谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)对逆境胁迫的响应 被引量：8

1

作者 赵晋锋 王高鸿 +4 位作者 杜艳伟 李颜方 王振华 赵根有 余爱丽 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期67-74,共8页

为解析谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,Phosphoenolpyruvate carboxylase)在非生物逆境胁迫下的响应特征。从谷子基因组中鉴定出一个SiPEPC(Seita.1G020700)基因,利用相关软件对其氨基酸序列、蛋白特征、功能、信号途径、顺势应答元... 为解析谷子磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC,Phosphoenolpyruvate carboxylase)在非生物逆境胁迫下的响应特征。从谷子基因组中鉴定出一个SiPEPC(Seita.1G020700)基因,利用相关软件对其氨基酸序列、蛋白特征、功能、信号途径、顺势应答元件等参数特征进行分析和预测,随后分析了该基因在幼苗期逆境胁迫下的动态表达模式及在拔节期、抽穗期、灌浆期不同光照处理和干旱胁迫下的表达。结果表明,该基因位于谷子1号染色体,基因组序列长6 652 bp,编码965个氨基酸,基因无可变剪切、不含内含子;功能域分析显示,该基因含PEPC基因的特征结构域;多序列比对发现,该PEPC蛋白与其他植物PEPC蛋白非常相似,具有非常保守的序列结构。实时荧光定量PCR分析表明,SiPEPC(Seita.1G020700)在ABA、低温、PEG、高盐胁迫下表达量均有所上调,其中,在ABA处理时,表达量呈现波动,在12 h被诱导达到峰值。在低温处理时,表达量持续上升,在24 h达到峰值;在PEG和NaCl处理时表达量整体呈上升趋势,均在12 h达到峰值,在24 h其表达量均急剧下降。进一步研究表明,SiPEPC基因在拔节期和抽穗期正常光照强度下参与了对干旱胁迫的响应,推测SiPEPC(Seita.1G020700)基因参与了谷子对非生物逆境的应答,可能在干旱和其他逆境胁迫信号途径中起关键作用。 展开更多

关键词 谷子 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 逆境胁迫 响应

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玉米PEPC基因在籼型水稻保持系不同遗传背景下的效应及转PEPC基因后代的耐光氧化特性 被引量：6

2

作者 向珣朝 何立斌 +3 位作者 孙建明 李季航 姚嫣萍 李平 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期257-262,共6页

分别以转PEPCKitaake和Kitaake作父本,以4份不同来源的保持系珍汕97B、K17B、Ⅱ-32B和G2480B为母本构建F1,考查PEPC的表达及其对光合性状和农艺性状的影响。导入PEPC后,水稻净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和PEPC酶活性均表现为增加... 分别以转PEPCKitaake和Kitaake作父本,以4份不同来源的保持系珍汕97B、K17B、Ⅱ-32B和G2480B为母本构建F1,考查PEPC的表达及其对光合性状和农艺性状的影响。导入PEPC后,水稻净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和PEPC酶活性均表现为增加,最突出的是其PEPC酶活性均成倍增加。蒸腾速率方面,只有K17B/PEPC表现为下降。珍汕97B的净光合速率、气孔导度和PEPC酶活性一般配合力相对效应值均最大。在农艺性状上,G2480B/PEPC的有效穗数、结实率和单株产量均大幅度提高,分别增加了31.46%、1.39倍和1.83倍,千粒重也增加了7.84%。珍汕97B/PEPC由于穗变短,即使结实率和千粒重大幅度增加,减产仍达9.84%。G2480B的穗长、每穗粒数、结实率和单株产量一般配合力相对效应值均最大,而珍汕97B最小。在耐光氧化方面,转PEPC基因Kitaake明显优于Kitaake。说明PEPC单个基因对改善籼型三系保持系的光合性能和增加产量有较重要的作用。在供试的4份保持系中选用保持系宜考虑G2480B,PEPC在此遗传背景下的表达丰度较高,提高结实率和单株产量等农艺性状的正效应最好。 展开更多

关键词 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 细胞质雄性不育 保持系 遗传背景 光氧化 基因效应 转基因

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油菜内源特异参照基因寻找与检测研究 被引量：6

3

作者 潘良文 沈禹飞 +2 位作者 陈家华 胡永强 陶 军 《粮食与油脂》 2002年第8期31-33,共3页

对油菜内源特异参照基因磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEP3-PEPCase,PEP）基因、PCR 检测的引物和相应的靶序列引物进行同源性分析,建立了PEP基因的检测方法。

关键词 油菜 内源特异参照基因 检测 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 PCR方法

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蜀恢881含玉米C_4型pepc基因改良系的遗传背景及其光合特性 被引量：5

4

作者 何立斌 向珣朝 +3 位作者 李季航 钟黎 张楷正 李平 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期31-35,共5页

从通过分子标记辅助选择育成的含玉米C4型pepc基因蜀恢881中筛选10株，利用530对SSR引物进行遗传背景分析，发现与蜀恢881表现差异的位点仅有1～4个，相似度在95．15％以上，最高的达99．03％。进一步对相似度为99．03％的转育玉米C4型p... 从通过分子标记辅助选择育成的含玉米C4型pepc基因蜀恢881中筛选10株，利用530对SSR引物进行遗传背景分析，发现与蜀恢881表现差异的位点仅有1～4个，相似度在95．15％以上，最高的达99．03％。进一步对相似度为99．03％的转育玉米C4型pepc基因蜀恢881的6个生长时期测定有关光合指标，表明6个时期的PEPC酶活性均比蜀恢881增强，PEPC酶活性值最大时期是拔节期，为1264．2μmol／（mg·h），分蘖初期增加的幅度最大达到23．3倍；其净光合速率与蜀恢881相比，在分蘖初期、分蘖盛期、拔节期和始穗期都得到不同程度的提高，其中拔节期最高，达到22．3％。研究表明通过杂交利用C4型pepc基因特征引物对C4型pepc基因进行分子标记辅助选择，能够获得携有c4型pepc基因且与受体亲本遗传背景十分接近的籼型水稻材料，而且C4型pepc基因在新的遗传背景下能够高水平表达和稳定地遗传。据此，建立了分子标记辅助选择、光合生理生化指标鉴定和田间综合农艺性状考查相结合的筛选玉米C4型pepc基因水稻的技术体系；同时认为在拔节期进行转育c4型pepc基因水稻光合生理指标的测定和筛选的效果可能较理想。 展开更多

关键词 水稻 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 分子标记辅助选择 光合特性 遗传背景

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导入玉米pepc基因杂交稻的光合特性和杂种优势 被引量：2

5

作者 李季航 向珣朝 +2 位作者 何立斌 张楷正 李平 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期499-504,共6页

用含pepc基因的改良蜀恢881与3个不育系冈46A、776A、2480A配组,同时以野生型亲本蜀恢881与上述3个不育系杂交得到的F1为对照,比较了3个含有pepc基因F1及其相应对照在分蘖初期、分蘖盛期、拔节期、始穗期、齐穗期、成熟期以及剑叶完全... 用含pepc基因的改良蜀恢881与3个不育系冈46A、776A、2480A配组,同时以野生型亲本蜀恢881与上述3个不育系杂交得到的F1为对照,比较了3个含有pepc基因F1及其相应对照在分蘖初期、分蘖盛期、拔节期、始穗期、齐穗期、成熟期以及剑叶完全展开后不同时期的光合指标的动态变化。含有pepc基因的3个F1在不同生育期和剑叶展开后的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活力均显著高于各自对照,净光合速率也有所提高,分析表明PEPCase活力与净光合速率有极显著的相关性(0.6081)。3个含有pepc基因F1的表观量子效率、光补偿点、羧化效率均高于对照,CO2补偿点较对照低,在光饱和点和CO2饱和点时的净光合速率也高于相应对照。在单株产量表现中,含pepc基因的F1较对照的平均增幅达37.10%。试验表明,杂交稻由于pepc基因的导入,光合特性得到了一定改善,奠定了水稻高产的生理基础。 展开更多

关键词 杂交稻 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 光合特性 高光效育种 杂种优势

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橡胶树PEPC基因的克隆、生物信息学和表达分析 被引量：1

6

作者 王岳坤 阳江华 +2 位作者 丁丽 黄红海 桂红星 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期2436-2443,共8页

【目的】克隆橡胶树磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因的全长cDNA,通过生物信息学和基因表达分析,为基因功能研究奠定基础。【方法】根据橡胶树PEPC基因片段序列设计引物,通过RACE获得cDNA全长,用DNAMAN软件预测编码多肽序列,用Prot Pa... 【目的】克隆橡胶树磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因的全长cDNA,通过生物信息学和基因表达分析,为基因功能研究奠定基础。【方法】根据橡胶树PEPC基因片段序列设计引物,通过RACE获得cDNA全长,用DNAMAN软件预测编码多肽序列,用Prot Param工具分析多肽基本理化性质,用NCBI-Blast工具搜索同源的核酸及多肽序列,用Clustal X2.0软件比对不同植物来源的多肽序列,并用MEGA 6.06软件构建系统进化树,用Real-time RT-PCR分析基因表达模式。【结果】从橡胶树胶乳中克隆到一个新的PEPC基因的全长cDNA,其长度为3206 bp,包含一个2898 bp的开放读码框(ORF),112 bp的5’UTR和196 bp的3’UTR。预测该基因编码965个氨基酸的多肽(HbPPC2),其分子量为110.35 kDa,等电点为5.76;该基因的编码区核苷酸序列和其编码多肽氨基酸序列分别与早期克隆的橡胶树HbPPC1基因(KJ721228)的编码区和编码多肽序列有81.3%和92.1%的同源性。预测HbPPC2定位于细胞质,为不稳定蛋白,其活性受多种因素调控。预测HbPPC2酶活性中心是其第172位残基His,磷酸化位点是其第11位残基Ser,单泛素化位点是其第628位残基Lys。其第178、179、226和366位残基Arg在三维结构中靠近,构成葡萄糖-6-磷酸(G6P)的结合位点;其第450、641、753、767位残基Arg在三维结构中靠近,构成PEP的结合位点。HbPPC2基因在叶片、树皮、胶乳、雄花、雌花均有表达,在胶乳表达量最高;乙烯利处理显著下调该基因在胶乳的表达。【结论】本研究可为橡胶树PEPC功能研究提供理论基础。 展开更多

关键词 橡胶树 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 克隆 生物信息学 基因表达

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玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆及其表达载体构建

7

作者 曹路遥 周岩 +4 位作者 魏琦超 陈燕绘 陈亚东 蔺一帆 田瑞婷 《河南农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第5期16-23,共8页

为了克隆磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)的编码基因以用于表达载体的构建,本研究根据已公开的序列信息设计特异性引物,以玉米自交系ZD410的叶片DNA为模板,通过PCR技术成功克隆了pepc基因的全长序列。生物信息学分析发现,该基因完整OR... 为了克隆磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)的编码基因以用于表达载体的构建,本研究根据已公开的序列信息设计特异性引物,以玉米自交系ZD410的叶片DNA为模板,通过PCR技术成功克隆了pepc基因的全长序列。生物信息学分析发现,该基因完整ORF长度为2 913 bp,编码蛋白质分子质量约为108.179 ku,等电点(PI)为5.73;对其氨基酸序列进行同源性检索分析显示,该蛋白质与其他C4植物的PEPC蛋白具有极高的同源性;利用Gateway技术构建含pepc目的基因的表达载体,并通过农杆菌介导的花序浸染法将该基因导入野生型拟南芥。 展开更多

关键词 玉米 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 基因克隆 载体构建 拟南芥 遗传转化

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香格里拉水韭磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)的克隆及其表达载体构建

8

作者 鲁维维 刘星 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期812-819,共8页

以中国特有植物香格里拉水韭(Isoetes shangrilaensis X.Liu)为材料,通过转录组测序数据分析筛选出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(IsPEPC),根据该基因序列,从香格里拉水韭cDNA中克隆获得磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)的编码基因IsPEPC... 以中国特有植物香格里拉水韭(Isoetes shangrilaensis X.Liu)为材料,通过转录组测序数据分析筛选出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(IsPEPC),根据该基因序列,从香格里拉水韭cDNA中克隆获得磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)的编码基因IsPEPC,并将此基因插入pCAMBIA-2300-N-eGFP及pMD质粒载体上,再采用农杆菌介导的花序浸染法将2个重组载体分开转入野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)中。结果显示:IsPEPC基因蛋白编码序列长度为2928 bp,编码975个氨基酸;同源性检索分析结果表明,该蛋白与其近源物种江南卷柏(Selaginella moellendorffii Hieron.)的PEPC基因蛋白序列同源性为79.8%。对转基因的T1代拟南芥通过抗性筛选并在gDNA水平上阳性鉴定,初步鉴定得到pC2300-N-eGFP-IsPEPC转基因株系26个和pMD-IsPEPC转基因株系32个。 展开更多

关键词 香格里拉水韭 CAM代谢 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 拟南芥 载体构建 遗传转化

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玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的研究进展

9

作者 赵茜 周岩 《玉米科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期91-94,共4页

高等植物按照CO2不同的同化途径,分为C3、C4和CAM植物。由于C4植物具有高光效基因,使其在高温、高光照、高氧分压条件下具有比C3植物更高的光合作用效率。目前,很多学者致力于研究玉米中的高光效基因-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC)... 高等植物按照CO2不同的同化途径,分为C3、C4和CAM植物。由于C4植物具有高光效基因,使其在高温、高光照、高氧分压条件下具有比C3植物更高的光合作用效率。目前,很多学者致力于研究玉米中的高光效基因-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPC),并试图将此基因转入到C3植物中,使C3植物的光合特性得到一定改善,进而使其产量提高。本文综述将C4高光效基因转入到C3植物后,C3植物的生理生化变化和对其光合作用的影响,对向C3植物中导入pepc基因能否提高其光合作用效率和产量的潜在可能性进行探讨。 展开更多

关键词 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 高光效 光合作用

原文传递

高粱C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的分子克隆及其转基因水稻的培育 被引量：30

10

作者 张方 迟伟 +3 位作者 金成哲 王强 张其德 吴乃虎 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第14期1542-1546,共5页

应用PCR的方法从C4植物高粱的基因组中分离出C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因)。通过分步克隆的方法,将此基因插入pCAMBIA1301质粒载体上,构成重组的表达载体p1301-PEPC,并利用农杆菌介导的转化系统将其转入农垦58和中花10两个... 应用PCR的方法从C4植物高粱的基因组中分离出C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因)。通过分步克隆的方法,将此基因插入pCAMBIA1301质粒载体上,构成重组的表达载体p1301-PEPC,并利用农杆菌介导的转化系统将其转入农垦58和中花10两个粳稻品种。经PCR分析、PEPCase活性检测、Western杂交、Northern杂交和Southern杂交等多种方法鉴定表明,C4型Ppc基因已转化进受体水稻植株的核基因组,并能高水平表达。生理学检测显示,转基因水稻植株的CO_2朴偿点和光呼吸速率显著降低,光饱和光合速率和羧化效率提高,显示出C4植物的光合特征。 展开更多

关键词 高梁 光合途径 光合效率 C4型Ppc基因 转基因水稻 分子克隆 培育 C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因

原文传递

碱蓬PEPCase基因的克隆与分析 被引量：3

11

作者 陈明娜 杨庆利 +1 位作者 禹山林 秦松 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期67-72,共6页

采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术首次获得碱蓬(Suaeda glauca)中含PEPCase基因完整编码区的cDNA序列,长度为3 038 bp。获得的序列采用生物信息学方法和系统进化方法进行分析。结果表明,获得的cDNA序列包含2 898 bp的完整开放阅读框,编码... 采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术首次获得碱蓬(Suaeda glauca)中含PEPCase基因完整编码区的cDNA序列,长度为3 038 bp。获得的序列采用生物信息学方法和系统进化方法进行分析。结果表明,获得的cDNA序列包含2 898 bp的完整开放阅读框,编码的966个氨基酸序列含有两个PEPCase活性位点以及6种其他的活性位点;预测蛋白质的相对分子质量为109 785.3,等电点为5.51,属于不稳定的亲水性蛋白;含量相对较多的氨基酸是Leu、Glu、Arg、Asp、Ser,不含Pyl和Sec;不包含跨膜结构和信号肽序列,推断为非分泌性蛋白;二级结构以α螺旋为主,三级结构为紧密球状结构;分析结果还表明获得的碱蓬PEPCase基因应该属于C3型。通过对碱蓬PEPCase基因的克隆及序列分析从而为后期碱蓬PEPCase蛋白表达的研究及获得高油量的转基因碱蓬植株奠定了基础。 展开更多

关键词 碱蓬(Suaedaglauca) 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(PEPCase基因) RACE基因克隆 序列分析

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Floral-dip转化法将PEPC基因ihpRNA干扰表达载体导入甘蓝型油菜 被引量：4

12

作者 付绍红 张汝全 牛应泽 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期764-769,共6页

根据磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)基因控制油菜籽中蛋白质与脂肪酸合成的原理,构建了PEPC基因片段ihpRNA干扰表达载体,该载体包含了一个PEPC基因片段正反向序列的回文结构.表达RNA干扰的载体结构(ihpRNA),在大肠杆菌体内进行克隆的过程... 根据磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)基因控制油菜籽中蛋白质与脂肪酸合成的原理,构建了PEPC基因片段ihpRNA干扰表达载体,该载体包含了一个PEPC基因片段正反向序列的回文结构.表达RNA干扰的载体结构(ihpRNA),在大肠杆菌体内进行克隆的过程中易被大肠杆菌自身携带的某种酶剪切,剪切位点不确定,可能是一种随机性的剪切.通过反复实验,最终获得了一个与我们设计一致的PEPC基因片段正反向序列结构,RNA干扰表达载体构建获得成功.利用花序浸渍法(floral-dip)转基因将构建的PEPC基因ihpRNA干扰表达载体转移到甘蓝型油菜中,并通过抗性筛选、PCR特异扩增、PCR-Southern杂交和克隆测序,对获得的转基因植株进行了鉴定,转化率达到了0.69%,说明floral-dip方法有效地实现了ihpRNA干扰表达载体的遗传转化. 展开更多

关键词 花序浸渍法(floral-dip) 磷酸烯醇丙酮酸羧化酶基因 ihpRNA表达载体 甘蓝型油菜 遗传转化

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