牙鲆变态早期cDNA文库的构建和parvalbumin基因的克隆

在前期的研究中,克隆到牙鲆变态早期和变态前差异表达的parvalbumin基因片断cDNA。为了克隆parvalbumin基因的全长cDNA,构建了变态早期(孵化后23d仔鱼)牙鲆头部的全长cDNA文库,并对文库的滴度和插入片段大小进行了评估。同时采用锚定PCR法从cDNA文库筛选出parvalbumin基因的全长cDNA。结果表明,所构建的牙鲆变态早期头部cDNA文库的滴度为1.2×106PFU·mL-1,插入片段的平均长度为1000bp左右。parvalbumin基因的全长cDNA的长度为603bp,编码109个氨基酸,含有两个EF手型钙离子结合域:DQDGSGFIEEEEL(52～64)和DSDGDGKIGVEEF(91～103),以及一个ATP/GTP结合位点模序:ACGLAGKS(33～40),是一种典型的钙离子结合蛋白。通过parvalbumin基因氨基酸序列的同源比较分析表明,牙鲆parvalbumin基因是比较保守的蛋白,与其它鱼类享有61.5%～68.8%序列同源。系统分析表明,牙鲆的parvalbumin基因与狭鳕(Theragrachalcogramma)最为接近。     

败血症鲢肝与肾cDNA文库构建及MHC classⅠ的克隆与分析

采用CloneMinerTM cDNA文库构建试剂盒构建了患败血症的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)肝和肾的cDNA文库.经检验,文库的滴度为1.34×107 cfu/mL,总库容为2.68×107 cfu,阳性克隆率为97.5％,平均插入片段大于1.2 kb.对80个随机挑选的克隆进行两端测序,结果显示有74个测序成功.经在GenBank上BLAST比对,其中57个为已知功能基因,属于45个不同基因,另外17个没有明显的同源序列.在已知功能的57个克隆中,含有全长编码区序列的克隆共有49个,全长cDNA比率为61.25％.采用PCR法对文库进行筛选,获得一个含MHC classⅠ完整编码区的序列,该序列具有典型的脊椎动物MHC class Ⅰ的序列特征.本研究完成鲢肝和肾较高质量的cDNA文库的构建,旨在为今后开展鲢功能基因研究奠定基础.     

香鱼肝胰腺cDNA文库的构建和鉴定

以香鱼正常肝胰腺为材料,构建cDNA文库。初始文库库容大于1.3×107cfu/ml,扩增文库的滴度大于1.1×106cfu/ml,平均插入片段约为1.0 kb。从文库中随机挑选297个cDNA克隆测序,得到232个功能已知EST序列,功能包括代谢、蛋白质合成、细胞与机体防御、信号转导以及细胞结构与运动等5个方面。随机测序获得香鱼弹性蛋白酶(Elastase,ELA)编码序列,cDNA序列全长957个核苷酸,3’-末端具有polyA尾,编码一个由268个氨基酸组成28.7 ku大小蛋白。序列分析表明,香鱼ELA的N端15个氨基酸为信号肽,成熟肽具有丝氨酸蛋白酶家族的典型结构特征。香鱼ELA与斜带石斑鱼、大西洋鳕和金头鲷的ELA氨基酸序列同源性最高,达76%~77%。系统进化树分析表明,香鱼ELA与其他鱼类ELA紧密成簇。RT-PCR检测显示,香鱼ELA基因mRNA在香鱼肝胰腺、脾、肠组织中均大量表达。     

鲤脑组织cDNA文库的构建及脑室管膜素基因鉴定

用Gubler-Hoffman法构建了低温下鲤(Cyprinus carpio Linnaeus)脑组织cDNA文库,经测定库容量为5.7×105 CFU/mL,文库的重组率接近95%,平均插入片段长度约为1.5 kb,符合文库保存和筛选实验的要求.同时,根据鲤与低温相关消减cDNA文库中低温下特异表达基因片段序列,设计PCR引物在此cDNA文库中进行PCR检测和序列测定,使用BLAST软件将测序的10个cDNA序列同GenBank等数据库进行比对,结果显示8个阳性克隆有相关同源性,2个克隆为功能未知的基因,全长率近75%;以上结果说明本实验所构建的cDNA文库质量较高,可作为筛选与鲤低温性状相关的功能基因的重要资源.同时对其中一个与低温相关的基因脑室管膜素基因构建了表达载体,为进一步验证该基因在鱼类低温适应中所发挥的作用及其作用机理奠定了基础.     

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) F0-ATP合酶b链全长cDNA的克隆及组织分布

采用RACE方法克隆得到了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的F0-ATP合酶b链基因的全长cDNA序列.生物信息学分析显示,该基因开放阅读框744 bp,编码248个氨基酸,分子量为28.2 kDa.Blast比对结果显示,克隆得到的cDNA序列所编码的氨基酸序列与海虱(Caligus clemensi) F0-ATP合酶β亚基的同源性为50%,与黑腹果蝇(Drosophila melanogaster) F0-ATP合酶β亚基的同源性为60%.免疫组化实验及流式细胞分析表明,F0-ATP合酶b链广泛分布于对虾鳃组织中,并且在对虾血细胞表面有分布.     

缘管浒苔rbcL全长cDNA克隆与序列分析

对缘管浒苔光合作用第一关键酶Rubisco大亚基基因(rbcL)全长cDNA序列进行了克隆分离。首先应用RT-PCR方法获得了rbcL大片段cDNA序列,序列长度为1101bp,并进行了测序分析。然后分别应用5′RACE方法和3′RACE方法获得2个克隆序列,其序列长度分别为371bp和579bp,并进行了测序分析。在此基础上,将3个片段序列进行拼接,获得了Rubisco大亚基全长cDNA序列(1472bp),其中包括1425bp的编码区序列及47bp的前导序列(NCBI登录号:DQ813496),并推断出蛋白质序列(474个氨基酸)。对序列进行了相关生物信息分析和同源性比对,结果显示与已克隆出全长rbcL基因的7种绿藻比较具有较高同源性,核苷酸序列和蛋白质序列同源性分别达到了82.07%～85.78%和88.00%～94.11%,其中与蛋白核小球藻蛋白质序列同源性最高,为94.11%。在此基础上,使用生物信息学软件对缘管浒苔rbcL氨基酸序列与其它植物或藻类进行了多序列比对,并且进一步应用在线软件程序进行了蛋白质的二级结构分析和三级结构预测。     

大鲵皮肤cDNA文库ESTs分析及Dynll 2基因的分离与表达

以本实验室构建的大鲵皮肤cDNA文库为材料,通过文库质量检测、随机测序、ESTs拼接、COG软件进行基因注释等对文库进行了分析,并从中分离获得了大鲵胞质动力蛋白轻链2(dynein light chain,LC8-type 2,Dynll 2)基因的cDNA序列,对Dynll 2基因进行了生物信息学分析及组织表达研究。结果表明,本实验室构建的大鲵cDNA文库初级库容为1.50×10⁶ cfu,文库重组率为94.8%,插入片段平均长度约为1 kb。400个随机克隆测序共获得343个有效ESTs,其中214条ESTs序列E值＜10^-6,经COG软件归为9大类,其中与分泌蛋白、细胞代谢、细胞骨架以及信号转导相关的基因表达量最高,分别为31.3%、14.0%、13.0%和12.6%。表明大鲵皮肤分泌活动强烈,代谢旺盛,这和大鲵皮肤发挥免疫、呼吸以及渗透压平衡等生理功能相一致。获得的大鲵Dynll 2基因全长为682 bp,其中5′-UTR为57 bp,3′-UTR为313 bp,生物信息学分析表明,该基因编码104个氨基酸,分子量为12.03 ku,等电点pI值为7.05。Dynll 2蛋白在88~104处有由里向外和由外向里的2个跨膜螺旋区,且二级结构以α—螺旋为主;在69~87处有典型的“ZnFC2H2”结构模体;经比较,其三级结构与鼠Dynll 2蛋白相似。Dynll 2蛋白的进化分析表明,大鲵与无尾两栖类相比,更接近陆生动物。荧光定量实验表明,大鲵Dynll 2基因在肌肉中高表达,在其他组织中低度表达。     

文蛤肠、外套膜和肝胰脏组织 cDNA 文库构建及其 ESTs 序列分析

利用SMART cDNA文库构建试剂盒构建了文蛤(Meretrix meretrix)肠、外套膜和肝胰脏组织的cDNA文库。经测定原始文库滴度分别为2.10×106、1.70×106和1.60×106,重组率高于95%,肠组织文库插入片段长度均大于1000bp,外套膜和肝胰脏组织文库的插入片段长度大于1kb的占87.5%,文库质量符合标准要求。随机选取文库的3168个克隆进行5′端测序,获得高质量表达序列标签(Expressed Sequence Tags,ESTs)3029个(肠:1005,外套膜:1019,肝胰脏:1005),测序成功率95.58%。经质量控制和拼接得到1796个单基因簇(Unigene),其中306个叠联群(Contigs),1490个单一序列(Singletons)。通过Blastx搜索比对、查询和注释分析,共得到已知基因696个(肠:216,外套膜:235个;肝胰脏:245个),占总数38.75%。在1796个单基因簇(Unigene)发现微卫星序列55条,这些存在微卫星位点的序列占整个ESTs数据库的3.1%。     

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) F0-ATP合酶b链全长cDNA的克隆及组织分布

采用RACE方法克隆得到了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的F0-ATP合酶b链基因的全长cDNA序列。生物信息学分析显示,该基因开放阅读框744 bp,编码248个氨基酸,分子量为28.2 kDa。Blast比对结果显示,克隆得到的cDNA序列所编码的氨基酸序列与海虱(Caligus clemensi) F0-ATP合酶β亚基的同源性为50%,与黑腹果蝇(Drosophila melanogaster) F0-ATP合酶β亚基的同源性为60%。免疫组化实验及流式细胞分析表明,F0-ATP合酶b链广泛分布于对虾鳃组织中,并且在对虾血细胞表面有分布。     

哈维氏弧菌感染的杂色鲍全组织均一化cDNA文库的构建

提取了哈维氏弧菌（Vibrio harveryi）感染的杂色鲍（Haliotis diversicolorReeve）总RNA,采用SMART方法合成双链cDNA,并用双链特异核酸酶进行均一化处理。割取0.5~1.0和1.0~3.0kb的片段分别连接pDNR-LIB并转化大肠杆菌（Esherichia coli）,最终构建2种片段大小的杂色鲍全组织均一化cDNA文库。2文库库容均在2.5×105cfu.mL-1左右,PCR检测阳性重组率为100%。随机挑取200个克隆测序,获得高质量EST序列174条。组装后得到149条Unigenes,冗余率为14.37%。序列注释结果表明,有39条Unigene序列与已知基因高度相似。综上所述,文章所建cDNA文库质量良好,可以满足后续研究工作的需要。     

仿刺参体壁、肠和呼吸树全长cDNA文库的构建及部分ESTs初步分析

利用SMART cDNA文库构建试剂盒构建了健康仿刺参的体壁、肠和呼吸树的cDNA文库.检测结果表明,3个文库库容量分别为1.7×106、1.5×106和1.8×106;重组率均超过98%,插入片段平均长度均大于1 kb.证明所建cDNA文库的质量符合要求.对随机选取的6240个克隆进行5'端测序,得到5913条有效序列(体壁,2031,肠:1966,呼吸树:1916),去除低质量序列和小于100 bp的序列后,共得到5728条高质量的ESTs序列(体壁:1791,肠:1906,呼吸树:1851),序列平均长度为589 bp.经过软件拼接.共得到2613条单基因簇,包含495个序列重叠群和2118条单一序列.通过BLASTX搜索比对,获得基因注释序列853个(体壁:274个;肠:358个;呼吸树:221个),占总数32.6%,并进行了初步的功能分类.为进一步开展相关基因的克隆和分子标记的筛选莫定了基础.     

仿刺参cDNA文库构建以及序列分析

应用Gubler-Hoffman cDNA Library Construction技术,构建仿刺参(Apostichopus japonicus)cDNA文库.测试结果表明,库容量为2.0×106 pfu/mL,利用PCR方法检测cDNA文库插入DNA片段的大小,其长度范围在0.5～4.1 kb,插入片段平均长度为1.3kb,表明该文库达到建库要求,可用来筛选低丰度mRNA的基因克隆.随机挑选100个1kb以上的cDNA克隆进行测序分析,发现有25条EST序列和网上公布的其他物种的序列相似性较高,这些基因与刺参能量代谢和蛋白水解相关.其中发现的几个重要基因,如编码遍在蛋白以及缬酪肽蛋白等的基因,可能与仿刺参自溶过程的蛋白酶水解和细胞凋亡事件相关,进一步的研究还在进行.另有49条EST序列相似性较低,推测可能是功能未知的新基因.仿刺参cDNA文库的成功构建,为下一步大量EST序列分析和功能性新基因的发现,以及从基因水平认识仿刺参这一特殊棘皮动物的生长、发育和代谢规律奠定了基础.     

绿色巴夫藻cDNA文库的构建及EST序列分析

将绿色巴夫藻(Pavlova viridis)培养液逐种加入氨苄青霉素、硫酸庆大霉素、硫酸阿米卡星3种抗生素处理,经检验后无杂菌污染。以该藻种为实验材料,以λTriplEx2为载体,利用SMART技术构建其cDNA文库。经测定文库滴度为6×106pfu/mL,重组率为98%。利用PCR方法检测cDNA文库插入DNA片段的大小,其长度为0.5~2 kb,表明该文库达到建库要求,可用来筛选低丰度mRNA的基因克隆。对cDNA文库中的阳性克隆进行随机PCR扩增,挑选插入DNA片段较大的克隆,进行5’末端单向序列测定,测序结果与NCBI数据库进行BLAST比对,获得了200个有研究价值的EST序列和cDNA克隆,为进一步研究和开发绿色巴夫藻的功能基因奠定了基础。     

翘嘴鳜生长激素cDNA克隆及其真核表达载体的构建

根据GenBank上大眼鳜生长激素cDNA序列(收录号:AY155227)设计了1对特异性引物,应用RT-PCR技术从翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)脑垂体中克隆了生长激素基因(scGH)编码区序列并对其真核表达载体的构建进行了研究。结果显示:扩增片段全长615 bp,共编码204个氨基酸。该序列与GenBank上大眼鳜生长激素cDNA序列同源性为99.84%。将scGHcDNA序列定向插入pYES2/CT真核表达载体中,经过筛选、酶切和测序,证明重组子中确实插入了翘嘴鳜GH片段。     

三角帆蚌肝脏瘟病感染期抑制性消减cDNA文库的构建与分析

采用抑制性消减杂交技术构建了三角帆蚌肝脏瘟病感染期抑制性消减cDNA文库。经检验,差异表达基因均被富集了 2¹⁰倍左右,证明构建的 cDNA 消减文库具有很强的消减效率。PCR 鉴定发现,在随机挑取的阳性克隆中,95% 的克隆均含有 0.2～1.0 kb 的插入片段,这些片段可能是三角帆蚌瘟病病毒感染后差异表达基因的cDNA片段。测序共获得 214 个有效 cDNA 序列,分别属于8 大类,共 98 个基因。其中细胞分裂基因 2个、细胞结构与运动基因 9 个、代谢基因 10 个、信号传导基因 7 个、细胞防疫基因 10 个、基因与蛋白表达基因 20 个、未知功能蛋白基因 26 个,GenBank中找不到任何同源序列的基因 14 个。结果说明,构建的差异表达cDNA文库,可较好地反映三角帆蚌瘟病病毒对三角帆蚌影响的基因信息。     

鲤胸腺素Tβ全长cDNA的克隆与序列分析

应用荧光DDRT-PCR从鲤外周血白细胞克隆了鲤胸腺素β(thymosinβ,Tβ)基因cDNA全序列。序列分析表明,TβcDNA全长528bp,其完整的读码框架位于40～178bp,编码46个氨基酸,5'非编码区长39bp,3'非编码区长为348bp,且具有Poly(A)加尾信号(AATAAA),将该基因序列递呈GenBank,注册序列号为AY457946。氨基酸序列同源性分析显示,鲤Tβ氨基酸序列与鲤Tβa、斑马鱼Tβa及斑马鱼Tβ-2同源性均为84%。在系统发生树上,鲤Tβ与鲤、斑马鱼、白斑狗鱼和鲑Tβa及斑马鱼Tβ2聚类。     

鱼类DNA聚合酶δP12亚基cDNA克隆与序列分析

从斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）白细胞cDNA文库随机挑选克隆,测定表达序列标签（ESTs）,利用BLASTX程序与GenBank中的序列进行比较,得到了1个cDNA,其编码蛋白质与人类DNA聚合酶δ（polδ）的P12亚基有47.7%的同源性,推测它为斜带石斑鱼polδ的12 kD小亚基的cDNA,所编码的蛋白质命名为P12.该cDNA全长619 bp,含1个330 bp的开放阅读框,编码109个氨基酸残基的蛋白质.序列对比表明,斜带石斑鱼的氨基酸序列与人、大鼠、小鼠、拟南芥和裂殖酵母的polδ小亚基有同源性,同时与斑马鱼EST CK680540的编码序列有66.6%的同源性.用RT-PCR检测该基因在石斑鱼各组织的表达情况,发现在腮、肝、脾、全血、胃和后肾有表达,而在肠、心脏、脑和头肾未检测到.[中国水产科学,2006,13（3）：466-470]     

不同壳色皱纹盘鲍杂交家系J1RhF1全长cDNA文库的构建

采用日本岩手县的野生皱纹盘鲍(J_1,♀)和中国的人工选育红壳色皱纹盘鲍突变体(Rh,(?))的配子,经人工授精建立了皱纹盘鲍杂交家系(J_1Rh)。取J_1Rh家系6月龄F_1个体的软体部组织为材料,以SMART技术构建了全长cDNA文库,命名为HD-J_1Rh文库。HD-J_1Rh未扩增文库的滴度为6.4×10~5pfu·mL~(-1)、重组率为93.75％,插入片段均大于400bp,81.25％克隆的插入片段分布在1000～1500bp之间;扩增后的文库滴度为3.07×10~9pfu·mL~(-1)。表明HD-J_1Rh文库是一个高质量的cDNA文库,可满足进行大规模EST序列分析和特定发育阶段相关基因的筛选等研究的需求。