酶。利用RACE技术克隆到银杏的一个查尔酮合成酶基因,命名为GbCHS2,其cDNA全长1608bp,包括长1173bp的读码框,编码391个氨基酸。GbCHS2蛋白与已从银杏克隆到的GbCHS1蛋白具有很高的同源性,并包含其所有相同的活性位点。用半定量RT-PCR方法研究了银杏叶生长过程中chs基因的转录水平的变化,并对CHS活性变化和黄酮含量的变化曲线进行了线性回归分析。结果显示,在整个银杏叶生长过程中,CHS活性与黄酮含量呈极显著线性相关,表明CHS是银杏叶黄酮合成途径中的一个关键限速酶;chs基因的转录水平的变化与黄酮的积累是同步的,chs基因的这种表达模式表明chs基因的转录水平可能决定了银杏叶黄酮的积累。

兜兰查尔酮合成酶基因的克隆与表达分析

以同色兜兰为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花中获得一个兜兰查尔酮合酶基因(chalconesynthase,CHS)的cDNA全长,命名为PcCHS,GenBank登录号JQ030889。序列分析表明,PcCHS全长1 424 bp,包含106 bp的5′非编码区、133 bp的3′非编码区和一个长度为1 185 bp编码394个氨基酸的开放阅读框。氨基酸序列分析显示,PcCHS具有CHS家族保守的功能活性位点和特征多肽序列。序列比对表明,PcCHS与兰科植物的蝴蝶兰、文心兰和石斛兰等的CHS蛋白有很高的同源性。系统进化分析显示,PcCHS与兰科植物的CHS分支2的蛋白亲缘关系比较近。表达分析表明,PcCHS在花芽发育过程中均有表达,在花中的表达量最高,其次是蕊柱,再次是苞叶、子房、花瓣和萼片,在唇瓣中表达量最低,在根、叶和花茎中几乎检测不到。

罗汉果查尔酮合成酶基因的生物信息学分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮生物合成的关键酶,在植物发育、防止UV损伤、抗病和逆境反应中起着重要作用。本研究通过EST测序,获得了罗汉果查尔酮合成酶基因序列(登录号:GU980155)。为了进一步了解罗汉果查尔酮合成酶基因的特征,我们将其与46种植物的查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列进行比对和进化分析。结果表明,罗汉果查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列与其它物种的查尔酮合成酶基因均具较高同源性,编码区相似性约为94%。使用PHYLIP和MEGA4分别构建了邻接树、最大似然树和最大简约树,但经bootstrap检验,最优树未能明确罗汉果查尔酮合成酶基因的系统发育地位。以紫花苜蓿查尔酮合成酶的三维结构为参考,利用同源建模的方法预测了罗汉果查尔酮合成酶的三维结构,发现罗汉果查尔酮合成酶具有保守的活性位点和空间结构。

草地早熟禾查尔酮合成酶基因PpCHS1克隆、功能与表达分析

以草地早熟禾转录组数据为基础,克隆得到PpCHS1基因cDNA序列。其包含查尔酮合成酶基因(CHS)家族保守区域,与山羊草、大麦等植物的查尔酮合成酶基因相似度高;属于疏水性蛋白,Ⅲ型聚酮合酶,具有同源二聚体结构,亚细胞定位结果显示基因编码的蛋白定位于细胞质。通过对PpCHS1进化和表达分析表明,其功能可能与花发育相关并能促进黄酮类物质的合成,受紫外线和高盐的诱导,同时在外施MeJA下持续高表达,推断PpCHS1可能参与非生物胁迫与生物胁迫的防御。

金花茶查尔酮合成酶基因全长克隆与序列分析

利用RT-PCR和RACE方法,从我国珍稀植物金花茶(Camellia nitidissima)花瓣中获得了查尔酮合成酶(chalconesynthase,CHS)基因的cDNA全长,命名为Cn-CHS,GenBank登录号HQ269804。碱基序列分析表明,Cn-CHS全长1 454bp,包含77 bp的5′非翻译区、207 bp的3′非翻译区和一个长为1 170 bp编码389个氨基酸的开放阅读框。氨基酸序列分析显示该基因编码的蛋白具有CHS家族保守存在的所有功能活性位点和特征性多肽序列。氨基酸序列比对分析表明,Cn-CHS与蔷薇科、杜鹃花科、茄科等植物的CHS相似性都在92%以上;与山茶科山茶属物种山茶(C.japonica)CHS完全一致;与茶(C.sinensis)CHS相似性达99%,有5个氨基酸位点存在差异,其中包括一个功能性位点。

月季查尔酮合成酶基因片段的克隆及其表达分析

采用改良CTAB法从月季(Rosa hybrida)花瓣中成功提取出总RNA,进行反转录合成cDNA模板。根据GenBank已发表的其他植物CHS基因序列的保守结构域设计简并引物,采用同源克隆法进行克隆,获得RhCHS片段序列,并分析该片段的生物学信息,利用半定量RT-PCR对不同花发育时期进行表达分析。序列分析结果表明,克隆到的cDNA片段长度为860 bp,编码287个氨基酸残基,GenBank登录号KC145553。同源序列比对发现,月季RhCHS与其他植物的同源性很高,说明CHS在进化的过程中具有高度的保守性。表达谱分析表明,CHS在盛花期表达量最高。

决明查尔酮合成酶基因的克隆及序列分析(英文)

以决明(Cassia tora)为实验材料,利用RT-PCR和RACE技术,从决明嫩叶中克隆出查尔酮合成酶(Chal-one synthase,CHS)基因,其cDNA全长为1 459 bp,编码一个由390个氨基酸残基组成的多肽.氨基酸序列分析表明,决明CHS基因的氨基酸序列中含有44.61%的中性疏水氨基酸,29.74%的中性亲水氨基酸,12.56%的酸性氨基酸和13.08%的碱性氨基酸.决明CHS基因的氨基酸序列中具有CHS家族酶系的氨基酸保守残基,包括结合底物CoA的结合残基及催化聚酮合成的催化残基,表明其可能参与聚酮化合物的合成.决明与其它植物CHS的氨基酸序列的进化分析表明,其与同为豆科决明属的翼叶决明(Cassia alata)的同源性较近,并且CHS家族可以分为CHS亚家族与非CHS亚家族.将得到的序列提交GenBank,登录号为EU430077.

青花菜查尔酮合成酶基因BoCHS的克隆、表达及序列分析

根据NCBI数据库中发布的查尔酮合成酶基因序列设计PCR简并引物,以青花菜(Brassica oler-acea var.italica)子叶cDNA为材料,克隆到了青花菜查尔酮合成酶基因,基因命名为BoCHS,序列已提交到NCBI数据库,登录号为GU266209。该基因的编码区全长为1182bp,编码393个氨基酸。序列比对结果表明,BoCHS基因编码的氨基酸序列与其他十字花科植物之间的同源性很高,仅存在个别氨基酸残基的差别。RT-PCR检测表明,经霜霉病菌(Hyaloperonospora parasitica)侵染后,子叶中BoCHS的表达量增加,其中以72h和96h的表达量最大。

矮牵牛中查尔酮合成酶基因A (chsA)2个启动子的克隆和分析(英文)

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮类物质生物合成途径中的第一个关键酶,其控制基因chs为超家族基因.根据前人报道的矮牵牛查尔酮合成酶基因A(chsA)启动子的保守序列设计1对特异性引物,从矮牵牛基因组DNA中通过1次PCR同时扩增出长为550 bp和354 bp的启动子(分别命名为PchsA-L和PchsA-S,GenBank登录号:EF199747和EF199748),其中PchsA-L与PchsA-S相比,除个别碱基有差异外,在88～269 bp多出一段182 bp的序列,其中103～201 bp含有典型的内含子特征.应用DNAStar软件分析表明2条序列均含有普通启动子的保守序列TATA box、CCAAT box、capsite(CCATAA),并含有花中特异表达启动子的特征序列TACPyAT box、anther box(TAGAAGTGACAGAAAT)、G-box(CACGTG)、box1元件(ATGTCACGTGCCATC)和box2元件(TGTGTTGAAGGTTTGCTA).对克隆启动子所用的矮牵牛后代群体进行分析,130个单株中只含有PchsA-S的有13株,只含有PchsA-L的有20株,同时含有2个启动子的有97株.2个启动子在后代中发生了分离,但其分离比并不符合1∶2∶1.克隆启动子所用的矮牵牛有14条染色体,为二倍体.DNA印迹表明2个启动子在基因组中均是多拷贝.qRT-PCR分析显示:未经过紫外光处理的花中以及经过紫外光处理的花中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因与PchsA-S启动子驱动的chsA基因表达都未见明显差异;在紫外光处理的幼苗叶片中表达量相应地比紫外光处理的花中的表达量增高;在紫外光处理的幼苗叶片中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因比PchsA-S启动子驱动的chsA基因表达量显著增高;而未经过紫外光处理的幼苗叶片中,PchsA-L启动子驱动的chsA基因、PchsA-S启动子驱动的chsA基因都没有检测到明显的表达信号.结果表明:在矮牵牛中chsA基因存在2个独立的启动子PchsA-L和PchsA-S;启动子PchsA-L中182 bp类内含子特征的序列具有显著提高chsA基因在紫外光处理的幼苗叶片中表达量的功能.

查尔酮合成酶基因

查尔酮合成酶基因是苯丙氨酸代谢途径中的关键基因,在类黄酮类物质合成中扮演着重要的角色,调控着色素合成、防御反应、植物育性等生理生化过程,对植物的生长发育起着至关重要的作用。现对查尔酮合成酶在苯丙氨酸代谢途径中的地位、基因表达特性、基因功能以及基因进化等方面的进展做一介绍。

洋葱查尔酮合成酶基因的分子克隆和表达分析

查尔酮合成酶是类黄酮类物质合成的关键酶。本研究克隆了洋葱的查尔酮合成酶基因AcCHS1和AcCHS2。AcCHS1的ORF序列1182 bp,编码393个氨基酸残基;AcCHS2的ORF序列1 176 bp,编码391个氨基酸残基。在同等条件下,AcCHS2基因的表达明显高于AcCHS1。

滇牡丹中3个类查尔酮合成酶基因的克隆与表达

从开黄花的滇牡丹转录组中分离了3个CHS基因,利用生物信息学预测其基因功能,并比较不同花发育时期CHS基因的表达量。结果显示:3个CHS基因的cDNA全长分别为1173、1185、1128bp,依次命名为PdCHS1(GenBank登录号MK516264)、PdCHS2(GenBank登录号MK516265)和PdCHS3(GenBank登录号MK516266),分别编码390、394和375个氨基酸;这3个CHS基因编码的蛋白均为无信号肽的非分泌蛋白,均含查尔酮合成酶活性位点基序(G/A)FGPG。聚类结果显示,滇牡丹中的3个CHS蛋白归属于不同分支。基因表达结果显示,PdCHS1基因在花蕾期和花蕊中表达量较高,PdCHS2基因在末花期和初花期表达量较高,PdCHS3基因在末花期和花蕾期表达量较高。这3个CHS基因分别参与不同次生代谢产物的合成,推测PdCHS1参与柚皮素查尔酮,PdCHS2参与芪类化合物,PdCHS3参与聚酮类化合物的生物合成。

桑树查尔酮合成酶基因(CHS)的生物信息学分析(英文)

[目的]探讨桑椹色素代谢调控的分子机理。[方法]本研究以桑科植物的EST数据库为基础,采用生物信息学实验技术,通过电子克隆方法获得了桑树查尔酮合成酶基因(CHS)。采用生物信息学在线软件,进一步对该基因编码蛋白的氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构等方面进行了预测和分析。[结果]经DNAstar软件拼接后得到的cDNA序列为1 365 bp,其开放阅读框序列为1 170 bp,编码389个氨基酸残基。CHS蛋白含有查尔酮合酶家族的特征多肽序列RLMMYQQGCFAGGTVLR,不含信号肽序列,属于非分泌型蛋白,定位于细胞质内,分子进化也较为保守。[结论]该研究结果为深入研究该蛋白的结构和功能奠定了基础。

査尔酮合成酶基因及其分子进化研究进展

查尔酮合成酶基因在植物苯丙氨酸代谢途径中的作用至关重要,直接或间接影响着植物代谢产物合成、抗性调节、花色形成等生理生化过程。为了进一步加强对查尔酮合成酶基因功能的发掘与利用,本研究综合归纳了査尔酮合成酶基因及其克隆、遗传多样性和分子进化等方面研究进展,得出查尔酮合成酶基因克隆采用的主要方法,进而指出査尔酮合成酶基因分异进化研究的未来方向,同时为特色基因资源开发方面研究提供技术资料检索帮助和研究方法参考。

诸葛菜(Orychophragmus violaceus)查尔酮合成酶基因OvCHS的克隆与序列分析

根据GenBank发布的基因序列,设计PCR引物,分别从诸葛菜(Orychophragmus violaceus)的花瓣基因组DNA和cDNA克隆到查尔酮合成酶基因,并定名为OvCHS,序列已上传至NCBI数据库,登陆号为EF408918。序列分析表明,OvCHS基因的基因组全长为1263 bp,具一个75 bp的内含子,编码区全长为1188 bp,编码395个氨基酸。与模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)查尔酮合成酶基因AtCHS比较发现,两基因编码区有135个碱基不同,相似性为88.64%,氨基酸序列中仅16个氨基酸残基的差异,相似性达95.95%。