桑树Ca~(2+)/H~+反向转运体基因MCAX-1的克隆及序列与表达分析

植物体内的Ca2+/H+反向转运体在Ca2+介导的营养和信号转导中发挥着重要作用。选择桑树幼叶cDNA文库中功能注释为Ca2+/H+反向转运体基因(CAX)的一条EST序列设计引物,通过cDNA末端快速扩增(RACE)与反转录PCR(RT-PCR)在桑品种育71-1的幼叶中克隆获得该基因的全长cDNA序列,命名为MCAX-1(GenBank登录号:JN716318)。序列分析显示:MCAX-1全长1 784 bp,包括197 bp的5'端非翻译序列和243 bp的3'端非翻译序列,含有一个1 344 bp的完整ORF,编码447个氨基酸残基,预测蛋白质分子质量为47.93 kD,等电点为5.67。构建的桑树和其它植物基于CAX蛋白氨基酸序列的系统进化树显示:桑树与盐地碱蓬(Suaeda salsa)、毛果杨(Populus trichocarpa)、蓖麻(Ricinus communis)等有较近的亲缘关系。半定量RT-PCR分析表明:MCAX-1在桑树幼芽、嫩叶、根和幼花中的表达量较高,在韧皮部、木质部和成熟果实中的表达量较低;MCAX-1在低温胁迫下的表达量减少,-1℃时几乎无表达,在干旱胁迫下的表达量随着胁迫时间延长逐渐达到最大值之后又迅速降低,在盐分胁迫初期的表达量无变化,但胁迫18 d时表达量明显降低。初步推测MCAX-1与桑树的抗逆性能有一定关联。     

桑树半乳糖激酶基因的克隆及序列特征与诱导表达分析

从已构建的桑树幼叶cDNA文库得到一条编码桑树半乳糖激酶(galactokinase)的基因序列片段,通过RT-PCR和RACE获得该基因的完整序列,命名为M-GALK(GenBank登录号:JQ041908)。该基因全长1 400 bp,存在53 bp的5’端非翻译序列(5’-UTR)和51 bp的3’端非翻译序列(3’-UTR),其ORF长1 296 bp,编码431个氨基酸,预测蛋白质分子质量为47.07kD,等电点为6.34。同源性分析表明,M-GALK与葡萄和蓖麻等物种的GALK序列之间具有很高的保守性。基于桑树和其它物种GALK序列的系统进化分析表明,桑树与葡萄、蓖麻、杨毛果的亲缘关系较近。半定量RT-PCR检测M-GALK在桑树不同部位的表达存在一定的差异性,在幼芽、幼嫩叶和幼花中的表达量较高,在根和成熟桑椹中的表达量较低。在低温、盐分、干旱胁迫下和脱落酸(ABA)诱导处理后,桑树幼叶中M-GALK的表达量均发生明显变化:低温胁迫下,M-GALK的表达量在一开始有所减少,但是随着温度逐渐降低,表达量明显增加;干旱胁迫下,M-GALK的表达量逐渐增加,在9 h达到最高后又逐渐恢复到正常水平;盐分胁迫下,M-GALK的表达量先降低后又逐渐增加并保持基本不变,在8 d后又逐渐恢复到正常水平;ABA诱导下,M-GALK的表达量逐渐增加,在24 h达到最高之后又逐渐恢复到正常水平。推测M-GALK可能与桑树的抗逆性有关。     

桑树光合系统Ⅰ psaE基因的克隆及表达分析

利用桑树(MorusL.)表达序列标签(EST),采用RT-PCR方法克隆了桑树光合系统Ⅰ(PSⅠ)psaE基因的全长cDNA序列,命名为MpsaE(GenBank登录号:GU645972)。序列分析表明,该基因序列全长705bp,存在97bp的5′端非翻译区和170bp的3′端非翻译区,其开放阅读框(ORF)长438bp,编码含有146个氨基酸的蛋白,预测蛋白分子质量为15.38kD,等电点为8.08。同源性分析表明,MpsaE编码蛋白与柑桔(Citrus sinensis)、毛果杨甙(Populus trichocarpa)和欧美杨(Populus eu-ramericana)psaE基因编码的蛋白具有较高的同源性,相似性达到98%。基于MpsaE与其它18个物种的psaE基因编码氨基酸序列构建的系统进化树显示,桑树与柑桔、蓖麻(Ricinus)、毛果杨甙和欧美杨的亲缘关系较近。半定量RT-PCR分析表明,MpsaE基因mRNA在桑树不同组织及部位的转录水平有明显差异:在叶片中的转录水平较高,其中幼叶(刚展开的第1片叶)和中部叶片(8-10位叶)的转录水平最高,其次为上部叶片(2-3位叶)、顶芽和下部叶片;在根部的转录水平最低。初步推测MpsaE基因是桑树PSⅠ参与某些光合生理反应的一个亚基。     

桑树钙调素蛋白基因MCaM-3的克隆及序列分析与诱导表达

钙调素蛋白(calmodulin CaM)作为真核生物细胞内的多功能Ca2+结合蛋白,在调节植物的生长发育、环境适应性和抗逆性方面具有重要作用。利用桑树表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)克隆了一个编码桑树CaM基因的全长cDNA序列,命名为MCaM-3(GenBank登录号:GQ303247)。序列分析表明,MCaM-3全长951bp,存在143 bp的5′端非翻译序列(5′-UTR)和358 bp的3′端非翻译序列(3′-UTR),其开放读码框(ORF)长450bp,编码149个氨基酸,预测蛋白质分子质量为16.85 kD,等电点为3.95。用在线软件SMART分析显示,MCaM-3蛋白含有4个Ca2+结合基序(EFh)结构域,可以结合Ca2+。同源分析表明,CaM基因在桑树与拟南芥、杨树、大豆、小麦、水稻、玉米各物种间具有很高的保守性。基于桑树和其它19个物种CaM基因的系统进化分析表明,桑树与蓖麻、烟草、大黄、樱桃的亲缘关系较近。半定量RT-PCR检测表明,与正常生长环境相比,MCaM-3基因mRNA的转录水平在低温、干旱、盐胁迫条件下均显著提高,初步推测MCaM-3基因与桑树的抗逆性有一定关联。     

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.     

桑树橡胶延伸因子基因的克隆与表达分析

桑树乳汁在桑树的生长和防御过程中起重要作用,乳汁中的糖苷酶抑制剂还是治疗糖尿病的有效成分。通过桑树cDNA文库中的序列比对,发现一段与乳汁合成相关的基因片段,采用RACE方法获得该基因的全长序列,基因cDNA全长1 145 bp,编码区759 bp,编码252个氨基酸残基,将该基因命名为桑树橡胶延伸因子基因(GenBank登录号:GQ466080)。为探究该基因的功能,通过RT-PCR的方法分析该基因在桑树不同组织器官的表达,结果表明该基因在桑树幼叶中的表达量最高,其次是茎和芽,在根中的表达量最低。对桑树叶片进行细胞分裂素处理,发现细胞分裂素处理后该基因表达量有减少的趋势,在细胞分裂素处理的叶片中,正在伸展的幼叶中该基因的表达量要高于刚出现的幼叶和成熟叶。与桑树中已知的其它功能基因相比,桑树橡胶延伸因子在桑树正常生长中的表达量远高于桑树Na+/H+逆向转运蛋白基因MaNHX和桑树抗冻蛋白基因WAP27的表达量。从以上结果初步推测桑树橡胶延伸因子基因在桑树的生长发育中起重要作用。     

家蚕真核翻译起始因子3f基因结构与表达研究

在对家蚕5龄丝腺cDNA文库测序的过程中,发现一个编码家蚕翻译起始因子基因(eIF3f)的EST序列。利用电子克隆、3′RACE(3′rapid amplification of cDNA ends)方法克隆了家蚕eIF3f基因cDNA序列全长,命名为eIF3f(GenBank登录号为DQ868530)。家蚕eIF3f基因cDNA全长为1 009 bp,由870 bp的开放阅读框序列(openreading frame,ORF)、55 bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)和65 bp的3′端非编码区序列(3′-UTR)组成,编码289个氨基酸。氨基酸序列比较分析显示,家蚕eIF3f与其他物种的eIF3f都具有翻译起始功能所必需的JAB_MPN结构域。家蚕eIF3f基因组结构分析:该基因由5个外显子和4个内含子组成;5′调控序列存在E74A、DFD、DRI等多个潜在的转录因子结合位点,但没有TATA盒启动子序列。家蚕eIF3f基因的表达在不同组织和不同发育时期存在差异,eIF3f是一种负调控翻译起始因子。研究结果有助于进一步研究真核翻译起始因子的相关基因调控规律。     

野桑蚕羧酸酯酶基因(BmmCarE-2)的克隆及表达分析

羧酸酯酶参与昆虫对有机磷和氨基甲酸酯等杀虫剂抗性的产生。通过反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆了一个野桑蚕羧酸酯酶全长基因(BmmCarE-2)。序列分析表明该基因包含1个1 623 bp的开放读码框,有57 bp的cDNA5′端非翻译区序列(5′UTR)和79 bp的cDNA3′端非翻译区序列(3′UTR),编码540个氨基酸,GenBank登录号为EU328351。序列比对分析表明BmmCarE-2与家蚕羧酸酯酶基因BmCarE-2(GenBank登录号:DQ311250)的氨基酸序列相似性最高,达98.9%。利用半定量RT-PCR进行组织表达分析表明,BmmCarE-2在野桑蚕幼虫的头部和脂肪体表达量较高,在丝腺和中肠稍低,而在血液中的表达量最低。     

桑树翻译调控肿瘤蛋白(TCTP)基因的克隆及其在温度胁迫下的表达变化

翻译调控肿瘤蛋白(TCTP)是一类广泛存在于真核生物中且具有多种重要生物学功能的蛋白质家族。利用RT-PCR和RACE技术从广东桑(Morus atropurpurea)品种中桑5801号植株的根部克隆了一种TCTP蛋白的编码基因,命名为Ma-TCTP(Gen Bank登录号:KP228013)。Ma-TCTP基因c DNA全长841 bp,包括507 bp的ORF以及101 bp的5'-UTR和233 bp的3'-UTR,ORF编码168个氨基酸,蛋白质分子质量为18.736 2 k D,等电点为4.53。实时荧光定量PCR检测Ma-TCTP基因在桑树的根部、茎部和叶片中均有表达,其中在根部组织中的表达量最高,茎中次之,叶片中最低。在低温(4℃)和高温(35℃)胁迫下,Ma-TCTP基因在桑树根部、茎部和叶片组织的表达量均大幅上升,其中在叶片中的表达量升高最为明显,推测Ma-TCTP基因可能参与桑树对温度逆境胁迫的生理应激响应过程。     

柳蚕丝素重链基因(Fib-H)cDNA 5'端片段的克隆与表达分析

柳蚕(Actias selene Hübner)是鳞翅目大蚕蛾科的一种珍稀野生绢丝昆虫.利用RT-PCR方法克隆了柳蚕丝素重链基因(Fib-H)cDNA 5'端的一个片段,该片段序列长819 bp, 编码273个氨基酸,含有4个保守多聚丙氨酸结构域.序列比对分析表明,该片段序列与樟蚕(Saturnia japonica)、天蚕(Antheraea yamamai)、柞蚕(Antheraea pernyi)、印度柞蚕(Antheraea mylitta)和家蚕(Bombyx mori) 的Fib-H基因cDNA 5'端同源序列的相似性分别为72.5%、65.8%、65.1%、65.1%、47.1%.半定量PCR分析显示柳蚕Fib-H基因cDNA 5'端片段序列在5龄幼虫第1-12天的表达量呈现逐渐上升的趋势.     

细粒棘球蚴SmadA基因的克隆及其功能的初步鉴定

本研究旨在克隆细粒棘球蚴Smad蛋白家族基因EgSmadA,鉴定其结构及表达部位,并建立酵母双杂交体系.利用生物信息学方法,克隆及分析EgSmadA基因的DNA全长序列,采用免疫组化技术鉴定EgSmadA蛋白的表达及分布,并构建该基因酵母双杂交载体.结果表明,成功扩增出EgSmadA基因组序列全长4 069 bp,包含4个外显子和3个内含子,开放阅读框为957 bp,编码318个氨基酸,该蛋白C端含有Smad蛋白家族进化高度保守的典型结构域MH2 (Mad homology),并成功构建该基因及其MH2结构域的酵母双杂交载体.免疫组化定位该蛋白主要表达于原头蚴被膜及囊泡生发层.研究结果为进一步研究EgSmadA在细粒棘球蚴生长发育中的作用奠定了基础.     

野桑蚕肌球蛋白轻链2基因(MLC2)的克隆和序列分析

利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了野桑蚕间接飞行肌(in-direct flight muscle,IFM)的肌球蛋白轻链2(myosin light chain2,MLC2)基因(GenBank登录号:EU332913),其cDNA序列全长979 bp,包括63 bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)、603 bp的开放读码框(ORF)、终止密码子TAA和310bp的3′端非翻译区序列(3′-UTR)。克隆该基因的内含子序列并分析基因结构表明,该基因包括3个外显子和2个内含子,编码201个氨基酸,预测蛋白质分子质量约22.0 kD,等电点4.67。用在线软件SMART分析显示,野桑蚕MLC2蛋白有2个Ca2+结合基序(EFh)结构域,可以结合Ca2+,属于肌钙蛋白C超家族成员,并且含有保守的可以磷酸化的氨基酸残基,有可能具有磷酸化过程,参与肌动球蛋白ATPase活性的调节。     

乌苏里貉TLR8基因的分子克隆、序列分析及组织表达分析

为了解乌苏里貉TLR8基因特点及其在不同组织中的表达水平,本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆其c DNA全长序列,应用生物学软件分析该基因及预测其编码蛋白的特征,并对该基因在乌苏里貉不同组织中的表达水平进行检测。结果显示该基因全长3 191 bp,ORF全长3 117 bp,编码1 038 aa,含有Toll-like受体家族典型的结构域特征。同源性分析显示乌苏里貉TLR8基因核苷酸序列与犬同源性最高,达99.3%,与其他食肉目哺乳动物也具有较高的同源性,在89.2%~92.9%。组织表达分析显示TLR8基因在乌苏里貉各组织中广泛表达但表达量存在差异。本研究结果为进一步研究乌苏里貉抗病毒免疫及育种相关研究奠定了基础。     

家蚕C型凝集素16基因(BmCTL 16)的电子克隆及序列特征和表达谱

C型凝集素是在动物先天免疫中发挥重要作用的模式识别受体。从家蚕杂交一代超亲表达的基因中筛选出一个C型凝集素16基因(Bm CTL 16),通过电子克隆、序列拼接获得了总长度为1 105 bp的序列,其5'端和3'端分别为63 bp、385 bp,预测ORF为657 bp,在3'端终止密码子下游314 bp位置为加尾信号胞质多聚腺苷化特异因子(CPSF)结合位点。预测Bm CTL16编码218个氨基酸,组成蛋白质的氨基酸有20种,数量最多的是亮氨酸(有19个),蛋白质理论等电点(p I)6.65,分子质量25.124 4 k D。Scan Prosite结构域预测Bm CTL 16存在与其它鳞翅目昆虫CTL一样保守的糖蛋白识别位点CRD。系统进化分析表明Bm CTL 16与烟芽夜蛾、小菜蛾、刺舌蝇、埃及伊蚊的同源CTL序列相似度均高达99%。对电子拼接序列进行RT-PCR验证,扩增片段的测序结果与电子克隆的Bm CTL 16序列完全一致。qRT-PCR分析Bm CTL 16在5龄第1~2天幼虫中肠组织中的表达量较高,之后呈现下降趋势,推测可能是家蚕5龄初期旺盛的生命活动提高了蚕体免疫功能。     

蒙古冰草肌动蛋白基因(MwACT2)克隆与表达分析

本研究应用RT-PCR和RACE技术,从蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)中分离到1个肌动蛋白基因,命名为MwACT2。序列分析表明:MwACT2基因全长1506bp,含有1个1131bp的开放型阅读框,MwACT2蛋白长度为376个氨基酸残基,分子量为41.606KDa,理论等电点为5.29,含有actin保守位点,属于actin家族成员。该基因编码的氨基酸序列与Genebank中乌拉尔图(Triticum_urartu)肌动蛋白(登录号:EMS62134.1)氨基酸具有99%的一致性,属于非跨膜蛋白。利用半定量RT-PCR技术分析MwACT2基因的表达,结果表明该基因表达稳定,经高盐、干旱、低温处理后的表达强度无显著差异。     

家蚕质型多角体病毒感染应答的假定蛋白基因全长cDNA克隆与表达特征分析

在感染家蚕质型多角体病毒(BmCPV)的家蚕中肠组织中发现一个差异表达的假定蛋白基因。利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了该假定蛋白基因的全长cDNA。用生物信息学方法进行基因序列与结构分析表明:该基因全长cDNA序列为486bp,包含108bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)和153bp的3′端非翻译区序列(3′-UTR),开放阅读框(ORF)为225bp,编码74个氨基酸,蛋白分子质量为6.888kD,等电点为5.27;该基因由3个外显子和2个内含子组成,ORF位于第2外显子内,编码蛋白含二次跨膜结构,多肽链表现为疏水性,在多肽链上的第15～16氨基酸残基可能是信号肽的切割位点。RT-PCR结果显示该基因在家蚕5龄幼虫的丝腺、血液、脂肪体、生殖腺及中肠组织中均有表达;荧光定量PCR结果表明该基因在感染Bm-CPV的家蚕中肠组织中的表达水平为正常家蚕中肠组织的6.28倍。研究结果为进一步解析该基因的功能奠定了基础。     

Retinoic Acid Receptor α and Retinoic Acid Receptor γ in Lateolabrax japonicas : cDNA Cloning and Gene Expression Analysis

本文旨在研究鲈鱼视黄酸受体α(RARα)和视黄酸受体γ(RARγ)的结构及其基因的组织表达特点.采用反转录PCR和cDNA末端快速克隆(RACE)技术,从鲈鱼肝脏中克隆得到RARα和RARγ全长cDNA序列.检测鲈鱼肝脏、肌肉、心脏、眼、肠、肾脏、脂肪、脾脏、鳃和大脑10个组织中RARα和RARγ基因的表达情况.结果表明:1)鲈鱼RARα cDNA全长2 094 bp,5 ′端和3 ′端的非翻译区分别为124和608 bp,开放阅读框为1 362 bp,推测编码453个氨基酸,分子质量为50.64 ku,理论等电点为8.20.2)RARγcDNA全长1 671 bp,其中包括36 bp的5′端非翻译区、129 bp的3′端的非翻译区和1 506 bp的开放阅读框,共编码501个氨基酸,分子质量为56.20 ku,理论等电点为4.96.3)鲈鱼RARα和RARγ都具有典型的核受体结构,两者氨基酸序列同源性高达63.1％.鲈鱼的RARα和RARγ与红鳍东方鲀有较高的同源性,分别为96.9％和95.2％.4)RARα和RARγ基因在所有检测组织中均有表达,其中RARα基因在心脏和大脑中表达较少,在眼、鳃和肠中表达较高,而RARγ基因仅在鳃和脾脏中有较高表达.总之,本试验成功克隆了鲈鱼RARα和RARγ的全长cDNA;鲈鱼RARα和RARγ有着典型的核受体结构,在各组织中广泛分布.     

金荞麦查尔酮合成酶基因CHS的克隆及序列分析

采用同源克隆的方法获得金荞麦查尔酮合成酶基因(CHS)的保守片段554 bp,进一步采用染色体步移法(genome-walking)和RT-PCR技术克隆到CHS基因的全长DNA序列和cDNA开放阅读框(ORF)序列.序列分析结果表明,金荞麦CHS基因DNA全长1 650 bp,含一个462 bp的内含子;其cDNA编码区全长1 188 bp,编码395个氨基酸,命名为FdCHS,NCBI登录号为GU169470.该氨基酸序列与同为蓼科的掌叶大黄、虎杖CHS的氨基酸序列同源率分别达到94%和93%,且含有CHS活性位点和底物结合口袋位点等保守位点.     

牦牛KLF8基因剪切体克隆及组织表达分析

为了阐明KLF8基因在牦牛不同组织中的表达水平,试验采用RT-PCR方法克隆KLF8基因剪切体序列,利用荧光定量PCR技术检测该基因在不同组织中的表达丰度。结果表明:获得牦牛KLF8基因剪切体序列长度为1 246 bp(Gen Bank登录号为KX964629),其中CDS为963 bp,编码320个氨基酸,与牛(登录号为XP_010820342.1)的氨基酸同源性达99.69%,无信号肽剪切位点和跨膜结构域,具有KLFs家族保守的锌指功能结构域;KLF8基因在牦牛的脂肪组织中存在高水平表达,极显著高于其他组织(P0.01)。     

内蒙古绒山羊 CDK2 基因的克隆与序列分析

采用同源序列克隆技术结合RT-PCR和RACE技术,首次从内蒙古绒山羊睾丸组织中克隆出羊CDK2基因的全长cDNA序列（GenBank登录号为EF035041）。结果显示：羊CDK2基因的cDNA序列长为1355bp,5′端非翻译区为174bp,3′端非翻译区为266bp,开放阅读框为894bp,编码298个氨基酸。与牛CDK2基因cDNA序列同源性为98％,氨基酸序列完全一致;和其他哺乳动物CDK2基因的cDNA序列同源性也达92％以上;氨基酸序列同源性为93％以上。说明CDK2在结构和功能上有很高的保守性。