花分生组织决定基因APETALA1转化油菜

拟南芥的APETALA1(AP1)是花分生组织的决定基因,同时也是萼片和花瓣正常发育的控制因子。本研究构建了含有AP1基因的植物表达载体PCAP,启动子为CaMV35S,通过农杆菌侵染法转化油菜。用PCR方法对转基因植株进行了DNA和RNA水平上的分子检测,证明AP1基因已经整合到转基因植株的基因组中,并且得到了有效的表达。获得的转基因植株也表现出提前开花的特性。试验结果表明,AP1基因在促进成花方面的关键作用不具有种属特异性,利用基因工程可以快速高效地进行油菜早熟性的遗传改良。

花分生组织决定基因AP1转化矮牵牛的研究

利用RT_PCR方法从拟南芥 (Arabidopsisthaliana (L .)Heynh .)中克隆了花分生组织决定基因 (flower_meristem_identitygene)AP1,进行了全序列测定。测序结果显示 ,所得到的基因与发表的序列仅有一个碱基的差异 ,但并不影响蛋白质的一级结构。将AP1基因克隆入植物中间载体p2 0 8,通过根癌土壤杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens (SmithetTownsend)Conn)介导的方法转化矮牵牛 (PetuniahybridaVilm .)。对转基因植株进行了PCR和Southern检测 ,所得到的两个株系的转基因矮牵牛在R0 代即表现出提前且持续不断地开花的特性 。

拟南芥APETALA1基因在花发育中的网络调控及其生物学功能

为了阐明拟南芥花分生组织特征基因——APETALA1(AP1)基因在开花调控网络的中心位置,笔者重点综述了AP1在花发育中的网络调控及其生物学功能,探讨了花发育机制的研究重点。AP1既是花分生组织决定基因,也是花器官发育特征基因,处于成花调控网络的关键位置。AP1基因需要通过与其他调控基因的相互作用,决定花分生组织的形成、花芽的起始及花器官的发育。

新疆核桃AP1同源基因部分片段的克隆与表达分析

为了分离新疆早实核桃上与花分生组织相关的基因,以早实核桃的花芽为实验材料,通过对不同植物的AP1保守区核苷酸序列分析,设计1对引物,采用RT-PCR的方法克隆获得1条长度为463bp的PCR产物,命名为JrAP1。该片段与其他植物的AP1同源基因序列同源性达70%～86%,推测所得的基因为AP1基因的同源基因对其全长和功能将进行进一步研究分析。初步RT-PCR分析的结果表明:JrAP1在早实核桃的顶芽、花芽、枝条、果实、老叶、嫩叶上都有表达,说明了该基因参与了早实核桃的营养生长和生殖生长。而且其在新疆早实核桃及晚实核桃上都能够得到表达,扩增产物亮度早实核桃>晚实核桃,推测其可能在早实机制上起到一定的作用。

植物AP1基因研究进展(综述)

AP1(APETALA1)基因属于植物花分生组织特征基因和花器官形态特征基因,在控制植物花分生组织特性与花器官的形成过程中起着重要的作用。本文综述了近年来植物AP1基因结构、功能、表达调节及其与物种进化关系研究的新进展,并对其在果树上的应用研究进行分析和展望。

墨兰CsAP1-A基因克隆及表达分析

【目的】AP1基因在植物的花器官发育和开花调控中发挥重要作用,对墨兰AP1基因进行克隆与表达分析可为研究其在墨兰花发育和开花调控中的作用提供前期基础。【方法】以墨兰品种‘小香’为材料,克隆到1个AP1基因,命名为CsAP1-A。通过生物信息学分析其基因结构、蛋白结构域和进化关系,利用RTqPCR方法分别检测CsAP1-A在墨兰不同器官、不同花发育阶段和不同花组织部位的表达情况;通过转录组测序分析CsAP1-A在5个不同花型墨兰品种花组织部位的表达情况;通过蛋白互作预测软件分析CsAP1-A与其他蛋白的互作关系。【结果】CsAP1-A基因编码区为744 bp,编码248个氨基酸,含有高度保守的MADS-box和K-box结构域,符合MADS-box转录因子家族特征。CsAP1-A与其他兰科植物AP1蛋白相似性较高,其中与春兰AP1/FUL3(APY18447.1)和蕙兰MADS1(AGE15496.1)的同源性最高。RT-qPCR分析结果表明,CsAP1-A在墨兰不同器官中均有表达,在花中表达量最高,且集中在花芽分化初期(S1)高表达。在不同花型的墨兰品种中,CsAP1-A在WT(普通型)、MPV(重瓣花型)、LaPV(花瓣唇瓣化花型)和NLV(唇瓣萼片化花型)4种花型的合蕊柱中表达量均最高,而在萼片中表达量最低;在合蕊柱异常发育的MPV中,CsAP1-A在合蕊柱的表达量显著提高,而在花瓣蕊柱化的梅瓣花型(GPV)中整体表达量最高,且表达区域从合蕊柱扩展到花瓣。蛋白互作预测CsAP1-A蛋白可与MADS1、MADS6、MADS47、MADS8等10个蛋白存在互作关系。【结论】墨兰CsAP1-A的基因结构、进化关系、时空表达情况和蛋白互作预测可为墨兰花发育的研究提供理论依据,对进一步揭示CsAP1-A基因在墨兰成花过程中的作用奠定基础。

与基因AP1和LFY表达有关的蛋白质组学

拟南芥分别用室温0～4℃萌发,然后培养到开花,分别从叶片和花中提取可溶性蛋白．在SDS-PAGE电泳和数字扫描分析仪分析后,选出16条明显特异的蛋白条带．同时对这些同样的样本提取RNA,以此RNA作模板,通过RT—PCR,对APl和LFY基因进行克隆,通过两个基因编码的蛋白分子量的推算,发现与16条蛋白中的第8,9条吻合．

植物开花转换的分子生物学研究

高等植物的花发育是其生命过程中最重要的阶段,开花转换决定了植物生殖发育的时期和质量,对于植物发育具有重要的意义。本文综合介绍了高等植物的开花转换过程、成花信号、遗传途径、MADS类基因及开花转换相关基因的研究进展。高等植物的开花转换过程一般包括:营养分生组织转换为花序分生组织、花序分生组织转换为花分生组织2个过程。这2个过程的分生组织属性不同:花序分生组织具有非决定性;植物的种子在萌发后,需要达到一定的营养生长量之后,进入成花敏感状态,才能够接受开花信号的刺激。植物的开花转换被划分为自动途径、环境诱导途径和抑制途径,这些途径在某些植物种中可能部分组成型存在,协调作用而形成一个调控基因网络。MADS-boxfamily是一类转录因子,在高等植物花发育过程中起着很重要的作用。通过突变体诱变、差异显示等方法,模式作物拟南芥已经克隆出了一批开花转换相关基因如LFY、AP1、EMF、FT、TFL、CO等,研究了这些基因的表达时期、表达位置、表达丰度,对于这些基因的作用及基因之间的互作也进行了广泛的研究。不同物种之间开花转换研究的进展差异很大。

同源四倍体刺槐花序变异表型观察与分析

为揭示同源四倍体花序的遗传变异机制,对同源四倍体刺槐和二倍体刺槐的花序生长进行对比研究。结果显示:与二倍体刺槐相比,同源四倍体刺槐的花序长度没有明显变化,但着生的小花数量明显提高;同源四倍体刺槐花序不同位置小花的发育呈现不同步性;分别从同源四倍体刺槐与二倍体刺槐中克隆出花分生组织决定基因LFY和TFL1的同源基因的部分片段,其同源性分别达到98.44%和98.00%,而去甲基化剂5-acazC能够明显抑制变异花序的形成和促进花序提前开花。

建兰AP1基因的克隆、表达及其与MADS-box转录因子相互作用的分析

为研究APl/SQUA类MADS-box基因在建兰花发育中作用,以‘四季大青’建兰花芽为材料,用RT-PCR和RACE技术获得AP1基因,命名为CeAP1。序列分析表明,CeAP1基因cDNA全长866 bp,其开放阅读框编码一个含241个氨基酸的蛋白质。通过蛋白序列比对发现CeAP1与兰科植物的AP1蛋白质同源性较高。荧光定量PCR分析表明,CeAP1基因在建兰花发育初期高水平表达,同时在营养器官中也表达。酵母双杂交试验分析显示,CeAP1能自身形成同源二聚体,同时也能与除CeAG1外的其他MADS-box发生相互作用。

蝴蝶兰Ph SVP的克隆及其在花发育过程中的表达分析

从蝴蝶兰杂交品种‘大辣椒’中克隆到SVP同源MADS-box基因PhSVP,使用RACE方法获得PhSVP全长,其开放阅读框为687 bp,编码228个氨基酸。蛋白序列多重比对表明PhSVP蛋白包含一个高度保守的MEF2-like MADS结构域和一个中度保守的K-box结构域,且与兰科的SVP/AGL24同源蛋白相似度高,进化树分析也表明PhSVP蛋白与其他兰科植物的SVP/AGL24同源蛋白亲缘关系最近。PhSVP的空间表达模式表明其在营养器官表达量高,在萼片、侧瓣和唇瓣等生殖器官表达量低。进一步对PhSVP在成花转换和花发育过程中花序顶端的表达进行分析,表明PhSVP的转录水平在营养分生组织向花序分生组织过渡的过程中无显著变化,仅在花序分生组织阶段有少量上升,但在花发育早期花分生组织阶段中的表达水平显著升高,而在花发育后期的萼片原基、花瓣原基和合蕊柱原基阶段持续下降。此外还发现A类基因PhAP1在花发育过程中的花序顶端的表达模式与PhSVP相似,而B类基因PhPI和C类基因PhAG在花瓣原基和合蕊柱原基阶段的表达量最高。检测了PhSVP在抽葶期、花蕾期和盛花期的根、叶和花葶中的转录水平,结果表明PhSVP在花蕾期的根中的表达量稍高于其他时期,在不同阶段的叶中的表达水平无显著差异,而在抽葶期花葶中的表达量显著高于花蕾期和盛花期。试验结果暗示蝴蝶兰PhSVP可能起到调控花分生组织状态的维持、避免花器官原基过早分化的作用。