梨矮化砧木中矮1号GA20-氧化酶基因克隆与表达分析

中矮1号是中国农业科学院果树研究所选育的梨优良矮化砧木,为研究其矮化机理,利用RT-PCR结合RACE方法克隆了梨矮化砧木中矮1号的1个GA20-氧化酶基因,并对该基因及其氨基酸序列以及该基因在不同生长类型梨品种中不同时期新梢叶片中的表达进行了分析。结果表明,该基因全长1 179 bp,推导编码392个氨基酸,其编码的蛋白质具有GA20-氧化酶基因家族所具有的功能活性位点和特征保守单元,该基因与苹果GA20-氧化酶基因氨基酸序列一致性达91.58%,因此确定该基因为中矮1号GA20-氧化酶基因,将其命名为PcGA20ox1(Gen-Bank登录号为HQ833589)。PcGA20ox1基因在中矮1号、亲本锦香和对照早酥3个品种不同发育阶段新梢叶片中的表达强度均为中矮1号<锦香<早酥,与植株高矮表现一致,表明PcGA20ox1基因的表达强弱与植株高矮相关。

GA20-氧化酶基因转化豆科牧草百脉根的研究

以豆科植物百脉根子叶为转化受体,通过根癌农杆菌介导方法将外源目的基因GA20-氧化酶(GA20-oxidase)和NPTII基因导入,经筛选分化、再生,得到具有卡那霉素抗性的转基因植物。在卡那霉素筛选浓度的选择中,25mg/L是百脉根较为适宜的筛选浓度。头孢霉素对农杆菌的抑制作用好于羧卞霉素。转基因植物移栽大田后生长良好。PCR检测证明外源目的基因已整合到百脉根基因组中。

梨品种中矮1号GA20-氧化酶基因正义和反义表达载体的构建

通过对已获得的中矮1号GA20-氧化酶基因的cDNA序列全长进行分析,选取Spe I/Bst EⅡ双酶切位点、以pCAMBIA1305为载体构建质粒。成功构建了GA20-氧化酶基因的植物正义和反义表达载体pCAMBIA1305-GAF和pCAMBIA1305-GAR,并成功转入到了农杆菌EHA105菌株中;为GA20-氧化酶基因的遗传转化和梨品种中矮1号矮化机理研究奠定了基础。

板栗GA20-氧化酶基因的克隆及序列分析

GA20-氧化酶(GA20-ox)是赤霉素生物合成中的限速酶,它能够催化从GA12到GA9及GA53到GA20过程中的3步氧化反应。笔者以板栗(Castanea mollissimaBlume)为材料,应用基因组步移技术克隆GA20-ox基因,获得长度为2 315 bp DNA序列,其中含有一个GA20-ox基因的全长编码区序列,命名为CmGA20ox1。Cm-GA20ox1长度为1 140 bp,且编码区内存在2个内含子,其推定蛋白CmGA20ox1序列长度为379个氨基酸,氨基酸序列比对分析显示CmGA20ox1与山毛榉坚果的FsGA20ox1(AJ420192)相似性为91.03%,系统发育树分析显示CmGA20ox1与山毛榉坚果FsGA20ox1(AJ420192)遗传距离最近。

棉花GA 20-氧化酶基因转毛白杨的研究

以毛白杨为材料,研究了超量表达赤霉素合成酶基因(GA20-氧化酶基因)对毛白杨根、茎和叶的生长以及组织结构的影响,结果显示,表达GA20-氧化酶基因能显著提高毛白杨茎的生长,但是对根系的生长带来负面影响.同时,超量表达GA20-氧化酶基因促进了毛白杨茎木质部的生长,抑制了韧皮部和皮层的生长.研究结果表明GA20-氧化酶基因在毛白杨遗传改良中具有一定的应用价值.

高等植物GA 20-氧化酶研究进展

GA 20-氧化酶(GA 20-oxidase)是高等植物体内GA生物合成途径中最重要的限速酶,它能够催化从GA12到GA9及GA53到GA20一系列的氧化反应。作者对近年来有关GA 20-氧化酶的特征、GA 20-氧化酶基因及编码蛋白、GA 20-氧化酶基因表达调控进行了综合评述,并对GA20-氧化酶基因转化在农业、林业、园艺业方面的应用前景进行了展望。

蒺藜苜蓿赤霉素氧化酶基因MtGA20ox的功能解析

GA20-氧化酶(GA20-oxidase,GA20ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)合成过程中的关键限速酶。为了对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中GA20ox基因的功能进行研究,利用生物信息学的方法对蒺藜苜蓿和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的GA20ox家族成员进行氨基酸序列比对并构建系统进化树。结果表明,与拟南芥AtGA20ox高度同源的蒺藜苜蓿MtGA20ox有3个,分别为MtGA20ox1、MtGA20ox7和MtGA20ox8,均含有保守的2OG-FeⅡ_Oxy结构域。进一步通过RT-PCR检测MtGA20ox1、MtGA20ox7和MtGA20ox8在不同组织中的表达,结果显示它们的表达都具有组织特异性。同时,亚细胞定位结果表明MtGA20ox1、MtGA20ox7和MtGA20ox8蛋白定位于细胞核和细胞质。为了对MtGA20ox的功能进行深入解析,筛选获得了逆转座子Tnt1插入MtGA20ox7的2个突变体和插入MtGA20ox8的1个突变体,并分别对3个插入突变体进行表型观察和数据统计,发现其与野生型相比株高无明显变化,这可能是由于这3个MtGA20ox基因存在功能冗余。研究结果对深入研究苜蓿中GA20ox的功能以及进一步研究赤霉素对株高的调控具有一定的参考价值。

赤霉素诱导甘蔗GA20-Oxidase基因实时荧光定量PCR分析

本研究以喷清水甘蔗幼茎作为对照(即未处理),经过赤霉素处理后6h、12h、24h和48h的甘蔗幼茎为处理,分别进行取样并提取RNA,反转录获得cDNA作模板,利用SYBR GreenⅠ成功构建了目的基因(GA20-oxidase)和内参基因(GAPDH)的标准品和标准曲线。结果表明:内参基因与目的基因的起始模板浓度与Ct之间呈良好线性关系,决定系数分别为r2=0.998、r2=0.995;溶解曲线均显单峰型,证明扩增的特异性比较好,可对基因表达进行相对定量。定量结果表明:目的基因未处理的表达量最大,赤霉素处理后表达量持续下降,在6h达到最低值,12h后逐渐上升,但到48h又明显下降,且所有处理的表达量均低于未处理,6h、12h、24h和48h比对照的表达量分别下降了24.75%、13.18%、10.23%和20.34%。本实验研究GA20-oxidase基因在赤霉素处理后的表达情况,为进一步克隆甘蔗GA20氧化酶基因全长序列、研究该基因在甘蔗节间伸长过程中的表达调控及甘蔗茎间伸长中的作用机理提供理论依据。

小麦TaGA20ox2基因的克隆及分析

【目的】克隆小麦中的GA20-氧化酶基因并进行遗传定位,为深入研究小麦中的GA20-氧化酶基因作用机理奠定基础,同时为改良小麦的重要农艺性状提供理论依据。【方法】采用同源克隆结合BAC文库筛选的方法克隆基因,利用中国春缺失体以及国际作图群体对该基因进行遗传定位。【结果】从普通小麦中国春中分离得到TaGA20ox2的gDNA与cDNA序列,利用中国春缺失体材料将TaGA20ox2定位于3A、3B、3D染色体上,序列分析表明分别位于3A、3B、3D染色体上的TaGA20ox2-A1、TaGA20ox2-B1和TaGA20ox2-D1与水稻GA20ox2为直向同源基因,具有GA20ox2家族保守结构域;利用国际作图群体W7984×Opata85将位于3D上的基因TaGA20ox2-3定位于xfba330与xgwm664标记之间。【结论】分离获得小麦中分布于第三同源群的GA20ox2;分子标记结果结合QTL作图信息可以初步推测TaGA20ox2-3在小麦中可能是控制株高的基因。

梨极矮化突变体与苹果梨GA20ox基因的克隆及植物表达载体的构建

以梨极矮化突变体和苹果梨为试材,应用RT-PCR技术对GA20ox基因进行克隆及序列分析。结果表明:克隆得到梨极矮化突变体和苹果梨GA20-氧化酶基因,依次命名为PuGA20ox和PbGA20ox,其全长均为1 179bp,分别包含1个完整编码392个氨基酸的开放阅读框(ORF);对其进行序列分析,并成功构建了植物表达载体,为进一步研究梨矮化突变体和GA20-氧化酶基因功能奠定了基础。