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黄芩查尔酮合酶基因内含子在转基因烟草中对GUS活性调控的初步研究
目的:通过对黄芩查耳酮合酶基因内含子区域分析,初步分析其功能.方法:设计特异引物克隆黄芩查耳酮合酶内含子,并通过生物信息学方法预测其顺式作用元件组成;将内含子插入植物表达载体pCAMBIA 1301中,转化烟草后观察GUS在各种非生物胁迫下的活性.结果:在查耳酮合酶内含子中预测了7种顺式元件;黑暗及高温条件下,GUS活性先上升(3h),后降低(9h);10%PEG处理条件下,GUS活性上升;ABA及MeJA对GUS的表达的调节作用不明显.结论:黄芩查尔酮合酶基因内含子可能参与了外界环境对黄芩有效成分的调控.
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白木香转录因子AsMYB1和AsMYB2克隆及表达分析
MYB类转录因子是数量多、功能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cDNA 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(CdCl2)、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1 081 bp,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.
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白桦BpNOS基因的生物信息及表达模式分析
目的 克隆白桦Betula platyphylla—氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS),探讨其生物信息及表达模式,并考察非生物胁迫对其NOS基因表达的影响.方法 通过RACE技术克隆了白桦NOS基因,命名为BpNOS.初步对该基因进行了生物信息学分析、分子进化分析、非生物胁迫处理以及信号诱导.结果 该基因全长1 806 bp,含有完整的开放读码框,编码601个氨基酸(Genebank登录号:KJ197336).BpNOS基因为不稳定疏水性蛋白,可能存在信号肽,具有跨膜能力,α-螺旋、延伸链、无规则卷曲分布于整个蛋白.分子进化分析结果表明,BpNOS基因与葡萄等物种的遗传距离较近,说明有着较近的亲缘关系;与大豆、苜蓿的遗传距离较远,说明其亲缘关系较远.BpNOS基因的表达具有节律性,在15:00时达到大值,为0:00时的12倍.盐、低温、重金属镉胁迫均能抑制BpNOS基因的表达,但响应模式不同;水杨酸(SA)和外源一氧化氮可以促进BpNOS基因的表达.结论 非生物胁迫能够在一定时间范围内抑制NOS活性,SA和外源一氧化氮可以通过NOS途径调控内源一氧化氮的合成,为进一步研究白桦一氧化氮的代谢调控奠定了基础.
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乌头非生物胁迫下萜类化合物次级代谢的转录组学研究
目的:对乌头的花、果实、茎、叶、主根、侧根进行转录组测序分析,以试图鉴别并表征非生物胁迫下参与萜类化合物生物合成基因,重点绘制其萜类生物碱合成路线图.方法:采用Illumina HiSeq 2500平台测序,组装得unigenes,经公共数据库比对、注释后获得差异基因,通过QRT-PCR检测参与萜类生物碱合成代谢的重要基因在转录水平上对干旱、低温和机械损伤等的应激响应.结果:测序后共获得9 836 247个contigs、262 318个transcripts、103 338个unigenes,经同源性分析表明其中37.31％(38 554个unigenes)与其他生物具有不同程度的同源性,通过功能分类研究及代谢途径分析(KEGG)获得参与萜类合成的序列158个unigenes,确定了5条参与萜类生物碱合成的途径.结论:该研究从分子水平上探讨乌头萜类次级代谢途径应答环境因素的原理,进一步证明了萜类生物碱合成代谢途径可能受干旱、低温和机械损伤等生境因素调控,可更好地了解附子、川乌质量形成的分子机制以指导乌头的农业化栽培管理.
