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F3′5′H基因的克隆、表达载体构建与矮牵牛遗传转化 总被引：3，自引：1，他引：2
类黄酮3′5′羟基化酶(Flavonoid-3’,5-’hydroxylase;F3′5′H)是花色素苷代谢途径中的一个关键性酶,能使花色素的合成趋向于形成蓝色的飞燕草色素。从蓝紫色矮牵牛的花瓣中提取总RNA,利用RT-PCR技术克隆得到了约1.7kb的F3′5′H片段。F3′5′H的cDNA序列分析结果表明,克隆得到的序列与原序列同源性达到99.34%,开放读码框为1 521 bp,编码507个氨基酸。将推算的氨基酸序列与NCBI登录的氨基酸序列进行分析比较,发现与文献报道的存在2个氨基酸差异,氨基酸同源率为99.6%。将此基因构建到含有35S启动子的植物表达载体PBI-F3′5′H上,并通过农杆菌介导法对粉红色矮牵牛进行了遗传转化,初步鉴定获得了转基因植株。 相似文献
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通过克隆山葡萄（Vitis amurensis）类黄酮-3’5’-羟化酶（flavonoid-3’,5’-hydroxylase,F3’5’H）基因及其启动子,并进行基因的原核表达和启动子不同缺失片段的瞬时表达,研究山葡萄不同种类花色苷的形成机制。克隆得到F3’5’H基因全长1 527bp,分析其理化性质发现,‘双红’品种F3’5’H较‘双丰’品种有所差异,通过对F3’5’H重组蛋白体外表达条件的探究,在温度为25℃、培养时间为11h且IPTG浓度为0.8mmol·L-1的条件下,目的蛋白在上清样品中有与预测重组蛋白分子量大小一致且较高浓度的表达带。山葡萄F3’5’H基因启动子序列共1 271bp,启动子序列中除具有核心启动子元件CAAT-box和TATA-box外,还有一系列光响应元件。采用启动子缺失技术研究不同长度缺失片段启动子在烟草中的瞬时表达,发现随着F3’5’H启动子缺失片段长度的增加,GUS酶活性呈先上升后下降的趋势。 相似文献
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为了探究McF3′H基因与花色苷之间的关系,以苹果属观赏海棠‘王族’叶片总RNA为模板,通过RACE扩增,获得类黄酮3′-羟化酶(Flavonoid 3′-hydroxylase,F3′H)基因序列,其基因编码区共1 536bp,编码511个氨基酸,命名为McF3′H。McF3′H编码的氨基酸序列与其他物种的F3′H蛋白具有较高相似性。对3种不同叶色的观赏海棠品种‘火焰’、‘绚丽’和‘王族’叶片不同发育时期的McF3′H表达量、花青苷含量进行测定分析。结果表明McF3′H基因在3种不同叶色类型的观赏海棠品种叶片中均有表达,常色紫叶类‘王族’叶片McF3′H相对表达量明显高于新叶有色类‘绚丽’和绿色叶‘火焰’,McF3′H表达量与花色苷含量的变化规律较为一致。说明McF3′H在苹果属观赏海棠叶片花青苷代谢及色泽形成过程中具有重要作用。 相似文献
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类黄酮3’-羟化酶(F3’H)是类黄酮途径中的一个关键酶,对种皮色泽和花色的形成具有重要作用。通过PCR法扩增了甘蓝型油菜(Brassica napus L.)F3’H基因的一段特异保守片段F3’HA,并将其亚克隆到中间载体pCAMBIA2301G中,构建了F3’H反义植物表达载体pCAMBIA2301-F3’HA,通过PCR鉴定和酶切鉴定证实载体构建成功,并转化到根癌农杆菌LBA4404菌株中形成工程菌株。为进一步研究F3’H基因在甘蓝型油菜种皮色素合成途径中的分子生物学机理和该基因的代谢调控网络奠定基础。 相似文献
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儿茶素是茶叶主要特征和功能成分之一,其中B环三羟基儿茶素约占儿茶素总量的65%以上。类黄酮3’,5’-羟化酶是类黄酮合成中B环5’羟基化的唯一酶系,与B环三羟基儿茶素合成积累密切相关。采用RACE技术,克隆了茶树类黄酮3’,5’-羟化酶基因的1 944 bp的全长序列,开放阅读框区域为55～1 587 bp,编码510个氨基酸,推测其分子量为57.1 kDa,等电点为9.06。该基因重组至pET-32a(+)表达载体上,在大肠杆菌Rosetta中进行原核表达;优化了原核表达中温度诱导条件;利用钴离子吸附柱纯化了目的蛋白。该研究为开展F3’5’H酶的反应动力学、酶的器官组织定位等研究奠定了基础。 相似文献
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参考GenBank中发布的水稻品种日本晴位于10号染色体的F3’H基因序列设计特异引物,用PCR方法从水稻基因组中克隆F3’H基因片段,并将该片段克隆到pMD18-T载体进行测序和序列分析。结果表明,克隆的F3’H基因全长1 789 bp,GenBank登录号为HQ876708,该基因与日本晴基因组序列同源性为100%。分别将F3’H基因插入植物双元表达载体pPZP2Ha3(-)和pPZP2Ha3(+)中,获得F3’H基因正义和反义植物表达载体,同时转入根癌农杆菌中。该研究为利用农杆菌介导法转化F3’H基因,进一步研究F3’H基因功能奠定基础。 相似文献
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为了探究McF3′H基因与花色苷之间的关系,以苹果属观赏海棠‘王族’叶片总RNA为模板,通过RACE扩增,获得类黄酮3′-羟化酶(Flavonoid 3′-hydroxylase,F3′H)基因序列,其基因编码区共1 536bp,编码511个氨基酸,命名为McF3′H。McF3′H编码的氨基酸序列与其他物种的F3′H蛋白具有较高相似性。对3种不同叶色的观赏海棠品种‘火焰’、‘绚丽’和‘王族’叶片不同发育时期的McF3′H表达量、花青苷含量进行测定分析。结果表明McF3′H基因在3种不同叶色类型的观赏海棠品种叶片中均有表达,常色紫叶类‘王族’叶片McF3′H相对表达量明显高于新叶有色类‘绚丽’和绿色叶‘火焰’,McF3′H表达量与花色苷含量的变化规律较为一致。说明McF3′H在苹果属观赏海棠叶片花青苷代谢及色泽形成过程中具有重要作用。 相似文献
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采用生物信息学方法对18种观赏植物类黄酮-3′5′-羟化酶基因(flavonoid-3′5′-hydroxylase,F3′5′H)的mRNA和氨基酸序列的理化性质、跨膜结构域、保守结构域、亚细胞定位、二级结构、三级结构和同源性进行预测与分析。结果表明，绝大多数观赏植物的F3′5′H为亲水性稳定蛋白质，以α螺旋为主、无信号肽的跨膜蛋白质；大多数定位于内质网膜上；其三级结构模型为5ylw.1.A铁锈醇合成酶，为单链蛋白，属于细胞色素P450基因家族；同源保守氨基酸序列为“LPPGP”“AGTDTS”和“PFGAGRRICAG”。 相似文献
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用RT—PCR和SMARTRACE技术克隆了山葡萄F3’5’H基因的全长eDNA序列。GenBank登陆号为FJ645767,F3＇5＇HcDNA全长1779bp,包括开放阅读框1527bp,编码508个氨基酸,该基因表达产物相对分子质量为56．70kDa,等电点为9．28,是稳定蛋白。该基因属于P450超基因家族,不包含信号肽。氨基酸序列与欧亚种葡萄（DQ786631）、仙客来（GQ891056）、大豆（AY117551）、矮牵牛（Z22544）和飞燕草（AY856345）等植物的F3’5’H氨基酸序列的同源性系数分别为98％、81％、76％、76％和71％。 相似文献
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类黄酮-3'-羟化酶(F3'H)催化二氢堪非醇生成二氢栎皮黄酮,是花青素合成途径关键酶之一,主要参与决定植物花色、种皮和茎叶着色等性状。利用生物信息学手段对植物类黄酮-3'-羟化酶基因的序列和进化特征进行系统性分析。基因结构分析表明,植物F3'H基因外显子数变异范围为2~7,单子叶植物包括2个外显子,绝大多数双子叶与陆生低等植物具有3或4个外显子。蛋白序列分析显示,植物F3'H蛋白具有13个保守基序,其中10个保守基序与结构域p450相互重叠,其他3个保守基序具有种属特异性。进化分析表明,植物F3'H蛋白具有4个类群,在GroupⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ亚群中分别检测到4、6、1、7个正选择位点(P0.05),这些位点主要分布在F3'H蛋白不规则卷曲区,说明植物F3'H蛋白主要受控于纯净选择。利用滑动窗口方法发现,5对直系同源基因受到负选择作用,但4对旁系同源基因受到正选择作用,发生适应性进化。试验结果可为进一步研究植物F3'H基因功能及其关键氨基酸位点提供参考。 相似文献
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过量表达紫茎泽兰类黄酮-3’羟化酶基因对转基因烟草POD、PAL活性的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
紫茎泽兰具有强烈的化感作用,可抑制周围其他植物生长。类黄酮3’-羟化酶（F3’H）属于细胞色素P450（CYP）单加氧酶,具有催化多种依赖NADPH或NADH的底物氧化反应的功能,在植物化感作用中行使一定的功能。利用转F3’H基因的烟草为实验材料,分别测定转F3’H基因植株、转pBI121空载体植株和野生型植株的过氧化物酶（POD）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性,结果表明,转F3’H基因植株的POD活性分别是野生型植株和转空载体植株的3.8倍和2.0倍,而PAL活性则相应为4.0倍和2.0倍。由此推断F3’H基因在抵御伤害方面具有重要作用。 相似文献
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[目的]克隆花特异表达启动子PchsA,将此启动子与蓝色基因“F3′5′H”构建新的表达载体,拟以该启动子驱动“F3′5′H”在其他花色中特异表达。[方法]根据GenBank报道的矮牵牛启动子的序列设计并合成一对特异引物,以蓝紫色矮牵牛总DNA为模板,用PCR仪扩增目的片段。[结果]PCR扩增出的启动子DNA片段长约550bp,回收后连接到PGM-T质粒载体上,经转化、筛选确定重组子,酶切鉴定后送上海生工生物工程公司测序,得到片段长度为553bp。经DNAMAN软件分析和GenBank上BLAST序列比对,显示序列与已报道序列同源性为98．55％。应用pcgene软件进行序列分析,结果表明试验克隆的启动子含有启动子所必须的所有调控元件,这与报道的序列基本一致。[结论]试验成功地克隆了CHSA启动子并将其与“F3′5′H”构建成能够在植物中进行道传转化的表达载体,为培育新型花色新品种奠定了基础。 相似文献
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通过品种间杂交和后代筛选,从模式植物矮牵牛中筛选出具有蓝花冠蓝花药的稳定株系。为了明确蓝色花药形成的分子机制,对蓝色花色素苷合成途径中的关键酶黄烷酮3′,5′-羟化酶(F3′5′H)进行研究,比较不同花药着色的矮牵牛植株中,F3′5′H基因组DNA的PCR扩增模式、基因组序列,以及花发育第3阶段的花药组织中基因表达差异。结果表明,蓝色花药植株与对照材料间的F3′5′H基因组DNA扩增模式基本相同,都存在两个基因编码位点Hf1和Hf2。在蓝色花药植株中,Hf1位点扩增出两个片段,一个与已公布的Hf1的序列完全一致,另一个是不能编码完整蛋白的假基因;Hf2基因位点也扩增出两个基因片段,其中有一个片段的5′-末端序列与已公布的Hf2序列有96%同源性,另一个是非特异性扩增产物。此外,Hf1基因可以在花药组织中表达,但仅在蓝色花药中有转录,而Hf2基因在花药组织中没有表达。根据上述结果认为,矮牵牛植株中,编码F3′5′H的Hf1基因与蓝色花药的形成相关,这一结论为进一步揭示矮牵牛蓝色花药形成的分子机制奠定了基础。 相似文献
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花色苷是一种天然的水溶性色素,常分布于植物的花、果实、茎、叶细胞中,能赋予植物丰富的色彩。花色苷对植物具有重要的生理生态功能,能帮助植物适应和抵御不良环境,对人类还具有疾病预防和保健作用。研究结果证明,花色苷的生物合成至少需要苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、黄烷酮-3-羟基化酶(F3H)、类黄酮-3′-羟化酶(F3′H)、类黄酮-3′,5′-羟化酶(F3′5′H)、二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)、花色素合成酶(ANS)、类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶(3GT)等酶共同参与,同时受内在因素与外在因素的共同调控,本文重点从花色苷生物合成及影响因素两方面进行综合评述,为花色苷的生物合成及开发和利用研究提供基础。 相似文献
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【目的】克隆不结球白菜硝酸还原酶基因（BcNR ）,并转化拟南芥做初步的功能鉴定。【方法】采用分段RT-PCR及3′RACE和5′RACE技术克隆了BcNR基因的全长cDNA,利用生物信息学方法进行序列分析和蛋白结构分析。构建pCAM-BcNR植物过量表达载体,通过农杆菌介导的真空渗透法将其转入野生拟南芥中,经抗性筛选及PCR验证获得T0代转基因植株,用Real-time PCR方法对30 mmol?L-1 KNO3溶液处理的转基因拟南芥的硝酸还原酶基因表达进行检测,并测定转基因植株的硝酸还原酶活性。【结果】获得了编码不结球白菜硝酸还原酶基因(BcNR )的cDNA全序列3 049 bp,包含有2 733 bp的开放阅读框,编码910个氨基酸。其氨基酸序列与拟南芥、烟草、甘蓝型油菜、马铃薯等编码的氨基酸序列具有较高同源性。蛋白质结构域分析表明,所推导的氨基酸序列具有完整的硝酸还原酶结构,同时证明从不结球白菜中克隆的这条基因属于NADH-NR型。GenBank登录号为EU662272。转基因拟南芥T0代植株进行GUS基因PCR检测,证明重组质粒已整合到转基因植株基因组中。硝酸盐处理后的转基因植株硝酸还原酶基因的表达比野生型显著提高,且硝酸还原酶活性有不同程度的提高。【结论】本研究首次从不结球白菜中克隆获得BcNR基因的全长cDNA序列,揭示了其序列特征并对其进行了初步的功能鉴定,为进一步利用该基因开展蔬菜硝酸盐含量的基因调控研究奠定了基础。 相似文献
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为了研究阿魏酸-5-羟基化酶(F5H)在木质素合成途径中的调控作用,采用CTAB法提取毛白杨RNA,反转录得到cDNA并克隆出毛白杨F5H基因,将其以正义、反义、干涉的基因形式,使用农杆菌侵染法导入烟草基因组中.将得到的转基因植株茎段进行解剖分析,并测定其木质素细胞壁化学组成.转基因植株的木质素、纤维素总量和木质部解剖分析结果与野生型相比均为未表现出明显差异,植株正常生长.F5H的过量表达和基因沉默均不影响植株木质化和生长,可以说明它是木质素合成途径可供选择的一个很好的调控点. 相似文献
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【目的】从土壤宏基因组中克隆新的抗草甘膦新基因,并对其功能进行验证,为培育抗除草剂转基因新品种奠定基础。【方法】利用被草甘膦污染的土壤建立宏基因组文库,经筛选从中成功克隆了一个新的具有草甘膦抗性的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因(命名为soilA)。构建了Prrn启动子驱动soilA基因的原核表达载体pSYTH-soilA,将其导入大肠杆菌进行原核草甘膦抗性试验,构建了35S启动子驱动soilA基因的植物表达载体pC330E,利用农杆菌介导法转化烟草,并对经PCR和胶体金试纸条鉴定的转基因烟草植株进行草甘膦耐受能力检测。【结果】序列分析表明,所获得的soilA基因长1 347bp,编码448个氨基酸,经BLAST分析,结果表明其属于ClassⅡ型EPSPS基因家族。原核表达soilA可使受体菌具有耐受1 200mmol/L草甘膦。构建soilA植物表达载体pC330E,通过农杆菌介导法将其导入烟草,经PCR和胶体金试纸条检测共获得107株阳性烟草植株,经过喷洒试验获得了3株高耐受草甘膦植株,这3株转基因烟草最高可耐受200mmol/L草甘膦。【结论】新克隆的编码EPSPS的soilA基因能够提高受体材料的草甘膦耐受能力。 相似文献
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对5个不同花色的牡丹品种花瓣解剖结构、色素分布、理化性状及类黄酮合成相关基因的表达进行了观测与分析,结果表明:不同花色牡丹品种的表皮细胞形态存在差异,类黄酮和金属元素(Al和Fe)质量分数与牡丹花色值显著相关。类黄酮为主要影响因素,天竺葵素、矢车菊素和芍药素作为主要色素,槲皮素和木樨草素作为辅助色素,共同参与了红色系的形成;查尔酮、芹菜素、槲皮素和金圣草黄素影响了黄色花的形成。结合8个类黄酮生物合成相关结构基因的表达模式分析显示,CHI、DFR、ANS基因控制花青苷的合成,CHI、F3H、F3’H和FLS基因控制黄酮、黄酮醇以及查尔酮的合成,分别在红色及黄色品种中高表达。因此,牡丹不同花色的形成主要受相关基因表达以及类黄酮质量分数的调控,而金属元素(Al、Fe)和花瓣表皮细胞形态也能在一定程度上影响花色的呈现。 相似文献