老鸦瓣芽茎发育相关MYB转录因子家族鉴定与分析

目的鉴定老鸦瓣Amana edulis MYB转录因子家族成员并分析其表达模式,以期发现老鸦瓣芽茎发育相关MYB基因。方法利用老鸦瓣转录组数据经Pfam和PlnTFDB数据库鉴定含有MYB保守结构域的MYB转录因子,通过构建系统进化树并根据拟南芥MYB分组信息为老鸦瓣R2R3-MYB基因划分亚组,进行2R-MYB结构域可视化分析和GO富集分析,挑选在芽茎中特异表达的MYB基因并用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证表达。结果共鉴定出93个含有MYB保守结构域的MYB转录因子,其中53个R2R3-MYB分为15个亚组,GO注释为生物过程的子类别最多,在芽茎中特异表达的12个MYB基因中有11个基因在芽茎发育前期至中期的表达量显著下降,有4个基因在芽茎发育中期至后期的表达量显著上升。结论获得的53个R2R3-MYB转录因子为进一步研究老鸦瓣MYB转录因子家族影响芽茎发育过程的分子机制奠定了基础。     

老鸦瓣芽茎组织培养初步研究

目的 建立老鸦瓣芽茎愈伤组织诱导及丛生芽增殖体系。方法 以老鸦瓣冷藏芯芽产生的芽茎为外植体,MS为基本培养基,考察不同质量浓度6-BA、NAA对愈伤诱导、分化及丛生芽增殖的影响。结果 芽茎诱导愈伤的最佳培养基为MS＋6-BA 0.5 mg/L＋NAA 2.0 mg/L,愈伤诱导率78.54%,诱导出的愈伤组织在原培养基上继代培养增殖后即可进行芽分化;愈伤分化不定芽最佳培养基为MS＋6-BA 2.0 mg/L＋NAA 0.2 mg/L,芽诱导率为66.21%;丛生芽增殖培养基为MS＋6-BA 0.5 mg/L＋NAA 0.2 mg/L,增殖系数2.48。结论 筛选出芽茎诱导愈伤、分化不定芽及丛生芽增殖的培养基,初步建立了老鸦瓣芽茎组织培养体系。     

加权基因共表达网络分析挖掘老鸦瓣芽茎发育关键基因

目的 利用老鸦瓣Amana edulis各部位及芽茎不同发育时期RNA-Seq及基因表达量数据,挖掘老鸦瓣芽茎发育过程关键基因。方法 通过加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）法构建网络,根据模块功能富集分析及基因表达模式进行共表达模块和核心基因的筛选。结果 通过基因表达量相关性进一步将网络划分为15个模块,将共表达模块与老鸦瓣芽茎3个发育时期相关联,鉴定到与芽茎发生高度相关的3个模块,即T1MEplum1模块、T2 MEdarkturquoise模块和T3 MElightcyan模块。对3个模块内的基因进行动态基因本体（gene ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）功能富集分析并绘制网络关系图,挖掘出4个与芽茎发育过程相关核心基因（Te＿c1647、Te＿c3695、Te＿c23305、Te＿c52282）,涉及蛋白质合成、次生代谢产物的糖基化修饰、植物激素调节等。结论 挖掘出的3个共表达模块...     

阳春砂转录因子AvMYC4b的克隆及原核表达

目的阳春砂是中药砂仁的主要来源植物,其转录组中已筛选出预测与萜类合成相关的候选转录因子unigene,对其进行克隆、序列分析和原核表达,以进一步认识阳春砂药效物质萜类合成的调控元件。方法根据阳春砂转录组数据中预测为AvMYC4b的Unigene0074125序列设计特异引物,提取阳春砂叶片RNA并反转录成c DNA,以此为模板经PCR扩增得到AvMYC4b的核心片段,再通过RACE技术获得全长c DNA,然后进行编码区全长的GATEWAY TOPO克隆。通过LR反应构建原核表达载体,转化大肠杆菌Rosetta(DE3)细胞,以异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)和阿拉伯糖在16℃下培养诱导融合蛋白表达,收集菌体,经过裂解、超声、纯化,用SDS-PAGE检测蛋白表达结果。结果克隆获得的AvMYC4b全长有2 579 bp,包含195 bp的5’UTR,1 995 bp的ORF和389 bp的3’UTR,编码664个氨基酸,预测蛋白相对分子质量为72 211。经过生物信息学分析,AvMYC4b氨基酸序列与其他植物的MYC相似,含有转录因子MYC家族的保守结构域,预测可定位于细胞核中。成功构建重组表达载体p DEST17-AvMYC4b并转化Rosetta(DE3)细胞,经诱导表达得到AvMYC4b融合蛋白,SDS-PAGE结果显示蛋白相对分子质量约80 000,与预测相符。结论从阳春砂中克隆得到b HLH家族转录因子AvMYC4b,并建立了AvMYC4b原核表达系统,为该转录因子的生物功能研究奠定了基础。     

白木香转录因子AsNAC2的克隆及表达分析

目的 对珍稀南药沉香基原植物白木香Aquilaria sinensis As NAC2转录因子进行分子克隆,并对其进行生物信息学和表达模式分析。方法 以白木香茎的总RNA反转录的c DNA为模板,采用PCR技术获取基因编码序列（coding sequence,CDS）全长;利用生物信息学软件预测蛋白的理化性质、结构域和亚细胞定位等特性;运用DNAMAN8.0和MEGA6.0等软件分别进行多序列比对和进化关系分析;利用qRT-PCR技术检测AsNAC2基因在不同组织和伤害胁迫下的表达特性。结果克隆获得AsNAC2基因（GenBank注册号MT130201）,开放阅读框（openreadingframe,ORF）全长864bp,编码1条由287个氨基酸组成的弱酸性的稳定的亲水性蛋白,该蛋白定位在细胞核中,不存在跨膜结构域。序列比对和系统进化树分析显示,As NAC2蛋白N端具有典型的NAM结构域,与锦葵目中的可可、哥伦比亚锦葵和榴莲NAC 2-like蛋白亲缘关系近,属于NAC转录因子家族中的ATAF亚组。qRT-PCR结果显示,AsNAC2基因主要在健康白木香的根和茎中表达,全断干伤害可...     

丹参转录因子SmWRKY14基因的克隆及表达分析

目的 克隆丹参Salvia miltiorrhiza转录因子基因SmWRKY14,分析其在不同组织及应答环境因子和植物激素过程中的表达特征。方法 以丹参转录组数据中Unigene（c50007_g1）序列为参考,利用PCR扩增获得SmWRKY14基因序列。通过生物信息软件及在线工具预测基因编码蛋白的理化性质、蛋白质结构等分子特征,采用DNAMAN和MEGA 6.0分别进行氨基酸多序列比对和进化树构建,运用实时荧光定量PCR检测该基因的表达模式。结果 克隆得到SmWRKY14基因cDNA全长1 103 bp,编码244个氨基酸,相对分子质量27 600,等电点8.19。该蛋白含有WRKY特征基序,不含信号肽及跨膜结构域,其高级结构主要由无规卷曲构成。进化树分析表明SmWRKY14蛋白与柿WRKY14蛋白的亲缘关系最近。SmWRKY14基因在丹参中各器官中为组成型表达,且该基因与丹参酮合成关键酶基因DXS、GGPPS、CPS的表达模式相似,且受茉莉酸甲酯、脱落酸、赤霉素等植物激素及机械损伤的强烈诱导。结论 获得丹参SmWRKY14基因序列、生物信息及表达特征,为研究WRKY家族成员调控丹参酮类化合物的合成、应答植物激素及参与防御反应的分子机制提供理论依据。     

白木香转录因子AsMYB1和AsMYB2克隆及表达分析

MYB类转录因子是数量最多、功能最多样化的转录因子家族之一。该研究根据白木香转录组高通量测序结果设计引物扩增白木香中MYB基因,利用RT-PCR技术从白木香中首次克隆得到2个MYB基因c DNA全长,分别命名为AsMYB1,AsMYB2,并对MYB蛋白质进行跨膜结构分析和聚类分析,预测其生物学信息;利用实时荧光定量PCR技术检测AsMYB基因在不同组织,及在NaCl、低温(4℃)、重金属(CdCl_2)、干旱(甘露醇)4种非生物胁迫和脱落酸、水杨酸、赤霉素、茉莉酸甲酯4种外源激素处理下的表达差异。该研究中克隆获得的AsMYB1基因全长1 063 bp,编码353个氨基酸;AsMYB2基因全长1 081bp,编码359个氨基酸。2个基因具有组织表达特异性;AsMYB1,AsMYB2基因的转录水平受到不同生物胁迫和外源激素的影响,说明MYB基因对白木香防御反应和激素信号传导具有重要的作用。     

红花bHLH转录因子基因的克隆、表达分析及植物表达载体构建

克隆红花花瓣中bHLH(basic helix-loop-helix)基因,研究其在红花不同开花时期花瓣中的表达量并构建其植物表达载体。利用红花基因组测序结果中富集到的bHLH家族中的基因CtbHLH1的开放阅读框,设计特异性引物进行PCR扩增。利用RT-PCR法分析在红花不同开花时期花瓣中bHLH1基因的表达量,同时构建植物表达载体p BASTA-bHLH1。获得bHLH1基因全长897 bp,编码298个氨基酸。红花bHLH1与其他物种氨基酸具有一定的同源性,其与烟草的氨基酸序列相似性最高。实时荧光定量PCR分析表明,CtbHLH1基因在红花不同组织及不同开花时期的花瓣中表达水平具有显著差异,其在花瓣中表达量高,开花第3天表达量最高,末花期表达量低。另外其在根中有表达,在茎、叶中表达量极低。该研究成功地对bHLH1基因进行克隆及表达分析,并构建植物表达载体p BASTA-bHLH1。     

不同居群老鸦瓣核型分析

目的:明确不同居群老鸦瓣核型差异,为老鸦瓣遗传资源保护和人工选育提供依据。方法:采用常规压片法对9个居群老鸦瓣进行核型分析。结果:初步判断9个居群老鸦瓣均为二倍体,其中7个居群染色体基数x=12,染色体数目为2n=2x=24;另有2个居群染色体基数x=24,染色体数目为2n=2x=48。老鸦瓣染色体类型有m、sm、st。染色体比值范围在1.88~2.34之间;不对称系数介于62.99%~71.97%之间;核型有3种类型,包括2A、3A和3B,其中以3B型最多,占67%,且2A型为首次发现。结论:不同居群老鸦瓣在核型上存在较大变异。     

红花转录因子CtMYB1基因的克隆及原核表达

目的 从红花Carthamus tinctorius 花瓣中克隆转录因子基因CtMYB1,并进行序列分析和原核表达载体的构建。方法 根据红花转录组测序结果中得到的高表达的Unigene123933序列,利用RT-PCR和RACE技术从红花花瓣中扩增得到CtMYB1基因的全长cDNA序列,并进行生物信息学分析;以CtMYB1基因的全长cDNA序列为模板,PCR扩增得到CtMYB1基因的开放阅读框(ORF)序列,构建原核表达载体pEASY-E1-CtMYB1。转化大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达。结果 成功从红花中克隆1个MYB基因,命名为CtMYB1,GenBank登录号为KJ524853。CtMYB1基因全长893 bp,ORF为750 bp,编码249个氨基酸。同时,成功构建了该基因的原核表达载体。SDS-PAGE结果显示该蛋白的大小约30 000,与预测的蛋白相对分子质量一致。结论 成功克隆了CtMYB1基因,构建了原核表达载体,初步证明该基因在大肠杆菌中成功表达。     

潞党参道地性形成相关转录因子筛选及表达分析

为了挖掘影响山西道地药材潞党参道地性形成的转录因子,该研究基于山西潞党参与甘肃白条党转录组数据筛选潞党参特异性转录因子,并对其进行基因表达模式分析,为通过分子辅助育种进行潞党参优种选育提供理论基础。根据不同产地潞党参与白条党转录组数据,对差异转录因子进行GO功能注释、鉴定、保守基序分析及基因表达模式分析。自转录组数据库中共筛选出61个差异基因,分属最多的AP2/ERF-ERF家族的保守基序为[2X]-[LG]-[3X]-T-[3X]-[AARAYDRAA]-[3X]-[RG]-[2X]-A-[2X]-[NFP]。分析发现,差异基因中43个在潞党参中表达量显著高于白条党,包括AP2/ERF-ERF家族11个、NAC家族5个、bHLH家族1个、RWP-RK家族2个,而有18个转录因子基因在白条党中上调表达。转录结合活性、代谢进程、应激反应相关的GO terms分别为103、26、23个。不同器官特异性表达分析表明转录因子基因CpNAC92、CpNAC100、CpbHLH128、CpRAP2-7不仅在潞党参中上调表达,在根系中表达量也显著高于其他器官。环境胁迫条件下基因表达模式分析发现,除C...     

TDZ和NAA对老鸦瓣不定芽诱导和丛生芽增殖的影响

以老鸦瓣鳞茎芯芽和子茎（芽茎顶端膨大形成的子鳞茎）为外植体,探索噻苯隆（TDZ）和α-萘乙酸（NAA）诱导老鸦瓣外植体直接成芽的方法,建立老鸦瓣器官途径丛生芽组培体系。研究结果表明,芯芽和子茎在MS+ TDZ 2.0 mg·L^-1+NAA 2.0 mg·L^-1和MS+TDZ 2.0 mg·L^-1+NAA 4.0 mg·L^-1培养基中可直接诱导不定芽,芽诱导率分别为72.92%,79.22%;利用子茎不定芽在MS+TDZ 0.2 mg·L^-1+ NAA 0.2 mg·L^-1培养基中可进行丛生芽增殖,增殖系数2.23,形成的芽体健壮,叶色嫩绿;增殖后的丛生芽在含有IBA 1.0 mg·L^-1的MS培养基中即可生根,生根率52.6%,平均3~5条根。利用老鸦瓣芯芽和子茎,筛选出了老鸦瓣芯芽和子茎直接诱导不定芽及丛生芽增殖和生根的最适培养基,建立了器官途径丛生芽组培体系。     

黑果枸杞R1-MYB转录因子基因的克隆及表达分析

目的对可能参与花青素代谢调控的黑果枸杞R1-MYB转录因子基因进行克隆、生物信息学分析和不同品种、同一品种不同器官及盐胁迫条件下差异表达分析。方法通过同源基因克隆和RACE方法得到黑果枸杞R1-MYB转录因子编码区全长,通过转录组数据获得宁夏枸杞同源基因序列。通过Prot、Param、Smart、PSORT和SOPMA进行生物信息学分析,通过MEGA 5.0构建NJ系统进化树。同时采用Real-time PCR的方法进行基因表达分析。结果获得黑果枸杞Lr MYB1R1(KY568981)及宁夏枸杞Lb MYB1R1(KY568982)基因全长c DNA,c DNA编码区全长1 496 bp,编码区为927 bp,编码产物包含308个氨基酸,编码蛋白相对分子质量分别为33 400和33 490,理论等电点分别为7.80和7.78,属于R1-MYB转录因子,经预测其编码蛋白位于细胞核中;Lr MYB1R1和Lb MYB1R1与茄科植物番茄、马铃薯、烟草中的MYB1R1-like蛋白具有高度相似性。Lr MYB1R1的表达表现出器官和发育阶段中差异性,具有品种特异性,Lr MYB1R1的表达受盐胁迫抑制。结论丰富了对R1-MYB转录因子的研究,为接下来的基因功能研究及利用基因工程手段提高黑果枸杞中花青素含量奠定基础。     

白木香转录因子AsWRKY62的分子克隆、原核表达及特性分析

目的对白木香AquilariasinensisAsWRKY62转录因子进行分子克隆、原核表达,并对其进行生物信息学分析和表达特性分析,为深入研究AsWRKY62在白木香生长发育、沉香形成等方面的功能奠定基础。方法以白木香愈伤组织总RNA反转录的cDNA为模板,采用RT-PCR及PCR技术克隆基因编码序列(CDS)全长;构建pET-21a-AsWRKY62原核表达载体,转化大肠杆菌BL21 (DE3)感受态进行原核诱导表达;并通过生物信息学软件预测蛋白的理化性质、结构域和亚细胞定位等特性;用软件DNAMAN和MEGA5分别进行氨基酸多序列比对和进化关系分析,通过组织特异性表达分析不同组织中的基因表达模式。结果 AsWRKY62(GenBank注册号MH925301)基因CDS全长为1 581bp,编码一条由526个氨基酸组成的多肽,结构域分析表明其属于WRKY group I类蛋白;密码子优化后的pET-21a-AsWRKY62在大肠杆菌BL21(DE3)中成功诱导的较适条件为0.5mmol/LIPTG37℃连续培养4h;As WRKY62基因具有组织特异性,其在根、茎中表达量最高,其次是沉香层和花中。结论本研究首次在白木香中克隆AsWRKY62,并进行原核表达和生物特性分析,表明其可能与沉香的形成有关,也为进一步研究其生物学功能提供了理论依据。     

红花bZIP20转录因子基因的克隆、表达分析及植物表达载体构建

目的克隆红花花瓣中b ZIP20(Basic region/leucine zipper motif)基因,研究其在不同组织中的表达量并构建其植物表达载体。方法根据红花转录组测序结果挑选b ZIP基因的设计引物,以红花花瓣总RNA为模板,采用RT-PCR法扩增b ZIP20基因开放阅读框(ORF)片段,利用RT-PCR法分析在红花不同组织以及尖孢镰刀菌侵染后红花根部b ZIP20基因的表达量,同时构建植物表达载体p BASTA-b ZIP20。结果 b ZIP20基因ORF长981 bp,编码326个氨基酸(Gen Bank登录号为KT692605)。红花b ZIP20与其他物种氨基酸具有一定的同源性,其与芝麻、野茶树的氨基酸序列相似性高达85.41%和83.99%。实时荧光定量PCR分析表明,b ZIP20基因在不同组织中的表达水平具有显著差异,在花中呈现高表达,而在其他组织中低表达。接种尖孢镰刀菌的红花根部组织中b ZIP20基因的表达显著上调。结论成功地对b ZIP20基因进行克隆及表达分析,并构建植物表达载体p BASTA-b ZIP20。     

8个茶树WRKY转录因子基因的克隆与表达分析

目的克隆茶树WRKY转录因子(Cs WRKYs)家族中的8个成员,并对其进行生物信息学和非生物胁迫下的表达分析。方法采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术从"铁观音"茶树品种中克隆8个WRKY基因,运用生物信息学的方法对8个WRKY基因编码的蛋白进行理化性质分析,同时通过与拟南芥同源基因的比较进行进化树的构建、多序列比对及保守基序分析。采用qRT-PCR方法检测8个WRKY基因在低温、干旱和脱落酸(abscisicacid,ABA)胁迫处理下的表达量。结果 8个WRKY转录因子基因开放阅读框(ORF)长度分别为1 407、2 208、1 302、849、978、879、1 443和810 bp,分别编码468、735、433、282、325、292、480和269个氨基酸,GenBank登录号分别为MG298951、MG298952、MG298955、MG298956、MG298957、MG298959、MG298960和MG298963。系统进化树及序列比对分析显示,8个CsWRKYs可以分成了2个大组;除CsWRKY39缺少锌指结构外,其他CsWRKYs均含有WRKYGQK保守七肽结构域及锌指结构组成的WRKY结构域。非生物胁迫下的表达模式显示,CsWRKYs基因在低温、干旱和ABA胁迫处理下均有表达且表达受到不同程度的诱导;CsWRKY2、CsWRKY21、CsWRKY23、CsWRKY44和CsWRKY65基因在低温处理后表达量上调超过2,显著响应低温胁迫;CsWRKY21、CsWRKY23、CsWRKY39和CsWRKY65在干旱胁迫处理12 h及ABA处理6 h时均上调表达。结论克隆获得来自不同组的8个茶树WRKY基因,推测与茶树抗逆密切相关。     

山茱萸转录因子CobHLH7基因的克隆及分析

目的克隆山茱萸转录因子Cob HLH7的c DNA序列。方法以转录组数据中unigenec15204_g1序列为参考,在其开放阅读框两端设计特异引物,提取山茱萸果实总RNA,并反转录成c DNA,以此为模板,经RT-PCR扩增、连接pMD19-T克隆载体并测序,获得Cob HLH7的cDNA序列。通过Protparatam、Prot Scale、SOPMA等软件,对其进行生物信息学分析。结果 Cob HLH7的cDNA长度为941 bp,编码266个氨基酸,其相对分子质量为29 220,等电点为6.32。经SOPMA在线软件预测,该蛋白为不稳定蛋白,其高级结构以α-螺旋和无规卷曲为主,含有少量的β-转角和延伸带。多序列比对和亲缘关系比较显示,Cob HLH7氨基酸序列与马铃薯和模式植物烟草的bHLH类转录因子亚家族的ILR3同源性较高。结论在首次对山茱萸叶片和果实转录组测序的基础上,对筛选并预测的可能与环烯醚萜苷合成相关的转录因子Cob HLH7进行克隆与生物信息学分析,为进一步研究其功能奠定基础。     

黄芩bHLH转录因子基因家族生物信息学及表达分析

目的通过生物信息学方法,克隆黄芩Scutellaria baicalensis bHLH基因,并初步探究其功能。方法使用BLAST软件从黄芩cDNA文库中筛选出bHLH基因,克隆其全长cDNA序列,测序验证后使用ORF Finder预测开放阅读框,并进行蛋白序列特征分析,使用荧光定量PCR方法比较bHLH基因在不同器官以及受赤霉素刺激下的表达情况。结果克隆的6个bHLH转录因子基因(bHLH1~3,bHLH5~7),分属6个亚家族,其中2个有完整的开放阅读框。bHLH基因相对表达水平分析发现,100μmol/L GA3处理后bHLH2、bHLH3表达量升高,bHLH1、bHLH5~7表达量降低;bHLH基因在黄芩的根与花中表达量较高,其中bHLH1、bHLH2、bHLH5、bHLH7在花中表达量最高,bHLH3在根中表达量最高;bHLH基因与黄酮类成分生物合成及调控基因表达水平具有一定相关性。结论为进一步完善黄芩黄酮类成分的分子调控网络奠定基础。     

红花ERF1转录因子的克隆及植物表达载体的构建

目的克隆1条红花AP2/ERF家族转录因子编码区序列,并构建植物表达载体。方法在红花转录组测序基础上,利用RT-PCR方法克隆1条红花AP2/ERF家族转录因子编码区序列(Ct ERF1)并进行生物信息学分析,利用ClustalW 1.83软件构建系统进化树,在Ct ERF1基因序列两端引入SpeI和XbaI酶切位点,构建含有35S启动子的植物超表达载体p BASTA-Ct ERF1。结果 CtERF1基因编码297个氨基酸,且具有典型的AP2/ERF基因的功能结构域,含有1个AP2区域,为ERF亚族蛋白,亚细胞定位分析推测其定位在细胞质和细胞核上。系统进化分析表明,Ct ERF1基因编码氨基酸与其他物种氨基酸具有一定的同源性,其中与杨树和人参的亲缘关系最近。通过分子生物学方法,成功构建p BASTA-CtERF1植物表达载体。结论成功克隆了1条红花AP2/ERF家族转录因子编码区基因Ct ERF1,并构建了植物表达载体p BASTA-Ct ERF1。