龙眼中性转化酶基因(DlNI)的克隆及分析

【目的】中性转化酶是果实蔗糖代谢关键酶之一,克隆中性转化酶基因对于揭示龙眼果实糖代谢具有重要的意义。【方法】以‘石硖’龙眼试材,采用RT-PCR结合RACE技术成功克隆了3个龙眼中性转化酶基因全长cDNA序列。【结果】3个龙眼中性转化酶基因全长cDNA序列分别命名为DlNI-1、DlNI-2和DlNI-3,NCBI登录号为KP769773、KP769774和KP769775,其中DlNI-1全长2090 bp,编码589个氨基酸,比对结果发现与木薯(82%)的中性转化酶基因的氨基酸序列同源性最高;DlNI-2全长2558 bp,编码709个氨基酸,比对结果发现与克莱门柚(80%)的中性转化酶基因的氨基酸序列同源性最高;DlNI-3全长2444 bp,编码805个氨基酸,比对结果发现与克莱门柚(80%)的中性转化酶基因的氨基酸序列同源性最高。3个龙眼中性转化酶基因的氨基酸序列都具有中性转化酶的12个高度保守的结构域,并且都具有2个催化残基,推测其蛋白都属于α类,且都定位于细胞器中。3个基因在不同组织中表达量具有较大差异,其中DlNI-1和DlNI-2在叶片中都具有较高的表达量,而DlNI-3在果皮组织中具有最高的表达量。【结论】成功克隆了3个龙眼中性转化酶基因,为后期深入研究中性转化酶基因结构和功能奠定基础。     

铁皮石斛豆腐柴螺二烯加氧酶基因克隆与表达分析

【目的】克隆铁皮石斛(Dendrobium officinale)豆腐柴螺二烯加氧酶(premnaspirodiene oxygenase, PO)基因,分析该基因在铁皮石斛开花期不同器官及营养生长期叶片中的表达模式,以期为进一步鉴定基因功能及探讨铁皮石斛植保素的生物合成及抗病机制奠定基础。【方法】利用RT-PCR和RACE-PCR技术克隆DoPO基因全长cDNA序列和开放阅读框(open reading frame, ORF),利用ProtParam进行理化性质分析,使用BLAST P在线搜索氨基酸同源性,采用MEGA 6.0构建系统进化树。利用qPCR方法分析DoPO基因在铁皮石斛开花期不同器官及不同营养生长期叶片中的表达模式。【结果】DoPO基因cDNA序列全长1 704 bp,含1个编码498个氨基酸的完整阅读框。DoPO蛋白属于p450超级家族,分子量为56.914 kD,属不稳定蛋白。系统进化分析表明,DoPO与兰科植物姬蝴蝶兰(XP 020571355)和深圳拟兰(PKA52400)PO聚为一类,与姬蝴蝶兰的PO亲缘关系最近。qPCR分析结果表明,铁皮石斛开花期,DoPO基因在叶片的相对表达量极显著高于茎、根和花;叶片DoPO基因的相对表达量10月份极显著高于8月和12月,12月显著高于8月。【结论】克隆了铁皮石斛DoPO基因cDNA全长,该基因在叶片中的相对表达量极显著高于其他器官。叶片DoPO基因的相对表达量10月份最高。     

铁皮石斛鲨烯单加氧酶基因的克隆与表达分析

【目的】克隆铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇类化合物合成关键酶鲨烯单加氧酶(Squalene Monooxygenase,SQE)基因,并对其进行生物信息学分析和不同营养生长期茎和叶中的表达模式分析。【方法】根据铁皮石斛转录组测序获得带5’末端的SQE基因片段,设计DoSQE1与DoSQE2基因的3’RACE引物,克隆全长cDNA,利用生物信息学分析软件对DoSQE1与DoSQE2基因及其编码蛋白序列进行分析。运用实时荧光定量PCR检测DoSQE1与DoSQE2基因在铁皮石斛营养生长期的8月、10月、12月茎和叶中的表达模式。【结果】DoSQE1基因cDNA序列全长1 796 bp(GenBank登录号MT160182),含有1个1 554 bp的ORF,编码517个氨基酸;DoSQE2基因cDNA序列全长1 963 bp(GenBank登录号MT160183),含有1个1 578 bp的ORF,编码525个氨基酸。DoSQE1具有2个跨膜区,分别在4～22 aa和55～72 aa;DoSQE2只有在5～23 aa的1个跨膜区。DoSQE1蛋白在204～476aa、DoSQE2蛋白在211～484 aa处含有鲨烯环氧酶结构域。系统进化分析表明,DoSQE1与姬蝴蝶兰SQE(XP_020599860.1)的亲缘关系最近,DoSQE2与姬蝴蝶兰SQE(XP_020579136.1)的亲缘关系最近。qRT-PCR检测结果表明,茎和叶中都能检测到2个基因的表达,叶的表达量显著高于茎。DoSQE1基因在8月份表达量最高,DoSQE2基因在10月份表达量最高。【结论】本研究克隆得到DoSQE1和DoSQE2基因,发现DoSQE1和DoSQE2基因的表达模式存在差异,该结果为进一步研究铁皮石斛甾醇类化合物生物合成机理及代谢调控奠定基础。     

铁皮石斛查尔酮合酶基因克隆与表达分析

[目的]克隆铁皮石斛中查尔酮合酶(CHS)基因,分析其基本生物学信息及组织表达特异性,为进一步研究CHS基因在铁皮石斛中的表达调控机理及其在铁皮石斛中的功能打下理论基础.[方法]采用铁皮石斛转录组序列与NCBI同源序列进行比对,根据保守区段设计引物克隆铁皮石斛CHS基因的cDNA全长,采用实时荧光定量PCR定量表达分析不同生长年限、不同组织部位中CHS基因的表达水平.[结果]铁皮石斛CHS基因cDNA编码区1188 bp,编码395个氨基酸,GenBank登录号KT783451,分子量为43.2 kD,理论等电点6.05.铁皮石斛GHS氨基酸序列与同属植物金钗石斛(Dendrobium nobile)的CHS氨基酸序列同源性最高,达99%,与非同科植物欧洲大叶杨(Populus trichocarpa)、巨桉(Eucalyptus grandis和紫玉兰(Magnolia liliiflora)等植物的同源性在83%左右.该基因编码的蛋白质属非分泌蛋白,定位于细胞质基质中,为非跨膜结构的亲水性不稳定蛋白.CHS基因在1年生铁皮石斛叶片中的表达量最高,随着植株年龄的增长,叶片中CH基因的表达量降低,茎中的表达量升高.[结论]铁皮石斛CHS基因早期主要参与激素运输和器官形态建成,后期主要参与类黄酮物质合成.     

龙眼己糖激酶基因的克隆及原核表达

【目的】克隆龙眼Dimocarpus longan己糖激酶(Hexokinase,HXK)基因,并对其进行生物信息学分析及原核表达分析.【方法】以龙眼总RNA为模板,采用RT-PCR结合RACE法获得基因全长c DNA序列,构建p ET-32a-Dl HXK原核表达载体,转化到大肠埃希菌Escherichia coli Rosetta(DE3)中诱导表达.【结果和结论】成功克隆龙眼己糖激酶基因的c DNA全长序列,命名为Dl HXK,登录号为KF776906.1.龙眼Dl HXK序列全长2 101 bp,包括1个1 488 bp的开放阅读框,预测编码495个氨基酸;进化树和相似性分析发现,该基因与温州蜜柑Citrus unshiu的相似性最高,达到了82%;荧光定量表达分析表明,Dl HXK基因随着果实的发育成熟表达量逐渐上升;经IPTG诱导和SDSPAGE检测,所构建的原核表达载体表达的融合蛋白与预期蛋白大小相吻合.由此可见,利用RT-PCR结合RACE方法成功克隆了龙眼的己糖激酶基因,构建原核表达载体,并在大肠埃希菌Rosetta(DE3)中获得高效表达.     

甘蔗转化酶抑制子SoInvInh2基因克隆和表达分析

【目的】克隆甘蔗转化酶抑制子(Invertase inhibitor)基因(SoInvInh2)的c DNA全长序列,分析基因表达模式和生物信息学特性,为该基因功能的进一步鉴定提供依据。【方法】基于同源序列克隆InvInh2基因5'序列,采用Tail-PCR技术扩增基因3'序列。采用生物信息学软件对其编码蛋白的理化性质、亚细胞定位和系统进化等进行分析。采用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析SoInv Inh2基因在甘蔗不同生育期的组织表达特性。【结果】从甘蔗GT28幼茎中克隆到的一个新的转化酶抑制子基因,命名为SoInv Inh2,GenBank登录号KF575170。该基因的c DNA序列全长为927 bp,开放阅读框长651 bp,编码216个氨基酸。SoInvInh2基因不含内含子序列。SoInvInh2蛋白有4个不对称的α-螺旋和4个保守的Cys位点,属于InvI/PMEI家族成员。在甘蔗叶、茎、花序和花序轴中都能检测到SoInvInh2基因表达。在甘蔗不同生育期,So Inv Inh2基因在不同成熟度的叶和茎中的表达模式无明显规律。【结论】成功克隆到甘蔗SoInvInh2基因,并进行相关生物信息学分析,为该基因的进一步功能研究奠定了基础。     

一个亚洲棉MYB家族新基因的克隆及特征分析

【目的】克隆亚洲棉MYB家族的一个新基因（GaMYB2）,研究其表达模式,分析其预期编码蛋白。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆亚洲棉MYB2的cDNA序列全长;应用生物信息学软件分析该基因及预期编码蛋白的特征;采用实时荧光定量PCR技术对该基因的组织特异性和PEG6000模拟干旱胁迫处理下的表达模式进行分析。【结果】从亚洲棉(Gossypium arboreum L.)中克隆了MYB家族的一个新基因MYB2,该基因全长1 117 bp,ORF全长840 bp,编码279个氨基酸,含有MYB保守域,氨基酸的BALSTP分析表明GaMYB2氨基酸序列与已报道的水稻（BAA23338.1）、小麦(AAT37168.1)等的序列有40.50%到68.20%的相似性。亚细胞定位表明该基因在细胞核中表达,实时荧光定量PCR结果表明该基因在根和花中的表达量较高,并且响应17%的PEG6000模拟干旱胁迫处理,上调表达。【结论】GaMYB2是亚洲棉MYB家族的一个新基因,并认为该基因可能在棉花调控干旱胁迫的生理适应过程中发挥重要作用。     

红花查尔酮异构酶基因全长cDNA的克隆及表达分析

【目的】克隆红花(Carthamus tinctorius L.)黄酮合成途径中的关键酶查尔酮异构酶(Chalcone isomerase,CHI)基因的全长序列,研究其组织表达特异性,为红花代谢调控研究提供参考。【方法】利用RT-PCR技术克隆CHI基因的cDNA全长,并对其全长基因进行生物信息学分析;构建系统发育树,研究其与相似序列的同源性;利用实时荧光定量PCR方法,分析CHI基因在红花不同开花时期的表达量。【结果】CHI基因全长1 161bp,开放阅读框长654bp,编码217个氨基酸,理论分子质量约为23.14ku,等电点为5.67,序列含有典型的加尾信号序列AATAA和Poly(A)。系统发育树表明,该基因与其他物种CHI基因具有较高的同源性,其中与青木香的同源性最高,达到82%。实时荧光定量PCR结果表明,CHI基因在红花花蕾期的表达量最高。【结论】克隆得到了红花CHI基因,其在红花花蕾期的表达量最高。     

南方根结线虫诱导辣椒基因CaRKNIF2的克隆与分析

 【目的】明确辣椒(Capsicum annuum L. HDA149)中与南方根结线虫(Meloidogyne incognita)不亲和互作过程中抗性相关WRKY转录因子的基因结构及其表达模式。【方法】采用RACE结合RT-PCR方法克隆cDNA序列,并根据cDNA序列设计特异引物扩增DNA序列,Southern杂交确定基因拷贝数,实时荧光定量PCR方法分析该基因在线虫侵染后辣椒的不同组织和不同时间点的表达。【结果】从辣椒中克隆到一个WRKY转录因子基因CaRKNIF2(GenBank登录号：GQ253367),该基因编码区全长1 662 bp,编码553个推定的氨基酸,为单拷贝基因。CaRKNIF2基因编码区全长DNA序列2 530 bp,包含5个内含子和6个外显子。在线虫接种诱导处理时,该基因表达具有组织特异性,根尖组织中的表达量最高;接种3 h后在根尖组织中的表达量开始升高,12 h最高,此时相对表达量约为3.1倍。【结论】CaRKNIF2在线虫接种处理后的表达上调,表明该基因参与了抗性基因Me3介导的辣椒与根结线虫的不亲和互作,可能在此过程中具有重要功能。     

中药青天葵黄酮醇合成酶基因的克隆与生物信息学分析

【目的】克隆中药青天葵黄酮化合物生物合成途径的关键调控酶—黄酮醇合成酶(flavonol synthase,FLS)基因并分析其序列特征及编码蛋白的功能。【方法】在前期青天葵转录组测序获得的FLS基因序列片段的基础上,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE-PCR)克隆FLS基因的cDNA全长及其编码区;利用生物信息学方法对其编码蛋白进行同源性比对和功能分析。【结果】青天葵FLS基因cDNA全长1268 bp,其中包含993 bp的开放阅读框,编码331个氨基酸。编码蛋白的氨基酸序列预测显示,青天葵FLS蛋白为酸性、亲水性蛋白,分子量约为37.3 kDa;不含有信号肽、转运肽和跨膜结构域,可能定位于细胞质中;具有黄酮醇合成酶保守功能域,与铁皮石斛等同科植物FLS蛋白的同源性可达82%。【结论】成功克隆了青天葵黄酮醇合成酶基因,为后续的基因功能鉴定和生物合成调控,进而提高青天葵黄酮类药效成分积累奠定了基础。     

甜杨葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因的电子克隆及其功能预测

［目的］对甜杨葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）进行克隆及功能预测。［方法］采用电子克隆和RT-PCR相结合的方法首次从甜杨中分离了G6PDH基因,通过Blast和其他生物信息学软件进行功能预测。［结果］甜杨G6PDH基因的cDNA长1697bp,可编码510个氨基酸,cDNA序列及其推导的氨基酸序列均与其他植物G6PDH存在着较高的同源性,说明所获得的cDNA是甜杨G6PDH基因（PsG6PDH,AY445917）。同时,运用PCR扩增技术获得了甜杨G6PDH基因组序列,测序结果表明,基因组DNA长度为5 040bp,含有15个外显子和14个内含子。Southern杂交结果表明,G6PDH基因在甜杨的基因组中可能是单拷贝或者低拷贝。通过网络服务器平台进行PsG6DH的功能预测,结果显示,PsG6PDH为G6PDH的成员之一,含有NADP结合区和G6P结合区2个保守功能域,具有多个磷酸化位点和跨膜区域,但不含有信号肽,表明PsG6DH可能作为膜受体而起作用。另外,G6PDH的电子表达谱分析结果发现,G6PDH在多种组织和不同发育过程均表达,并涉及各种逆境胁迫应答反应,这也说明了G6PDH在植物生长反育中的重要地位。［结论］可为下一步研究PsG6PDH基因的分子功能提供参考。     

葱蝇ADH基因的克隆及序列分析(英文)

[目的]对葱蝇(Delia antiqua)ADH基因进行克隆,并对其进行序列分析。[方法]通过RACE的方法克隆葱蝇ADH基因的cDNA序列,同时对该序列进行同源性分析、氨基酸序列比对和系统发育分析。[结果]试验获得的cDNA全长1088bp,其中ORF771bp,编码256个氨基酸,推测其相对分子质量为30.80kDa,等电点为8.22;通过该基因推导的氨基酸序列与其他物种的ADH进行相似性比较和系统发育分析,发现葱蝇与刺舌蝇(Glossina morsitans morsitans)氨基酸序列的同源性最高。[结论]该研究为ADH基因的进一步研究提供了基础。     

番茄脯氨酸脱氢酶基因的克隆与RNAi植物表达载体的构建

[目的]克隆了脯氨酸脱氢酶ProDH基因的全长cDNA,构建了ProDH基因的RNA干扰植物表达载体,并转化到农杆菌.[方法]以“耐运2000番茄”幼苗为试材,根据GenBan中公布的番茄脯氨酸脱氢酶ProDH基因的序列信息设计了一对特异性引物,克隆了该基因的全长cDNA,分析基因序列选择正反向片段并扩增,并通过酶切、连接的方法构建了ProDH基因的RNA干扰植物表达载体PBI121-PDHi利用冻融法将表达载体转化到农杆菌EHA105中.[结果]所克隆到的ProDH基因片段长2 001 bp,其中CDS为1 491 bp,编码380个氨基酸.测序结果与公布序列同源性100％,因此可以用来构建干扰载体;通过酶切与测序鉴定,证明表达载体构建成功.[结论]经特异性引物扩增检测,证明表达载体已转入农杆菌,为进一步的研究该基因奠定了基础.     

甘蔗钙依赖蛋白激酶基因克隆与序列分析

[目的]克隆甘蔗钙依赖蛋白激酶基因(ScCDPK1),为其功能解析和育种利用打下基础.[方法]根据甘蔗cDNA文库中的CDPK基因序列信息设计引物,利用RT-PCR克隆ScCDPK1基因,并采用在线生物信息学分析软件对其推导蛋白的理化性质、跨膜结构、信号肽及保守结构域等进行预测分析.[结果]克隆获得的ScCDPK1基因完整编码区大小1650 bp,编码549个氨基酸,相对分子量61.971 kD,等电点(pI)6.78,不稳定指数35.63.同源性和遗传进化树分析结果显示,ScCDPK1基因与小麦TaCPK7基因亲缘关系最近,同源性达88%;ScCDPK1蛋白与其他已知CDPK蛋白一致,具有CDPKs家族特有的4个保守区域(可变区、蛋白激酶区、自抑制区和钙离子结合区),其二级结构主要由α螺旋(42.80%)和无规则卷曲(32.97%)构成;蛋白功能分类预测结果显示,ScCDPK1蛋白是一种阳离子通道蛋白,可能参与植物胁迫应答、信号转导和翻译调控等生物反应.[结论]ScCDPK1基因编码的蛋白与其他已知CDPK蛋白一致,具有CDPKs家族特有的4个保守区域,是一种阳离子通道蛋白.     

西伯利亚蓼乙二醛酶Ⅱ基因的克隆与表达模式分析

摘要[目的]克隆西伯利亚蓼（Polygonum sibiricum La3xm．）乙二醛酶Ⅱ基因并了解该基因表达模式。[方法]应用RACE技术和实时荧光定量PCR技术从西伯利亚蓼中克隆了具有完整编码区的乙二醛酶Ⅱ基因的cDNA序列,并对该基因在不同胁迫时间、不同组织的表达差异进行了比较。[结果]克隆的乙二醛酶Ⅱ基因cDNA为890bp,其中开放读码框为765bp,编码254个氨基酸,5’非翻译区为49bp,3’非翻译区为72bp,GenBank中登录号为HM241910。序列比对分析结果表明,该基因编码的乙二醛酶Ⅱ与乙二醛酶Ⅱ三型匹配最佳,并具备乙二醛酶Ⅱ的GloB、ComEC和Lactamase,B等结构域。实时荧光定量PCR分析显示,乙二醛酶II基因在正常生长的西伯利亚蓼地下茎、茎与叶中都有表达,其中茎的表达量最高。同时,乙二醛酶Ⅱ基因受3％NaHCO,胁迫诱导,其在不同部位的表达模式有差异。[结论]克隆了西伯利亚蓼乙二醛酶Ⅱ基因并初步阐明了其表达模式。     

芒果乙烯受体ETR1和ERS1基因的克隆及序列分析

[目的]克隆芒果乙烯受体ETR1和ERS1基因(MiETR1和MiERS1),并进行生物信息学分析,为研究乙烯受体在芒果成熟和衰老过程中的调控机制提供理论参考.[方法]以芒果为材料,应用RACE技术扩增MiETR1和MiERS1基因的cDNA序列,并应用生物信息学方法对其编码的氨基酸序列进行预测分析.[结果]克隆获得的MiETR1基因cDNA序列全长2570 bp,开放阅读框(ORF)2220 bp,编码739个氨基酸;MiERS1基因的cDNA序列全长2171 bp,ORF 1890 bp,编码629个氨基酸;GenBank登录号分别为KY002681和KY002682.MiETR1和MiERS1蛋白均为含跨膜结构的非分泌型疏水蛋白,属于乙烯受体ETR1家族成员,以Ser为主、Thr为辅的磷酸化修饰调控乙烯信号转导,均含有3个典型的模块,即GAF结构域、HisKA结构域和HATPase_c结构域,MiERS1蛋白较MiETR1缺少REC结构域.不同物种ETR1和ERS1蛋白的氨基酸序列具有高度保守性,MiETR1和MiERS1均与甜橙(Citrus sinensis)和克莱门柚(Cit-rus clementina)的ETR1和ERS1蛋白亲缘关系较近,但二者分别聚在两个不同的分支上,表明两个蛋白存在一定的遗传分化.[结论]乙烯受体基因在芒果成熟和衰老过程中发挥调控作用.     

东亚砂藓甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆及表达分析

[目的]克隆东亚砂藓甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因RjGAPDH,并对其进行生物信息学和表达分析。[方法]通过分析东亚砂藓转录组测序数据,利用RT-PCR技术克隆该基因的全长序列,并通过荧光定量PCR分析RjGAPDH基因在不同干旱胁迫时间的表达情况。[结果]该基因全长为1 208 bp,开放阅读框1 053 bp,编码350个氨基酸,预测蛋白分子量为38.66 kD,等电点pI为6.02,不稳定系数为23.97,为稳定蛋白;该基因编码的蛋白无跨膜区和信号肽序列,定位于细胞质。在快速干旱胁迫处理过程中,东亚砂藓RjGAPDH基因的表达量高于正常生长的材料(CK),能被诱导表达。[结论]RjGAPDH基因可能参与东亚砂藓对干旱的胁迫反应,为后续进一步研究其功能特征奠定基础。     

革胡子鲶生长激素成熟肽cDNA克隆及其在大肠杆菌中的表达

[目的]构建革胡子鲶生长激素基因原核表达体系。[方法]采用PCR方法,扩增得到了革胡子鲶生长激素基因成熟肽的cDNA序列,将该序列克隆至原核表达载体pRSET-A,构建重组质粒pRSET-mGH,并在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS中进行表达。[结果]革胡子鲶生长激素成熟肽cDNA序列全长534 bp,编码1个由178个氨基酸残基组成的生长激素成熟肽,分子量为20.28 kDa,等电点为5.93。SDS-PAGE和Western blot分析表明,表达的目的融合蛋白分子量为27.41 kDa,主要以非可溶性的包涵体形式存在于菌体沉淀中。目的融合蛋白的表达量高达细菌沉淀蛋白总量的36.8%。[结论]该研究为革胡子鲶生长激素的产业化开发和应用奠定了基础。     

葱蝇ADH基因的克隆及序列分析

[目的]对葱蝇(Delia antiqua)ADH基因进行克隆,并对其进行序列分析。[方法]通过RACE的方法克隆葱蝇ADH基因的cDNA序列,同时对该序列进行同源性分析、氨基酸序列比对和系统发育分析。[结果]试验获得的cDNA全长1 088 bp,其中ORF 771 bp,编码256个氨基酸,推测其相对分子质量为30.80 kDa,等电点为8.22;通过该基因推导的氨基酸序列与其他物种的ADH进行相似性比较和系统发育分析,发现葱蝇与刺舌蝇(Glossina morsitans)氨基酸序列的同源性最高。[结论]该研究为ADH基因的进一步研究提供了基础。     

定安鹅IGF1基因克隆及生物信息学分析

[目的]研究定安鹅IGF1基因的结构特征及其编码蛋白的功能预测和分析。[方法]利用RT-PCR技术及生物信息分析技术,克隆并分析了定安鹅IGF1基因的cDNA序列。[结果]通过基因克隆与分析,得到558 bp的cDNA片段,其中包含1个462 bp的开放阅读框,编码153个氨基酸残基。通过Blast分析发现,鹅IGF1基因在进化上非常保守。信号肽预测分析表明,定安鹅IGF1蛋白的前49个氨基酸残基为信号肽序列。通过亚细胞定位分析发现,定安鹅IGF1成熟蛋白可能位于细胞外。[结论]该研究可为进一步研究定安鹅IGF1基因的功能奠定基础。