龙胆苦苷生物合成候选调控基因GrbHLH1的挖掘、克隆与表达分析

为挖掘滇龙胆中调控龙胆苦苷生物合成的bHLH转录因子,使用长春花中调控环烯醚萜生物合成的转录因子bHLH环烯醚萜类合成1(CrBIS1)的基因序列比对滇龙胆转录组数据库,获得一个候选调控基因GrbHLH1,以该序列为基础,采用逆转录多聚酶链式反应(reverse transcription PCR,RT-PCR)技术从滇龙胆幼叶克隆GrbHLH1基因,并对其进行生物信息学分析和组织特异性表达分析。结果表明滇龙胆GrbHLH1基因(GenBank登录号:KF941186.2)的开放阅读框长1104 bp,编码367个氨基酸,主要在叶中表达;GrbHLH1蛋白的相对分子质量为40.60 kD,理论pI为4.82,可能定位于细胞核,无信号肽,亲水、不稳定,主要由α-螺旋(18.53%)和环(70.30%)构成;该蛋白质具有HLH保守结构域,属于IVa型bHLH转录因子,与长春花CrBIS1和CtBIS2蛋白的亲缘关系最近。以上数据表明GrbHLH1基因是龙胆苦苷生物合成的候选调控基因,为进一步研究该基因的调控作用奠定了基础。

香蕉泛素结合酶基因的克隆及其功能初步分析

根据香蕉根系均一化全长cDNA文库筛选出一个香蕉泛素结合酶基因的片段通过RACE技术克隆该基因,命名为mauce2。生物信息学分析表明,该基因全长为929 bp,有一个完整的ORF编码148个氨基酸,蛋白分子量为16 505.1 ku,理论等电点为8.41,是一个碱性氨基酸。与江南卷柏、大豆、苹果、拟南芥的同源性为97.97%、97.30%、96.62%、95.95%。器官特异性表达分析表明,该基因在各器官中均有表达,在花中表达量最高,根次之,叶中表达量最低。

黄梁木ACS基因家族鉴定及其表达模式分析

1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase,ACS)作为乙烯生物合成途径的限速酶,由多基因家族编码,对于乙烯在高等植物体内调控代谢和生长发育具有重要的意义。本研究利用生物信息学方法鉴定得到13个黄梁木ACS基因,并对其编码的蛋白进行系统进化和表达模式分析。结果显示,Nc ACSs可分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。序列分析显示,NcACSs基因长度在1412~4257 bp之间,含有3~5个外显子,共分布在10条染色体上。NcACS蛋白序列长度为327~537 aa,NcACS蛋白有7个显酸性和6个显碱性,且均为亲水性蛋白,其中包含3个稳定蛋白。NcACS蛋白具有多个潜在磷酸化位点,可通过磷酸化位点调节ACS酶活性。ACSs系统进化分析显示,NcACS6.1和NcACS6.2与AtACS6亲缘关系较近,推测NcACS6.1和Nc ACS6.2在功能上与AtACS6相似,在响应非生物胁迫时具有重要意义。通过转录组测序技术,对Nc ACSs进行表达模式分析,结果表明,NcACSs基因具有时空特异性,其中NcACS1、NcACS6.2和NcACS10.3在形成层中表达量相对较高,可能参与黄梁木次生生长中的木质部扩增。本研究为深入研究黄梁木NcACSs基因的功能以及探索ACS酶对速生林木生长发育的影响提供理论基础。

大豆GmSPL3基因家族功能初探

为研究大豆中拟南芥(Arabidopsis thaliana)重要开花调控AtSPL3同源基因的作用,本研究利用生物信息学方法分析大豆的RNA-seq基因表达谱数据,对绥农14根、茎、子叶、初生叶、三出复叶、花、生长点、荚、胚和下胚轴10个组织进行GmSPL3基因的组织特异性表达分析,并利用CRSPR/Cas9的方法构建大豆GmSPL3基因的四突变体并对比其表型。结果显示:GmSPL3基因在大豆的根、子叶、花和种子中有着明显的表达差异;GmSPL3a在各组织中的表达量都非常低,而GmSPL3(b,c,d)在不同组织中存在明显的组织特异性表达;在GmSPL3基因敲除突变体中研究发现,短日照条件下,spl3abcd突变体表现出叶片变小、节数减少、节间距缩短、株高降低的表型,表明GmSPL3在调控大豆植株形态方面发挥重要功能。