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巴西橡胶树雄性不育相关基因HbGEX1的克隆与表达分析 被引量：2
1
作者 刁艳茹 刘红东 +4 位作者 党一敏 王宇翔 王英 高和琼 庄南生 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2022年第7期2179-2187,共9页
蛋白配子表达1项目(Protein GAMETE EXPRESSED 1,GEX1)是一种膜蛋白,在植物物种中非常保守。本研究前期利用转录组测序技术筛选得到了与橡胶树雄性不育相关的差异表达基因GEX1序列,但其相关功能并未得到验证。本研究通过RT-PCR方法从巴... 蛋白配子表达1项目(Protein GAMETE EXPRESSED 1,GEX1)是一种膜蛋白,在植物物种中非常保守。本研究前期利用转录组测序技术筛选得到了与橡胶树雄性不育相关的差异表达基因GEX1序列,但其相关功能并未得到验证。本研究通过RT-PCR方法从巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)中克隆得到一个GEX1的全长c DNA序列,命名为HbGEX1,其ORF长度为1785 bp,编码594个氨基酸,理论等电点为5.51,相对分子质量为68.66 k D,总平均亲水性GRAVY为负值,为疏水性蛋白,亚细胞定位预测结果表明定位于细胞核中不是分泌蛋白,Hb GEX1具有信号肽,且信号肽的剪切位点位于第19和第20号氨基酸之间,具有3个跨膜螺旋结构,进化树显示HbGEX1与木薯(Manihot esculenta)的HbGEX1蛋白聚为一类,亲缘关系较近。荧光定量PCR结果显示,HbGEX1在巴西橡胶雄花中的表达量比较高,在不育品种中基因的表达量高于可育品种,在橡胶树雄花的3个不同发育时期(小孢子母细胞时期,四分体小孢子时期,单核花时期)中可育品种与不育品种的表达均呈现出下降的趋势;通过利用RNA-FISH技术对HbGEX1基因进行了原位表达的分析,结果显示,HbGEX1基因在可育品种与不育品种的花药外壁及花粉母细胞处均有明显的表达,在绒毡层处的表达中,不育品种的荧光强度明显高于可育品种。由此推测:HbGEX1基因可能是橡胶树雄花发育的特异表达基因,通过在花药外壁、绒毡层和小孢子母细胞的特异表达调控雄花的发育,该基因在绒毡层细胞的异常表达可能导致橡胶树雄性不育。本研究结果可为橡胶树雄性不育分子机制的深入研究,以及为橡胶树的育种工作提供科学依据。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 荧光定量PCR RNA-FISH 生物信息学分析
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巴西橡胶树HbAPXs基因家族6个成员的染色体物理定位
2
作者 刁艳茹 王宇翔 +3 位作者 党一敏 王英 高和琼 庄南生 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2021年第22期7391-7397,共7页
抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)是活性氧清除系统的重要成员之一,会对细胞的结构以及功能产生危害。为了揭示HbAPXs基因家族中的6个成员位于巴西橡胶树的细胞核染色体上的具体位置,展现Hb APXs家族基因6个成员之间的分... 抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)是活性氧清除系统的重要成员之一,会对细胞的结构以及功能产生危害。为了揭示HbAPXs基因家族中的6个成员位于巴西橡胶树的细胞核染色体上的具体位置,展现Hb APXs家族基因6个成员之间的分布情况。本研究采用荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH),对HbAPXs基因家族6个成员(HbAPX1,HbAPX3,HbAPX4,HbAPX5,HbAPX6,HbAPX7)进行了物理定位分析。实验结果表明:HbAPX1定位于4号染色体的短臂,其信号的位点到染色体的着丝粒之间的百分比距离为12.51;而HbAPX3、HbAPX4、HbAPX5、HbAPX6和HbAPX7定位在7、1、2、9和3号染色体上,均为长臂,其基因信号的位点到相对应的染色体的着丝粒之间的百分比距离分别为80.27、24.72、87.19、13.69和57.63,并讨论了其与已完成定位基因之间的位置关系。HbAPXs基因家族中的6个成员互为独立的基因,均分布在不同的染色体上。本研究通过物理定位确定这些基因在染色体上的具体位置和相互关系,可为橡胶树育种及基因组学的研究提供细胞遗传学依据。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 HbAPXs基因家族 荧光原位杂交(FISH) 基因定位
原文传递
巴西橡胶树雄性不育相关候选基因HbXTH23的表达
3
作者 刘红东 党一敏 +2 位作者 王英 高和琼 庄南生 《热带生物学报》 2022年第6期550-557,共8页
为了揭示HbXTH23基因在橡胶树雄性不育的功能与作用,从分子水平分析橡胶树雄性不育的机制,利用qRT-PCR对HbXTH23基因在橡胶树不同的组织器官及雄花不同发育时期的表达进行分析,并通过mRNA原位杂交技术以探明HbXTH23在橡胶树雄花中的特... 为了揭示HbXTH23基因在橡胶树雄性不育的功能与作用,从分子水平分析橡胶树雄性不育的机制,利用qRT-PCR对HbXTH23基因在橡胶树不同的组织器官及雄花不同发育时期的表达进行分析,并通过mRNA原位杂交技术以探明HbXTH23在橡胶树雄花中的特异性表达部位。荧光定量结果表明,HbXTH23基因在不育品种的雄花表达量明显高于在可育品种雄花的表达量,且明显高于在其他组织的表达量,而在胶乳中几乎没有表达。在雄性可育品种小孢子母细胞时期、四分体和单核小孢子时期3个阶段的变化呈现平缓上升的趋势,在不育品种中,则表现为先升高后下降的趋势,在四分体时期的表达差异最大。利用mRNAFISH技术表明HbXTH23基因主要是在花丝(柱)、花药壁中表达,推测其在花丝(柱)和花药壁上的异常表达可能是导致雄花不育发生的原因之一。HbXTH23开放阅读框为861 bp,编码286个氨基酸,蛋白分子量为31.95 kDa,理论等电点7.62,总平均亲水性GRAVY为−0.288,氨基酸序列密集分布在负值以下,为疏水性蛋白。亚细胞定位预测HbXTH23蛋白存在于细胞壁、细胞质中。具有信号肽,其剪切位点位于第26和第27号氨基酸之间,HbXTH23与刺毛黧豆、烟草蛋白亲缘关系较近。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 HbXTH23 荧光定量PCR RNA-FISH 生物信息学分析
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巴西橡胶树雄性不育相关基因HbACO1的表达与生物信息学分析 被引量：2
4
作者 党一敏 刘红东 +2 位作者 王英 高和琼 庄南生 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2023年第1期94-101,共8页
ACO1(1-aminocyclopropane-1-carboxylateoxidase1)是植物内源乙烯生物合成途径的限速酶,与花芽分化和器官衰老密切相关。本研究通过实时荧光定量技术对基因HbACO1在雌雄花、叶、胶乳和嫩皮组织的表达模式进行分析,结果显示基因HbACO1... ACO1(1-aminocyclopropane-1-carboxylateoxidase1)是植物内源乙烯生物合成途径的限速酶,与花芽分化和器官衰老密切相关。本研究通过实时荧光定量技术对基因HbACO1在雌雄花、叶、胶乳和嫩皮组织的表达模式进行分析,结果显示基因HbACO1在雄花表达量最高,在雌花、叶和嫩皮中表达量低,在胶乳中几乎不表达。对雄花发育不同时期(小孢子母细胞时期,四分体期和单核小孢子时期)的HbACO1基因表达量分析表明:在不育品种(‘热研7-33-97',‘PR107’)的四分体和小孢子时期表达量明显高于在可育品种(热研‘93-114',‘天任31-45')相应时期的表达量,推测基因HbACO1可能在雄花的四分体及单核孢子期间异常高表达导致了雄花败育现象。利用mRNA原位杂交技术对HbACO1基因进行了原位表达分析,结果显示在不育品种中绒毡层细胞、花药外壁细胞和小孢子母细胞能检测出基因HbACO1的荧光信号,在可育品种中在花柱和花药外壁有荧光信号,推测HbACO1基因可能主要是在雄花的绒毡层、花药外壁和小孢子母细胞特定细胞类型中表达来调控雄花的发育,而在这些细胞类型中的异常表达可能导致了橡胶树的雄性不育。HbACO1基因的ORF长度为921bp,编码306个氨基酸,HbACO1基因编码的蛋白理论等电点为5.69,相对分子质量为34.80kD,总平均亲水性GRAVY为负值,亚细胞定位预测结果表明定位于细胞质中,且不具有信号肽及跨膜螺旋结构的亲水性蛋白,进化树显示HbACO1蛋白与木薯(Manihotesculenta)的MeACO1蛋白聚为一类,亲缘关系较近。本研究结果可为橡胶树雄性不育分子机制的深入研究以及橡胶树的育种工作提供基础数据和科学依据。 展开更多
关键词 巴西橡胶树 ACO1基因 荧光定量PCR mRNA-FISH技术 生物信息学分析
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