山葡萄UDP-葡萄糖:类黄酮5-O-葡萄糖基转移酶(5GT)等位基因的克隆与分析

山葡萄中大量的双糖苷花色苷严重影响山葡萄酒品质,而5GT是合成双糖苷花色苷的关键酶。研究不同葡萄品种间5GT等位基因的差异,为抑制双糖苷花色苷的合成奠定基础,对提高山葡萄酒的品质有重要意义。本研究克隆了‘赤霞珠’、‘左山一’、‘哈桑’和‘左红一’中的5GT等位基因,并用软件对其进行了序列分析和生物信息学分析,共获得了7个5GT等位基因,均位于葡萄9号染色体上,分别编码297~464个氨基酸。序列分析结果表明,4个5GT等位基因由于基因突变可能丧失了5GT功能;7个5GT等位基因均没有信号肽,属于GT1家族中的5GT亚家族。不同葡萄品种中的5GT等位基因存在一定差异,推测这7个5GT等位基因中可能只有3个5GT可以合成双糖苷花色苷。

山葡萄UDP-葡萄糖:类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因(3GT)cDNA的克隆和分析

用RT-PCR和SMARTRACE技术克隆了山葡萄3GT基因的全长cDNA序列。GenBank登录号为FJ169463,3GTcDNA全长1477bp,包括开放阅读框1371bp,编码456个氨基酸,该基因表达产物相对分子质量为50.19kDa,等电点为5.98,是不稳定蛋白。该基因属于UGT超基因家族,不包含信号肽。氨基酸序列与欧亚种葡萄(AB047098)、美洲种葡萄(EF630356)和拟南芥(AY072325)等植物的3GT氨基酸序列的同源性系数分别为98%、97%和59%。

山葡萄类黄酮-5-O-葡萄糖基转移酶基因(5GT)的克隆表达及遗传转化分析

为探究5GT基因在山葡萄花色苷合成过程中的表达规律及作用,以山葡萄(Vitis amurensis)为材料,利用RT-PCR技术克隆山葡萄5GT基因的全长cDNA序列(GenBank登录号为GU237133),将该基因命名为Vam5GT并对该蛋白进行生物信息学分析预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测Vam5GT基因在山葡萄8个不同转色时期的表达规律,将克隆获得的Vam5GT基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli Bl2(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达产物。并构建表达载体pC5GT并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化。结果显示:克隆获得的Vam5GT cDNA全长1 497 bp,开放阅读框1 347 bp,编码448个氨基酸,该基因表达产物相对分子质量为49.84 ku,等电点为5.23,是不稳定蛋白。该基因属于UDPGT超基因家族,不包含信号肽。Vam5GT在山葡萄花后4周的果皮中表达丰度最高,其他时期表达逐渐下降;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,在含50 mg/L Kanomycin的培养基上对拟南芥T_0代种子进行筛选,先后得到2个阳性幼苗,转化率为0.05%。对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性。

彩色马铃薯类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因(3GT)的生物信息学和表达分析

类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶（3GT）能催化无色的花色素生成有色的花色苷。本研究采用RT-PCR法从彩色马铃薯中克隆了3GT基因,并对其进行了生物信息学分析和组织表达模式分析。结果显示,3GT基因编码448个氨基酸残基,具有信号肽但无跨膜结构域,还有一定的亲水性,定位于细胞质。同源比对表明3GT与茄子等茄科植物同属一簇,亲缘关系最近,与玉米等单子叶植物亲缘关系较远。3GT蛋白主要的二级结构元件为α-螺旋和无规则卷曲,且只有一个功能结构域,即氨基酸序列中的93~407区段,它与UDP-glucoronosyl、UDP-glucosyl transferase的功能结构域相匹配,因此,3GT属于UDPGT型糖基转移酶超家族的一员。组织特异性表达结果表明：3GT相对表达量和花色苷含量均是块茎高于叶片,它们的变化趋势基本一致,花色苷含量较高的器官,其3GT的相对表达量也较高,说明花色苷的积累与3GT的表达正相关。本研究可为花色苷积累的生化及分子机制研究奠定基础,并为进一步研究该基因在花色苷合成途径中的调控功能提供理论依据。

转UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-糖基转移酶基因的高山红景天叶绿素荧光特性

以高山红景天为试材,采用IMAGING-PAM调制叶绿素荧光成像系统,测定了转UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-糖基转移酶基因FaGT1的高山红景天及转FaGT1的RNAi作用基因FaGT1i的高山红景天的叶绿素荧光参数,分析转UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-糖基转移酶基因的高山红景天叶片的叶绿素荧光特性,为研究红景天种质改良提供科学依据。结果表明:当光照强度为55μmol·m^(-2)·s^(-1)时,转FaGT1基因高山红景天的光系统Ⅱ的最大量子产量与高山红景天对照组和转FaGT1i基因高山红景天无显著差异,光系统Ⅱ潜在活性、非光化学淬灭系数/光化学淬灭系数和实际量子产量显著高于高山红景天对照组和转FaGT1i的高山红景天,但是调节性能量耗散的量子产量、非调节性能量耗散的量子产量则相对较低。另外,通过在不同的光照强度下,对光系统Ⅱ电子传递速率、光化学淬灭系数和非光化学淬灭系数进行了分析,得出转FaGT1基因高山红景天的光系统Ⅱ电子传递速率、非光化学淬灭系数呈先上升后稳定的趋势,显著高于高山红景天对照组和转FaGT1i的高山红景天;但是光化学淬灭系数呈先下降后平稳的变化趋势,与对照及转FaGT1i基因高山红景天无显著差异。转FaGT1基因高山红景天的光系统Ⅱ原初光能转换效率和潜在的光合活力均增强,植物自身的能量代谢得到提高,该研究结果为高山红景天的新种质培育提供了科学依据。

‘红巴梨’果皮UFGT基因的克隆及表达分析

以‘巴梨’红色芽变品种‘红巴梨’果皮为材料,采用同源克隆技术和RACE结合的方法,克隆了UFGT(UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶)蛋白的部分cDNA,命名为Pc UFGT。结果表明:该cDNA片段长为1 089 bp,与苹果UFGT基因序列一致性达89%,氨基酸序列同源性为85%,含有糖基转移酶的UDPGT、COG1819和MGT等保守域。荧光实时定量PCR分析表明,该基因在‘红巴梨’幼果期表达强度约为‘巴梨’的2倍,而果实成熟期表达强度略低于‘巴梨’;该基因在‘红巴梨’果肉中不表达。

芜菁UF3GT基因的克隆及表达特性

目的：克隆‘津田’芜菁和‘赤丸’芜菁的UDP-葡萄糖：类黄酮3-0-葡萄糖基转移酶（UF3GT）基因并研究其表达特性。方法：利用RT-PCR方法克隆‘津田’芜菁BrUF3GTl基因和‘赤丸’芜菁BrUF3GT2基因，并进行生物信息学分析；通过Northern杂交检测BrUF3GTl和BrUF3G死基因的UV-A诱导表达特性；对BrUF3GTl和研U乃G他基因进行原核诱导表达。结果：BrUF3GTl和BrUF3GT2的开放读框为1407bp，编码468个氨基酸残基；氨基酸序列分析显示，BrUF3GTl和BrUF3GT2与拟南芥UF3GT的同源性为87％，从第16～453位氨基酸残基的肽段具有糖基转移酶家族成员的结构域；所UF3G丌和BrUF3GT2基因具有高度同源性，核苷酸序列在7个位点存在差异，推导的氨基酸序列在1个位点存在差异；Northern杂交结果显示，UV-A可以诱导西＂3G＂和BrUF3GT2基因表达，基因的表达量与处理时间相关；原核诱导表达及纯化后可以获得相对分子质量分别约为51．88×10。和51．89~10。的BrUF3GTl和BrUF3GT2蛋白。结论：克隆了‘津田’芜菁和‘赤丸’芜菁的叩3Gr基因，为初步阐明2种芜菁的花青素生物合成机理奠定了实验基础。