玉米热激蛋白基因ZmHSP90-1的克隆及表达分析

HSP90是普遍存在于原核和真核细胞中的一种高度保守的分子伴侣。本研究从玉米中克隆了一个HSP90同源基因, 命名为ZmHSP90-1基因, 并对其进行了初步的序列分析。该基因cDNA序列全长2 371 bp, 开放阅读框2 094 bp, 编码697个氨基酸, 蛋白质分子量约79.98 kD。蛋白结构预测及同源比对分析表明, ZmHSP90-1基因编码蛋白含ATPase位点和HSP90保守结构域, 并与拟南芥、水稻等多种物种的热激蛋白高度同源; 进化树分析表明ZmHSP90-1与拟南芥AtHSP90.1基因关系较近, 蛋白序列相似性达88.3%。目的蛋白亚细胞定位显示, ZmHSP90-1蛋白在细胞质中表达。实时荧光定量PCR分析表明, ZmHSP90-1对非生物胁迫高温、高盐、ABA、低温、干旱均具有明显的应答反应。推测ZmHSP90-1是玉米的一个胁迫相关基因。     

万寿菊玉米黄质环氧化酶TeZEP基因片段的克隆及分析

为了研究万寿菊中玉米黄质生物合成途径的关键酶基因,首先根据不同物种的ZEP基因进行序列比对找到保守区域设计简并引物,然后利用RT-PCR方法,以万寿菊花瓣总RNA为模板克隆万寿菊ZEP基因cDNA的片段,并进行序列分析。结果表明,万寿菊ZEP基因片段长度为1 058 bp,编码352个氨基酸残基,其序列与其他植物ZEP基因同源性最大为92%;其翻译产物属于亲水性蛋白;且结构域预测结果发现TeZEP基因编码的氨基酸序列含有一个NADB_Rossmann超家族和玉米黄质环氧化酶的特征性结构黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)结合位点。本研究成功克隆了万寿菊玉米黄质环氧化酶TeZEP基因片段并对其进行了序列分析,这为进一步研究该基因功能提供了依据,也为构建转基因植物和沉默基因植株以提高玉米黄质合成量提供了一定的参考。     

猪传染性胃肠炎病毒S基因不同编码区的表达和反应原性鉴定

通过原核表达系统表达猪传染性胃肠炎病毒( TGEV) S基因不同编码区,以鉴定不同编码区表达产物与TGEV抗体的结合能力。在对TGEV S蛋白抗原位点分析的基础上,针对S蛋白N端的4个抗原位点C、B、D和A,设计引物分别扩增含C、B位点的TCB片段(411 bp)、含D位点的TD片段(441 bp)和含A位点的TA片段(456 bp),经克隆测序后分别插入原核表达载体pET-32a中进行表达,SDS-PAGE电泳显示各片段均高效表达,表达的TCB片段、TD片段和TA片段融合蛋白大小分别为34.6,35.1,36.1 kDa。 Western Blot结果表明,表达蛋白与TGEV感染猪阳性血清和His标签抗体均产生阳性反应。结果显示,3个S基因编码片段均具有与TGEV抗体结合的能力,为进一步鉴定不同编码区的免疫原性及抗原保护能力奠定了基础。     

白羊草BiCDPK基因保守区的克隆及序列分析

为了研究CDPK基因的结构和功能,利用RT-PCR方法从白羊草中克隆得到BiCDPK基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明：该BiCDPK基因cDNA长1048 bp,包含387 bp的开放阅读框,编码128个氨基酸。蛋白表现为弱酸性,且稳定、亲水,二级结构中以无规则卷曲和α-螺旋为主。亚细胞定位于细胞质中,无跨膜结构域,无信号肽。蛋白序列中存在1个丝氨酸磷酸化位点和3个苏氨酸磷酸化位点。进化分析结果表明,克隆的BiCDPK基因与玉米、小麦和水稻具有较高同源性,相似度分别是97%、86%、86%。为进一步研究BiCDPK基因的功能奠定了基础。     

大豆苹果酸脱氢酶基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆技术获得大豆中的苹果酸脱氢酶基因cDNA序列,并对基因及其编码蛋白进行生物信息学分析和预测,为进一步克隆该基因、解决植物磷高效基因数量缺乏等问题提供依据。结果表明,大豆中的苹果酸脱氢酶基因(GmMDH1)cDNA序列长度为1 574 bp,开放阅读框1 230 bp,编码409个氨基酸残基;编码蛋白含有NAD bindingsite,Dimerization interface,Substrate binding site,MDH_glyoxysomal_mitochondrial结合位点和保守域,属于LDH_MDH_like Superfamily家族;亚细胞定位分析显示,编码蛋白位于植物细胞的叶绿体中。     

玉米ZmTOC1a、ZmTOC1b基因的克隆、表达及亚细胞定位分析

拟南芥TOC1基因在拟南芥中与2个MYB类蛋白基因LHY (Late elongated hypocotyl)、CCA1(Circadian clock associated1)组成中央振荡器,通过光周期调节途径调控拟南芥对光照的响应。为了揭示玉米中央振荡器中重要基因ZmTOC1a与ZmTOC1b的生物学功能,通过同源搜索找到玉米中的2个同源基因ZmTOC1a与ZmTOC1b,并通过同源克隆得到了这2个基因的序列,进而对这2个基因进行组织表达分析和编码蛋白的亚细胞定位。结果表明,通过同源克隆得到ZmTOC1a的开放阅读框的总长度为1 236 bp,共编码411个氨基酸; ZmTOC1b的开放阅读框的全长为1 554 bp,共编码517个氨基酸。通过Prot PARAM进行基因编码蛋白质的理化性质分析,ZmTOC1a与ZmTOC1b均为酸性蛋白。Net Phos 3. 1 Server预测结果显示,ZmTOC1a存在46个潜在磷酸化位点,其中丝氨酸36个,苏氨酸8个,酪氨酸2个; ZmTOC1b共存在53个潜在磷酸化位点,丝氨酸38个,苏氨酸12个,酪氨酸3个。在玉米中选取11个不同的组织进行qRT-PCR分析,结果表明,ZmTOC1a及ZmTOC1b分别在胚根以及胚芽鞘中高表达。通过构建目的蛋白与GFP融合的表达载体并注射烟草,发现ZmTOC1a及ZmTOC1b表达蛋白主要集中在细胞核中。综上所述,玉米TOC1基因可能与拟南芥TOC1基因作用一致,在玉米的生物钟调节中起到了重要的作用。     

玉米大斑病菌StRTG2基因结构、原核表达及表达模式分析

为明确玉米大斑病菌StRTG2基因功能以及其在病菌不同发育时期的表达模式。利用酵母ScRTG2基因编码的氨基酸序列进行BlastP,在玉米大斑病菌中得到了其同源基因序列,将其命名为StRTG2;分别以玉米大斑病菌野生型01-23的全基因组DNA及cDNA为模板,对该基因进行克隆;利用生物信息学技术对该基因编码的蛋白StRtg2进行理化性质分析、结构域预测、亚细胞定位预测;利用MEGA 7.0对Rtg2进行进化关系分析;扩增目的片段的ORF序列,构建该基因原核表达载体,通过转化大肠杆菌BL21后,使用IPTG进行诱导表达;最后利用RNA-Seq数据库分析StRTG2基因在玉米大斑病菌关键生长发育时期(菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉)的表达模式。主要研究结果如下:克隆了该基因发现其长度为1 695 bp,不含有内含子;该基因编码的蛋白由564个氨基酸组成,理论等电点值(pI)是6.96,具有典型的Ppx-Gppa保守结构域,亚细胞定位预测结果显示,该蛋白在细胞各部位均有分布,分布于细胞质中的可能性最大;对该蛋白进行进化关系分析表明,玉米大斑病菌StRtg2蛋白与番茄匍柄霉菌中同源蛋白的同源性最高,其次是酿酒酵母;原核表达该基因,SDS-PAGE胶显示该蛋白的大小约为62 ku,与预期大小相符;表达模式分析发现,该基因在病菌发育的5个时期均有表达,其中芽管和侵入钉时期表达量显著降低。为进一步解析StRTG2基因的功能研究奠定基础。     

小麦组氨酸磷酸转运蛋白TaHP4基因的克隆和表达分析

细胞分裂素在植物生长发育和抵御盐、干旱等非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了研究小麦细胞分裂素信号转导途径中组氨酸磷酸转运蛋白基因的功能和在植物逆境响应中的分子机制,以电子克隆结合RT-PCR的方法,从小麦中克隆了组氨酸磷酸转运蛋白基因Ta HP4。该基因的开放阅读框为456 bp,编码的蛋白长度为151个氨基酸,推测的蛋白分子量为17.71 ku,等电点为9.09,属于碱性蛋白,具有一个HPt结构域和一个负责磷酸基团传递的保守的组氨酸位点。多序列比对和系统进化树分析表明,Ta HP4与水稻和玉米中不含保守组氨酸位点的Os PHP1-Os PHP3和Zm HP4亲缘关系较近,相似性为62.3%~88.7%;而与小麦中前期已经克隆的Ta HP1-Ta HP3亲缘关系较远,相似性仅为32.2%~34.2%。Ta HP4基因表达模式具有较强的组织特异性,在叶、穗、茎等地上部表达量较高,而在根中则表达量很低。另外,Ta HP4基因受盐、干旱和ABA抑制表达,初步推测该基因可能在小麦抵御逆境胁迫的生物学过程中具有重要作用。     

桃果实ACC氧化酶基因的克隆及序列分析

乙烯是调控果实成熟衰老的内源激素,有效地调控乙烯的生物合成便是控制果实成熟的关键,而ACC氧化酶是植物乙烯生物合成途径中的限速酶之一。本研究以成熟的白粉桃为材料提取果实总RNA,克隆ACC氧化酶基因,旨在利用反义技术抑制乙烯合成,延迟桃果实成熟,提高硬度。将克隆片段与pMD18-T载体连接并转化到E.coliDH5α,经PCR、酶切和测序鉴定。分析表明该基因全长为1246bp,其中编码区长960bp,共编码319个氨基酸,与已登陆的ACC氧化酶基因(AF319166)核苷酸序列和氨基酸序列的同源性分别为99%和98%,表明成功的克隆了ACC氧化酶基因。经生物信息学分析,推测该蛋白的分子式为C1626H2542N420O485S12,相对分子质量为36.12kDa,等电点为5.27;该蛋白为亲水性非分泌型蛋白,无信号肽存在;其蛋白质二级结构以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为主,是一个紧凑型球状结构域。     

无花果ACC合成酶基因克隆及序列分析

为进一步利用基因工程手段调控无花果乙烯的合成,以无花果果肉为材料提取基因组DNA,根据已报道的无花果ACC合成酶基因序列设计引物,采用PCR技术扩增得到一条约600 bp的特异片段,将该片段克隆到pGM-Teasy vector上经PCR、酶切和测序鉴定。序列分析结果表明,基因全长590 bp,编码196个氨基酸,该序列与GenBank上已登陆的Masui Dauphine-ACS1的cDNA序列同源性达99%,氨基酸同源性达98%。结果表明,成功克隆到了无花果ACS基因片段。     

抗凋亡融合蛋白PTD-Bcl-xL原核表达载体的构建及表达纯化

人工抗凋亡蛋白PTD-Bcl-x L能保护多种因素引起的细胞异常凋亡,为了获得高纯度Bcl-x L与PTD(Protein transduction domains)的融合蛋白,首先采用TRIzol法提取SD大鼠肝脏总RNA,将RNA反转录为c DNA,设计引物以c DNA为模板,PCR扩增Bcl-x L基因,构建p UM19-T-Bcl-x L质粒,并对质粒双酶切鉴定和测序鉴定;其次设计包含PTD序列的Bcl-x L引物,以测序正确的p UM19-T-Bcl-x L质粒为模板,PCR扩增PTD-Bcl-x L序列,将扩增序列克隆入p ET28a载体,构建PTD-Bcl-x L蛋白的原核表达质粒p ET28a-PTD-Bcl-x L,并对p ET28a-PTD-Bcl-x L载体双酶切鉴定和测序鉴定;将p ET28a-PTD-Bcl-x L重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达,并对IPTG诱导融合蛋白表达的浓度和诱导时间进行了优化;SDS-PAGE分析表达蛋白的可溶性情况,在变性条件下用Ni-NTA琼脂纯化融合蛋白;最后用SDS-PAGE、Western Blot及质谱对融合蛋白进行鉴定。结果表明:双酶切p UM19-T-Bcl-x L质粒出现约774 bp大小条带,p UM19-T-Bcl-x L质粒测序结果与NCBI数据库比对序列一致,表明成功构建p UM19-T-Bcl-x L质粒;双酶切p ET28a-PTD-Bcl-x L质粒出现约744 bp大小条带,p ET28a-PTD-Bcl-x L质粒测序结果与预期序列一致,表明成功构建了p ET28a-PTD-Bcl-x L原核表达载体;在IPTG诱导下p ET28a-Bcl-x L重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中表达出36 k Da大小蛋白,最优IPTG诱导浓度为0.1 mmol/L,最佳IPTG诱导时间为6 h;SDS-PAGE电泳显示融合蛋白主要出现在菌液超声后的沉淀里,以包涵体形式表达,经Ni-NTA琼脂纯化获得了高纯度的融合蛋白;Western Blot和质谱鉴定证明IPTG诱导表达蛋白和纯化的融合蛋白为PTD-Bcl-x L蛋白。纯化得到了PTD-Bc L-x L融合蛋白,推进了PTD-Bcl-x L蛋白在猪、牛等家畜精液冷冻保存的应用进程。     

番茄WRKY转录因子基因片段的克隆及序列分析

【研究目的】本研究以番茄苗为实验材料,克隆出番茄WRKY转录因子的一个基因片段并对其核酸序列进行分析。【方法】根据本课题组已经克隆出的番茄特异的WRKY基因片段和番茄EST序列设计特异引物,利用RT-PCR技术获得番茄WRKY转录因子的一个基因片段并连接到pMD19-T载体中,转化DH5α,,筛选阳性克隆,用双酶切分析法对其进行鉴定并进一步对核酸序列进行测序分析。【结果】结果表明,克隆获得的WRKY转录因子基因片段约为680bp,用GenBank中的Blastn程序分析表明,其与CaWRKY（AY789641.1）、WIZZ（wizz mRNA）（AB028022.1）的相似性分别为86％和84％。【结论】WRKY转录因子在番茄中受JA诱导,这为克隆番茄WRKY基因全长,进而为番茄抗病育种奠定基础。     

长白猪甘露聚糖结合凝集素A基因的 克隆与原核表达

从长白猪肝脏细胞中提取总RNA,通过RT-PCR法扩增pMBL-A基因,与pMD18-T载体连接进行TA克隆,得到猪甘露聚糖结合凝集素A（porcine mannan-binding lectin A,pMBL-A）基因。再亚克隆到pPROEXHTb表达载体上,构建重组表达质粒。将阳性重组表达质粒转化到大肠杆菌中诱导表达重组pMBL-A蛋白,通过SDS-PAGE检测蛋白的表达情况。结果成功扩增得到包括完整开放读码框长为875bp的全长cDNA片段,并原核表达了重组蛋白,为进一步研究该蛋白的遗传特征以及为猪遗传育种方面的研究提供依据。     

小鼠不同组织中催乳素释放肽 受体基因表达的研究

【研究目的】克隆并研究小鼠催乳素释放肽受体基因在妊娠期小鼠不同组织的表达【方法】提取小鼠不同组织总RNA,进行RT-PCR,PCR产物与pMD-19T连接后转化E.coli DH5a,检测阳性克隆并测序【结果】测序结果表明,所得序列与小鼠催乳素释放肽编码区序列的相似性为99.49%【结论】克隆所得序列为小鼠催乳素释放肽受体基因片段,催乳素释放肽在妊娠期小鼠不同组织均有表达     

白屈菜CmFAD2基因的克隆及植物转化载体构建

通过对白屈菜低温应答过程的转录组分析发现膜脂不饱和化相关基因的表达在一定过程中发生变化,脂肪酸去饱和酶基因FAD2在随温度的变化趋势为正"V"型,且表达量变化显著。利用NCBI等在线软件对序列进行相关生物学信息分析,并对白屈菜FAD家族成员FAD2基因的完整开放阅读框(ORF)进行克隆,并命名为CmFAD2。选用克隆载体pMD-19-T,转化大肠杆菌DH5α,测序验证序列正确性及完整性。将目的基因与植物表达载体pRI-201-AN连接构建重组DNA pRI-201-AN-Cm FAD2,电击法转化农杆菌LBA4404,利用菌液PCR法验证成功。该基因可作为药用植物抗寒品种创制的候选基因。     

pCB-zeolin-GFP表达载体的构建及瞬时表达

为利用荧光蛋白基因GFP检测外源基因在转基因植株中的表达和定位,构建含有GFP基因的植物表达载体pCB-zeolin-GFP。在目的基因的开放阅读框（ORF）两端设计引物,并引入酶切位点和保护碱基,用PCR方法从pDHA扩增得到zeolin基因的全长,克隆到中间载体pMD18-T,分别用NcoⅠ和BglⅡ2种限制性内切酶酶切重组质粒和经过改良的pCAMBIAI1302植物表达载体,经回收、连接、转化、鉴定后,利用基因枪转化法将重组载体转入洋葱表皮细胞,通过共聚焦显微镜检测绿色荧光蛋白在洋葱表皮细胞中的瞬时表达。构建了zeolin基因与绿色荧光蛋白（GFP）融合的植物表达载体pCB-zeolin-GFP,并在洋葱中得到了表达。构建的融合植物表达载体pCB-zeolin-GFP正确,该载体的成功构建为今后进行基因转移、基因功能研究及培育新品种奠定了基础。     

藏猪IGF-1成熟肽基因的克隆及原核表达

旨在克隆藏猪胰岛素样生长因子1(IGF-1)的成熟肽基因,并进行原核表达的研究。提取藏猪肝脏组织RNA,通过RT-PCR扩增出藏猪IGF-1全长基因,构建重组质粒p MD19-T-IGF-1,以p MD19-T-IGF-1质粒为模板,克隆IGF-1成熟肽序列并构建成熟肽p ET-32α-IGF-1表达质粒,转入大肠杆菌BL21(DE3),对IPTG诱导剂浓度和诱导时间进行优化,Ni-NTA琼脂纯化融合蛋白后采用Western Blot对其鉴定。结果显示,IGF-1成熟肽基因(315 bp),成功构建了成熟肽p ET-32α-IGF-1原核表达质粒;重组大肠杆菌BL21-IGF-1以包涵体形式表达出分子量约31 k Da融合蛋白,最优IPTG浓度为0.5 mmol/L,最佳IPTG诱导时间为10 h;纯化获得了高纯度的融合蛋白,经鉴定IPTG诱导表达和纯化的蛋白为IGF-1融合蛋白。结果表明,成功构建了表达质粒p ET32α-IGF-1及获得重组大肠杆菌BL21-IGF-1,表达了藏猪IGF-1成熟肽融合蛋白及该蛋白具有抗原抗体反应活性。     

马铃薯损伤诱导型启动子Wun1基因的克隆及其GFP表达活性

通过聚合酶链式反应(PCR),以马铃薯基因组DNA为模板,根据已报道Wun1序列设计了一对特异引物,在优化的PCR反应条件下扩增出了Wun1基因片段,通过序列分析与文献报道的碱基序列有96.86%的同源性,该基因已登录到GenBank(No.AY803296)。以pBIPG(携带GFP基因)的质粒DNA为模板,通过PCR技术亚克隆到了源自水母(Aequorea)大小为756bp的绿色荧光蛋白(GFP)基因,与已知序列同源率为100%。利用GFP基因作为报告基因,构建了用于比较鉴定所克隆启动子活性的pBIG(35S-GFP)和pBIWG(Wun1-GFP)两个植物表达载体,采用基因枪法进行对洋葱表皮细胞的遗传转化,检测Wun1启动子在受体细胞中调控基因表达的活性,结果表明克隆到的Wun1启动子活性强于组成型表达的35S启动子,GFP瞬时表达的分析方法也让我们有效的筛选到用于进行马铃薯抗病育种的调控元件。     

猪FcRn基因及其剪接变体序列的克隆与序列

【研究目的】克隆并分析猪FcRn基因;【方法】十二指肠组织提取总RNA,利用设计的引物进行RT-PCR,PCR产物与pMD-19T载体连接后转化JM109感受态细胞,筛选阳性克隆并测序;【结果】FcRn阳性克隆两条序列在NCBI上比较,显示序列同猪FcRn（AY740682.1）同源性都为99 %。【结论】克隆了猪FcRn基因的序列和其剪接变体序列,其剪接变体序列已在GenBank 上注册（Accession.EU852582）     

谷子DnaJ蛋白基因的克隆

DnaJ蛋白是近年研究较多的同热激等胁迫反应相关的基因。本研究用0.8%NaCl胁迫下的谷子幼苗提取RNA,用反转录酶M-MLV扩增得到第一链cDNA,再以第一链cDNA为模板进行PCR扩增,克隆获得了完整的谷子DnaJ蛋白基因,该基因cDNA全长1 260 bp,编码419个氨基酸,具有DnaJ蛋白分子伴侣系统的3个保守结构域。将谷子DnaJ蛋白基因构建入表达载体pGFP,获得了谷子DnaJ基因的表达载体。该基因的克隆和表达载体构建,为谷子DnaJ蛋白基因的功能分析以及谷子耐热抗旱机理研究有重要意义。