青头菌(Russula virescens)聚酮合酶基因的克隆及碳源对该基因表达的影响

为了解青头菌中具体的聚酮合酶基因,从青头菌(Russula virescens)基因组挖掘并克隆到一个聚酮合酶(polyketide synthase, PKS)基因(RvPKS),通过生物信息学分析预期其功能,并检测了不同浓度碳源添加物对该基因表达的影响.结果表明:RvPKS基因(GenBank登录号:MT655136)的cDNA长度为6039 bp,编码2 012个氨基酸,结构域组织顺序为SAT-KS-AT-ACP-TE,各结构域的保守活性氨基酸序列为SAT(GIIGFSSGII)、KS(DTACSSSL)、AT(NVVEAHGTGTQ)、ACP(VVGHSLGEYVA)和TE(LGGWSLGGIIA);预测的RvPKS编码蛋白与火丝菌(Pyronema omphalodes)、鸡枞菌属(Termitomyces sp.)、白环菇属(Leucoagaricus sp.)、乌氏曲霉(Aspergillus udagawae)、丝曲霉(Aspergillus lentulus)、Penicillium subrubescens等相关聚酮合酶蛋白聚为一支,该蛋白可能催化合成一种新型的分生孢子色素.此外,2%山梨醇和10%蔗糖能强烈诱导RvPKS基因的表达.     

1个含有SDR结构域PKS/NRPS基因的克隆

聚酮和非核糖体多肽的复合化合物具有独特的生理活性,它们由聚酮合酶/非核糖体肽合成酶（PKS/NRPS）催化合成。目前球孢白僵菌Beauveria bassiana中含SDR结构域的PKS/NRPS酶的生物合成机制尚不清楚,采用基因挖掘技术从球孢白僵菌基因组中分离得到1个PKS/NRPS基因（命名Bbpks2）,利用生物信息学分析对其功能进行预测并检测该基因在以6.0 g·L-1麦芽提取物和3.0 g·L-1酵母提取物为基本氮源培养基,7种碳源添加物和以1.8 g·L-1麦芽糖和6.0 g·L-1葡萄糖为基本碳源培养基,4种氮源添加物培养基上的具体表达情况,其中每种添加物含量为4.0 g·L-1。结果显示:Bbpks2基因长度为12 051 bp,编码4 016个氨基酸;其结构域组织顺序为KS-AT-DH-MT-KR-ACP-C-A-PP-SDR,是一种含有SDR结构域的PKS/NRPS;系统进化分析发现,BbPKS2与球孢白僵菌JEF007菌株（PMB64475.1）、头状虫草Tolypocladium capitatum（PNY25600.1）等的PKS/NRPS蛋白聚在同个分支中,可能参与一种聚酮/非核糖体多肽类化合物的生物合成;比较不同氮源、碳源添加物对Bbpks2基因表达的影响,发现该基因在添加了乳糖的培养基上的表达量是其他碳源添加物的3.4倍以上,添加了牛肉浸粉的培养基上表达量是其他氮源添加物的1.3倍以上。该研究为下一步通过异源表达鉴定Bbpks2基因的具体功能,及其调控机理研究和基因资源利用奠定基础。     

水稻纹枯病菌RsCat基因的克隆及其表达分析

为阐明水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1IA)过氧化氢酶基因(RsCat)的功能,采用常规PCR和RT-PCR技术克隆得到RsCat基因。生物信息学分析表明,RsCat基因DNA和cDNA的全长序列分别为1814bp和1 395bp,开放阅读框(ORF)编码464个氨基酸。保守结构域分析显示,RsCat蛋白具有过氧化氢酶超家族结构域和过氧化氢酶相关免疫反应结构域。系统进化分析显示:水稻纹枯病菌不同融合群的RsCat基因具有较高的序列同源性。荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明:RsCat基因的表达受儿茶酚的诱导,随着儿茶酚质量浓度增大,表达量上调,而随着儿茶酚质量浓度增大,CAT活性降低。说明RsCat基因的转录表达和CAT酶活不存在对应性。推测RsCat基因可能存在转录后或表达产物翻译后修饰。     

牙鲆Toll样受体1基因全长cDNA的克隆及特征分析

[目的]克隆牙鲆TLR1(Toll like receptors)全长基因,并对其结构特征和表达规律进行分析。[方法]采用同源克隆和快速扩增cDNA末端技术,从牙鲆头肾组织中克隆出TLR1基因cDNA全长序列,并对该基因进行生物信息学和表达模式分析。[结果]牙鲆TLR1基因cDNA全长2 947 bp,开放阅读框(ORF)2 418 bp,编码805个氨基酸,包括26个氨基酸组成的信号肽、2个跨膜区、6个富含亮氨酸重复结构域(LRR)和一个TIR结构域(Toll/interleukin(IL)-1 receptor)。该蛋白的分子量为91.15 kDa,等电点为6.49。氨基酸序列同源性分析显示,牙鲆TLR1基因与其他脊椎动物的TLR1基因序列全长同源性达到69%～35%,TIR序列的同源性达到84%～62%。在系统发生树上牙鲆的TLR1基因首先与斜带石斑鱼聚类。通过荧光定量qRT-PCR检测,结果显示牙鲆TLR1基因的mRNA主要表达于肝脏、心脏和脾脏等组织。[结论]该研究结果为进一步研究TLR1基因的功能和开发牙鲆免疫增强剂奠定了基础。     

牙鲆Toll样受体1基因全长cDNA的克隆及特征分析(英文)

[目的]克隆牙鲆TLR1(Toll like receptors)全长基因,并对其结构特征和表达规律进行分析。[方法]采用同源克隆和快速扩增cDNA末端技术,从牙鲆头肾组织中克隆出TLR1基因cDNA全长序列,并对该基因进行生物信息学和表达模式分析。[结果]牙鲆TLR1基因cDNA全长2947bp,开放阅读框(ORF)2418bp,编码805个氨基酸,包括26个氨基酸组成的信号肽、2个跨膜区、6个富含亮氨酸重复结构域(LRR)和一个TIR结构域(Toll/interleukin(IL)-1receptor)。该蛋白的分子量为91.15kDa,等电点为6.49。氨基酸序列同源性分析显示,牙鲆TLR1基因与其他脊椎动物的TLR1基因序列全长同源性达到69%~35%,TIR序列的同源性达到84%~62%。在系统发生树上牙鲆的TLR1基因首先与斜带石斑鱼聚类。通过荧光定量qRT-PCR检测,结果显示牙鲆TLR1基因的mRNA主要表达于肝脏、心脏和脾脏等组织。[结论]该研究结果为进一步研究TLR1基因的功能和开发牙鲆免疫增强剂奠定了基础。     

香蕉柠檬酸合酶基因MaGCS的克隆及生物信息学分析

采用RACE-PCR的方法首次在香蕉中获得一个柠檬酸合酶基因的cDNA序列。经序列测定和Blastx比对分析表明,该eDNA全长1885bp,编码513个氨基酸残基,具有植物柠檬酸合酶基因的特征结构域,并与其他植物来源的乙醛酸循环体的柠檬酸合酶具有很高的序列相似性,将其命名为MaGCS（Musa glyoxysomal citrate synthase）,并对其进行生物信息学分析,初步预测其理化性质及功能等。     

真菌聚酮合酶基因研究进展

真菌聚酮化合物是一类重要的次生代谢产物,其结构和功能多样,生物学活性广泛.聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)是催化聚酮化合物合成的关键酶.近几年,随着基因组测序技术、分子生物学技术和遗传分析工具、表达宿主、重组酶制剂等的发展,真菌聚酮合酶基因的研究取得了许多新的进展.文章对近年来在真菌聚酮合酶基因获得、基因功能验证及真菌聚酮合酶基因工程方面的研究进展进行了综述,并对该领域的研究热点进行了展望.     

哈茨木霉几丁质合酶基因ThChsC的克隆及序列分析

 【目的】克隆哈茨木霉几丁质合酶基因全序列,并对序列进行生物信息学分析。【方法】利用多聚酶链式反应（PCR）和染色体步移技术（genome walking）克隆几丁质合酶基因全序列;应用生物信息学软件对获得的基因序列及编码的蛋白序列进行分析;通过同源建模,对蛋白质的三维结构进行预测。【结果】从哈茨木霉（Trichoderma harzianum Th-33）中扩增得到几丁质合酶基因ThChsC（GenBank登录号HQ419000）,编码区（CDS）长为2 835 bp,由4个外显子和3个内含子组成,开放阅读框（ORF）长2 688 bp,编码895个氨基酸。序列比对和同源性分析显示,该基因与串珠状赤霉（Gibberella moniliformis,ACY08039.1）和禾生刺盘孢菌（Colletotrichum graminicola,AAL23718.1）几丁质合酶基因相似性最高,分别为80%和81%;相应的氨基酸序列同源性均为80%,系统进化分析表明,ThChsC属于III型几丁质合酶亚家族。几丁质合酶ThChsC含有1个Chitin_synth_1结构域,1个Chitin_synth_1N结构域,1个Chitin_synth_2结构域,3个跨膜结构域,不含信号肽,为膜结合蛋白。对预测的三维结构分析表明,ThChsC含有糖基转移酶的保守DHD结构域。【结论】从哈茨木霉Th-33中克隆得到几丁质合酶基因ThChsC,对该基因的深入研究有助于探索哈茨木霉几丁质合成的机制。     

球孢白僵菌Bbpks1基因的序列分析及其最佳表达培养基的筛选

采用基因组挖掘的方法从球孢白僵菌基因组中获得了一条杂合PKS/NRPS基因(命名为Bbpks1),通过生物信息学分析预测了该基因的功能,检测了该基因在不同碳源、氮源培养基上的表达情况.结果显示:Bbpks1基因长度为11 838 bp,编码3 945个氨基酸,其结构域顺序为KS-AT-DH-MT-KR-ACP-C-A-PP-SDR;BbPKS1蛋白与布氏虫草、半翅轮枝菌、塔宾曲霉等真菌中的杂合PKS/NRPS蛋白序列(GenBank登录号分别为OAA40809.1、CEJ94083.1、OJI88893.1)聚为一个分支,且与参与细胞松弛素和伊快霉素合成的蛋白的亲缘关系较近,可推测该基因在球孢白僵菌中参与2,4-吡咯酮型化合物的合成;Bbpks1基因在含有乳糖、肌醇碳源的培养基上表达量较高,在以麦芽糖作为碳源的培养基上不表达,在含不同氮源的培养基上均大量表达.     

马铃薯乙烯响应因子基因的克隆表达及生物信息学分析

根据番茄ERF5基因(NM_001247583.1)序列设计引物,采用RT-PCR方法得到马铃薯ERF基因的cDNA,并对其进行生物信息学及表达分析.结果表明:该cDNA全长789bp,阅读框为732bp,编码243个氨基酸.序列同源性分析表明该基因序列与番茄ERF5基因的序列同源性达82%,氨基酸序列同源性达70%.对该马铃薯ERF基因的氨基酸序列经BLAST进行多序列比对,发现该氨基酸序列的98～160bp为AP2结构域,属于AP2/EREBP转录因子的EREBP亚族ERF类.蛋白质三级结构预测表明该基因的AP2结构域非常保守.对ERF基因进行荧光定量PCR分析,表明该基因可能参与了马铃薯块茎解除休眠与发芽过程的调控.