白桦MADS基因的克隆及序列分析

在分析了欧洲白桦MADS3与拟南芥AP1中的保守性后,设计了一对引物。以白桦雄花芽为材料,从总RNA中通过RT-PCR分离得到一个MADS基因,其cDNA长738bp,包含了基因完整的编码序列,白桦MADS基因与已发表的欧洲白桦MADS3基因仅相差6个碱基,同源性高达99％;推导氨基酸序列的差异为5个,同源性达97％。分析其氨基酸序列表明,存在典型的MADS MEF2转录因子结构域和K-box结构域。

苎麻性别表达观察及相关MADS基因的cDNA克隆

本文一方面通过对苎麻的田间调查,获得苎麻性别的数据,分析其性别表达的遗传规律;另一方面以苎麻为材料,针对MADS盒保守区设计引物,利用RT-PCR方法,试图从苎麻的花中分离出含有MADS基因的cDNA片段,并取得了初步结果。

NaHCO3胁迫下吉尔吉斯白桦MADS基因家族生物信息学及表达分析

为了探索MADS基因家族的耐盐胁迫功能,从以吉尔吉斯白桦(Betula kirghisorum)23号为试验材料测得的转录组文库中筛选出28个吉尔吉斯白桦的MADS-box基因序列对其编码蛋白的基本理化性质、亚细胞定位、二级结构、跨膜结构和信号肽、基因结构、保守基序、蛋白系统进化等方面进行初步生物信息学分析,并在NaHCO3胁迫下对其表达情况进行分析。结果显示,除蛋白BkMADS1和BkMADS20外,其余均为亲水性蛋白;在28个吉尔吉斯白桦MADS蛋白中有19个定位在细胞核中;蛋白BkMADS7和BkMADS12的二级结构组成以无规则卷曲为主,其余蛋白则以α-螺旋为主;所有蛋白均没有信号肽,即全为非分泌性蛋白。此外,进化分析结果表明,MADS盒为MADS-box转录因子高度保守的结构域,大多数吉尔吉斯白桦MADS蛋白为Ⅱ型。在0.6%NaHCO3胁迫下,15个BkMADS基因上调表达,13个BkMADS个基因下调表达。

辣椒MADS-box基因家族的鉴定及表达分析

利用辣椒的全基因组数据鉴定到104个MADS–box基因,对它们的理化性质、染色体定位、系统进化关系、蛋白保守基序和组织表达水平进行分析。结果表明:辣椒MADS–box基因家族各成员在染色体上的分布不均,理化性质差异较大,104个家族成员编码的氨基酸长度为100~567 aa,蛋白相对分子质量为11203.9~63559.7,蛋白理论等电点(PI)为4.63~10.46,系统进化树分析结果表明,辣椒MADS–box基因家族可分为2大类,与拟南芥和番茄的进化关系类似;组织表达水平分析结果表明,CaMADSs主要在花、果实和种子中表达,在叶片中表达量相对较低,推测MADS–box基因可能参与调控果实的发育和成熟。

墨兰多舌奇花MADS特异表达基因筛选及分析

以墨兰‘南菊’为代表,用抑制消减杂交和基因芯片相结合技术构建墨兰多舌与正格花舌间的差异表达基因文库,筛选与花形态建成相关的MADS差异表达基因并构建系统进化树。结果表明:在多舌瓣中筛选出32个上调表达MADS基因,包括TM6、AG、AP1、DEF1、AP3及PI基因。其中有10个基因与AGL17、AGL29、FUI聚为一类,12个基因与其他的MADS基因归为一类。这些MADS基因参与了多舌瓣发生,并可能扮演了重要角色。该研究可为从兰花多舌变化的角度阐明墨兰奇花形成的分子机理及培育中国兰花新奇优良品种提供思路和理论依据。

朵丽蝶兰MADS-box基因DtpsMADS1的克隆与表达特性

植物MADS-box基因家族编码高度保守的转录因子,参与了包括花器官发育和开花在内的多种发育进程。为阐释兰科植物成花的分子调控机制,根据MADS-box基因保守序列设计简并引物,用RACE方法从朵丽蝶兰花葶中克隆到1个MADS-box家族基因,该基因cDNA全长960 bp,包含37 bp 5'UTR,一个738 bp的开放阅读框(ORF)和185 bp 3'UTR,共编码245个氨基酸。序列和系统进化树分析表明,该基因与其他植物的MADS-box基因具有很高的同源性,属于AP1/FUL-like亚家族,命名为DtpsMADS1,GeneBank登录号为JQ065097。实时荧光定量PCR检测结果显示:DtpsMADS1具有明显的组织表达特异性;在根和叶中,DtpsMADS1在花前期和花后期表达量较高;苗期和盛花期表达量较低;DtpsMADS1在花葶中的表达趋势与根和叶相似;而在花器官中,DtpsMADS1只有痕量表达。由此推断,DtpsMADS1可能参与开花进程调控,而不参与花器官的形态建成。

葡萄SVP类MADS-box基因的克隆及表达分析

从无核白葡萄(Vitis vinifera cv.Thompson seedless)中克隆获得一个胚珠发育相关MADS-box基因。该基因cDNA全长1 248bp,ORF为729bp,编码一个含有243个氨基酸的蛋白。氨基酸多序列比对和系统发育分析显示,该基因属于SVP类MADS-box基因。采用半定量技术进行表达分析表明,该基因在葡萄的根、茎、叶、花蕾、盛花和胚珠中均有表达,但是有强弱差异。实时定量PCR技术分析表明在无核葡萄品种无核白胚珠发育过程中基因表达量先升后降,而在有核葡萄品种黑比诺胚珠发育过程中表达量一直呈下降趋势。

大花蕙兰MADS-box基因ChMADS1的克隆及表达分析

根据MADS-box基因保守区结构,设计简并性引物,从大花蕙兰(Cymbidium hybridium)子房中分离和克隆到一个MADS-box基因全序列cDNA(ChMADS1),序列分析表明该基因长871 bp,含一个编码228个氨基酸的完整开放读码框,具有典型的植物MADS-box蛋白结构,由MADS盒、I、K、C区四部分组成.该基因编码的蛋白质与另两种兰花的AP3类MADS盒基因蛋白质PeAP3(89%/94%)和DcOAP3A(89%/95%)同源性较高,属于B组AP3基因家族中的paleoAP3基因.RT-PCR和反Northern杂交分析进一步证实其在子房以及花的各个器官中表达,是B组AP3基因家族中具特殊表达功能的一个新成员.

植物MADS盒基因与花器官的进化发育

已在维管植物中发现百余种MADS盒基因 ,此种基因家族由表达模式和功能关系密切的基因构成多种特定的亚族如DEF/GLO类 (B功能 )、AG类 (C和D功能 )等。植物花器官发生和花形态多样性的遗传机理和进化规律都可能与MADS盒基因的结构、表达以及功能进化相关。

一个中国水仙MADS-box基因的克隆与分析

采用RT-PCR技术从中国水仙(Narcissus tazetta var.chinensis Roem.)幼嫩花蕾中分离到一个新的水仙花发育相关MADS-box基因,命名为NTMADS1(GenBank登录号:EF421828)。该基因长879bp,编码区共编码230个氨基酸,具有典型的植物MADS-box基因结构,由MADS区、I区、K区和C末端组成。序列分析结果表明,NTMADS1编码的蛋白与其它植物的MADS-box蛋白有着较高的一致性,其中与扫状天门冬(Asparagus virgatus Baker)的AVAG1的一致性高达89%。系统进化树分析表明NTMADS1属于AG亚族。

植物MADS盒基因研究进展

植物中的MADS盒基因是一个序列特异的调节基因家族。它编码的蛋白转录因子在植物的生长发育中起着重要的调节作用。综述了植物MADS盒基因的进化、调节机理、与花器官发育的关系以及MADS盒相关基因克隆等方面的研究进展 ,并论述了MADS盒基因研究的发展趋势。

青花椒雄蕊调控基因ZaPI的克隆、鉴定与表达模式分析

【目的】探究青花椒雄蕊分化关键B类基因及其核酸和蛋白序列特性,并分析其在雌雄花分化过程的表达模式,为青花椒花芽性别分化的遗传调控机制提供候选基因和数据支撑。【方法】基于青花椒转录组和基因组数据库,提取雌雄花分化过程中差异表达的所有B类MADS-box家族基因,并分析获取关键成员;克隆关键成员基因编码序列,全面剖析核酸和蛋白序列特性;并解析其在11种不同组织器官以及雌雄花分化过程的表达模式。【结果】青花椒雌雄花分化过程的差异基因中共有11个B类MADS-box家族基因,其中Zardc17043(ZaPI)的表达量最高,且在雄花中极显著特异表达。该ZaPI编码序列全长624 bp,共编码207个氨基酸,含有77个氨基酸组成的MADS-box结构域和84个氨基酸组成的K-box结构域,蛋白相对分子量为24.29 kD,是位于11号染色体包含4个外显子和3个内含子且定位于细胞核的亲水性蛋白;系统进化分析显示,青花椒ZaPI与同为芸香科(Rutaceae)的克莱门柚(Citrus clementina)和甜橙(Citrus sinensis)亲缘关系最近。此外,青花椒ZaPI基因编码序列共预测到54个转录因子结合位点,主要涉及植物生殖生长和抗逆过程等多种调控途径。顺式作用元件分析发现,ZaPI启动子区富含光信号、植物激素、逆境胁迫等相关的顺式作用元件。同时,该基因在根茎叶刺等营养器官中几乎不表达,雌花分化过程的表达量也相对较低,但在雄花分化过程中呈极显著上调趋势。【结论】研究所获得的ZaPI基因与雄蕊的分化显著相关,可能与植物激素等多种信号分子互作参与了青花椒的雄蕊形成过程。研究所获结果对于进一步探究青花椒雄蕊形成的分子机制,培育高产青花椒种质资源提供了丰富的理论支撑。

Y系山定子中花发育相关基因MADS5的克隆与功能分析

以Y系山定子为中间砧嫁接的苹果树当年开始花芽形态分化，而未用中间砧的苹果树则未形成花芽。分析了中间砧Y系山定子与基砧海棠不同组织中花发育相关基因MADS5、MADS2、MdFT2、MdAFL1、MdAFL2、MdTFL1的表达特征。结果表明，MADS5基因的表达模式及表达量是影响苹果花芽发育的一个重要因素；将山定子中的MADS5基因在拟南芥中过量表达，转基因拟南芥表现出早花表型，比对照早开花7～10 d；相同条件下转MdFT2基因的拟南芥比对照早开花4～7 d。认为在利用基因工程改良苹果早花发育的研究中，MADS5基因更具有应用潜力。

植物MADS盒基因的功能和调节机理

植物中的MADS盒基因是一个序列特异的调节基因家族。它和它所编码的蛋白转录因子在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用。文中综述了植物中的MADS盒基因的分子生物学基础及其作用机理 。

蝴蝶兰MADS-Box基因克隆及植物表达载体的构建

【目的】克隆蝴蝶兰MADS-Box基因并构建其正义和反义植物表达载体,为其功能研究奠定基础。【方法】以蝴蝶兰杂交品种(Phalaenopsis hybrid cv.Jiuhbao Red Rose)为试验材料,采用RT-PCR和RACE技术从花葶中克隆MADS-Box基因,并构建正义和反义植物表达载体。【结果】克隆获得一个蝴蝶兰MADS-Box基因,命名为DtpsMADS1(GeneBank登录号JQ065097)。该基因cDNA全长960 bp,包含37 bp的5'非编码区、185 bp的3'非编码区和一个738 bp的编码区;该基因编码245个氨基酸。生物信息学分析结果表明,该基因编码的蛋白质为碱性亲水性蛋白,具有62.45%的α-螺旋,8.16%的延伸链和29.39%的不规则折叠。序列比对和系统进化分析结果表明,DtpsMADS1与蝴蝶兰ORAP13的亲缘关系最近,同源性达99.0%,与石斛和蕙兰的同源性分别为83.0%和82.0%,属于MADS家族A类亚家族。将DtpsMADS1基因连接到植物表达载体pBI121上,构建获得正、反义植物表达载体pBI121-DtpsMADS1-S和pBI121-DtpsMADS1-A。【结论】成功克隆的蝴蝶兰DtpsMADS1基因属于MADS家族A类亚家族,具有明显的保守性和特异性,可为蝴蝶兰DtpsMADS1基因功能的鉴定及蝴蝶兰的遗传改良奠定基础。

黄瓜MADS-box基因CsMADS06的cDNA的克隆与分析

利用简并引物PCR和RACE技术,从黄瓜中克隆到CsMADS06全长cDNA,该cDNA序列含有MADS-box,初步推断为MADS-box基因。RT-PCR分析表明,CsMADS06在3种性型植株(全雌、强雄和两性花株)的顶芽与花芽(雌花、雄花和两性花)中均有表达,差异不明显。从CsMADS06与SVP-like floral repressor(Eucalyptus occidentalis,AAP40641)和short vegetative phase protein (Brassica rapa,AAQ55452)有较高的氨基酸序列同源性,初步推断该基因在植株的营养生长向生殖生长转变方面起作用。

一个毛白杨MADS盒基因的克隆与功能分析

利用PCR技术,从毛白杨花序材料中分离出一个MADS盒基因PtSEP3。蛋白序列比较和同源树分析表明,该基因与拟南芥SEP3同源。表达分析显示PtSEP3不仅在成年植株雌蕊和雄蕊中表达,也在幼茎、幼叶和顶芽中表达。在35S启动子驱动下,PtSEP3超表达的毛白杨转基因植株发生了明显的形态变化,表现为叶序不规则,在同一节间常数枚集生;并且叶片基部形态与野生型的心形不同,大部分为楔形。在离体条件下,在芽分化培养基上,PtSEP3转基因株系的根和叶外植体可以诱导发生带有花柱和子房室的子房状结构。试验结果说明PtSEP3参与了毛白杨花器官的发生,并可能在维持茎端分生组织分化出正常形态的叶片中也起着作用。

胡萝卜MADS-box基因的克隆及表达分析

植物MADS-box基因家族基因编码高度保守的转录因子,参与包括花发育在内的多种发育进程。为进一步研究胡萝卜花器官的发育,根据MADS-box基因保守区序列,设计简并引物,并利用3'-RACE法从胡萝卜(Daucus carrot)中克隆两个MADS-box基因家族的cDNA片段,根据克隆出的片段设计引物进行5'-RACE扩增以获得cDNA全长序列。序列分析和系统进化分析表明,这两个基因分别与金鱼草的DEFH49和拟南芥的AGL6序列有很高同源性。从而将两个基因分别命名为DcSEP1和DcAGL6。序列比对分析表明这些基因编码的蛋白质都包含高度保守的MADS结构域、I结构域和K结构域,同时每个基因均有其比较保守的C-末端功能域。基因表达分析结果显示,DcSEP1和DcAGL6在营养器官根、茎、叶和萼片中均无表达,而在心皮和雄蕊中有微量表达。

植物MADS-box基因研究进展

综述了植物MADS-box基因家族的分布、结构和分类、工作模式、基因功能等方面的研究进展,并且论述了MADS-box基因研究的发展趋势。

水稻品种生殖生长期耐冷性及其低温胁迫下MADS-box基因表达差异分析

选用来自中国不同稻作生态的4个特殊常规水稻品种:辐恢838(普通籼稻)、月亮谷(云南高海拔籼稻)、C418(普通粳稻)和丽粳11号(云南高寒粳稻),于减数分裂期和开花期分别低温(16℃)处理5d后又恢复5d,研究低温下生殖生长期的冷胁迫效应(花粉育性,结实率,百粒重下降程度)及相关MADS-box基因差异表达情况。结果表明:四个品种生殖生长期耐冷性由低到高排列依次是:辐恢838<C418<月亮谷<丽粳11号。冷胁迫后5个MADS-box基因(OsMADS2,OsMADS3,OsMADS18,OsMADS26和OsMADS58)出现表达差异,其上调或下调程度因品种不同而异,OsMADS2在4个品种中都呈下调趋势,其余4个呈上调趋势,而OsMADS3、OsMADS58转录水平变化相似。此外,冷胁迫前后MADS-box基因在辐恢838和C418中差异表达程度较大,而在月亮谷和丽粳11号中差异表达程度小。结合基因差异表达情况与花粉育性、结实率等的评价结果,暗示这些MADS-box基因可能参与植物的冷胁迫反应,其上调或下调表达能够增强植物的抗冷性。该研究结果为解析水稻品种冷胁迫驯化及耐冷分子机制提供了新思路。