红巴梨f3h基因的克隆及植物表达载体的构建

以成熟红巴梨果皮的总 RNA为模板,根据仁果类果树的 f3h基因的保守序列设计引物,利用 RT PCR方法从果皮中克隆出花青素生成相关基因 f3h基因的全长 cDNA,并将该片段连接到 pGEM T easy载体中。核苷酸序列测定表明,该基因全长1 095 bp,与苹果的f3h基因同源性高达92%,与矮牵牛相似系数达83%,与拟南芥相似系数达到82%。利用EcoRⅤ和BglⅡ对重组质粒进行酶切,回收 1 095 bp条带,并将其连接到 pBI121载体上,通过抗性筛选和PCR检测,证实了f3h基因已经构建到植物表达载体 pBI121上。

非洲菊f3h基因的克隆及反义表达载体的构建

黄烷酮3-羟化酶(F3H)是植物花青素合成代谢中早期重要关键酶之一,对花色起着重要的调控作用.根据其它物种的f3h基因设计简并引物,通过RT-PCR技术,从非洲菊中克隆到500bp的片段,经BlastN比对,证实该片段为非洲菊f3h基因保守片段.将其反向插入到高效表达载体pCAMBIA1304+CaMV35S启动子下游,通过PCR鉴定和双酶切鉴定表明成功构建高效反义表达载体pCAMBIA1304+-antif3h,并转化到根癌农杆菌LBA4404形成工程菌株,作为今后研究非洲菊花色调控机制以及培育新品种的有力工具.

红巴梨果实花青素生成相关基因f3h全长片段的克隆

利用 RT-PCR方法从红巴梨成熟果皮中克隆出花青素生成相关基因 f3 h的全长片段 (1 0 95 bp) .核苷酸序列测定表明 ,该基因与苹果的 f 3 h基因同源性高达 97% .

长叶红砂黄烷酮-3-羟基转移酶3基因(RtF3H3)的克隆、表达分析及酵母表达载体的构建

黄烷酮-3-羟基转移酶(F3H)是植物黄酮合成途径上游的一个关键酶,它催化黄烷酮C3位羟化,形成二氢黄酮醇。构建长叶红砂Rt F3H3基因酵母表达载体,为进一步研究Rt F3H3基因功能奠定基础。基于高通量转录组测序结果,利用RT-PCR技术克隆获得长叶红砂F3H3(Rt F3H3,GenBank登录号LC055546)基因,其开放阅读框长1 014 bp,编码338个氨基酸,推测蛋白分子量为38.46 k Da,理论等电点为5.7。通过定量RT-PCR研究发现,Rt F3H3在茎中表达量较高,在根和叶中表达量较低。不同程度Na Cl(100,300,500 mmol/L)和不同时间UV(12,24,36 h)胁迫都能诱导Rt F3H3基因表达量升高。另外,构建了Rt F3H3基因酵母表达载体,为进一步研究Rt F3H3基因功能奠定基础。

芜菁黄烷酮3-羟化酶基因的克隆、序列分析及表达

花青素是一类重要的植物次生代谢产物,黄烷酮3-羟化酶(F3H)是花青素生物合成早期阶段的重要催化酶。利用UV-A处理津田芜菁(Tsuda turnip)和赤丸芜菁(Yurugi Akamaru turnip)块根24h后提取总RNA,通过RT-PCR方法克隆了BrF3H基因。津田芜菁和赤丸芜菁的F3H基因完全相同。BrF3H的开放读码框为1077bp,编码358个氨基酸。氨基酸序列分析显示,BrF3H与甘蓝型油菜(Brassica napus)F3H-1的同源性为99%。Northern杂交结果显示,UV-A可以诱导BrF3H表达,基因的表达量与处理时间呈相关。

桑叶功能基因表达水平与多酚类成分积累的关联分析

目的对不同生长发育阶段桑叶的功能基因表达水平与多酚类成分的动态积累进行关联分析,寻找桑叶质量差异的分子机制。方法 HPLC法测定四川省成都市温江区4月至11月期间桑叶中绿原酸、芦丁和紫云英苷的含有量,然后实时荧光定量PCR法测定pal、chs和f3h 3种功能基因的表达量,计算其水平与多酚类成分含有量之间的相关性。结果芦丁、紫云英苷和绿原酸的含有量在6月达到峰值,而且与pal和f3h基因表达水平相关性明显,但与chs基因表达水平相关性较低。结论桑叶多酚类成分积累受pal和f3h基因调控作用较明显,说明这两个基因及其表达可用于研究桑叶品质差异的分子机制。

中华猕猴桃黄烷酮3-羟化酶基因克隆及其生物信息学分析

黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)是类黄酮代谢的关键酶。为进一步了解F3H基因在中华猕猴桃(Actinidia chinensis)中的生物学作用,本研究以中华猕猴桃果实为材料,采取RT-PCR技术克隆了中华猕猴桃F3H基因的cDNA序列。序列分析结果表明,中华猕猴桃F3H基因cDNA包括一个含有1 101个核苷酸的开放阅读框,可编码366个氨基酸。多序列比对与系统进化树分析显示,中华猕猴桃F3H蛋白氨基酸序列与其他植物F3H蛋白氨基酸序列具有较高的同源性,其中包含5个保守基序。二级结构预测表明,α-螺旋是中华猕猴桃F3H蛋白最主要的结构元件。三维结构预测表明,中华猕猴桃F3H蛋白具有植物F3H蛋白典型结构,即铁离子结合位点及2-酮戊二酸结合位点。研究结果为进一步了解F3H基因在中华猕猴桃中的结构和功能提供了基础数据。

斑地锦黄烷酮-3-羟化酶基因及启动子的克隆与分析

该研究以斑地锦茎叶为材料,利用同源克隆结合RACE和Tail-PCR法,克隆了1个黄烷酮-3-羟化酶(F3H)基因,命名为EmF3H(GenBank登录号为MW767838),其ORF区为1092 bp,编码364个氨基酸。生物信息学分析显示,EmF3H蛋白相对分子质量为40.93 kD,等电点为5.47,属于2-酮戊二酸铁依赖的双加氧酶超家族,其氨基酸序列与油桐的序列相似性为85.5%,在系统进化上为相对独立的一个分支。采用Tail-PCR法获得1604 bp的EmF3H启动子序列,分析发现其内含TAAT-box、CAAT-box等序列和G-box等光反应元件。qRT-PCR结果表明,EmF3H基因在不同生长期各组织中均有表达,其中花期的根和果期的果实中表达水平最高。此结果为进一步研究EmF3H基因表达调控奠定了基础,也为完善斑地锦槲皮素生物合成途径提供了新思路。

山茶属三个F3H基因的分子特性、系统进化及蛋白结构差异分析

黄烷酮3-羟化酶基因(flavanone 3-hydroxylase,F3H)在植物花青素合成途径中发挥重要作用,可作为山茶花色遗传育种的候选基因。本研究在前期从Gen Bank数据库中筛选得到白花茶树CsF3H、黄花金花茶CnF3H和红花浙江红山茶CcF3H三个基因。然而,它们的分子遗传与变异信息仍然缺乏,不利于最大正向效应基因的选择利用。本研究系统探讨了CsF3H、CnF3H和CcF3H基因的分子特征、系统进化和蛋白三维结构。结果发现CsF3H、CnF3H和CcF3H三者之间存在高度序列多样性,共含37个核苷酸和9个氨基酸差异,且与CsF3H和CnF3H相比,CcF3H序列发生了更多的变异。系统进化结果表明CsF3H、CnF3H和CcF3H蛋白与猕猴桃AcF3H具有共同祖先,但在后期进化过程中,CcF3H率先与CsF3H和CnF3H二者发生分化。序列比对和保守结构域分析发现CsF3H、CnF3H和CcF3H蛋白均含有一个保守的依赖2-酮戊二酸和二价铁离子的双加氧酶超家族特征区域,该区域内的组氨酸H^(218)和H^(276)以及天冬氨酸D220是Fe^(2+)结合位点,精氨酸R^(286)和丝氨酸S^(288)是2-酮戊二酸的重要结合位点。本研究还发现了3个茶属F3H蛋白的保守结构域中存在一个差异位点,与CsF3H和CnF3H第200位异亮氨酸I200相比,CcF3H对应氨基酸变异为缬氨酸V^(200),Web logo3.4分析揭示V200在植物F3H蛋白中更为保守。空间结构分析显示CcF3H中氨基酸V~(200的替换导致它和赖氨酸K197的分子作用力增强。本研究结果表明CcF3H是更为保守的植物F3H蛋白,缬氨酸V200可能是一个重要的功能位点。上述研究也为山茶属F3H基因提供了新的信息,为今后选择CcF3H基因作为山茶花色育种最适候选基因提供了理论支撑。

石蒜黄烷酮3–羟化酶基因LrF3H的克隆及表达分析

采用RT-PCR和RACE技术相结合的方法,从石蒜花瓣中克隆到1个黄烷酮3–羟化酶(F3H)基因的cDNA全长序列,全长1293bp,包含1098bp的完整开放阅读框,编码365个氨基酸;氨基酸序列比对显示该序列编码的氨基酸与水仙的F3H具有高达91%的同源性,将其命名为LrF3H。二级结构预测表明,随机卷曲是LrF3H蛋白最大量的结构元件,而α–螺旋和延伸链散布于整个蛋白中。保守结构域预测表明该基因编码的蛋白具有典型的F3H蛋白功能结构域,其保守结构域中含有铁离子及2–O–酮戊二酸结合位点,属于2OG-FeⅡ_Oxy双加氧酶超家族。实时荧光定量PCR分析表明,LrF3H在整个花发育过程中均表达,而且从初蕾期到盛开期随着花瓣着色加深表达量逐渐增加,盛开期表达量最高,之后随着花朵萎蔫表达量下降;在不同器官中,LrF3H的表达量在花瓣和花葶中最高,而在根、鳞茎和叶片中都很低,推测该基因在石蒜花色形成过程中起着关键作用。

红穗和白穗醋栗F3H的克隆及其在果实成熟过程中的表达分析

以红穗醋栗(Ribes rubrum L.)和白穗醋栗(R.albrum L.)果实为试材,采用RACE方法克隆黄烷酮3–羟化酶(F3H)基因c DNA全长序列,分别命名为Rr F3H和Ra F3H(KU984435和KU984436)。Rr F3H全长1 351 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸;Ra F3H全长1 291 bp,开放阅读框长1 098 bp,编码365个氨基酸。氨基酸多序列比对表明该基因编码的蛋白具有非血红素双加氧酶结构域(DIOX-N superfamily)和典型的F3H蛋白功能结构域(2OG-FeⅡ_Oxy加氧酶结构域),属于双加氧酶超家族。系统发育分析表明,Rr F3H和Ra F3H在进化上具有明显种属特性,属于相对独立的进化分支。定量PCR分析表明,F3H在红穗醋栗中表达量远远高于白穗醋栗,在红穗醋栗中随着果实着色加深表达量逐渐上升,果实着色约75%时表达量最高,之后下降;白穗醋栗中随着果实生长,该基因的表达下降,花色苷含量也呈下降趋势,说明F3H基因在醋栗果实着色过程中发挥作用。

滇水金凤黄烷酮3-羟化酶基因(IuF3H)的克隆及表达分析

为探究黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase, F3H)基因对滇水金凤(Impatiens uliginosa)花色的调控机制。本研究以红色滇水金凤花器官为试验材料,通过RT-PCR及RACE技术分离克隆F3H基因,发现其c DNA序列全长1 104 bp,编码367 aa,故命名为Iu F3H;同时通过氨基酸比对发现其蛋白与其他植物F3H蛋白同源性较高,约为78.91%,说明F3H基因具有较高的保守性;通过进一步克隆其g DNA序列,发现其全长为1 221 bp,其中包含3个外显子和2个内含子。q RT-PCR结果显示,Iu F3H基因在4种不同花色滇水金凤及其不同发育阶段均有不同程度的表达,其中以深红色的始花期表达量最高,粉红色的盛花期表达量最低。本研究结果表明,Iu F3H基因参与了相关色素生物合成,同时可能在滇水金凤花色素合成中具有关键作用,本研究为探讨Iu F3H基因在4种不同颜色滇水金凤中的分子机制提供数据参考。

绣球花花色相关基因HmF3H的克隆及其表达分析

花色是植物重要的观赏性状之一,而黄烷酮羟化酶是植物花色素物质积累的关键酶,对植物花色差异具有重要影响。本研究利用PCR技术从盛花期蓝色花绣球品种‘无尽夏’不孕花中克隆获得了Hm F3H基因的全长序列,该基因的ORF序列长度为1 095 bp,编码364个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为41.08 k D,理论等电点为5.48,为亲水性蛋白,该蛋白属于PLNO2515超家族成员,具有2-酮戊二酸双加氧酶结构域。系统进化树分析表明,该蛋白与咖啡树和佛手瓜的亲缘关系最近。实时定量PCR分析表明,Hm F3H基因在绣球花不同组织器官中均有表达,红色绣球品种‘粉黛’盛花期不孕花比蓝色绣球品种‘无尽夏’盛花期不孕花中表达量高,说明Hm F3H基因对绣球花花色差异形成具有一定影响。本研究获得了绣球花Hm F3H基因序列及其表达情况,为探讨绣球花品种花色差异形成机制具有一定指导意义。

芒果(Mangifera indica)黄烷酮3-羟化酶基因的克隆及其表达分析

色素苷的合成是红色芒果果实着色的主要代谢途径,黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因是花色素代谢途径上的关键酶,属于依赖型2-酮戊二酸的双加氧酶(2-ODD)家族,反应需要2-酮戊二酸、分子氧、铁和抗坏血酸,作用是催化柚皮素C3位羟基化,生成二氢山奈素(dhiydorkaempeforl,DHK)。本研究根据已经报道的F3H基因的序列设计兼并引物,采用RACE方法从芒果的果实中,克隆得到了一个F3H基因,其全长cDNA序列为1 182 bp,开放阅读框为1 092 bp,编码363个氨基酸,分子重量为40.82 k D,等电点为4.88。通过在线软件对其二级结构和三级结构进行了预测。对不同着色芒果品种中的F3H基因的表达进行分析发现:红色的贵妃品种中表达量较高,而绿色的桂七品种中表达量较低。通过系统进化树分析发现芒果中黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因编码的蛋白与荔枝、可可、柚子等植物的亲缘关系比较近。