毛白杨果胶甲酯酶PtoPME34-1调控植物抗旱性研究

为了探究林木植物中果胶甲酯酶PME的功能,本研究中,我们从毛白杨中克隆出拟南芥PME34的同源基因PtoPME34-1,阐述了该基因在毛白杨中的生物学功能.生物信息学分析表明,毛白杨PtoPME34-1基因与毛果杨PtrPME34-1序列相似性为100%,与拟南芥AtPME34序列相似性为93%.组织特异性表达分析显示PtoPME34-1基因在所有组织都有表达,在基部茎、木质部的表达量较高,在老叶表达量最低.蛋白亚细胞定位结果显示,绿色荧光蛋白GFP标记的PtoPME34-1-GFP融合蛋白定位在烟草叶片细胞壁.毛白杨PtoPME34-1基因过表达显著提高植株的抗旱性.毛白杨PtoPME34-1和PtoPME34-2基因的双突变体植株中果胶甲酯化程度升高,且植物抗旱性也显著增加.这些研究结果证实PtoPME34-1在调控植物生长发育和抗旱胁迫中发挥重要作用.     

小拟南芥液泡膜H~+-PPase基因OpVP1的克隆、序列分析及表达

植物液泡膜质子转运无机焦磷酸酶(V-PPase)酸化植物液泡并为液泡的次级转运系统提供能量,在植物耐盐性起着重要的作用。为了克隆小拟南芥液泡膜H+-PPase基因,采用RT-PCR结合RACE的方法从小拟南芥叶片的cDNA中克隆了1个液泡膜H+-PPase基因,命名为OpVP1。OpVP1基因的cDNA全长为2698bp,开放阅读框(ORF)为2313bp,编码770个氨基酸。OpVP1蛋白与琴叶拟南芥、拟南芥相似性最高,分别为98.6%、98.4%。系统进化分析表明OpVP1基因属于Ⅰ型液泡膜质子焦磷酸酶基因。OpVP1蛋白的分子量是80745.9Da,等电点pI为5.13,含有14个跨膜螺旋结构。三维结构分析表明OpVP1蛋白是由2个单体组成的二聚体蛋白。qRT-PCR表明OpVP1基因在角果中表达高于根、茎、叶和花中的表达。     

眼斑拟石首鱼肽聚糖识别蛋白2的基因克隆与组织表达特性

采用同源克隆技术获得了眼斑拟石首鱼(Sciaenops ocellatus)的肽聚糖识别蛋白2基因(命名为So-pglyrp2).So-pglyrp2的cDNA全长1 729 bp,含有1个1 446 bp的开放阅读框,编码的482 aa前体蛋白带有1个21 aa信号肽;So-pglyrp2基因由4个外显子和3个内含子构成.序列比对分析表明,So-pglyrp2存在1个保守的PGRP结构域,其氨基酸序列与已报道的脊椎动物pglyrp2的同源性最高,一致性为57.1%~82.8%.RT-PCR分析表明,So-pglyrp2基因在肝脏强烈表达,在性腺、肠和胃组织弱表达,在其他组织不表达.研究结果为阐明鱼类pglyrp2基因结构、了解低等脊椎动物pglyrp2的进化地位、探讨鱼类pglyrp2的免疫学功能奠定了坚实的基础.     

棉花GhRGPL2基因分离鉴定及其在组织发育和逆境胁迫中的表达调节

在棉花cDNA文库中分离了1个RGP蛋白基因同源序列,命名为GhRGPL2,编码含有359个氨基酸的RGP蛋白.随后,分离获得GhRGPL2基因全序列,基因结构分析表明:它含有3个内含子,分别位于第106和107密码子之间,第190个密码子内部,第246和247密码子之间.Northern杂交分析表明.GhRGPL2在幼根和胚珠中表达量较高.而且,该基因的表达受胚珠发育调节.GhRGPL2基因在胚珠发育早期开始表达,在开花后10 d达到表达峰值,随后基因表达活性逐渐下降.在高盐和干旱胁迫下,GhRGPL2在棉花幼根中的表达量升高.     

小麦(Triticum asetivum L.)杂交种下调表达的GTP结合蛋白基因TaRab的克隆与鉴定

杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关.为深入研究小麦杂种优势形成的分子机理,利用通过抑制性差减杂交(SSH)方法获得的小麦Rab类GTP结合蛋白基因片段为探针,筛选普通小麦品系3338三叶期叶片cDNA文库,获得了一个小麦Rab家族基因TaRab.同源性比较和序列分析显示,该基因与拟南芥Rab类GTP结合蛋白基因具有90%氨基酸序列相似性.结构分析表明,它具有GTP结合蛋白4个典型结构以及Rab家族成员特有的YYRGA结构域.半定量RT-PCR表达检测结果显示,TaRab基因在叶片的表达水平要高于其他组织器官.研究还发现,该基因在三叶期、分蘖盛期的根系和叶片中为杂种下调表达.采用电子定位方法,将TaRab基因初步定位在7B染色体的着丝粒区域和C-7DS5-0.36两个区域.在此基础上,对Rab蛋白基因差异表达与杂种优势表现的关系进行了讨论.     

胡萝卜体细胞胚DnaJ同源基因的分离及其表达特性分析

DnaJ/Hsp40蛋白是DnaK/Hsp70的辅助分子伴侣,它通过调节DnaK/Hsp70的ATPase活性来影响蛋白复合体的合成与组装.运用改进的cDNA代表性差示分析方法从解调控胡萝卜体细胞胚中分离出DnaJ基因同源区段,进而以它为探针筛选解调控12 h的胡萝卜体细胞胚cDNA文库,从胡萝卜中分离得到DnaJ蛋白同源基因DcJ1.序列分析表明它的编码区为1257 bp,编码418个氨基酸和1个终止密码子,包含3个保守的特征结构域.Southern杂交分析表明,DcJ1基因在核基因组中以单拷贝或低拷贝形式存在;而Northern杂交则显示该基因仅在根中特异表达,其表达强度随着胡萝卜体细胞胚的调控-解调控过程发生明显的变化,并且不受热激的诱导.由此可见,DcJ1基因的表达活性与胡萝卜体细胞胚根的早期发育之间存在着明显的相关性.     

陆地棉(Gossypium hirsutum L.)GhWRKY75的克隆及表达载体构建

目的从棉花抗病品种中克隆WKKY转录因子基因,为棉花抗枯萎病分子育种提供重要的基因资源。方法以枯萎病菌诱导后棉花基因表达谱中差异表达的WRKY基因片段为探针序列,以陆地棉的抗枯萎病品种'中棉所12'的根部c DNA为模板。运用电子拼接及RT-PCR技术,克隆得到一个新的基因,将该基因命名为GhWRKY75(登录号:MH138002)。结果序列分析发现,GhWRKY75基因开放阅读框全长为513bp,编码一个含170个氨基酸残基的蛋白,具有1个WRKY结构域及1个典型的C2H2型锌指结构,属于第Ⅱ类WRKY转录因子家族。该基因编码蛋白分子量为19.51kd,等电点为9.30,脂肪指数为60.12,属于疏水性蛋白,基因的蛋白二级结构由α螺旋、延伸链和无规则卷曲组成。同源基因进化树分析表明该基因与雷蒙德氏棉亲缘关系最近。结论:从棉花中克隆得到一个新的GhWRKY75基因,构建了该基因的植物过表达载体,为进一步研究该基因功能奠定了基础。     

东亚三角涡虫新基因Dj_UF-1功能分析

为进一步完善东亚三角涡虫(Dujesia japonica)基因数据信息,对东亚三角涡虫新基因Dj_UF-1进行生物信息学分析和表达水平检测.分析结果显示,该基因包含450bp的开放阅读框,编码149个氨基酸,Dj_UF-1蛋白分子量为17 179.8D,等电点为8.03.蛋白质三级结构预测发现Dj_UF-1与LYNX 1相似度较高.实时定量PCR结果表明,Dj_UF-1基因在东亚三角涡虫头部的表达量高于其在尾部的表达量.推测Dj_UF-1基因是东亚三角涡虫神经系统相关基因,Dj_UF-1为类LYNX 1蛋白.     

陆地棉(L.)的克隆及表达载体构建

目的 从棉花抗病品种中克隆WKKY转录因子基因,为棉花抗枯萎病分子育种提供重要的基因资源。方法 以枯萎病菌诱导后棉花基因表达谱中差异表达的WRKY基因片段为探针序列,以陆地棉的抗枯萎病品种'中棉所12'的根部c DNA为模板。运用电子拼接及RT-PCR技术,克隆得到一个新的基因,将该基因命名为(登录号:MH138002)。结果 序列分析发现,基因开放阅读框全长为513bp,编码一个含170个氨基酸残基的蛋白,具有1个WRKY结构域及1个典型的C2H2型锌指结构,属于第Ⅱ类WRKY转录因子家族。该基因编码蛋白分子量为19.51kd,等电点为9.30,脂肪指数为60.12,属于疏水性蛋白,基因的蛋白二级结构由α螺旋、延伸链和无规则卷曲组成。同源基因进化树分析表明该基因与雷蒙德氏棉亲缘关系最近。结论:从棉花中克隆得到一个新的基因,构建了该基因的植物过表达载体,为进一步研究该基因功能奠定了基础。     

水稻产量基因网络的初步研究

产量是作物育种的首要目标。采用多个品种、多个对照品种对其蛋白质组学进行了解析,iTRAQ分析表明,水稻叶片和幼穗中有数万个功能蛋白表达,按照表达强度和产量的关联程度,鉴定了33个对产量有重要贡献的蛋白质,其中淀粉合成酶、种子储藏蛋白是产量构成的重要成分,采用酶活性、产量形成对糖苷合成酶及其基因调控网络进行了验证,对重要农艺性状基因克隆、基因网络重构等进行了讨论。