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《分子植物育种》2017,(4)
碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)类转录因子在植物的发育、抗逆和次生代谢产物的调控等方面起重要的作用。通过将其他物种的bHLH基因序列在博落回转录组数据库中进行比对筛选到1个同源性较高的unigene(McbHLH1)并对序列生物信息学分析,该基因开放阅读框(ORF)长为744 bp,编码247个氨基酸,预测其编码的分子质量为27.021 kD,理论等电点为10.08。实时荧光定量结果显示McbHLH1基因在根部表达量最高,茎和叶子中表达量极低。表明McbHLH1可能参与博落回苄基异喹啉生物碱(BIAs)的合成与调控,并构建植物表达载体用于基因功能验证。 相似文献
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为探讨鼠李糖基转移酶(rhamnosyltransferase, sgt3)基因与类固醇糖苷生物碱(steroidal glycoalkaloid, SGAs)合成关系, 揭示sgt3基因在SGAs合成中的作用, 本研究根据GenBanK No：DQ266437保守区设计特异引物, 通过RT-PCR技术获得马铃薯块茎sgt3相似基因;采用生物信息学相关软件分析, 预测sgt3相似基因cDNA序列编码的蛋白质结构和功能, 构建基于sgt3基因的植物干扰表达载体。结果表明, 克隆的sgt3相似基因与报道的sgt3基因序列相似性达到99.54%, 其ORF长1 500 bp, 编码505个氨基酸残基, 具有UDPG糖基转移酶保守结构域及许多重要功能位点;三级结构预测表明, 该氨基酸同糖基转移酶单体结构模型相似, 为糖基转移酶家族成员, 表明可能具有合成类固醇糖苷生物碱功能, 基因序列已注册到GenBank, 序列登录号为HM188447。以此为靶序列, 构建由Actin启动子和CIPP启动子驱动的与sgt1和sgt2基因相似度高的含有sgt3基因序列的干扰表达载体, 将为糖苷生物碱的合成、代谢的进一步研究及低糖苷生物碱转基因马铃薯品种的培育奠定基础。 相似文献
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本研究从药用植物铁皮石斛中克隆得到S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosyl-L-methionine decarboxylase)基因(DoSAMDC-like)并进行序列分析和原核表达。SAMDC基因家族具有多个成员,本研究采用同源克隆的方法对铁皮石斛中尚未报道的新成员DoSAMDC-like基因进行克隆,并与拟南芥SAMDC基因家族成员和铁皮石斛基因组注释序列进行比对分析、蛋白质特征及原核表达等分析。基因序列分析表明,DoSAMDC-like基因编码区全长1104 bp,推测编码368个氨基酸,氨基酸序列具有SAM_decarbox超家族共同的保守结构域。多序列比对及进化树结果表明,克隆获得的DoSAMDC-like基因序列对应于基因组测序注释的XM_020825443.2序列,一致性为99.55%,与铁皮石斛SAMDC1基因一致性为80.16%。异源表达结果表明,DoSAMDC-like基因受IPTG诱导,蛋白分子量约为47 kD。DoSAMDC-like基因的克隆和原核表达,可为参与铁皮石斛多胺代谢、生物碱合成相关基因的蛋白质生化活性等研究提供了帮助。 相似文献
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黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)作为黄酮类化合物合成早期的一个关键酶,在花色素合成途径中起重要作用。本研究依托华北紫丁香花序转录组高通量测序数据,结合RACE技术克隆出SoF3H基因,并对SoF3H基因进行生物信息学分析,同时采用实时荧光定量PCR技术分析了该基因的组织表达模式。结果表明,SoF3H基因的c DNA序列全长为1 101 bp,编码366个氨基酸残基;该基因的g DNA序列无内含子;SoF3H基因的组织特异性表达分析表明该基因在花中表达量最大,且在花蕾期表达量最高。本研究将为深入研究华北紫丁香黄烷酮3-羟化酶(SoF3H)在花色素代谢途径中的表达特性提供参考依据。 相似文献
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本研究通过对PEG6000模拟干旱以及机械受损等方法胁迫博落回,采用HPLC方法检测博其根中原阿片碱、别隐品碱、血根碱、白屈菜红碱的含量,结果 30%PEG6000模拟干旱以及机械受损均可使博落回根中终产物生物碱血根碱、白屈菜红碱含量上升,中间产物原阿片碱、别隐品碱含量下降;且血根碱、白屈菜红碱合成基因DBOX、P6H表达量上调;用实时荧光定量RT-PCR检测生物碱合成相关基因的表达量,血根碱、白屈菜红碱合成基因DBOX、P6H表达量上调。适当干旱以及机械受损有利于博落回根中血根碱、白屈菜红碱积累,为其在干旱、石漠化地区种植以及在种植过程中结合家畜喂养提供理论依据。 相似文献
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博落回属植物属于罂粟科,包括两个种:博落回Macleaya cordata (Willd.) R. Br.与小果博落回Macleaya microcarpa (Maxim.) Fedde.。博落回属植物中含有一些重要的药用活性成分。一些包含博落回提取物的产品广泛用于饲料添加剂和其他领域。当前对于博落回属植物资源的研究主要集中于博落回,而对小果博落回资源的研究较少。主要是由于小果博落回无菌苗较难获取,使得遗传转化等方面的研究很难进行。本研究在5个不同温度下筛选出小果博落回最优的萌发温度,并且分析了3个不同时期的小果博落回无菌苗中血根碱合成相关基因的表达情况。除此以外,还比较了同一时期的小果博落回与博落回的根、茎、叶组织中的血根碱合成相关基因的表达情况,为下一步小果博落回的资源开发提供了前期研究基础。 相似文献
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类黄酮是一种重要的植物次生代谢产物,查耳酮异构酶(CHI)是类黄酮生物合成早期阶段的一个关键酶,在种皮发育和颜色形成过程中具有重要的调控作用。为深入研究CHI基因在种皮发育和颜色形成中的作用及生物学功能。以16份三大类型黄、褐籽油菜为试验材料,采用同源克隆法克隆得到CHI基因的序列,并进行分子进化分析。将克隆得到的序列利用NCBI在线软件预测ORF Finder分析该基因的开发阅读框(ORF),结果发现,CHI基因ORF长度为756 bp或759 bp,编码251个或252个氨基酸。利用DNAMAN(v5.0)软件进行序列同源比对分析结果表明,CHI基因在三大类型油菜中的同源率为96.41%;利用NCBI在线软件CDD预测其保守结构域,发现它们都具有查尔酮超家族保守结构域。利用MEGA 5.2软件进行系统进化分析,结果表明,CHI基因在白菜型油菜与甘蓝型油菜中亲缘关系较近,与芥菜型油菜亲缘关系较远,并发现油菜与萝卜、拟南芥的CHI亲缘关系较近。比较三大类型油菜中黄籽油菜与褐籽油菜中CHI基因序列,结果发现,该基因在第202(C/A)位核苷酸处存在差异,可导致第68位氨基酸(P/T)的差异,这可能与油菜种皮的颜色的变化有关。该研究揭示了CHI基因的特征,为阐明CHI基因在油菜种皮颜色形成过程中的作用机制及其功能特征奠定基础。 相似文献
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丙二烯氧化合酶(allene oxide synthase,AOS)基因是茉莉酸(JA)合成途径中第一个特异性酶,具有调控植物体内JA合成积累的重要作用。本研究通过RACE技术克隆得到了‘西伯利亚’百合Lilium‘Siberia’中的AOS基因,并将其命名为LsAOS。该基因全长1 542 bp,编码513个氨基酸,其蛋白序列与小果野芭蕉的同源性最高,属于不稳定亲水蛋白。通过对‘西伯利亚’百合4个不同花期,9个不同组织器官进行实时荧光定量PCR(q-PCR)后发现,LsAOS在花蕾期中的表达量最高,随着花朵的逐渐开放表达量逐渐下降;LsAOS在叶片中表达水平最高,其次是内瓣、根、茎等。JA参与植物生长发育的全过程,与植物抗逆性和次生代谢反应有着密不可分的联系。AOS基因是JA途径中的关键基因之一,对JA的合成有着重要的调控作用。 相似文献
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《分子植物育种》2020,(13)
WRKY是一类专一结合W-box序列的转录因子,它对植物抗病、损伤、衰老等生物学过程起到调控作用,尤其是在植物次级代谢物质合成中起到了重要调控作用。本研究采用中国红豆杉细胞转录组数据库序列设计引物,从中国红豆杉基因组中克隆转录因子基因TcWRKY26,该基因大小为2 202 bp;构建pBI121超表达载体,转化农杆菌LBA4404,并通过农杆菌介导转化红豆杉细胞,继而基于RT-qPCR技术对表达体系进行基因表达量的检测分析,发现转录因子基因明显超表达,相对表达量提高了2.92～3.49倍,紫杉烷合成相关酶dbat基因也有明显的超表达,相对表达量提高了1.78～2.03倍,说明TcWRKY26基因对dbat基因有明显的上调作用,继而为构建高产、稳定的红豆杉基因改良细胞株提供参考依据。 相似文献
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脱落酸(ABA)在植物响应生物胁迫和非生物胁迫过程中具有重要调节作用。9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是ABA合成限速酶,位于ABA生物合成通路上游。为明确马铃薯NCED基因家族成员以及NCED基因表达特性,本研究在全基因组水平鉴定马铃薯NCED基因家族成员,并通过染色体定位、理化性质表征、系统发育树构建、基因结构分析以及启动子顺式作用元件鉴定对该基因家族成员进行系统研究。基于马铃薯参考基因组,共鉴定到10个马铃薯NCED基因,染色体定位分析显示这些基因分布在4条染色体上;基因理化性质分析表明,该基因家族蛋白分子量介于50～70 kD之间,等电点介于5.48～8.71之间;启动子序列分析显示该基因家族具有大量与多种植物激素相关的顺式作用元件;最后通过实时荧光定量PCR明确接种茄链格孢(Alternaria solani)后马铃薯NCED基因家族的表达模式。本研究为深入挖掘NCED基因家族在马铃薯与茄链格孢互作中的作用提供了理论基础。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(10):3259-3265
为了深入发掘该基因在尼泊尔黄堇生态适应和次生代谢物积累中的作用机制,本研究依据转录组中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)基因的注释信息,应用聚合酶链式反应(PCR)技术克隆了尼泊尔黄堇G6PDH基因,通过生物信息学方法进行相关分析。结果表明:克隆的G6PDH基因的开放阅读框(ORF)为1 581 bp,编码526个氨基酸。系统进化树分析表明尼泊尔黄堇G6PDH蛋白氨基酸序列与博落回、罂粟等具有很高的相似度,尤其与同是罂粟科的博落回相似度最高,相似度达到91%。通过一系列生物信息学分析发现,ChG6PDH蛋白分子量为59.83 kD;理论等电点为6.37;该蛋白为不稳定、亲水性、非分泌性蛋白,无跨膜结构域;二级结构中具体α-螺旋(40.11%)和β-折叠(6.08%)、无规则卷曲(40.87%)以及延伸链(12.93%)结构,预测得到的三级结构中具有典型的NADPH结合位点。该基因的成功克隆和预测结果将为进一步研究ChG6PDH基因在尼泊尔黄堇生长发育、逆境适应和次生代谢物积累等方面中的功能提供帮助。 相似文献
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绿色棉苯丙氨酸解氨酶基因GhPAL1的克隆和实时定量表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因cDNA序列(AAC18870.1)为探针,在GenBank中与棉花EST进行tBLASTn比对,将同源性高的EST序列拼接后获得一条棉花PAL全长cDNA基因序列,以此序列为模板设计引物,通过RT-PCR扩增从绿色棉纤维分离出了一个绿色棉PAL基因全长cDNA序列,将该基因命名为GhPAL1(GenBank登录号:JN032297)。序列分析表明,该cDNA全长2347bp,含有一个编码721个氨基酸的开放阅读框。实时荧光定量PCR分析发现:该基因在绿色棉纤维中的表达模式与白色棉纤维相似,但两者在同一时期的表达量差异显著,其在花后6d绿色棉纤维细胞中的表达量是同期白色棉的6倍以上,从该基因的表达特征推测GhPAL1基因可能在绿色棉纤维色素合成过程中发挥重要作用。 相似文献
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《分子植物育种》2021,(13)
火龙果为热带新兴水果,常见的有红皮红肉和红皮白肉两种类型。为探究这两种火龙果果色差异原因,发掘差异表达基因(differencially expressed genes, DEGs),本研究分别在青果期(授粉后第15天)和成熟期(授粉后35 d)采集红皮红肉火龙果(Hylocereu polyrhizus)和红皮白肉火龙果(Hylocereu undatus)的果肉样品,进行转录组测序。获得高质量序列共53 240条。通过对DEGs进行分析,发现火龙果在同一品种不同时期间的差异比同一时期不同品种间的更大。分别在R1 vs R3和W3 vs R3两组进行GO功能富集分析和KEGG代谢通路分析,通过GO分析发现,在分子功能上,有部分基因显著富集在蛋白与转录因子结合活动上;通过KEGG分析,大部分基因富集在次生代谢产物合成通路、氨基酸和核酸代谢通路、酪氨酸代谢通路上,其中酪氨酸是甜菜色素合成的前体。综上所述,红皮红肉火龙果发育过程中伴随着大量甜菜色素的合成,酪氨酸作为前体在其中起关键作用,且该色素的合成需要大量氨基酸、酶及转录因子的参与。甜菜色素合成途径中的分子调控机制尚未明确,通过本研究可以发掘火龙果中甜菜色素合成相关的关键基因,是开展后续实验的基础,为甜菜色素代谢途径的完善提供了有用的信息。 相似文献
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《分子植物育种》2015,(10)
为探讨碰碰香(Plectranthus tomentosa)叶片香气的分子机制,本研究对其进行了转录组测序分析,挖掘挥发性物质合成的关键基因,为植物次生代谢和花卉的分子育种提供借鉴和参考。分析结果共得到了4.2 G有效数据,通过序列拼接得到56 883条Unigene。其中,有29 617条Unigene得到GO注释,18 704条Unigene得到COG注释。KEGG pathways分析结果表明,共有1 446条Unigene注释到新陈代谢途径,625条Unigene注释到次生代谢生物合成途径,其中参与单萜、二萜、倍半萜和萜类骨架合成的Unigene有59条,生物碱类29条,至少369条Unigene参与了甲苯、松香油、酯类和烷烃等挥发性物质的代谢途径。本研究为探讨碰碰香挥发性物质的分子机制,挖掘重要功能基因,及其研究开发应用提供了基础数据。 相似文献
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为探究八倍体‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa Duch.)果实着色过程中的关键基因,本研究通过对前期果实表皮部位RNA-Seq数据的研究,筛选花色素苷合成途径的差异表达基因黄烷酮3-羟化酶基因(Flavanone 3-hydroxylase)。根据‘红颜’草莓F3H基因序列设计一对引物,利用RT-PCR技术从中克隆F3H核苷酸序列,命名为FaF3H。将基因上传GenBank数据库获得八倍体‘红颜’草莓F3H基因登录号(MZ190021),并进行生物信息学分析。利用实时荧光定量方法分析草莓果实着色过程中该基因表达水平。结果显示,‘红颜’草莓FaF3H基因长度为1 095 bp,编码364个氨基酸。保守结构域分析显示,具有一个PLN02515超家族结构域。RT-qPCR结果表明FaF3H基因在草莓果实大绿期到白果期表达量下降,全红期表达量最高。FaF3H基因在草莓果实花色素苷合成过程中发挥重要作用。 相似文献
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影响烟草香气物质合成代谢途径关键酶基因的研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
文章详细叙述了与植物香气物质合成有关的3类主要合成代谢途径,并分别归纳苯丙烷代谢途径、异戊二烯代谢途径和生物碱合成途径中催化主要中间产物形成的关键酶基因功能与表达模式,重点阐述关键酶基因在烟草中的最新研究进展,提出目前除了在基因水平上进行表达水平调控、转基因作物改良之外,烟草中亟待进行更为深入的蛋白水平研究和代谢网络互作分析。通过上述分析,对下一步利用代谢工程改良烟草香气品质及其在农业生产领域的应用前景进行了展望。 相似文献
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棉花溶血磷酸酯酰转移酶(LPAT)家族基因的发掘和表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
棉花油脂合成相关代谢在控制油分形成、纤维发育等进程中起着重要作用。溶血磷脂酰基转移酶(LPAT)是植物油脂代谢过程中的一个关键酶。本研究利用雷蒙德氏棉全基因组数据库,通过生物信息学技术,鉴定并获得8个棉花LPAT家族基因的全序列和染色体定位等信息。通过序列比对进行系统进化和分类分析,明确这8个家族基因分布在6条染色体上,分为4亚类,其中第I类和第III类中各含2个基因、第II类1个、第IV类3个。组织表达分析表明这8个基因在棉花营养和生殖阶段均表现表达多样性。LPAT6和LPAT8在17 d胚珠中表达水平很高,推测在油脂合成代谢调控中起重要作用。8个LPAT基因均在纤维中优势表达,其中LPAT2、LPAT3和LPAT4表达水平更高,推测LPAT家族基因的表达参与棉纤维发育进程。 相似文献