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山核桃贝壳杉烯氧化酶基因CcKO的克隆和表达分析 被引量:1
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作者 梁璧 张佳琦 +6 位作者 任飞 胡恒康 徐川梅 胡渊渊 黄有军 娄和强 张启香 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期70-82,共13页
【目的】内根-贝壳杉烯氧化酶(KO)是赤霉素(GAs)生物合成途径关键酶,也是植物GAs生物合成抑制剂多效唑的靶酶,若GAs生物合成途径中在KO基因位点发生阻塞,会影响植株的正常生长。本研究克隆山核桃CcKO基因(Caca0733S0131)及其启动子并进... 【目的】内根-贝壳杉烯氧化酶(KO)是赤霉素(GAs)生物合成途径关键酶,也是植物GAs生物合成抑制剂多效唑的靶酶,若GAs生物合成途径中在KO基因位点发生阻塞,会影响植株的正常生长。本研究克隆山核桃CcKO基因(Caca0733S0131)及其启动子并进行表达分析,以利于进一步探究山核桃CcKO基因在植物生长和发育过程中,尤其是与株高调控相关的生物学功能,从而助力山核桃优新种质的创制。【方法】以山核桃体细胞胚为试验材料,采用同源重组及PCR扩增技术,克隆获得山核桃KO的基因及启动子序列,并进一步构建了具有强启动子的35S∷CcKO∷GFP过表达载体和CcKOpro∷GUS启动子表达载体;利用BLAST在线工具得到该基因编码的氨基酸序列,并对其进行生物信息学分析和同源性分析;进一步通过农杆菌介导法将启动子表达载体及过表达载体转入核桃体细胞胚并进行植株再生试验,分别获得阳性再生植株,从而深入分析山核桃CcKO基因的生物学功能。【结果】通过克隆,获得1条山核桃CcKO开放阅读框,其全长为1563 bp,共编码520个氨基酸,相对分子量为59.076 kDa。氨基酸同源性分析表明,山核桃CcKO含有细胞色素P450核心功能域FXXGXRXCXG和氨基端的跨膜结构域。BLAST结果表明,山核桃CcKO氨基酸序列与核桃JrKO氨基酸序列同源性为96%,与白梨、苹果、板栗、欧洲栓皮栎的氨基酸同源性分别为71%、79%、77%、76%。对核桃体细胞胚进行遗传转化:启动子表达经GUS染色和PCR验证表明,CcKOpro∷GUS启动子表达载体被成功转入核桃体细胞胚中,且山核桃CcKO基因主要定位于维管束中;过量表达经荧光检测显示及PCR验证表明,35S∷CcKO∷GFP过表达载体被成功转入核桃体细胞胚中;表型分析结果显示,阳性再生植株株高显著高于对照,且山核桃CcKO基因的表达丰度越高,其株高越高;实时荧光定量PCR及相关分析表明,该基因表达具有空间差异,茎中表达量显著高于其他组织部位,且过量表达可使核桃阳性再生植株GAs合成通路下游GA20ox表达量升高而GA2ox表达量下降。【结论】山核桃CcKO基因编码区全长1563 bp,编码520个氨基酸,该基因所编码的氨基酸序列与核桃JrKO氨基酸序列同源性最高,同源性为96%;启动子表达载体定位结果表明该基因主要定位于维管束。过量表达山核桃CcKO基因的核桃再生植株中,KO mRNA表达量明显升高,植株表现出明显的伸长特征,并且CcKO过量表达可使其GA20ox表达量上调,GA2ox表达量下调。本研究结果可为进一步分析KO基因在山核桃及核桃生长发育过程中的作用提供参考。 展开更多
关键词 山核桃 核桃 内根-贝壳氧化酶 启动子 遗传转化 基因表达
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梨内根-贝壳杉烯合酶基因克隆及表达分析 被引量:14
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作者 程飞飞 欧春青 +3 位作者 姜淑苓 王斐 马力 李连文 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期677-682,共6页
中矮1号(Pyrus communis)是中国农业科学院果树研究所选育的梨优良矮化砧木,为研究其矮化机理,应用同源克隆的方法从中矮1号叶片总RNA中克隆赤霉素合成过程中的关键酶——内根-贝壳杉烯合酶(KS)基因的cDNA全长序列,并对该基因在不同梨... 中矮1号(Pyrus communis)是中国农业科学院果树研究所选育的梨优良矮化砧木,为研究其矮化机理,应用同源克隆的方法从中矮1号叶片总RNA中克隆赤霉素合成过程中的关键酶——内根-贝壳杉烯合酶(KS)基因的cDNA全长序列,并对该基因在不同梨品种中的表达进行分析。结果表明:基于苹果基因组序列设计的特异引物从中矮1号的总RNA中扩增出了1个编码框全长为2214 bp的cDNA序列,其编码737个氨基酸残基,推断分子量为83.63 kD,等电点为5.37。其氨基酸序列与报道的其他植物KS氨基酸序列的相似性为53.61%~72.63%,其中,与板栗(AEF32083.1)的相似性最高,其氨基酸序列中包含植物KS基因所共有的YDTAWVAWVP和DDXXD保守结构域,因此,将分离到的基因命名为PcKS。早酥、锦香和中矮1号等不同梨品种的PcKS基因的cDNA序列仅有个别碱基差异,但编码的氨基酸序列完全一致,品种间不存在结构差异。RT-PCR表达分析结果表明,PcKS基因在早酥中的表达量低于同时期的锦香和中矮1号,与植株高度相反,初步表明该基因的表达有与梨植株生长势呈负相关的趋势。 展开更多
关键词 内根-贝壳合酶 赤霉素 矮化 基因表达
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梨茎尖中PpKO基因表达量的实时荧光定量PCR分析 被引量:10
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作者 田义轲 李节法 +2 位作者 王彩虹 殷豪 白牡丹 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期62-66,共5页
以黄金梨不同发育时间的新梢茎尖为试材,应用实时荧光定量PCR技术,对18S rRNA、Actin、GAPDH和S19这4个常用内参基因在梨茎尖组织中的表达稳定性进行了评估。GeNorm软件分析显示,它们表达稳定度的平均值(M)依次是0.365,0.392,0.457和0.5... 以黄金梨不同发育时间的新梢茎尖为试材,应用实时荧光定量PCR技术,对18S rRNA、Actin、GAPDH和S19这4个常用内参基因在梨茎尖组织中的表达稳定性进行了评估。GeNorm软件分析显示,它们表达稳定度的平均值(M)依次是0.365,0.392,0.457和0.517,即表达稳定性从高到低的排序是:Actin>18S rRNA>GADPH>S19。选择Actin作为校正内参基因,对处于不同发育时期的新梢茎尖组织中贝壳杉烯氧化酶基因PpKO的表达量进行研究,发现该基因在新梢生长过程中出现2次表达高峰,基本与春梢、秋梢的快速生长期吻合,且秋梢中的表达量远高于春梢。 展开更多
关键词 内参基因 贝壳氧化酶基因(ppko) 定量表达
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石榴赤霉素合成相关基因PgKO的克隆及表达分析
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作者 黄蓉 刘娜 +2 位作者 王琦 熊枫 张水明 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期631-636,共6页
该研究以‘红玉石籽’(Punica granatum cv.Hongyushizi)石榴为试验材料,采用RT-PCR和RACE技术,从石榴花中克隆得到赤霉素合成关键酶——内根贝壳杉烯氧化酶(KO)基因,命名为PgKO(GenBank登录号为MG208017)。PgKO全长cDNA为1 729bp,包含1... 该研究以‘红玉石籽’(Punica granatum cv.Hongyushizi)石榴为试验材料,采用RT-PCR和RACE技术,从石榴花中克隆得到赤霉素合成关键酶——内根贝壳杉烯氧化酶(KO)基因,命名为PgKO(GenBank登录号为MG208017)。PgKO全长cDNA为1 729bp,包含1 542bp开放阅读框(ORF),编码513个氨基酸,相对分子量为141.16kD,理论等电点为4.9。多重序列对比显示,PgKO与苹果MdKO、白梨PcKO、葡萄VvKO的相似性分别为61.28%、64.56%和73%,并且具有CYP450结构域(脯氨酸富含域、氧还原位点和血红素结合域)。系统进化树分析表明,PgKO与其他物种的起源相同,并与桉树EgKO的亲缘关系最近。荧光定量PCR发现,在石榴蕾期和盛花期,PgKO基因的表达量均为筒状花高于钟状花,且PgKO基因在两种花型的子房、花药、花萼中均有表达,但筒状花中子房的表达量最高,花萼的表达量最低;钟状花中花药的表达量最高,子房的表达量最低。 展开更多
关键词 石榴 内根-贝壳氧化酶(KO) 基因克隆 基因
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