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华北农学报 2012年第5期27卷 55-59页

作者：白牡丹王彩虹田义轲陈宝印刘云龙青岛农业大学园林园艺学院山东青岛266109

ga2ox是赤霉素合成代谢的关键酶,以苹果品种富士茎尖为供试材料,应用同源克隆技术克隆ga2ox基因,获得长度为1 656 bp的DNA序列和1 014 bp cDNA序列。对比分析表明,DNA序列存在3个外显子和2个内含子。ga2ox的开放性阅读框编码337个氨基... 详细信息

ga2ox是赤霉素合成代谢的关键酶,以苹果品种富士茎尖为供试材料,应用同源克隆技术克隆ga2ox基因,获得长度为1 656 bp的DNA序列和1 014 bp cDNA序列。对比分析表明,DNA序列存在3个外显子和2个内含子。ga2ox的开放性阅读框编码337个氨基酸残基,推断其相对分子量为37.679 8 kDa,等电点为6.41。蛋白质结构域检索表明,ga2ox属于依赖于2-酮戊二酸的双加氧酶家族成员;氨基酸同源性分析表明,ga2ox与已报道的其他植物的ga2ox氨基酸序列同源性为51%～97%;氨基酸聚类分析表明,苹果和梨首先聚类,其次是毛果杨。

关键词：苹果 ga2ox 保守结构域氨基酸同源性分析氨基酸聚类分析

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荔枝ga2ox基因家族的鉴定及表达分析

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分子植物育种 2021年第14期19卷 4626-4636页

作者：陈哲王祥和周文静周瑞云吴文碟吴凤芝范鸿雁胡福初海南省农业科学院热带果树研究所海南省热带果树生物学重点实验室农业部海口热带果树科学观测实验站海口571100

本研究基于荔枝转录组数据,对ga2ox(Gibberellin 2-oxidase)基因家族进行了鉴定和筛选,利用转录组数据及实时荧光定量PCR方法,分析不同品种和组织间的赤霉素合成途径关键酶Lcga2ox基因的表达情况。结果表明:转录组数据中共鉴定到9个荔枝... 详细信息

本研究基于荔枝转录组数据,对ga2ox(Gibberellin 2-oxidase)基因家族进行了鉴定和筛选,利用转录组数据及实时荧光定量PCR方法,分析不同品种和组织间的赤霉素合成途径关键酶Lcga2ox基因的表达情况。结果表明:转录组数据中共鉴定到9个荔枝Lcga2ox基因,均具有2OG-Fell_oxy结构域;通过基因克隆,得到3条Lcga2ox(Lcga2ox1,Lcga2ox2和Lcga2ox3),开放阅读框全长分别为999、1023和1023 bp。氨基酸进化树比对分析结果显示,除Lcga2ox6与水稻Osga2oxs聚在一起外,其余Lcga2oxs与拟南芥Atga2oxs关系最近。通过基因表达分析发现,Lcga2oxs基因在矮化品种‘紫娘喜’顶芽和叶片中的表达量更高,有5个Lcga2ox基因(Lcga2ox1,Lcga2ox2,Lcga2ox5,Lcga2ox6,Lcga2ox9)在‘紫娘喜’顶芽样品中上调表达,Lcga2ox3和Lcga2ox4基因在‘紫娘喜’叶片中显著上调表达,Lcga2oxs基因表达具有一定的表达特异性,且在株型差异显著的两个荔枝品种中表达差异显著,推测Lcga2ox基因通过负调控赤霉素的合成从而影响荔枝株型的形成。本研究结果将为进一步分析Lcga2ox调控荔枝生长发育作用机制及生物学功能、荔枝矮化性状的分子鉴定以及矮化资源创新利用深入研究提供参考依据。

关键词：荔枝 ga2ox 基因家族表达分析

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杉木Clga2ox12基因功能研究

杉木ClGA2ox12基因功能研究

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作者：屈高毅中南林业科技大学

学位级别：硕士

赤霉素2-氧化酶(Gibberellin 2-oxidases,ga2oxs)是植物体内赤霉素代谢途径中的关键酶,它以活性赤霉素及其前体为底物,将有生物活性的赤霉素转变成无活性的形式,从而降低活性赤霉素的含量,进而影响植物的生长。目前对植物ga2oxs基因的... 详细信息

赤霉素2-氧化酶(Gibberellin 2-oxidases,ga2oxs)是植物体内赤霉素代谢途径中的关键酶,它以活性赤霉素及其前体为底物,将有生物活性的赤霉素转变成无活性的形式,从而降低活性赤霉素的含量,进而影响植物的生长。目前对植物ga2oxs基因的功能研究主要集中在被子植物,在裸子植物中鲜见报道。杉木(Cunninghamialanceolate(Lamb.)Hook)是我国南方广泛栽培的速生用材树种。研究表明赤霉素在木材形成和树木生长过程中具有十分重要的作用,但其分子机制尚未明晰。为进一步研究该机理,本文以杉木为研究材料,克隆了 2个ga2oxs基因Clga2oxs12.1和Clga2oxs12.2,研究了这两个基因在木材形成和植物生长中的功能。主要结果如下:(1)基于测得的杉木转录组数据,筛选得到了 5条潜在的Clga2oxs序列:Clga2ox-1到Clga2ox-5。qPCR检测外源ga3处理的杉木茎中的基因表达,结果显示Clga2ox-1的表达量显著增加,表明该基因受赤霉素诱导。系统发育分析表明 Clga2ox-1 与油松(Pinus tabuliformis)Ptga2ox12同源,因此将 Clga2ox-1命名为Clga2ox12。目的基因分别在杉木茎和叶的cDNA中被克隆了,结果发现在茎和叶都存在两个序列差异较大的片段,但这两个不同序列的片段在茎和叶中是对应的,因此将这两个序列命名为Clga2ox12.1和Clga2ox12.2。(2)Clga2ox12.1和Clga2ox12.2基因的全长编码序列均为942bp,编码313个氨基酸。系统发育分析发现这两个Clga2ox12不属于拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa L.)等被子植物中的3类ga2oxs,而与油松Ptga2ox12属于同一类ga2oxs。多序列比对分析和蛋白质结构域分析发现Clga2ox12.1 和 Clga2ox12.2 编码的蛋白序列含有 DIox 和 20G-FeⅡxy 两个保守结构域,符合ga2ox蛋白家族共同的结构特征。氨基酸序列理化性质和结构分析表明Clga2ox12.1和Clga2ox12.2的相对分子质量分别为35669.8 Da和35518.6Da,等电点分别为5.74和5.39,无明显跨膜结构域,无信号肽,属于非分泌蛋白。(3)Clga2ox12.1和Clga2ox12.2基因表达模式分析表明:这两个基因在杉木根、茎、叶和花中均有表达,且在根中表达量最高。另外,Clga2ox12.1在茎和叶中的表达量都显著高于其在花中的表达量,而Clga2ox12.2在杉木茎、叶和花中的表达量均无显著差异。(4)构建了亚细胞定位载体pCAMBIA1 300-Clga2ox12.1-GFP和pCAMBIA1300-Clga2ox12.2-GFP,并分别将这两个载体转进农杆菌EHA105中,筛选得到了阳性克隆。用农杆菌介导的转化法将这两个基因分别转进烟草(Nicotiana benthamiana)叶片中,使这两个基因分别在烟草中瞬时表达。激光共聚焦显微镜观察结果显示Clga2ox12.1和Clga2ox12.2都定位在细胞质中,表明这两个蛋白在细胞质中行使功能。(5)构建了植物过表达载体 pBI121-Clga2ox12.1-GUS 和 pBI121-Clga2ox12.2-GUS,并分别将这两个载体转化农杆菌EHA105,筛选得到了阳性克隆。采用农杆菌介导的茎段转化法将这两个基因分别转进毛白杨(Populus tomentosa)中,筛选得到了转基因植株。Clga2ox12.1和Clga2ox12.2转基因植株的株高较野生型分别降低了 36.6%±16.8%和38.9%±9.33%,出现了明显的矮化特征,表明Clga2ox12.1和Clga2ox12.2基因负调节毛白杨的株高。转基因杨树植株与野生型比较发现:茎中木质化细胞染色较野生型浅,木质素含量降低,木质部导管分化延迟。qPCR检测发现转基因植株中调控木质素合成的PtoCCR2(肉桂酰辅酶A还原酶)和PtoCAD1(肉桂醇脱氢酶)表达量较野生型显著降低,说明Clga2ox12.1和Clga2ox12.2调控了木质素的生物合成。另外,转基因毛白杨中赤霉素 20-氧化酶(Gibberellin 20-oxidase,ga20ox)基因Ptoga20ox1 表达量显著增加,而毛白杨中负责赤霉素代谢的关键基因Ptoga2ox1表达量显著下降,表明外源基因Clga2ox12.1和Clga2ox12.2过量表达会触发了杨树赤霉素基因的反馈调节机制。综合上述研究结果表明:Clga2ox12.1和Clga2ox12.2调控了植物高度,木质素合成和木质

关键词： ga2ox 赤霉素杉木基因表达模式亚细胞定位过表达

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玉米非生物胁迫下赤霉素代谢相关基因的转录变化分析

玉米非生物胁迫下赤霉素代谢相关基因的转录变化分析

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作者：蒋超吉林农业大学

学位级别：硕士

赤霉素是重要的植物激素。最近的研究中发现,赤霉素合成代谢及信号传导中的相关基因参与了植物应答非生物胁迫的过程。为了探究玉米中赤霉素相关合成代谢基因对非生物胁迫的响应,我们对玉米自交系郑58苗期进行了高盐、干旱、低温胁迫处... 详细信息

赤霉素是重要的植物激素。最近的研究中发现,赤霉素合成代谢及信号传导中的相关基因参与了植物应答非生物胁迫的过程。为了探究玉米中赤霉素相关合成代谢基因对非生物胁迫的响应,我们对玉米自交系郑58苗期进行了高盐、干旱、低温胁迫处理后的转录谱分析(DGE,Digital Genes Express)。根据DGE分析的结果,初步确定了玉米中赤霉素合成代谢中的ga2ox类基因在低温、干旱和高盐条件下发生转录上调,而ga3ox类基因则会发生转录下调;另一类ga20ox基因则只在低温条件下发生上调。在研究赤霉素代谢相关基因的同时,我们还对与非生物胁迫相关的基因进行了分析,发现DREB/CBF-like基因在这三种胁迫下都发生显著的上调,而MYC转录因子则发生了显著的下调。NAC,bZIP和MYB基因却会产生不同的响应变化。LEA基因与CDPK基因相同,仅在低温胁迫下发生上调。根据转录分析的结果,赤霉素合成代谢参与了玉米的耐受非生物胁迫响应,因此有必要发掘和鉴定玉米中关键Zmga2ox类赤霉素合成代谢调控基因。我们以水稻、短柄草和高粱中的ga2ox类基因作为参考基因,在玉米中发现了13个Zmga2ox类基因,并对其进行了相关的基因结构和分类分析。另外,结合已公布的玉米Hapmap Ⅱ中的数据,对已发现的13个玉米Zmga2ox类基因的遗传多样性进行了分析。结果显示13个基因中均存在不同数量的SNP位点,其中部分SNP位点存在于这些基因的编码区。根据已公布的玉米表达数据(Plant Expression Database,***),对这13个Zmga2ox基因在不同的组织中表达状况也做了分析比较。为了进一步确定13个Zmga2ox基因在玉米耐旱响应的不同作用。我们选择了耐旱性不同的三份玉米自交系材料郑58、B73和丹340进行了苗期干旱处理,并进行了干旱胁迫后生理生化指标的分析和转录变化的分析。qRT-PCR分析发现,干旱胁迫后部分Zmga2ox基因会发生明显的表达变化,说明Zmga2ox类基因与玉米耐旱响应相关。在不同材料中,Zmga2ox1;1、Zmga2ox3;1和Zmga2ox9三个基因在干旱胁迫后发生了较为一致的转录变化,有可能是玉米赤霉素合成代谢中响应干旱胁迫的关键基因。通过本研究的开展,初步确定了玉米赤霉素合成代谢调控能够快速的参与耐受非生物胁迫响应。其中Zmga2ox类调控基因,在玉米耐受干旱胁迫响应的过程中发挥主要作用。这些研究结果为未来确定与耐旱响应密切相关的关键Zmga2ox基因,并进行候选基因关联分析等工作提供了依据。

关键词：玉米赤霉素代谢基因非生物胁迫 DGE ga2ox ga信号

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早开堇菜和紫花地丁中赤霉素2氧化酶基因对光周期的响应及与B类MADS-box转录因子互作的研究

早开堇菜和紫花地丁中赤霉素2氧化酶基因对光周期的响应及与B类MA...

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作者：李纪纲西北师范大学

学位级别：硕士

早开堇菜(Viola prionantha)和紫花地丁(Viola philippica)属于堇菜科堇菜属植物,是典型的具有混合繁育系统的两型闭花受精植物,既有开放花(chasmogamous,简称CH),又有闭锁花(cleistogamous,简称CL),为植物花的进化与发育研究提供了难... 详细信息

早开堇菜(Viola prionantha)和紫花地丁(Viola philippica)属于堇菜科堇菜属植物,是典型的具有混合繁育系统的两型闭花受精植物,既有开放花(chasmogamous,简称CH),又有闭锁花(cleistogamous,简称CL),为植物花的进化与发育研究提供了难得的植物模型。课题组前期在紫花地丁中研究发现,CH花与CL花形态差异主要表现在雄蕊和花瓣的大小与数量上,同时环境因子光周期是调控两型花形成的关键因素之一,短日照下形成开放花,长日照下形成闭锁花;同时,长日照能够诱导B类MADS-box基因表达下调,及赤霉素合成关键基因Vpga20-oxidase(Vpga20ox)和Vpga3-oxidase(Vpga3ox)基因上调,使内源活性赤霉素含量升高,利于闭锁花的形成。本研究我们主要对早开堇菜赤霉素2氧化酶(Vprga2ox-oxidase)和紫花地丁赤霉素2氧化酶(Vphga2ox-oxidase)基因对光周期的响应以及与两物种中B类MADS-box转录因子之间的互作关系进行研究,同时以三色堇赤霉素2氧化酶(Vtga2-oxidase)的表达特征为对照,进一步完善活性赤霉素在调控两型花发育中的重要分子机制。主要研究结果如下:***2ox、Vphga2ox、Vtga2ox基因克隆及生物信息学分析分别克隆分离了Vprga2ox、Vphga2ox和Vtga2ox基因。通过生物信息学分析,其属于三个物种中ga2ox;Vprga2ox和Vphga2ox可编码336个氨基酸,序列相似度为98.42%;Vtga2ox可编码330个氨基酸,与Vprga2ox和Vphga2ox序列相似度分别为92.41%和92.31%;三个物种的ga2ox都具有DIox＿N Domain和2OG-Fe II＿oxy Domain;同时,三个蛋白序列motif差异分析发现存在特殊的GIQQNSG序列,而Vprga2ox和Vphga2ox存在特有的DL(F/C)AE序列。***2ox、Vphga2ox、Vtga2ox基因表达特征分析在花芽中,随着光周期的延长,Vprga2ox和Vphga2ox基因相对表达量逐渐下降;10/14 h光周期转化16/8 h光周期后,随着转化时间延长,Vprga2ox和Vphga2ox相对表达量先下降后上升,最后低于10/14 h光周期;16/8 h光周期转化10/14 h光周期后表达趋势正好相反,表明Vprga2ox和Vphga2ox能够响应光周期的变化。而三色堇作为对照物种,花芽中Vtga2ox表达不会随着光周期的变化而变化。***2ox、Vphga2ox启动子克隆及生物信息学分析克隆获得Vprga2ox和Vphga2ox gDNA全长2248 bp和2233 bp,由三个外显子两个内含子组成。染色体步移法克隆分离得到Vprga2ox启动子4217bp,Vphga2ox启动子4201 bp;启动子序列相似度高达97.57%。生物信息学分析Vprga2ox和Vphga2ox启动子上有昼夜节律调控元件、光响应顺式作用元件及调控植物生长发育的各类顺式作用元件;同时Vprga2ox启动子有B类MADS-box转录因子结合顺式作用元件在3个,Vphga2ox启动子上有2个。***2ox启动子响应光周期调控研究由于Vprga2ox和Vphga2ox启动子相似度高达97.57%,昼夜节律和光响应调控元件相同,因此我们选择Vprga2ox启动子进行烟草瞬时表达分析,发现随着光周期的延长,GUS表达量逐渐下降。说明光周期可能通过启动子上的顺式作用元件调控Vprga2ox的表达。5.B类MADS-box转录因子与Vprga2ox、Vphga2ox启动子上CArG box互作分析通过酵母单杂实验,B类MADS-box转录因子APETALA3(AP3)可与Vprga2ox和Vphga2ox启动子上第二个CArG box发生互作,说明B类MADS-box转录因子能够通过结合Vprga2ox、Vphga2ox启动子,调控Vprga2ox和Vphga2ox的表达。

关键词：早开堇菜紫花地丁两型花光周期 ga2ox B类MADS-box转录因子

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赤霉素对不定根发育的调控作用研究

赤霉素对不定根发育的调控作用研究

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2013全国植物生物学大会

作者：钮世辉陈晓阳李伟北京林业大学生物学院华南农业大学林学院

最近的研究表明,赤霉素在植物根的伸长过程中具有重要的调控作用,然而对于其在不定根诱导与根的径向发育过程中的调控作用却尚未探明。本研究以模式植物烟草为对象,通过外源施用ga3与赤霉素生物合成抑制剂PAC及转基因技术获得的由35S组... 详细信息

最近的研究表明,赤霉素在植物根的伸长过程中具有重要的调控作用,然而对于其在不定根诱导与根的径向发育过程中的调控作用却尚未探明。本研究以模式植物烟草为对象,通过外源施用ga3与赤霉素生物合成抑制剂PAC及转基因技术获得的由35S组成型启动子、LMX5茎部形成层特异表达型启动子及TobRB7根尖特异表达型启动子分别启动表达的Ptga200x、Ptga20xl等组成型或组织特异型赤霉素代谢调控转基因株系,系统研究了赤霉素在烟草茎段不定根发生与径向生长中的调控作用。结果表明:外源施加ga与PAC都会降低烟草茎段不定根发生的数量,但ga对不定根的伸长具有显著促进作用,而PAC对此具有抑制作用。对转基因植株不定根发育分析表明不定根发生的数量是由茎部而非根部本身赤霉素的含量调控的,茎部高浓度的赤霉素通过与生长素的互用对根原基的形成具有抑制作用,然而茎部形成层合适浓度的赤霉素对已经形成的根原基的萌发和伸长至关重要。对转基因植株根尖进行大样本(n>100)显微观察。统计结果显示:转基因植株根尖径向生长与对照相比具有极显著差异,外源施用ga与赤霉素合成抑制剂PAC可以逆转这种差异,表明赤霉素对根尖径向生长具有负调控作用;此外,利用TobRB7启动子在根尖分生组织特异上调和下调内源赤霉素水平可以得到与组成型调控转基因植株相似的表型,表明赤霉素对根尖径向生长的负调控作用主要是通过对根尖分生组织生长发育的调控进行的。本研究对赤霉素在不定根的发生与径向发育过程中的调控作用进行了探讨,为赤霉素对根生长发育调控研究提供了新的视野。

关键词：赤霉素不定根 ga20ox ga2ox 径向生长

来源： cnki会议 cnki会议评论

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