白沙蒿肌动蛋白基因核心片段的克隆和序列分析

本研究以荒漠植物白沙蒿总RNA为模板,运用RT-PCR方法扩增出肌动蛋白基因核心序列。将获得的片段克隆到T载体后进行测序,序列分析表明：白沙蒿肌动蛋白基因核心片段长599bp,编码198个氨基酸。将该序列在GenBank中注册,并与多种植物肌动蛋白序列进行同源性比较,发现该片段的核酸序列同源性在75％以上,氨基酸序列同源性在85％以上,具有高度保守性。     

拒盐型盐生植物小花碱茅肌动蛋白基因片段的克隆及序列分析

本研究根据其它植物Actin基因的保守序列设计一对简并性引物，以拒盐型盐生植物小花碱茅根部总RNA为模板，采用RT-PCR的方法扩增出Actin基因片段并克隆到PUCm-T载体，阳性克隆经PCR检测后进行测序，在GenBank中注册；序列分析结果表明：该片段长约600bp，编码198个氨基酸；所得序列与GenBank中注册的其它植物Actin基因序列同源性均在84％以上，与其它肌动蛋白的氨基酸序列同源性达94％以上。     

长穗偃麦草HKT1;4基因片段的克隆及序列分析

根据已报道的其他植物高亲和钾离子转运蛋白（HKT1;4）基因的保守序列设计一对简并性引物,以长穗偃麦草幼根总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆出长穗偃麦草HKT1;4,基因命名为EeHKT1;4。结果表明：该基因片段长度为614 bp,编码204个氨基酸,所得序列与其他植物氨基酸序列同源性均在80%以上,特别是和一粒小麦TmHKT1;4氨基酸同源性高达92%。这为长穗偃麦草HKT1;4全长基因的克隆及其耐盐分子机制的研究奠定基础。     

陆地棉巯基蛋白酶抑制剂基因克隆及其氨基酸序列分析

通过对植物中已知巯基蛋白酶抑制剂(cystatin)的保守性分析,设计1对简并引物,从陆地棉栽培种中棉所29(GossypiumhirsutumL.cv.Zhongmiansuo29)cDNA中克隆出1条巯基蛋白酶抑制剂基因片断,经测序和对测序结果在有关数据库中检索分析,发现该片段与1条中棉(G.arboreumL.)EST及1条雷蒙德氏棉(G.raimondiiL.)cDNA同源性高达96%。三者编码蛋白的氨基酸同源性达100%,且完全符合CPI的特征;所克隆基因片段的氨基酸序列与NBCI蛋白质数据库中登录的豇豆、向日葵、玉米、水稻中CPI均有高度同源性,表明该片段包含编码陆地棉CPI的完整序列。     

玉米Ubi-1启动子驱动挪威鼠Hspa4基因植物表达载体的构建

根据Genbank中挪威鼠（Rattus norvegicus）Hspa4基因序列(登录号：NM 153629)和玉米Ubi-1启动子序列(登录号：DQ141598 )设计引物,采用RT-PCR和PCR技术分别进行克隆。测序及同源性分析结果表明：Hspa4基因片段含有2530bp,编码840个氨基酸;获得的启动子Ubi-1序列大小为1992bp;克隆的序列与相应原序列同源性分别为99.96％和99.55%。以植物表达载体pCAMBIA1301质粒为基础,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1301-Ubi-Hspa4,为利用Hspa4基因改良植物抗逆性打下了基础。     

小金海棠S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因（MxSAMS）的克隆和表达分析

从本实验室建立的小金海棠缺铁差减文库中分离出一个cDNA片段,在GenBank中发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因具有90%的同源性。利用RACE技术成功地获得小金海棠（Malus xiaojinensis）SAMS基因(MxSAMS)的cDNA全长序列（GenBank登录号：EU639408）,该基因cDNA全长1 479 bp,最大开放阅读框1 176 bp,编码392个氨基酸,酶蛋白理论分子量为42.99 kD;与其它植物的蛋白质氨基酸序列同源性在88.1%~92.6%之间。推测的MxSAMS蛋白质三级结构包含3个保守结构域和一个保守的ATP结合位点GAGDQG。Southern 杂交显示,MxSAMS基因在小金海棠基因组中是单拷贝的。半定量RT-PCR结果表明,该基因在小金海棠的根和叶中均受缺铁胁迫诱导增强表达。     

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。     

香石竹GA20-oxidase基因的克隆及RNA干扰载体的构建

根据已发表的菠菜、烟草等植物GA 20-oxidase基因序列在保守区设计简并引物,通过RT-PCR和RACE的方法克隆了Marster香石竹（Dianthus caryophyllus L. cv. Marster）GA 20-oxidase基因的全长cDNA（1 179 bp）,命名为Dc20ox。同源性分析表明该基因与其它作物上发表的GA 20-oxidase基因的氨基酸序列同源性为66%~75%。在此基础上选用同源性相对较高的400 bp DNA片段,构建了RNA干扰（RNAi）载体pART400。     

谷子脂转移蛋白cDNA的克隆及特性研究

摘要：首次报道了从谷子(Stetaria italica )未成熟种子cDNA文库中克隆到1个与其它物种脂转移蛋白（LTP）具有较高同源性的脂转移蛋白基因Siltp。将核苷酸序列和推断的氨基酸序列在GenBank中进行比较，发现Siltp与大麦脂转移蛋白LTP7a2b和LTPcw-19,玉米脂转移蛋白，欧洲油菜的脂转移蛋白基因的核苷酸序列的同源性分别为72%,70%,60%,54%；氨基酸序列的同源性分别为79%,73%，65%，57%。序列分析表明，编码区含363个碱基 ，编码121个氨基酸，其中包括26个氨基酸的信号肽序列，分子量为9.3 kD。基因组Southern杂交结果表明，Siltp在基因组中以单拷贝存在。Northern杂交研究Siltp的时空表达特异性，发现Siltp仅在茎、叶、穗中表达。利用软件PAUP对17种植物的LTP进行进化分析，从进化系统树可以看出LTP有4个分支，其中，小麦发生分化较早，其它几种单子叶植物如玉米、谷子、大麦和水稻分化较晚，说明发生了早期的基因复制事件。在整个系统图中，双子叶比较分散，说明LTP基因的进化是个复杂的过程；禾本科作物的脂转移蛋白基因是由一个原始基因分化而产生的不同分支，Siltp与大麦LTP亲缘关系最近。     

不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

以不结球白菜(Brassicacampestrisssp.chinensis)抗病自交系雪克青为实验材料,通过RACE技术,获得了不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因的cDNA全长序列。序列分析发现,该基因全长1275bp,编码363个氨基酸,分子量40.66kD,等电点(pI)9.27。推导的氨基酸序列与芜菁bg1基因具有96%的同源性,与拟南芥bg2基因具有61%的同源性,与其它植物β-1,3-葡聚糖酶基因的同源性为49%￣57%。将该序列提交GenBank,登录号为AY836001。Southern杂交显示该基因在不结球白菜基因组中的拷贝数多于1个。半定量RT-PCR分析表明,该基因有低水平的组成型表达,在霜霉病菌(Peronosporaparasitica)诱导后24h其表达量达到高峰。     

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。     

“两广二号”家蚕抗病毒基因Bmlipase-1和BmSP-2克隆与原核表达

本研究以优良杂交品种“两广二号”家蚕为试材,克隆了该杂交品种家蚕两个抗家蚕核型多角体病毒（BmNPV）基因：脂肪酶基因Bmlipase-1和丝氨酸蛋白酶基因BmSP-2,测序并分别与不同品种蚕的同源基因序列进行比较。结果显示,“两广二号”家蚕Bmlipase-1基因ORF长度为885bp,编码294个氨基酸,BmSP-2扩增长度为855bp,编码284个氨基酸;它们的核苷酸和推导氨基酸序列同源性皆达92％以上,Bmlipase-1更保守,同源性大于99％;“两广二号”家蚕的Bmlipase-1基因脂肪酶活化部位和BmSP-2基因酶催化三联体位点的氨基酸残基与不同品种蚕的完全相同。以上结果说明这两个抗病毒基因在蚕的遗传进化过程中高度保守,提示其可能在机体消化或者免疫防御方面起着重要生理作用。将这两个抗病毒基因在大肠杆菌BL21中进行融合表达,获得的融合Bmlipase-1和BmSP-2蛋白分子量分别为47kD和42kD左右。     

Identification of hen egg yolk-derived phosvitin phosphopeptides and their effects on gene expression profiling against oxidative stress-induced Caco-2 cells

Oxidative stress is involved in the initiation and propagation of chronic intestinal pathologies. Bioactive peptides such as egg yolk-derived phosvitin phosphopeptides (PPP3) have been previously shown to reduce in vitro oxidative stress by up-regulating glutathione synthesis and antioxidant enzyme activities. Peptide and gene expression profile analysis of the PPP3 peptides can provide insight into structures involved in signal transduction mechanisms in the antioxidative stress response. The objectives of this research were to identify the PPP3 amino acid sequences before and after simulated gastrointestinal digestion and to assess the genes influenced by PPP3. Peptide sequences were analyzed using ESI Q-TOF-MS/MS, and the expression profile of 84 human oxidative stress and antioxidant defense genes were analyzed. Undigested PPP3 was composed of three main peptides: GTEPDAKTSSSSSSASSTATSSSSSSASSPNRKKPMDE (phosvitin-PV residues 4-41), NSKSSSSSSKSSSSSSRSRSSSKSSSSSSSSSSSSSSKSSSSR (PV residues 155-197), and EDDSSSSSSSSVLSKIWGRHEIYQ (PV residues 244-257) and their fragments. There was limited degradation of PPP3 after gastrointestinal digestion as deduced from the fragment sizes of digested PPP3, which ranged from 5 to 32 amino acids. These fragments were rich in contiguous serines and, in some cases, monoesterified with phosphate. Both undigested and digested PPP3 significantly reduced IL-8 secretion in H(2)O(2)-induced Caco-2 cells, indicating that antioxidative stress bioactivity is retained upon digestion. After PPP3 pretreatment, antioxidant genes associated with oxygen and reactive oxygen species (ROS) metabolism and cellular responses to chemical stimulus, oxidative stress, and ROS are up-regulated in the presence and absence of oxidative stress, thereby contributing to the prevention of intestinal oxidative stress and the promotion of gut health.     

植物非生物逆境相关锌指蛋白基因的研究进展

植物能够适应多种逆境主要是通过改变其基因表达和代谢途径来实现的,因此研究这些基因表达和功能对提高植物耐逆性具有重要意义。锌指蛋白是一类具有手指状结构域的转录因子,这种结构域由锌离子与多个半胱氨酸和(或)组氨酸组成,锌离子在稳定其结构和发挥调控功能方面具有关键作用。植物锌指蛋白在植物耐逆性方面具有重要作用。本文综述了近几年来从拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)、番茄(Solanum lycopersicum)等植物中克隆的与非生物逆境相关锌指蛋白基因的研究成果,重点阐述了其基因表达部位、受逆境诱导情况及转基因植株的耐逆性等。目前的研究结果表明锌指蛋白能够调控耐逆相关基因的表达,在植物逆境代谢中发挥重要作用,因此可以利用锌指蛋白基因进行作物耐逆性的遗传改良,提高作物的耐逆能力。     

甜瓜属野生种铝胁迫诱导基因ChAI的克隆及序列分析

应用同源序列克隆策略从铝盐胁迫处理的甜瓜属野生种(Cucumis hystrix Chakr.) 叶片中获得了612bp的片段,通过在EST数据库进行同源检索,发现一条甜瓜EST序列（GenBank登录号：AM724963.2）与之高度同源,据此设计引物并经RT-PCR扩增和序列拼接,最后获得了铝诱导基因cDNA序列全长,命名为ChAI (GenBank登录号：FJ968438 )。序列分析表明该基因全长967bp,其中开放读码框(ORF)长711bp编码236个氨基酸组成的多肽,5′ 和3′ 端非编码区长度各为15bp和241bp。DNAMAN同源性分析表明该基因与葡萄、棉花、羊乳（轮叶党参）、白骨壤（真红树植物）、拟南芥等植物的铝诱导蛋白的氨基酸序列具有78.6%以上的同源性。运用半定量RT-PCR技术对ChAI 基因的转录水平进行分析,根据该基因在铝胁迫下大量表达推测ChAI 与耐铝盐胁迫响应相关,但具体耐铝胁迫机制还有待深入研究。     

桃脂氧合酶(LOX)基因家族cDNA全长克隆与序列分析

根据脂氧合酶保守序列设计的简并引物从桃（瑞蟠5号）果肉总RNA中扩增出795bp的脂氧合酶（lipoxygenase,LOX）基因的保守序列,并结合GeneBank中公开的LOX基因的EST序列经Blast比对分析、序列组装之后设计基因特异引物（GSP）。利用RACE技术共获得3条不同的桃LOX基因cDNA全长序列,分别命名为PpLox1-3。序列分析结果表明,这3个桃LOX基因家族成员与其他植物的LOX基因尽管在核酸水平上的差异比较大,但在蛋白水平上却有较高的同源性。通过对桃LOX基因蛋白序列和其他植物LOX进行系统进化树分析,发现PpLox1属于13-LOX类型,PpLox2-3属于9-LOX类型。     

两种不同配置灌木林防风固沙效益

[目的]探讨退化梭梭(Haloxylon ammodendron)林和仿真灌木+梭梭灌木林对风沙流的风速、输沙通量及其沙粒的分布影响,为干旱区退化的防风固沙林功能恢复和建立提供参考。[方法]同时测定不同高度下裸沙地、仿真灌木+梭梭林和梭梭林的风速、输沙通量及其沙粒径,比较分析其风速消减率、输沙通量变化及沙粒度随高度分布。[结果]在风速3.0~8.9m/s范围,仿真灌木+梭梭林内的20cm高度的风速平均削减率达到61.35%。梭梭林的输沙通量是仿真灌木+梭梭林的1.5倍,裸沙地平均输沙通量是仿真灌木+梭梭林输沙通量的4.13倍。梭梭林与仿真灌木+梭梭林的输沙通量随高度变化都呈指数递减,其风沙流含沙量及沙粒度的空间变化在10cm以下较大。[结论]仿真灌木+梭梭林降低了林地风沙流中黏粉粒(≤0.02mm)向空气中输送量,改变了风沙流的沙粒度空间结构,迫使风沙流的输沙集中在较低层。