小麦60Co γ射线辐照后TaKu70和TaKu80基因应答模式及基因组多态性分析

本研究以冬小麦品种京411 (J411)和邯6172 (H6172)为材料,探讨60C0 γ射线辐照后辐照敏感性、TaKu70和TaKu80基因应答模式与M1代基因组AFLP多态性频率之间的关系.结果表明,60Co γ射线辐照对小麦的生长具有明显抑制作用,其中J411的辐照敏感性高于H6172.在J411和H6172中TaKu80基因对60Co γ射线辐照做出表达量上调的应答,但TaKu70基因的表达则没有明显变化,其中J411中TaKu70和TaKu80基因的表达水平低于H6172.60Co γ射线辐照导致J411和H6172的M1代基因组多态性频率升高,其中J411中多态性频率上升的水平明显高于H6172.由此可见,TaKu70和TaKu80基因的表达水平及辐照应答模式与小麦品种辐照敏感性和辐照后代基因组多态性具有密切关系,有可能成为改善小麦品种辐照敏感性、提高诱变育种效率研究中极具应用潜力的新途径.     

高羊茅CBF转录激活因子基因片段的克隆

根据拟南芥CBF基因序列的保守区设计 1对特异引物 ,采用PCR方法从高羊茅基因组中扩增出 1个DNA片段并克隆到pUCm T载体中。经序列测定和分析 ,该片段长 60 8bp ,与 3个拟南芥CBF基因的核苷酸及其推导氨基酸序列分别具有 81～ 84%和 75～ 79%的同源性 ,而且推导氨基酸序列中包含有同源性更高的AP2DNA结合域以及CBF蛋白的两段特征序列PKK RPAGRxKFxETRHP和DSAWR。这些结果表明 ,本研究克隆的片段为高羊茅CBF基因片段     

黄瓜、西瓜和南瓜EIN3基因片段的克隆与序列分析

EIN3(ethylene insensitive 3)位于细胞核的核蛋白,为乙烯信号转导的下游调控基因,根据GenBank植物EIN3基因家族的保守序列设计了1对引物,以黄瓜(Cucumis sativus)、西瓜(Citrullus lanatus)和南瓜(Cucurbita maxima)总DNA为模板PCR扩增到3个725bp的基因片段CsEIN3、ClEIN3和CmEIN3,并提交GenBank,登录号分别为AY973275、DQ023225和DQ023224。将片段序列在NCBI数据库中Blastn同源搜寻,显示151条有同源性的序列全部是EIN3基因。NCBI网站的ORF(open reading frame)Finder找到正确的开放式阅读框,翻译成为氨基酸序列,对CsEIN3、ClEIN3及CmEIN3氨基酸序列在NCBI网站进行Blastp比对,在大分子结构数据库(molecular modelling database,MMDB)搜索,3个推测蛋白保守结构域三级结构与拟南芥EIN3的DNA结合域(MMDB:30598;PDB:1WIJ)完全相同,系统进化分析表明,黄瓜、西瓜和南瓜与双子叶植物甜瓜、绿豆、蒺藜状苜蓿、烟草、番茄、拟南芥及单子叶水稻、桃红蝴蝶兰等的EIN3家族成员都有较高的相似性。     

亨廷顿病DNA损伤的关键调节因子——Ku70

ScienceDaily——根据5月3日发表在《细胞生物学杂志》（the Journal of Cell Biology）的研究表明,Ku70是DNA修复复合体的组成成分,是一个新的与亨廷顿病DNA损伤相关病理的关键参与者。     

诸葛菜OvCYP86MF基因的克隆及其特性分析

为进一步阐明细胞色素P450基因CYP86MF在诸葛菜发育中的分子机理,本文根据已知同源基因保守序列设计特异引物,利用RT-PCR和RACE技术从诸葛菜中获得一个细胞色素P450基因(OvCYP86MF)全长cDNA序列,该序列全长为1876bp,含有1605bp的完整开放阅读框,可编码534个氨基酸,分子量和等电点分别为61.4kDa和6.90,具有细胞色素P450蛋白的典型特征,即保守结构域FNAGPRLCIG;原核表达显示该基因的融合蛋白在体外可以诱导表达;DANSTAR和Clustal W软件分析表明该基因的全长cDNA序列及其编码氨基酸序列与十字花科物种拟南芥相似性很高,达到80%以上,亲缘关系最近;与CYP86C亚家族成员在氨基酸水平上的相似性均高于50%,因此推断该基因属于CYP86C这个亚家族。Northern杂交分析表明该基因在花蕾中特异表达。     

中国野生葡萄抗白粉病基因RAPD标记的克隆及序列分析

对获得的中国野生葡萄抗白粉病基因RAPD标记OPW02-1756、OPO11-964、OPY13- 661、OPB11- 520、OPW05-766、OPV03-1365和OPJ16-759进行了回收、克隆、测序及序列分析。结果表明,7个RAPD标记的实际长度分别是1756bp、964bp、661bp、520bp、766bp、1365bp和759bp。OPW02-1756序列与3条欧洲葡萄cDNA克隆获得的EST序列有94 ~ 98%的同源性。OPO11- 964序列与欧洲葡萄“赤霞珠”的1条EST序列有93%同源性,与“霞多丽”的2条果实不同发育时期获得的EST序列有90%和87%的同源性,与甜橙在多种病原菌侵染后通过cDNA文库获得的1条EST序列有83%的同源性。OPO11-964最大的一个阅读框架包含444个碱基,编码147个氨基酸,该氨基酸序列和21个其它生物的未知功能蛋白序列有部分相似性。OPY13-661序列与欧洲葡萄16条EST序列有同源性,其中与“赤霞珠”cDNA克隆的EST有较高的同源性, 与“霞多丽”的2条叶片非生物胁迫有关的EST序列同源性均为89%。OPB11-520序列与拟南芥基因组4条未知功能DNA序列有94%同源性。OPW05-766序列与来自于酿酒葡萄的GAG-POL 前提有50%的同源性。OPV03-1365序列与水稻基因组6条序列有81 ~ 88%的同源性,与拟南芥基因组3条序列有84 ~ 91%的同源性。OPJ16-759与欧洲葡萄“霞多丽”叶片14条非生物胁迫EST序列有83 ~ 100%的同源性,与欧洲葡萄“Cabsau”浆果3条水分胁迫的EST序列有94 ~ 100%的同源性。     

蛋鸡卵巢PRSS23基因CDS序列分析

为获得蛋鸡丝氨酸蛋白酶23（PRSS23）的CDS序列并分析其结构域,试验根据NCBI中公布的其它物种PRSS23的mRNA序列,设计了特异性引物,采用RT-PCR技术扩增PRSS23 CDS全序列。BLAST比对发现,与其它物种PRSS23预测序列以及氨基酸序列同源性分别为99%、92%、91%、86%和100%、96%、96%、90%;通过分析该序列的三级结构,发现在第117到362位氨基酸之间含有一个典型的Tyrp-SPc结构域,该结构域具有典型丝氨酸肽链内切酶活性;通过对其蛋白信号肽预测分析,发现序列中含有信号肽,信号锚定的可能性为72.8%。     

小麦光周期基因TaCO9-1A的克隆、功能标记开发及其与冬春性关系的研究

光周期是植物从营养生长转为生殖生长的重要影响因子,CO(constans)基因在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的光周期途径中起重要作用。本研究利用同源克隆技术从普通小麦(Triticum aestivum L.)宁春4号中克隆了CO同源基因Ta CO9-1A(Gen Bank登录号:KM236233)的g DNA(genomic DNA)及c DNA(complementary DNA)。Ta CO9-1A的全长编码区(coding sequences,CDS)为876 bp,编码291个氨基酸,含有CO-like蛋白家族典型的CCT结构域,但不含B-box结构域;系统进化分析表明,Ta CO9-1A蛋白与水稻(Oryza sativa L.)Ghd7及大麦(Hordeum vulgare L.)Hv CO9位于同一分支;蛋白质空间结构分析表明,其CCT结构域的NF-YA2区域较为保守;Ta CO9-1A原核表达蛋白分子量为31 k D,与预测结果一致;实时荧光定量PCR结果显示,Ta CO9-1A在普通小麦抽穗期的根、茎、叶及幼穗均有表达,但根部表达量较低,相对表达量依次为叶茎幼穗根。比较该基因在冬春性不同品种中的核酸序列发现,冬性品种第二外显子存在6个碱基的缺失,针对该差异开发了分子标记,在25份冬春性不同的小麦品种中扩增出511和517 bp两种带型,分别与这些品种的冬春性及在杨凌地区两年的抽穗及开花时间早晚显著相关。本研究结果表明,Ta CO9-1A在小麦春化作用和光周期途径中扮演着重要角色,为研究小麦光周期途径和春化作用途径提供了基础资料,有助于揭示Ta CO9-1A调控小麦冬春性及成熟期的分子机理。     

黄瓜、西瓜、南瓜EIN3基因片段的克隆与序列分析

EIN3（Ethylene insensitive 3）是位于细胞核的核蛋白为乙烯信号转导的下游调控基因,根据GenBank所报道的植物EIN3基因mRNA的保守序列设计两个引物,以黄瓜、西瓜、南瓜总DNA为模板PCR扩增到3个725bp的基因片段，将片段序列在NCBI数据库中Blastn同源搜寻，显示151条有同源性的序列全部是EIN3基因，因此推断克隆的3个片段均为EIN3基因家族成员。NCBI网站的ORF Finder找到正确的开放式阅读框，翻译成为氨基酸序列，对CsEIN3、ClEIN3及CmEIN3氨基酸序列在NCBI网站进行Blastp比对, 在大分子结构数据库MMDB (Molecular Modelling Database) 搜索,3个推测蛋白保守结构域三级结构与拟南芥EIN3的DNA结合域(MMDB: 30598 PDB: 1WIJ )完全相同，系统进化分析表明，黄瓜、西瓜、南瓜与双子叶植物甜瓜、绿豆、蒺藜状苜蓿、烟草、番茄、拟南芥及单子叶水稻、桃红蝴蝶兰等的EIN3家族成员都有较高的相似性。     

大豆品种间辐射敏感性差异机制的研究

用60_Coγ射线辐照13个大豆品种的种子表明,不同品种大豆的辐射敏感性存在明显差异。应用3~H-TdR掺入法研究受辐照种子浸种初期的DNA合成情况表明,受辐照的大豆种胚出现非S期DNA合成,即修复合成。品种间辐射敏感性差异与DNA修复合成有关,辐射敏感性高的品种DNA修复合成能力弱,辐射敏感性低的品种DNA修复合成能力强。     

陕229干旱复水诱导基因表达及小麦乙烯受体(TaERS)基因特征分析

为了解小麦响应水分胁迫后复水条件下的基因表达特征,以小麦(Triticum aestivum L.)主栽品种陕229的3叶1心期幼苗为材料,采用消减杂交技术,构建了干旱复水条件下的SSH-cDNA表达文库。从消减文库中随机挑选59个插入片段大于400bp的阳性克隆测序,去除冗余序列和嵌合序列后,获得高质量EST序列32条(GenBank登录号为ES466767~ES466798)。序列比对分析表明,小麦干旱后复水的基因表达与植物对其他非生物胁迫的响应具有交叉性;17条EST序列与已知编码蛋白的基因同源性较高,涉及植物的信号传导、能量代谢、转录调控等方面;其他序列为新的EST。以其中一个与乙烯受体基因(ERS)同源性较高的EST序列为基础,采用同源克隆及RACE技术从小麦中分离了4个乙烯受体基因的全长cDNA序列,长度分别为2090、2271、2216和1886bp。4个全长cDNA序列所编码氨基酸序列的同源性极高(99%以上),且均具有ERS典型的GAF、HisKA和HATPase-c跨膜结构,分别命名为TaERS1(HM347272),TaERS2(HM601437),TaERS3(HM601438)和TaERS4(HQ111523)。植物ERS氨基酸序列多重比较表明,小麦与水稻的相似性最高(93%);TaERS基因的全长cDNA序列间比较共发现SNP位点23个。定量PCR表达分析显示,小麦TaERS家族基因参与了小麦植株响应水分胁迫和复水的调控机制。研究结果有助于进一步认识小麦干旱后复水的基因表达谱和小麦水分高效利用机制,探索小麦乙烯受体在水分高效利用中的作用。     

RT-PCR克隆籼稻叶绿素a/b结合蛋白基因全长cDNA及序列的in silico分析

根据日本晴cab4基因序列（GenBank：AK104499.1）设计引物,用RT-PCR的方法从籼稻9311中克隆了叶绿素a/b结合蛋白基因的全长cDNA,命名为cab-9311（cab gene from 9311）。insilico分析表明：cab-9311与cab4基因同源性为99%,编码的蛋白含有244个氨基酸,与cab4基因编码的蛋白同源性为98%。蛋白分子质量为26.9kD,理论等电点为6.52。第54位～第216位氨基酸是一个典型的叶绿素a/b结合蛋白功能域（chlorophyll a/bbinding domain）。跨膜分析和蛋白质三级预测显示,该蛋白在C端有一个典型的跨膜区。亚细胞定位分析表明该蛋白定位于叶绿体,是一个叶绿体内囊体膜上的锚定蛋白。     

Studies of Partial Amino Acid Sequences of γ‐40k Secalins of Rye

Though γ‐40k secalins are a major protein type within rye storage proteins, total amino acid sequences are not as well known as the gluten proteins of wheat. Well‐reputed structural features such as amino acid compositions and molecular masses indicated a close relationship between γ‐40k secalins and γ‐gliadins of wheat, but the degree of homology of amino acid sequences and the positions of intramolecular disulfide bonds are unknown. Therefore, two major components of γ‐40k secalins (R1, R2) were analyzed for partial amino acid sequences. The R1 and R2, derivatized with 4‐vinylpyridine, were isolated from the prolamin fraction of rye cultivar Danko by means of a two‐step RP‐HPLC on C₁₈ silica gel. The proteins were digested in parallel with trypsin and thermolysin, and the partial hydrolyzates were separated by RP‐HPLC. Simultaneous measurement of UV absorbance at 210 and 254 nm allowed the detection of all peptides eluted as well as the specific detection of pyridylethylated cysteine peptides. Isolated peptides were characterized by sequence analysis, and in parts by mass spectrometry, and assigned to known sequences of γ‐gliadins. The results demonstrated that the N‐terminal domain of R1 and R2 remained undigested after tryptic hydrolysis; they were in agreement with the N‐terminal domain of γ‐gliadins in their molecular masses and in the absence of cysteine residues. Most of the isolated peptides originated from the C‐terminal domains, they covered 83% (R1) and 77% (R2), respectively, of the C‐terminal domain of a known γ‐gliadin (clone pW1020). Comparison of R1 and R2 revealed differences only in a few sequence positions. The degree of homology between the C‐terminal domains present in γ‐40k secalins and γ‐gliadins was ≈85%. All eight cysteine residues of γ‐gliadins were found in R1 and R2 sequences. Remarkably, sequences close to corresponding cysteine residues were identical for γ‐40k secalins and γ‐gliadins. Therefore, it can be assumed that the positions of intramolecular disulfide links are homologous.     

玉米HSP70基因家族的全基因组鉴定与分析

热激蛋白70(HSP70)是生物体应答各种胁迫反应产生的一类蛋白,广泛存在于生物体中,在几乎所有的活细胞中都起着重要的作用。为全面解析玉米基因组HSP70基因信息,利用从Pfam数据库中下载的隐马氏模型文件PF00012在Gramene数据库进行基因搜索,并利用多种生物软件或在线工具对所鉴定的基因进行生物信息学分析。结果表明,试验共鉴定得到35个玉米HSP70基因,分别命名为Zm HSP70-1~Zm HSP70-35。这些基因不均衡地分布在玉米的10条染色体上,其中5号染色体上分布最多(6个),9号染色体上分布最少(1个)。进化树分析显示35个基因聚为6组,且同组基因具有相似的基因结构,其基序数量、类型和顺序也是相似的。物种间进化树分析不同物种的86个基因,存在8对直系同源基因和17对旁系同源基因,直系同源基因中7对存在于玉米和水稻之间,仅1对存在于水稻和拟南芥之间,说明起源于共同祖先基因的直系同源基因对虽在单/双子叶植物差异分离前就存在,但玉米与水稻间的进化关系要比与拟南芥间更为亲近。表达谱分析表明,大多数Zm HSP70基因属组成型表达,但表达模式和表达量不同。本研究结果为进一步研究玉米HSP70家族基因的功能奠定了理论基础。     

总状毛霉(Mucor racemosus)甲壳素脱乙酰酶全长cDNA的克隆及序列分析

用保守的特异引物进行PCR扩增,结合RACE技术,分离和克隆到了总状毛霉(Mucorracemosus)甲壳素脱乙酰酶(CDA)的全长cDNA,并进行了全序列测定,提交GenBank登陆号DQ538514。研究结果表明:(1)总状毛霉CDA基因全长为1506bp,包括67bp5'非翻译区,1344bp阅读框以及95bp3'非翻译区,3'非翻译区包含Poly(A)加尾信号AATAAA。总状毛霉的CDA基因共编码448个氨基酸,在该基因中部还包含一个144氨基酸的多糖脱乙酰酶结构域,约占CDA基因全长的32%。(2)总状毛霉CDA基因与其它相近种米根霉(Rhizopusoryzae)、卷柄根霉(Rhizopuscircinans)的CDA1和CDA2、鲁氏毛霉(Mucorrouxii)、卵形孢球托霉(Gongronellabutleri)、匍枝根霉(Rhizopusstolonifer)、布拉克须霉(Phycomycesblakesleeanus)和酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)的CDA1和CDA2的基因序列同源性分别为:75%、58%、56%、56%、48%、39%、39%、17%和16%;相应的氨基酸序列的同源性分别为:69%、57%、59%、55%、47%、30%、32%、18%和21%。表明CDA基因在不同的真菌中有着不同的亲缘关系。(3)根据总状毛霉CDA基因的氨基酸序列构建的不同真菌的系统树,与采用经典分类法构建的系统树基本一致。(4)通过生物信息学的方法,预测该基因所编码的蛋白质三级结构,验证了该蛋白质具有甲壳素脱乙酰酶完整的功能性结构,并包含一个多糖脱乙酰酶结构域,两者具有相似的空间结构。     

小麦乙烯转录因子TaERF2响应湿害胁迫的表达分析

乙烯响应因子在植物非生物胁迫应答中起重要作用。为了解TaERF2在小麦湿害胁迫下作用的分子机理,本研究对TaERF2基因及其编码蛋白序列特征进行分析,并检测TaERF2在不同耐湿品种中的表达特征及原核表达。结果表明,TaERF2基因含有2个外显子和1个内含子,编码355个氨基酸序列,具有典型的AP2/ERF保守结构域和YRG、RAYD基序。AP2/ERF家族转录因子进化和同源比对分析表明,TaERF2属于AP2/ERF家族B2组,与拟南芥AtRAP2.12、AtHRE1和水稻OsSNORKEL1、OsSNORKEL2有较高的同源性,且启动子区域含有缺氧厌氧顺式元件,推测TaERF2可能为湿害胁迫响应基因。湿害胁迫后,TaERF2在小麦根系中特异表达,在耐湿小麦品种宁麦9号根系中的表达显著上调,2~4 h表达量达到最高,然后显著降低,而在不耐湿小麦品种郑麦1354根系中的表达无显著上调。原核表达结果显示,TaERF2可以快速响应ZPTG刺激诱导,与上述宁麦9号根系中的表达模式相似,表明TaERF2在小麦耐湿中具有重要调节作用。本研究为解析小麦耐湿分子调控机制提供了理论参考。     

总状毛霉（Mucor racemosus）甲壳素脱乙酰酶全长cDNA的克隆及其系统发生分析

用保守的特异引物进行PCR扩增，并结合RACE技术，分离到了总状毛霉（Mucor racemosus）甲壳素脱乙酰酶(CDA)基因，并进行了全序列测定，并提交GeneBank（DQ538514）。研究结果表明：（1）总状毛霉CDA基因全长为1506 bp，包括67 bp 5’非翻译区，1357 bp阅读框以及82bp 3’非翻译区，3’非翻译区包含Poly (A) 加尾信号AATAAA。总状毛霉的CDA基因共编码448个氨基酸，在该基因中部还包含一个144氨基酸的多糖脱乙酰酶结构域，约占CDA基因全长的32%。（2）总状毛霉CDA基因与其它相近种米根霉（Rhizopus oryzae）、卷柄根霉（Rhizopus circinans）的CDA1和CDA2、鲁氏毛霉（Mucor rouxii）、卵形孢球托霉（Gongronella butleri）、匍枝根霉（Rhizopus stolonifer）、布拉克须霉（Phycomyces blakesleeanus）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的CDA1和CDA2的基因序列同源性分别为：75%、58%、56%、56%、48%、39%、39%、17%和16%；相应的氨基酸序列的同源性分别为：69.0%、57%、59%、55%、47%、30%、32%、18%、21%。表明CDA基因在不同的真菌中有较高的同源性。（3）根据总状毛霉CDA基因的氨基酸序列，构建的不同真菌的系统树，与采用经典分类法构建的系统树基本一致。（4）通过生物信息学的方法，预测该基因所编码的蛋白质三级结构，验证了该蛋白质具有甲壳素脱乙酰酶完整的功能性结构，并包含一个含多糖脱乙酰酶结构域，两者具有相似的空间结构。     

白菜WRKY转录因子cDNA全长的克隆及分析

参照拟南芥WRKY转录因子基因保守序列设计引物，利用RT-PCR及RACE技术克隆了白菜WRKY转录因子基因cDNA全长，命名为BcWRKY1 (GenBank登录号为AY836002)。序列分析发现，白菜BcWRKY1基因核苷酸序列长980bp，推导的氨基酸序列编码285个氨基酸残基，与拟南芥AtWRKY18 氨基酸序列的同源性为74%，与拟南芥AtWRKY60同源性为59%；与其它植物WRKY基因的同源性则较低。Southern杂交显示该基因在白菜基因组中为单拷贝。半定量RT-PCR分析表明，用2mmol/L的水杨酸处理后2h~8h，以及用霜霉病菌接种后6h~12h，白菜BcWRKY1基因的表达量最高。