木薯查尔酮合酶MeCHS基因家族特征与表达分析

查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径的第一个限速酶,在植物花色形成、生长发育以及非生物胁迫中发挥着重要作用。为明确木薯MeCHS基因家族的特性及在木薯块根采后腐烂(PPD)中的表达,本研究利用生物信息学方法对木薯MeCHS基因家族成员进行理化性质、蛋白质结构等分析。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测MeCHS基因在不同品种、不同组织及块根PPD过程中的表达情况,同时克隆并构建3个高表达的MeCHS基因的亚细胞定位载体并进行烟草瞬时转化以确定其定位。在木薯基因组中共鉴定出5个MeCHS基因家族成员,蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主。qRT-PCR分析发现:MeCHS基因表达具有明显的组织特异性,在茎中表达水平最高;在木薯中主要表达的MeCHS基因为MeCHS1、MeCHS2和MeCHS3,且3个基因随着SC8块根贮藏时间的延长表达量逐步升高。将成功克隆得到的MeCHS1、MeCHS2和MeCHS3基因经农杆菌介导瞬时转化烟草下表皮细胞,显微观察表明3个基因均定位于细胞质,与预测结果相符。该研究结果可为进一步揭示木薯MeCHS基因家族的功能与提高木薯块根耐PPD能力提供理论依据。

植物查尔酮合酶(CHS)及其基因的研究进展

文中详细阐述植物查尔酮合酶(CHS)及其基因的研究进展情况。

向日葵查尔酮合酶HaCHS基因的克隆与逆境应答

为探讨查尔酮合成酶(CHS)基因在向日葵抗逆机制中的作用,在核盘菌诱导向日葵转录组文库的基础上,从向日葵耐病品种龙食葵2号中克隆了1个CHS的c DNA序列,该基因开放阅读框为1 197bp,编码398个氨基酸残基,分子量为43.54k D,等电点为6.17,命名为Ha CHS(Gen Bank登录号为KR921882)。氨基酸序列分析显示,Ha CHS具有CHS家族蛋白3个保守的功能活性位点(C^(167),H^(306)和N^(339))和特征多肽标签序列GVLFGFGPGL。系统进化分析表明,Ha CHS与菊科植物的大丽菊、紫茎泽兰和黑心菊等的CHS蛋白有很高的同源性,氨基酸序列相似性在93%~94%。实时荧光定量PCR结果表明,该基因在向日葵花中表达量最高为19.96,其次是盘、叶、茎和种,在根中的表达量最低为0.02。Ha CHS基因表达受核盘菌、创伤、4℃低温和茉莉酸(JA)等因素调控,但对脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)处理的应答差异不显著。

苦荞查尔酮合酶基因CHS的结构及花期不同组织表达量分析

采用同源克隆、染色体步移和RT-PCR技术,首次克隆到苦荞查尔酮合酶基因(CHS)的全长DNA序列和cDNA开放阅读框(ORF)序列.序列分析表明,苦荞CHS DNA序列(GU172165)全长1 632 bp,含1个445 bp的内含子;cDNA编码区(HM852753)全长1 188 bp,编码395个氨基酸,命名为FtCHS.生物信息学分析表明,FtCHS和推导的氨基酸序列与其它植物CHS基因同源率在95%以上,含有CHS多基因家族的标签序列(GFGPG)、活性位点、底物结合口袋位点和环化反应口袋位点.半定量RT-PCR分析苦荞花期FtCHS空间表达模型表明,其表达量未成熟种子>叶>茎>花>根>成熟种子,与苦荞芦丁含量的分布基本一致,具有组织特异性。

查尔酮合酶基因对转基因植物花色和育性的影响

查尔酮合酶 ( chalcone synthase,CHS)是花色素合成途径中的一个关键酶 ,它在植物中表达量的改变可能影响花的颜色。从矮牵牛 ( Petunia hybrida)特定发育阶段的花瓣的 c DNA中 ,克隆到查尔酮合酶基因 ,并正向插入到原核表达载体和含有花椰菜花叶病毒 Ca MV 35 S启动子的真核表达载体中 ,在原核中得到高效表达 ,并通过土壤农杆菌介导的方法转化矮牵牛。转基因植物的花色不但发生了明显的变异 ,其育性也受到了影响 ,不能产生正常花粉粒 ,成为雄性不育植株。 Northern杂交表明 ,转基因植物花瓣中 。

查尔酮合酶基因的克隆、全序列分析及在大肠杆菌中的高效表达

类黄酮是植物中的一种重要的次级代谢产物,它与植物的花色形成有关。查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)是类黄酮合成途径中的一个关键酶,在植物体内,CHS表达量的增加或减少都可能改变花的颜色。从矮牵牛(Petunia hybrida)花瓣的cDNA中克隆到了CHS-A基因,进行了全序列分析,并与国外已报道的CHS-A序列进行了同源性比较。结果表明,克隆的CHS-A基因长为1170bp,编码一个由389个氨基酸组成的多肽,与国外已报道的CHS-A同源率高达99％。此外,还在大肠杆菌中实现了CHS-A基因的高效表达。CHS-A基因的成功克隆与表达为研究CHS-A基因对植物花色的影响打下了一个良好的基础。

查尔酮合酶与查尔酮异构酶基因特征及转基因应用

查尔酮合酶和查尔酮异构酶一起构成了黄酮类化合物生物合成的限速酶.底物先是由查尔酮合酶的作用形成袖皮素查尔酮化合物,然后再由查尔酮异构酶异构化成不同的黄酮类化合物.查尔酮合酶和查尔酮异构酶广泛存在于多种植物中,涉及了苯丙氨酸代谢途径中各种具有防御性产物的生物合成,在植物的抗菌机制、抗胁迫、细胞的发育和分化、色素的积累和外源基因的表达等方面起着重要的作用.就查尔酮合酶和查尔酮异构酶的结构特点、编码基因的克隆及序列特征、基因的表达调控以及转基因应用等方面进行了系统的综述,并对其今后进一步的研究提出了适宜的建议.

苦荞查尔酮合酶基因FtCHS1启动子的克隆及分析

采用染色体步移技术,从苦荞(Fagopyrum tataricum Gaertn.)中克隆获得Ft CHS1基因5'端侧翼序列,共1038 bp,将其命名为PFt CHS1。生物信息学分析表明,PFt CHS1中A/T碱基含量为63.5%,含有4个可能的转录起始位点,分别位于起始密码子上游-684^-734、-692^-742、-920^-970、-929^-979 bp处,该序列包含TATA-Box和CAAT-Box等启动子核心元件以及与光、低温和激素应答等相关的功能元件。本研究进一步构建了PFt CHS1-p BI101植物表达载体,并瞬时转化拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)叶片,结果显示该序列可驱动GUS报告基因的表达。低温(4℃)和光照(UV-B)处理苦荞幼芽后,采用荧光定量PCR技术分析Ft CHS1基因的表达量,结果表明PFt CHS1可响应低温和紫外环境胁迫,从而引起Ft CHS1基因表达量发生变化。

莲查尔酮合酶基因的克隆及序列分析

查尔酮合酶(chalconesynthase,CHS)是植物花色素苷等类黄酮化合物生物合成途径中的一个关键酶,而这些类黄酮化合物在花瓣中的含量可以改变花的颜色,所以CHS在植物中的表达量直接影响花的颜色。用RT-PCR方法,从中国莲(Nelumbonucifera)幼叶RNA中成功扩增出chs外显子2的部分序列,经克隆测序,得到长度在844bp￣936bp的序列共7个,编码282￣312个氨基酸。在GenBank中与黑核桃,山茶花,红杜鹃等其它物种CHS进行比较,其核苷酸序列相似性为82%￣83%,氨基酸序列相似性为86%￣97%。莲chs的成功克隆为莲的花卉基因工程研究等打下了良好的基础。

查尔酮合酶基因在植物防御反应中的调控作用

论述了查尔酮合酶基因 (chs)在植物防御反应中与病原物的相互关系 ,探讨了与查尔酮合酶基因诱导表达相关的顺式作用元件和反式作用因子及其DNA 蛋白质间的相互作用 ,阐明其在植物抗病性防御反应中的重要作用。

非洲菊查尔酮合酶基因的克隆、序列分析及在大肠杆菌中的表达

利用RT-PCR方法,从非洲菊(Gerberahybrida)花瓣的cDNA中克隆到了查尔酮合酶(ChalconeSynthase,CHS)基因CHS,进行了序列分析。结果表明,克隆到的CHS基因全长为1197bps,编码一个由398个氨基酸残基组成的多肽,与Helariutta等发表的非洲菊查尔酮合酶CHS1基因的cDNA序列的CHS基因同源性高达99%。进一步将该基因克隆到表达载体pET32a上,经IPTG诱导表达,得到高效表达的融合蛋白。

中国水仙查尔酮合酶cDNA的克隆及序列分析(简报)

中国水仙系石蒜科水仙属多年生草本植物.其花枝多,花香浓郁,素有"凌波仙子"的美称.但水仙花色单一,影响其观赏价值.花色形成与植物体内的一类次级代谢产物类黄酮有关.

油茶查尔酮合酶和异构酶基因的cDNA克隆

查尔酮合酶和查尔酮异构酶是类黄酮代谢与色素苷代谢的关键酶.以油茶近成熟种子cDNA文库和EST文库为材料,通过分子克隆方法鉴定了1条查尔酮合酶基因全长cDNA和1条查尔酮异构酶全长cDNA.结果表明:油茶查尔酮合酶基因的cDNA含1479 bp,编码412个氨基酸,为目前最长的查尔酮合酶,与其它物种的查尔酮合酶具有极高的相似性,在进化上高度同源;油茶查尔酮异构酶基因的cDNA含899 bp,编码206个氨基酸,与茶的查尔酮异构酶基因高度同源,但与其它物种的相似性较低.

转查尔酮合酶基因对烟草花色及花器官的影响

花色是重要的园艺性状,一直是育种工作者苦苦追求的目标。利用植物基因工程技术可定向改良花色。根据已知的CHS序列(序列号M20308.),用PCR方法从拟南芥中克隆CHS基因,并分别将其以正向、反向插入到真核表达载体pBI121,在农杆菌介导下用叶盘转化法转化烟草。对转基因烟草进行检测,结果表明,转基因烟草的花色变淡、花青素含量降低;叶片颜色变浅、叶绿素含量降低。转基因烟草花的形态也发生了明显变异。

利用农杆菌介导法将查尔酮合酶基因导入大岩桐

本项研究通过植物基因工程技术,以改变花色为目的,对花卉进行遗传改良,以期产生新的花色品种,来改变现有花卉花色单一、品种缺乏的现状,丰富我市花卉品种资源。在应用转基因技术进行定向改良花色的研究中用的最多也最成功的基因就是:查尔酮合酶基因。查尔酮合酶(Chalconesynthase,CHS)是花色素合成途径中的一个关键酶,它在植物中表达的量可能影响花的颜色。本项目以查尔酮合酶(Chalconesyn-thase,CHS)基因作为目的基因,以大岩桐为研究对象。具体从矮牵牛(Petuniahybrida)特定发育阶段的花瓣的cDNA中,克隆到查尔酮合酶基因CHSA,进行质粒的重组后,插入到含有花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子的植物中间表达载体中pBI121中,转化农杆菌LBA4404。通过农杆菌介导法(之叶盘法)遗传转化大岩桐,具体过程如下:农杆菌LBA4404pBI121chsA的培养→农杆菌与大岩桐叶盘共培养→脱菌筛选→抗性芽的扩繁与继代培养→抗性株的生根筛选→移栽成活。经过研究,成功地得到大岩桐转化植株,其中8个株系的转基因植株经PCR检测呈阳性,证明外源基因已整合进入受体植物。有一株玫红品系植株的花瓣上出现了白色的不规则斑点。

海南龙血树查尔酮合酶基因(DcCHS)的克隆及表达分析

利用RT-PCR和RACE技术对海南龙血树查尔酮合酶基因进行克隆,得到1条1 456 bp的cDNA序列,命名为DcCHS。DcCHS含有1 173 bp的阅读框架、99 bp的5′非编码区和184 bp的3′非编码区,编码390个氨基酸。DcCHS与其他植物的CHS氨基酸序列同源性高达84%以上,具有高度保守的CHS_like结构域、活性位点以及信号序列。推测DcCHS的分子量为42.7 ku,等电点pI为6.14,稳定性极差,具有15个磷酸化位点,无跨膜结构,无信号肽,亚细胞定位在细胞质的可能性较大,并预测了蛋白质的二级、三级结构。组织特异性分析结果表明,DcCHS在花中的表达远远高于根、茎、叶和果实。

利用花粉管通道法将查尔酮合酶基因导入仙客来

查尔酮合酶(chalconesynthase-A,CHSA)是花色素合成途径中的一个关键酶,它在植物中表达的量可能影响花的颜色。本项目从矮牵牛(Petuniahybrida)特定发育阶段的花瓣的cDNA中,克隆到查尔酮合酶基因CHSA,插入到含有花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子的植物中间表达载体pBI121和pWM101中,首次通过原位生殖系统导入法(具体采用花粉管通道法)转化仙客来,成功地得到4400余粒仙客来转化种子,8株白花植株的个别花瓣出现了黄斑或略显黄色,甚至个别花瓣变成了黄色花瓣;3株白花植株的个别花瓣一半变成了桃红色(二乔),甚至整个花朵完全变成了桃红色。转基因仙客来经PCR检测呈阳性。

红树植物秋茄查尔酮合酶基因克隆及其在盐胁迫下的表达分析

以秋茄(Kandelia candel)叶片为试验材料,采用RT-PCR的方法获得秋茄查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)基因的cDNA序列,命名为KcCHS,GenBank登录号为KX673194.1.序列分析结果表明,KcCHS基因的cDNA序列长度为1170bp,编码389个氨基酸,属于CHS超家族.序列比对结果显示,秋茄与其他物种的CHS基因核苷酸序列具有较高的相似性,平均达到80%以上.系统进化分析显示,KcCHS基因与余甘子CHS基因亲缘关系最近.实时荧光定量PCR分析表明,秋茄叶片KcCHS基因的转录水平随着NaCl浓度的升高而上升.此外,随着NaCl浓度的升高,黄酮类化合物的含量显著增加,羟自由基清除率也明显提高.

基于查尔酮合酶基因探讨鲜卑花的种群动态历史与遗传分化

以高山灌木鲜卑花为研究材料,收集其在中国全部分布区域内的13个居群共139个个体,以查尔酮合酶基因(CHS)的内含子区域为分子标记,探讨鲜卑花的种群动态历史、遗传分化的时间与成因。在鲜卑花中CHS共鉴定了29种单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.9248和0.007 545,遗传变异大;贝叶斯分析说明鲜卑花种内遗传分化的时间始于4.37 Ma左右。中性检验与歧点分布分析一致表明鲜卑花在近期经历了明显的居群扩张,估算的扩张时间在55.8 ka左右。研究结果表明鲜卑花在末次冰期间冰阶时期从冰期避难所向外经历了明显的居群扩张;而青藏高原的整体隆升导致的环境剧变,加剧了鲜卑花居群间的遗传分化。

查尔酮合酶基因的克隆及双元载体的构建

以中国水仙为材料 ,利用RT PCR方法克隆查尔酮合酶基因 (CHS)的cDNA ,核酸序列分析表明 ,该基因的编码区长 116 7bp ,编码 389个氨基酸 .通过进一步的中间克隆 ,将CHS连上CaMV35s启动子和Tnos终止子 .进一步将重组片段插入植物表达载体 pCAMBIA130 1,PCR及测序结果都证明植物双元表达载体p130 1BΩC构建获得成功 .