陆地棉GhACS基因家族鉴定及表达分析

1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase,ACS,EC 4.4.1.14)是乙烯生物合成过程的限速酶,对乙烯在高等植物体内的代谢调控具有至关重要的作用.本文通过系统发育分析和序列比对研究,鉴定出陆地棉基因组共编码22个GhACS基因,其编码蛋白含有7个与功能密切相关的保守基序,C末端具有多个潜在的Ser磷酸化位点;GhACS基因组织表达分析显示每个GhACS在棉花不同组织不同发育阶段表现出不同的基因表达谱,这些结果为进一步探究陆地棉GhACS基因家族的功能提供了有力的依据和参考.     

拟南芥MtN3/saliva基因家族分析

MtN3/saliva基因家族是含有2个MtN3/saliva跨膜结构域的膜整合蛋白,其成员广泛存在于真核生物中.目前对该家族功能研究较少,对其跨膜结构域的分子功能还不清楚.在拟南芥中该家族有18个成员,除了最近克隆的RPGl以外其他MtN3/saliva基因的功能均不清楚.对拟南芥MtN3/saliva基因家族进行了较为全面的分析,包括基因结构、染色体分布、蛋白结构域、系统进化关系、基因表达谱等.对其中预测在花药中高表达的4个基因进行了实时定量PCR分析,证实有3个基因在花中高效表达.这些结果促进了对MtN3/saliva基因家族的深入了解.     

L-苯丙氨酸生产中PAL酶活及产酸因素的研究

研究了诱导剂、表面活性剂及酶稳定剂对L-苯丙氨酸解氨酶 (PAL酶 )酶活的影响 ,考察了细胞量及反式肉桂酸的流加对产酸的影响。结果表明 :以 0.05 %L-苯丙氨酸为诱导剂可提高酶活 18.2%,以 0.005%溴化十六烷基吡啶为表面活性剂可提高酶活 12.4 %,PAL酶的稳定剂 2mol/L山梨醇与 0.1%戊二醛的组合可使酶活提高 94.5%。细胞量/肉桂酸比率α为3.6对产酸最有利 ,在第 3, 25 ,40h流加反式肉桂酸至浓度为 0.1mol/L ,可提高产酸浓度9.6%。实验发现野生菌株的产酸能力可达10.03g/L ,肉桂酸的转化率可达 60%。     

涝渍条件下黑杨派无性系基茎韧皮部的PAL活力和有机质含量

黑杨派３个无性系的盆栽涝渍试验表明，土壤渍水时３个无性系苗木基茎韧皮部的ＰＡＬ活力和有机物含量与对照相比都有明显差异。根据在渍水时苗木基茎韧皮部的ＰＡＬ活力大小和苗木生长指标的综合衡量，３个无性系的耐渍能力大小是新无性系１０５杨〉３５１杨〉母本Ｉ－６９杨。１０５杨受涝２０ｄ仍具有抗涝能力，但受涝时间延续到４０ｄ，则超出其忍受范围，致命苗木体内出现代谢紊乱，各种有机物含量异常，ＰＡＬ活力超常升高，苗     

4种竹子木质素合成酶PAL的基因克隆和序列分析

苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine Ammonia—Lyase,PAL;EC4．3。1．5）是木质素生物合成过程的关键酶和限速酶。应用RACE（Rapid—Amplification of cDNA Ends）方法,获得了白哺鸡竹（Phyllostachys dulcis）、高节竹（Phyllostachys prominens）、龙鳞竹（Phyllostachys pubescens heterocycla）、丽水苦竹（Fveioblastus maculosoides Wen）等4种竹子PAL基因的全长序列,并进行了生物信息学分析。结果表明,PAL基因的开放读码框长度为2136bp,共编码712个氨基酸,具有2个外显子和1个内含子。其中高节竹、龙鳞竹、丽水苦竹PAL基因内含子长度为121bp,白哺鸡竹朋L基因内含子长度为84bp。推测其氨基酸序列,并分析PAL蛋白单体的三维结构,结果显示PAL蛋白均含有大量的α螺旋和β折叠结构。基于邻接法的进化树对31个物种的PAL基因的氨基酸序列分析表明。竹类植物PAL基因的保守性较高,与禾本科植物玉米、甘蔗的亲缘关系较近,与双子叶植物辣椒等的亲缘关系较远。     

Chitosan对红豆杉PAL及Taxol合成的影响

研究了Ｃｈｉｔｏｓａｎ（聚氨基葡糖）对红豆杉悬浮培养细胞ＰＡＬ（苯丙氨酸解氨酶）活性及Ｔａｘｏｌ（紫杉醇）生物合成的影响．种胚来源的红豆杉细胞培养在改良ＭＳ液体培养基中,于培养的第１８ｄ添加不同浓度的Ｃｈｉｔｏｓａｎ．Ｃｈｉｔｏｓａｎ浓度为１００～１０００ｍｇ·Ｌ－１时对红豆杉细胞ＰＡＬ活性有明显的诱导作用,且诱导作用随浓度的增加而增强,在诱导作用下ＰＡＬ活性在１６ｈ达到峰值;Ｃｈｉｔｏｓａｎ浓度在１００ｍｇ·Ｌ－１时对红豆杉细胞的生长基本无抑制作用,增产效果最显著（约为对照组的１０倍）,Ｃｈｉｔｏｓａｎ可作为Ｔａｘｏｌ合成的诱导子．     

水杨酸和镰刀菌酸对棉花 POD 和 PAL 的影响

比较了水杨酸和镰刀菌酸对棉花植株和棉花组织培养细胞中的过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶的影响,用镰刀菌酸和水杨酸分别处理棉花离体叶片,过氧化物酶与苯丙氨酸解氨酶的活性都提高,但是过氧化物酶同工酶不同．用水杨酸预处理棉花叶片可抑制镰刀菌酸的诱导作用．     

拟南芥CAS基因的生物信息学分析及超表达载体构建

对拟南芥氰丙氨酸合酶(cyanoalanine synthase,CAS)基因进行了生物信息学分析,并构建了CAS合酶基因的超表达载体,以期为其后续功能研究奠定基础。生物信息学分析结果表明,编码拟南芥CAS合酶的CYS-C1和CYS-D1基因均含有10个外显子和9个内含子,定位于3号染色体,而CYS-D2基因有9个外显子和8个内含子,定位于5号染色体;3个基因编码的蛋白氨基酸序列相似度较高,CYS-C1蛋白偏碱性且主要在线粒体中起作用,而CYS-D1和CYS-D2蛋白偏酸性,主要在细胞质中起作用。通过RT-PCR扩增了拟南芥CYS-C1、CYS-D1和CYS-D2基因片段,并构建了超表达载体p BI121-35S-CYS-C1、p BI121-35S-CYS-D1和p BI121-35S-CYS-D2,经检测重组质粒已转化到农杆菌GV3101中。     

拟南芥谷胱甘肽过氧化物酶的生物信息学分析

谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPX)是动物体内清除氧自由基的主要酶类.近几年研究表明,植物体内也存在类似于哺乳动物的GPX家族.本文采用生物信息学技术对拟南芥GPX(AtGPX)家族的8个基因编码的蛋白质结构和功能进行了分析,包含分子量、氨基酸的数量、等电点、跨膜结构域、信号肽、二级结构组成和表达特征等,旨在了解其结构特征,为植物抵御氧化胁迫研究提供理论依据.     

拟南芥抗油菜黑胫病突变基因的遗传分析及染色体定位

以拟南芥黑胫病感病突变体及抗病野生型为材料,对不同世代群体进行遗传分析,结果表明,该突变性状为细胞核内两对重叠作用的基因所控制,感病植株为隐性突变体,其基因型为sc1sc2.同时对突变位点sc1及sc2进行了染色体定位研究.结果证实, sc1位于1号染色体的长臂上,sc2位于2号染色体的长臂上.为进一步研究拟南芥抗病功能基因奠定了基础.     

拟南芥AHA2基因的生物信息学分析

利用生物信息学方法对拟南芥AHA2(H+-ATPase 2)基因编码蛋白的理化性质、保守结构域、疏水性/亲水性、信号肽、跨膜结构域、磷酸化修饰、二级结构和系统进化等进行了预测和分析。结果表明:AHA2属于拟南芥H+-ATPase家族成员;拟南芥AHA2基因编码的蛋白与荠菜的亲缘关系最近,具有较高的相似性。本研究的结果将为进一步研究其生物学功能提供一定的参考依据。     

盐胁迫下拟南芥去乙酰化酶调控下游基因表达的转录组分析

胁迫是指植物持续地暴露在环境的刺激下,有能力建立保护和适应的机制。组蛋白的去乙酰化作为一种表观遗传现象,在植物适应环境中发挥了重要的作用。为了探究高盐胁迫下,组蛋白的去乙酰化酶在植物抵御和适应高盐胁迫中的作用,本研究以拟南芥野生型WT和四突（h2tq,HD2四个基因的突变体）为材料,采用RNA-seq技术和生物信息学方法,对生长10d的幼苗在高盐（150 mM NaCl）处理前和后进行比较转录组分析,并结合实时荧光定量PCR验证转录组数据的可靠性。结果显示：在高盐处理前WT和hd2q共有25个差异基因,其中上调基因2个,下调基因23个。在高盐处理后,WT和hd2q共有1407个差异基因,其中上调基因772个,下调基因635个。GO和KEGG分析显示,对照的差异基因主要富集在胞外区域和响应脱落酸上,盐处理的差异基因主要富集在胞外区域和细胞壁上。植物响应盐胁迫是一个涉及不同交叉途径的复杂过程,这些结果可为研究表观遗传在盐胁迫逆境下的刺激响应提供一定参考意义。     

菠菜SoSWEET蛋白家族基因鉴定与表达分析

以现有菠菜基因组信息为基础,通过生物信息学方法筛选鉴定16个菠菜SoSWEET蛋白家族成员,命名为SoSWEET1~SoSWEET16.氨基酸残基数量在648~1 140之间,分子质量在54 070.32~95 868.64 u之间,理论等电点（pI）在5.06~5.19之间.亚细胞定位预测有6个SoSWEET蛋白定位于细胞膜,5个SoSWEET蛋白定位于内质网,5个SoSWEET蛋白定位于细胞膜、内质网.系统进化分析将菠菜SoSWEET蛋白家族分成4个亚族,在此基础上对基因结构、保守基序、顺式作用调控元件等进行分析.共鉴定了10个高度保守基序,其中所有菠菜SoSWEET蛋白都包含基序1,2和4,是构成菠菜SoSWEET蛋白中最高度保守的部分.所有菠菜SoSWEET蛋白家族成员都含MtN3_slv和PQ-loop superfamily结构域.大多数SoSWEET蛋白家族的基因含有5个内含子.顺式作用元件预测结果表明,菠菜SoSWEET基因启动子上包含光响应、生长发育、植物激素响应和逆境胁迫响应等顺式作用元件.组织表达分析表明,所有SoSWEET基因在根、茎、叶和叶柄中都有表达,霜霉病胁迫处理后16个基因表现出不同响应变化.本研究为后续深入研究菠菜SoSWEET蛋白家族成员的功能提供了重要参考.     

Expression pattern of GASA,downstream genes of DELLA,in Arabidopsis

Separation and functional research of related components involved in gibberellins （GAs） signaling are important to clarify the mechanism of GA functioning. Research on the downstream components of DELLA, the key factor of the GA signaling pathway, is limited at present. GASA （GA-Stimulated in Arabidopsis） family contains 15 genes usually regulated by GA in Arabidopsis thaliana. All GASA proteins have a cleavable signal peptide in N terminus and a conserved GASA domain including 12 cysteines in C terminus. RT-PCR analysis revealed that the expression of GASA4 and GASA6 were down-regulated, but GASA 1 and GASA9 were up-regulated in the DELLA mutants, gai-t6 and rga-24, as well as the double mutant, consisting with the results that GASA4 and GASA6 were induced, but GASA1 and GASA9 were inhibited by exogenous GA3. In addition, the expression patterns of other GASA genes were regulated by GA and ABA, separately or cooperatively. Most of GASA genes were expressed in roots, stems, leaves, flowers and developing siliques. GUS gene driven by the promoters of GASA6, GASA7, GASA8, GASA9, GASAIO, GASA11 and GASA12were used as reporters and it was found that all GASA genes expressed in the growing and differentiating organs and abscission zones, suggesting the role of these genes in cell growth and differentiation. This study provided an important basis for functional study of the GASA gene family in the GA and ABA signaling pathway.     

拟南芥糖基转移酶基因UGT71C5启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆到长度为903 bp的UGT71C5基因启动子,并构建了此种启动子与GUS嵌合的重组载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥,得到转基因拟南芥,并且通过启动子分析软件对全序列进行分析,发现在该段序列中含有典型的TATA-box、CAAT-box和光应答元件GT1、干旱应答元件ERD等一些顺式作用元件.利用分光光度法测定转基因植株在光照、干旱和ABA等胁迫处理下的GUS酶活力,结果表明：转基因植株的GUS酶活力介于野生型和35S阳性对照之间,与正常条件下生长的转基因植物相比,光照处理     

拟南芥叶肉细胞原生质体分离及影响因素

通过对拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶肉细胞原生质体分离条件的研究,探讨了酶解法制备拟南芥叶肉细胞原生质体的分离条件和影响因素.在不同纤维素酶质量浓度、山梨醇质量浓度、酶解液pH值、酶解时间下,测定了拟南芥叶肉细胞原生质体的产量.结果表明,在20 g/L纤维素酶、140 g/L山梨醇、pH=5.8的酶解液中,酶解时间为1.5 h,原生质体产量最高.同时,在相同分离条件下测定了拟南芥幼叶和老叶的原生质体产量,结果表明,幼叶原生质体产量显著高于老叶.     

Identification of auxin responsive genes in Arabidopsis by cDNA array

The plant hormone auxin influences a variety of developmental and physiological processes. But the mechanism of its action is quite unclear. In order to identify and analyze the expression of auxin responsive genes, a cDNA array approach was used to screen for genes with altered expression from Arabidopsis suspension culture after IAA treatment and was identified 50 differentially expressed genes from 13824 cDNA clones. These genes were related to signal transduction, stress responses, senescence, photosynthesis, protein biosynthesis and transportation. The results provide the molecular evidence that auxin influences a variety of physiological processes and pave a way for further investigation of the mechanism of auxin action. Furthermore,we found that the expression of a ClpC (regulation subunit of Clp protease) was repressed by exogenous auxin, but increased in dark-induced senescing leaves. This suggests that ClpC may be a senescence-associated gene and can be regulated by auxin.     

拟南芥ACOS5基因表达模式分析

探讨了拟南芥ACOS5基因的表达模式.采用PCR方法对拟南芥col生态型基因组进行扩增,获得ACOS5基因启动子序列,将其连入p1300植物表达载体中以GFP作为报告基因,并将该载体通过农杆菌转基因转入拟南芥col生态型中,观察转基因植物花药中GFP的表达情况.结果:ACOS5::GFP转基因植物从花药发育第四期到十二期均有GFP表达,GFP的表达峰值在第八期.结论:该表达载体可用,且ACOS5基因从花药发育第四期开始有微弱表达,且随着时期发展逐渐增强,至第八期达到表达最高峰值,随后随时期发展表达量逐渐减弱.