Cloning and Sequence Analysis of Ma-14-3-3d Encoding a Homologue 14-3-3 Protein from Banana

[Objective] The aim of the study is to clone and analyze the gene encoding 14-3-3 protein from banana. [Method] Combined with PCR amplification, RACE (rapid amplification of cDNA ends) technique was employed to clone 14-3-3 gene from banana; then the amplified sequence was sequenced and homologically analyzed. [Result] A new cDNA homologous with 14-3-3 protein genes were obtained by RT-PCR and RACE ( rapid amplification of cDNA ends ) approaches. The full length of this cDNA was 866 bp encoding 197 amino acids. Alignment of deduced amino acid sequence with those from other plants revealed that the cDNA shared high homology with 14-3-3 protein genes from other plants, and was designated as Musa acuminata 14-3-3 gene (Ma-14-3-3d). Phylogenetic analysis reveals that Ma-14-3-3d has closer genetic relationship with those from monocotyledon species than those from other species. [Conclusion] Ma-14-3-3d belongs to the same lineage of 14-3-3 from monocotyledon.

香蕉果实抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关性分析

【目的】研究香蕉果实抗性淀粉形成机理,为选育高抗性淀粉香蕉品种和调控抗性淀粉合成提供理论基础。【方法】以‘巴西’蕉(Musa acuminata L.AAA group cv.Brazilian)果肉为试材,对香蕉果实采前和采后抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关关系进行分析。【结果】香蕉果实发育过程中,总淀粉、直链淀粉、支链淀粉及抗性淀粉含量整体呈上升趋势,后熟过程中各种淀粉含量逐渐下降;乙烯处理加速了总淀粉、直链淀粉和支链淀粉的降解,但抗性淀粉降解速度较自然后熟慢;1-MCP处理香蕉果实各种淀粉含量呈先增后降的单峰曲线变化。相关性分析表明:香蕉采前果实抗性淀粉合成与直链淀粉含量变化呈显著正相关,与总淀粉和支链淀粉含量变化不相关;1-MCP处理后,抗性淀粉含量变化与直链淀粉含量达到显著正相关水平,与总淀粉含量变化不相关。【结论】香蕉果实抗性淀粉形成与直链淀粉含量密切相关,在香蕉果实发育过程中可通过调控直链淀粉含量促进抗性淀粉合成。

乙烯和1-MCP处理对香蕉采后果皮色素含量及褪绿变黄的调控

【目的】为了揭示香蕉采后果皮色素代谢及褪绿变黄的生理机制，【方法】以‘巴西’蕉（MusaacuminateL．AAAgroup‘Brazilian’）果皮为试材，通过自然后熟、乙烯、1-MCP3种不同处理，分析果皮褪绿变黄与各种色素含量变化的相关关系。【结果】在自然后熟过程中，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均呈下降趋势，类胡萝卜素含量逐渐上升；乙烯处理后0～12d，总叶绿素含量由32μg·g-1下降到2μg·g-1，同时类胡萝卜素迅速合成；1-MCP处理延缓了果皮叶绿素含量降解和类胡萝h素含量积累。相关性分析表明，在自然后熟和乙烯处理后，类胡萝卜素含量变化与叶绿素卜含量变化分别达到显著、极显著负相关；而1-MCP处理后类胡萝h素含量变化与叶绿素卜相关性不显著。【结论】香蕉采后果皮褪绿变黄过程可能主要涉及到叶绿素卜含量的下降和类胡萝卜素含量的上升。

香蕉柠檬酸合酶基因MaGCS的克隆及生物信息学分析

采用RACE-PCR的方法首次在香蕉中获得一个柠檬酸合酶基因的cDNA序列。经序列测定和Blastx比对分析表明,该cDNA全长1885bp,编码513个氨基酸残基,具有植物柠檬酸合酶基因的特征结构域,并与其他植物来源的乙醛酸循环体的柠檬酸合酶具有很高的序列相似性,将其命名为MaGCS(Musa glyoxysomal citrate synthase),并对其进行生物信息学分析,初步预测其理化性质及功能等。

香蕉肉桂醇脱氢酶基因的克隆及表达分析

肉桂醇脱氢酶(CAD)在木质素合成过程中起关键作用。通过RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从香蕉根系cDNA均一化全长文库中获得一个肉桂醇脱氢酶基因,命名为MaCAD1(GenBank登录号为KF582533)。MaCAD1是香蕉MYB基因编码框全长cDNA,包含一个1 077bp的最大开放阅读框(ORF),编码358个氨基酸。蛋白质序列同源比对发现,其含有完整的醇脱氧酶的典型保守结构域,属于典型的CAD蛋白。系统进化树比对分析表明,MaCAD1与水稻OsCAD6(CAD39907)的亲缘关系较近。组织特异性研究表明MaCAD1基因组成型表达于香蕉各个组织。在耐病和感病品种中,MaCAD1均上调表达,但在耐病品种中MaCAD1在所有时间点相对于对照增加的倍数均高于感病品种,表明MaCAD1基因在香蕉的抗病性中起着重要作用,MaCAD1可以作为一个新的响应枯萎病侵染的标记基因。

香蕉腺苷酸核糖基化作用因子1(MaArf1)基因的克隆及序列结构分析

Arf(ADP-ribosylation factors)作为小G蛋白家族中的一类,在植物细胞的胞内运输中起着重要的作用。从采后2d的香蕉(Musa accuminata L.AAA group)果实cDNA文库中筛选到一条Arf基因,命名为MaArf1。序列分析表明,MaArf1在植物中是高度保守的。与水稻、苜蓿、马铃薯、小麦和拟南芥等物种中Arf基因的相似性都超过95%。并且MaArf1分别在24-31(序列为GLDAAGKT,Arf蛋白P结构域),67-71(序列为DVGGQ,G'结构域),126-130(序列为NKQDL,G结构域)的氨基酸处也具有保守的GTP结合结构域。根据已获得的cDNA序列设计引物,研究又获得了该基因的基因组序列。对其结构分析发现,该序列全长1998bp,由5个外显子和4个内含子组成。内含子序列中存在大量的重复序列,并且在第4个内含子中有一个完整的开放阅读框,推测这些序列可能参与基因的表达调控,也可能与RNA水平上的可变剪接有关。

香蕉MaBTB基因的表达分析及亚细胞定位

利用荧光定量PCR分析在不同处理下的香蕉采后果实中MaBTB基因的表达,在正常成熟的果实中,MaBTB基因的表达与乙烯的释放量呈正相关;相反,在1-MCP处理的香蕉果实中,该基因的表达相对变化不明显;用乙烯处理的香蕉果实,其表达量在第3天达到高峰,比正常成熟的早11 d。这些结果表明MaBTB基因在香蕉采后果实中是受乙烯诱导表达的。最后,亚细胞定位分析表明MaBTB基因定位在细胞核上。