芒果 MADS-box基因保守区的克隆与序列分析

MADS-box 转录因子在多种植物的发育过程中发挥着重要作用。为从芒果中克隆新的 MADS-box基因，本研究利用MADS-box转录因子的保守特征设计简并引物，应用RT-PCR从芒果花序中成功分离出14 条MADS-box 基因cDNA 片段。片段长度在138~147bp之间，推导的氨基酸序列与已知的芒果MADS-box基因的同源性为65.2%~82.6%。用推导的氨基酸序列与已知的芒果和拟南芥 MADS- box基因进行系统发育分析，可将这些片段归入MADS-box 的不同亚家族中。表明芒果花序中存在多种 MADS-box 转录因子，可能参与芒果花器官的发育及开花时间的调节。 海南大学应用科技学院基金（HYK1402）     

鸭DCN基因编码区扩增、序列分析及其在大肠杆菌中的表达、蛋白纯化

采用RT-PCR方法从鸭腿肌总RNA中扩增了鸭核心蛋白聚糖基因编码区序列,进行序列分析,并将编码鸭核心蛋白聚糖成熟蛋白的核酸片段连入原核表达载体pET-32a(+)中,加入IPTG诱导其表达后,亲和层析纯化表达的蛋白。采用SDS-PAGE检测,用质谱方法对表达的蛋白进行鉴定。研究成功克隆出鸭核心蛋白聚糖基因编码区序列,序列分析表明,鸭DCN编码区序列由1074个碱基组成,编码357个氨基酸,其中信号肽有16个氨基酸。将鸭DCN蛋白划分为9个结构域(LRR1-9),结合人DCN序列进行序列分析推测结构域中LRR4、5与TGF-β可能存在一定关系。SDS-PAGE检测和质谱鉴定结果表明获得了分子量为54.7ku的鸭DCN融合蛋白。     

家蚕Mod基因的序列分析及表达与亚细胞定位研究

已知多数含BTB/POZ结构域的锌指蛋白对生物体的发育、分化及染色体重组等具有重要的调节作用。从已构建的家蚕蛹cDNA文库中筛选到一条编码MOD(mdg4)蛋白的基因序列(GenBank登录号:DN237077)。该基因序列的ORF长1 080 bp,编码359个氨基酸残基,蛋白含有BTB保守结构域和FLYWCH保守结构域,与黑腹果蝇、冈比亚按蚊、赤拟谷盗和埃及伊蚊的MOD多序列比对,其同源性不超过40%。表达、纯化带有His标签的家蚕MOD蛋白(BmMOD),并用纯化的融合蛋白免疫新西兰兔获得多克隆抗体。实时荧光定量PCR显示BmMod基因mRNA转录水平在家蚕蛾期及5龄幼虫的卵巢最高,推测BmMod基因在家蚕生殖腺发育过程中产生一定作用。利用纯化的BmMOD蛋白多克隆抗体进行Western blotting分析也表明该蛋白在家蚕蛾期及5龄幼虫卵巢中的表达量最高,验证了BmMod在家蚕生殖腺发育中的功能。亚细胞定位结果显示BmMOD蛋白几乎完全定位于家蚕卵巢上皮细胞(BmN)的细胞核中。     

蒙古冰草MwDREB3基因的克隆及表达分析

以蒙古冰草(Agropyron mongolicum)为研究材料,利用同源序列法克隆得到1个DREB3类转录因子基因,命名为MwDREB3,采用实时荧光定量RT-PCR技术分析MwDREB3 基因的表达特征,为蒙古冰草优异抗性基因的挖掘和利用提供理论依据.结果表明:该基因全长1056bp,包含1个完整的开放阅读框,长度为774bp,编码257个氨基酸,该蛋白近5'端含有1个保守的AP2结构域.系统进化树分析表明MwDREB3 编码的蛋白与小麦(Triticum aestivum)的DREB、山羊草(Aegilops columnaris)DRF1的进化关系较近.该基因在干旱、高盐、ABA诱导条件下,表达量上调;在低温条件下,表达量下调.     

白羊草NAC转录因子基因的克隆及表达分析

NAC转录因子是植物特有的转录因子并在植物的生长发育过程中发挥重要的作用,根据其他植物NAC转录因子基因的氨基酸保守序列设计简并引物,通过RT-PCR和RACE技术从白羊草(Bothriochloa ischaemum)中获得了全长cDNA,命名为BiNAC.序列分析表明,该cDNA片段全长为1549 bp,开放阅读框1125 bp,编码374个氨基酸,具有典型的NAC类蛋白的结构特征.进化树分析表明,该蛋白属于ATAF亚族,与高粱(Sorghum bi-color)亲缘关系最近,同源性达到94％.Real-time PCR检测结果表明,BiNAC基因在茎中的表达量最高,根中表达量最少,并且受NaC1胁迫表达上调.同时成功构建了植物表达载体pBI121-BiNAC-GUS,为进一步开展NAC基因的功能研究创造了条件.     

旋毛虫肌幼虫p53cDNA的克隆及鉴定

根据GenBank中旋毛虫53000抗原基因的序列设计引物，用PCR技术直接从旋毛虫肌幼虫cDNA文库中扩增靶基因p53cDNA，将其克隆到pMD-18T载体，转化至大肠埃希氏菌NovaBlue后测序分析，结果表明，克隆到1176bp的p53cDNA，共编码391个氨基酸。序列分析表明，p53cDNA序列与GenBank中的旋毛虫p53基因序列相比共有12个核苷酸发生改变，二者的同源性为98％，所编码蛋白质氨基酸序列的同源性为98％。将其克隆到原核表达载体pET28a并转化至表达菌BL21star（DE3），经IPTG诱导表达后获得约48000的重组蛋白。Western blotting检测证实，p53重组蛋白可以被旋毛虫感染猪血清识别，具有很好的抗原性。     

垂穗披碱草MADS-box基因WM8克隆及分析

通过同源克隆从垂穗披碱草中获得了MADS-box基因家族WM8基因的全长cDNA序列,命名为 EnWM8(Genbank登录号为 JF683846)。序列分析表明,该cDNA全长1 196 bp,开放阅读框共编码275个氨基酸,具有典型的MADS-box结构域以及半保守的K区,是MIKC型MADS-box基因,分析认为其与花发育和果实成熟等有关。EnWM8与小麦的WM8、AGL29和fruitful-like基因氨基酸的推导序列的相似性分别高达95.62%,96.72%和96.28%。采用DNAMAN 软件进行系统进化树分析显示,EnWM8基因与小麦的TaWM8进化关系最近,与拟南芥的AtWM8、AtAGL29进化关系较远。垂穗披碱草WM8蛋白分子量为13 726.7 Da,理论等电点为9.14,为亲水性的碱性蛋白,无跨膜结构域,定位于细胞核中,其空间结构主要由α-螺旋、无规则卷曲和延伸链构成。研究结果可为进一步从分子水平探明垂穗披碱草花发育、种子成熟等机制提供参考。     

家蚕转录因子AP-4基因cDNA的分子克隆与生物信息学分析

AP-4(activator protein 4)是一种转录因子,在生物的生长发育中有重要作用。根据家蚕表达序列标签(EST)并利用cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆了家蚕AP-4(Bombyx mori activator protein4)基因,结合生物信息学方法对所获的序列进行开放阅读框、序列同源性分析,预测了AP-4蛋白的理化性质。获得的家蚕AP-4基因cDNA的全长为1621bp,其开放阅读框为996bp,编码331个氨基酸,基因由3个外显子和2个内含子组成。同源性比对表明该基因推导的氨基酸序列与棉铃虫AP-4和谷蛀虫AP-4推测的蛋白同源性分别为76%和54%,第45-99位氨基酸序列是一个典型的保守结构域。实时定量RT-PCR显示该基因在所检测家蚕的各发育时期中,除幼虫1龄和蛹期第4天无表达外,其它时期均有表达,其中幼虫3龄和4龄期的表达量较高。     

鸭FST基因编码区克隆、序列分析及其在大肠杆菌中的表达

本研究旨在获取鸭卵泡抑素(FST)外源蛋白以及进一步深入了解其在肌肉发育和繁殖上的作用,采用RT-PCR方法从鸭卵巢中克隆鸭FST基因CDS序列,并将编码FST成熟蛋白的核酸片段连入原核表达载体pET-32a(+)中,转化大肠杆菌(Escherichiacoli)并采用IPTG进行诱导,诱导后的蛋白经SDS-PAGE分析后用蛋白免疫技术鉴定。序列分析表明,FST基因编码区序列为1 032 bp,编码343个氨基酸,其中信号肽由28个氨基酸组成,成熟蛋白具有4个保守结构域:N-domain、DomainⅠ、DomainⅡ和DomainⅢ,其中DomainⅠ与鼠DomainⅠ结构较相似,DomainⅡ和DomainⅢ差异很大。SDS-PAGE电泳结果显示表达出的融合蛋白为52 ku,免疫鉴定结果呈阳性。结果表明,FST基因在3个功能结构域上存在差异,推测DomainⅠ主要与其肌肉发育有关,而DomainⅡ、DomainⅢ与鸭繁殖关系密切。本研究成功获取了鸭卵泡抑素蛋白,为进一步研究卵泡抑素在鸭肌肉发育以及繁殖中的功能奠定了基础。     

猪转化生长因子β受体Ⅱ基因克隆与组织表达特征分析

为了研究猪转化生长因子β受体Ⅱ(transforming growth factor beta receptorⅡ,TGFBR2)基因序列特征和组织表达特征,利用克隆测序技术获得二花脸猪TGFBR2基因编码区序列,采用RT-PCR技术分析二花脸猪TGFBR2基因的组织表达特征。结果显示:二花脸猪TGFBR2基因编码区序列长度为1 461 bp,编码蛋白含486个氨基酸残基,含有ec TbetaR2结构域、蛋白激酶结构域等典型的功能域;RT-PCR发现TGFBR2基因在二花脸猪下丘脑、子宫、卵巢和肌肉等12种组织中广泛表达,特别是在卵巢组织中高表达。结果表明:猪TGFBR2基因为进化上相对保守且在卵巢组织中高表达的基因。     

家蚕BmE(spl)-like基因的克隆与表达谱分析

从本实验室构建的家蚕蛹cDNA文库中筛选到一条新的cDNA序列,生物信息学分析发现其编码的蛋白质序列与果蝇Enhancer of split基因[E(spl)]编码的DNA结合转录调控因子bHLH(helix-loop-helix)有较高的同源性,将该基因命名为BmE(spl)-like(Bombyx mori Enhancer of split like)。该基因的ORF长606 bp,编码201个氨基酸残基,预测蛋白质分子质量22.3 kD,等电点9.7。构建重组表达质粒pET-28a-BmE(spl)-like并在E.coli BL21(DE3)菌株中表达BmE(spl)-like蛋白,经亲和层析和FPLC反向柱纯化融合蛋白His-BmE(spl)-like并制备了抗体效价1∶25 600以上的多克隆抗体。用qRT-PCR方法检测BmE(spl)-like在家蚕成虫发育期的转录水平最高,结合果蝇同源基因的功能,推测该基因与蚕蛾的翅发育相关;该基因在家蚕5龄幼虫各组织中的转录水平以表皮最高,马氏管中最低。Western blotting检测BmE(spl)-like在家蚕5龄幼虫性腺中的表达水平最高,其次是丝腺、表皮、脂肪体、肠组织,在头部、马氏管和气管中的表达水平极低,与qRT-PCR检测的BmE(spl)-like在各组织中的转录水平有些差异。     

伪狂犬病病毒Ea株UL31基因克隆、序列分析及其在大肠杆菌中的表达

以伪狂犬病病毒Ea株基因组DNA为模板,通过PCR扩增含UL31基因的1 000bp片段,扩增产物克隆于pMD18-T中,双脱氧末端终止法序列测定.通过OM1GA2.0软件包分析发现,Ea株UL31基因编码271个氨基酸,蛋白质分子量为30.38 kD,与Ka株UL31基因核苷酸与氨基酸序列同源性均在98%以上.将α-疱疹病毒亚科9个不同成员UL31同源基因编码的氨基酸序列进行多重比对分析,发现4个保守的功能性结构域.将该片段插入原核表达载体pGEX-KG中GST下游,构建的原核表达质粒pGEX-UL31在大肠杆菌BL32(DE3)中获得了高效表达,SDS-PAGE结果显示,表达的融合蛋白质分子量为56 kD.     

柔嫩艾美耳球虫杨凌株3-1E基因的克隆、表达与蛋白结构预测

应用PCR技术,从柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)孢子化卵囊子孢子cDNA表达文库中扩增得到鸡E.tenella杨凌株(YL)子孢子表面抗原3-1E基因。序列分析表明,E.tenella YL 3-1E基因的开放阅读框(ORF)为513个碱基,编码170个氨基酸,与报道的E.tenella甘肃株(GS)3-1E基因相似性为99.8%,两者推导的氨基酸序列相似性为99.4%;而与文献报道的堆型艾美耳球虫(E.acervulina)美国株(US)3-1E基因序列的相似性为98.8%,推导的氨基酸序列相似性为98.8%。利用生物信息学和分子生物学软件对3-1E基因编码的蛋白进行结构预测,结果表明,该蛋白为结构松散的球状蛋白。将3-1E基因亚克隆到表达载体pGEX-4T-1,构建pGEX-3-1E重组质粒并在大肠杆菌BL21中进行表达,表达产物经SDS-PAGE分析,表明成功地表达出了分子量为44.7 ku的融合蛋白。该研究为球虫基因工程疫苗的研制奠定了基础。     

细毛羊黑素皮质激素受体1(MC1R)基因与毛色表型的研究

为了研究黑素皮质激素受体1(MC1R)基因与黑色素生成的关系及该基因突变导致毛色发生改变的机理,研究采用RT-PCR和PCR等技术克隆得到了白色东北细毛羊MC1R基因长1 093 bp的cDNA片段,编码364个氨基酸,其中包括70个氨基酸信号肽和294个氨基酸的成熟肽,具有7个跨膜结构域。结果表明:细毛羊cDNA与绵羊、牛、马、人、小鼠、犬等同源性均大于91%,氨基酸序列与其他动物的同源性高于89%;除绵羊外与其他动物相比有5处发生突变,且这5处突变均位于MC1R蛋白跨膜结构区;而细毛羊和绵羊之间只有1处发生突变,由K→M,同源性达98.97%。说明细毛羊与绵羊的亲缘关系最近。     

牦牛Toll样受体5基因的克隆及序列分析

根据GenBank中已公布牛Toll样受体5（toll-like receptors 5,TLR5）基因序列,设计全长引物,并对所得序列进行生物信息学分析和预测。基因序列分析结果表明,克隆得到牦牛TLR5基因全长2582 bp,开放阅读框2577 bp,编码氨基酸858个,N端含有21个氨基酸组成的信号肽,分子质量为97.981 ku,理论等电点为4.85;蛋白预测结果表明,TLR5编码蛋白整体表现为亲水性;同源性分析结果表明,牦牛与野牦牛、黄牛、绵羊、山羊等物种具有较高的同源性,在系统发育树中距离最近,说明TLR5基因序列具有较高的保守性。牦牛TLR5基因序列的成功克隆为今后深入研究牦牛及高原动物抗病及免疫机制提供非常重要的理论基础。     

白三叶HD-Zip类转录因子TrATHB-12的克隆及表达分析

HD-Zip转录因子是高等植物中特有的一类转录因子,在高等植物的生长发育以及生物和非生物胁迫等逆境应答中起着重要的调控作用。本试验以白三叶品种‘拉丁诺’（Trifolium repens ‘Ladino’）为试验材料,通过同源获取和cDNA末端快速扩增技术（Rapid amplification of cDNA ends,RACE）得到白三叶HD-Zip类转录因子TrATHB-12全长序列,并利用相关软件分析其生物信息学特性,使用荧光定量的方法研究其对非生物胁迫、信号分子和激素的响应,从而为后续构建载体转染白三叶以研究其在各种胁迫下的响应提供一定的基础。试验结果表明,TrATHB-12全长cDNA为1 175 bp,开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）包括744个核苷酸序列,编码248个氨基酸,有2个保守结构域,仅包含HD和LZ,属于HD-Zip I类转录因子。同源分析和进化树结果显示,TrATHB-12基因核苷酸和蛋白质序列与其他豆科植物相似度较高,是较为保守的基因。生物信息学分析发现TrATHB-12编码的蛋白理论分子量为28 738,等电点为5.18,无信号肽和跨膜结构,是不稳定亲水蛋白。表达模式结果显示,TrATHB-12基因在根系和叶片中的表达量有所差异。其中,干旱可以显著诱导叶片中TrATHB-12基因的表达,盐胁迫则可以显著诱导根系中TrATHB-12基因的表达,TrATHB-12对其他逆境均有不同程度的响应;脱落酸（Abscisic acid,ABA）和吲哚乙酸（Indole acetic acid,IAA）处理下叶片中TrATHB-12的表达量显著上升;TrATHB-12对于H₂O₂和NO信号分子有较明显的响应。综上,本试验可为继续深入研究TrATHB-12基因,从而提高白三叶抗逆性奠定一定的基础。     

猪囊尾蚴T24基因的克隆与表达

采用RT—PCR方法扩增猪囊尾蚴T24免疫原基因，将扩增产物与pGEM—Teasy载体连接，重组质粒经PCR、酶切鉴定后进行测序；构建T24基因的pGEX-4T-1原核表达载体，经IPTG诱导表达后，进行SDS-PAGE、Western—blotting；用所表达的蛋白免疫小鼠，经ELISA检测血清抗体，验证其免疫原性。结果显示，所克隆的T24基因片段长716bp，含有1个678bp的开放阅读框，其编码226个氨基酸，与已报道的猪囊虫T24基因核苷酸序列同源性为100％；表达的融合蛋白大小为40ku，并能被猪囊虫阳性血清识别；免疫小鼠在免疫1周后即可检测到血清抗体，第30d达到较高水平，表明该融合蛋白具有较好的免疫原性。     

MADS-box基因家族在蒺藜苜蓿的全基因组分析

MADS-box基因家族是植物体内的重要转录因子,它们广泛地调控着植物生长、发育和生殖等过程。本研究以蒺藜苜蓿基因组数据为材料,采用结构域搜索方法,鉴定了138个MADS-box基因。通过序列比对系统进化分析,将它们分成两大类:Ⅰ型(92个)和Ⅱ型(46个)。同时,通过染色体定位分析发现,134个MADS-box基因定位在染色体上,还有4个MADS-box基因定位在尚未完成最终拼接的超长片段上。蒺藜苜蓿的MADS-box基因家族成员之间存在大量的基因重复,特别是Ⅰ型MADS-box基因,通过基因复制,MADS-box基因家族在染色体上形成多个密集的MADS-box基因簇。对蒺藜苜蓿的RNA-seq表达谱数据分析,发现MADS-box基因在心皮组织、花器官等组织中表达量较高,这表明蒺藜苜蓿的MADS-box基因家族广泛地参与苜蓿组织分化、发育以及生殖等过程的调控,这将为进一步揭示MADS-box类转录因子在蒺藜苜蓿中作用机制提供了重要的参考。     

延边牛PLIN2基因CDS区克隆、生物信息学分析及其表达规律研究

本研究旨在克隆延边牛脂肪分化相关蛋白PLIN2基因完整CDS区,通过生物信息学分析PLIN2基因CDS区序列和蛋白质基本特性,探讨其在延边牛不同组织及前体脂肪细胞成脂过程中的表达规律。选取18月龄去势的延边牛为研究对象,利用RT-PCR和基因克隆获得延边牛PLIN2基因,与其他物种进行同源性比对及系统进化树构建,利用生物信息学方法预测PLIN2编码蛋白质的理化性质、潜在磷酸化位点及糖基化位点、二硫键分析、信号肽、亚细胞定位、蛋白高级结构,利用实时荧光定量PCR检测PLIN2基因在延边牛不同组织中的表达水平。结果显示,延边牛PLIN2基因CDS长1 353 bp,编码450个氨基酸;同源性比对发现延边牛PLIN2基因与黄牛、水牛、绵羊、山羊、野猪、人、小鼠和野鸡的同源性分别为100%、98.7%、96.7%、97.1%、85.5%、86.3%、47.3%和49.1%;系统进化树表明,延边牛与黄牛、水牛的亲缘关系最近,与野鸡的亲缘关系最远。PLIN2蛋白为不稳定蛋白,具有一定亲水性,存在61个潜在的磷酸化位点、16个O-糖基化潜在位点、12个N-糖基化潜在位点,存在2个二硫键,不存在信号肽,主要分布于细胞核中,细胞质和线粒体中有少量分布。PLIN2蛋白高级结构预测该蛋白是由α-螺旋、延伸链、无规则卷曲和β-转角组成,为混合型蛋白,通过无规则卷曲连接,以α-螺旋为主。实时荧光定量PCR结果显示,PLIN2基因在延边牛小肠组织中表达量最高,其次为背最长肌和肾脏组织。本研究结果可为进一步研究PLIN2基因的功能提供借鉴。