巴西橡胶树CCaMK基因家族成员的鉴定和表达分析

钙/钙调素依赖型蛋白激酶(CCa MK,calcium-and calmodulin-dependent protein kinase)是一种钙离子结合蛋白,在钙信号传导过程中起重要作用。本研究以已发表的CCa MK序列作为检索序列,对橡胶树和其他5种植物(木薯、水稻、杨树、蓖麻和拟南芥)的基因组和转录组数据进行全面搜索,鉴定得到6个CCa MK基因,其中包括一个橡胶树CCa MK基因,命名为Hb CCa MK1。序列分析发现:5种植物的CCa MK氨基酸序列同源性较高,为73%~94%。基因结构分析发现,Hb CCa MK1和所分析的其他植物CCa MK一样均,含有6个内含子、1个蛋白激酶结构域和3个EF-hand结构域;从结构和进化上看,Hb CCa MK1和蓖麻、木薯2种植物的CCa MK具有较近的亲缘关系;在表达方面,Hb CCa MK1在橡胶树根中表达丰度最高,其次为树叶和花;另外,Hb CCa MK1的表达还与叶片发育、真菌侵染和低温胁迫有关。     

巴西橡胶树铁螯合物还原酶基因(HbFRO)的克隆及表达

在橡胶树转录组测序的基础上,通过RT-PCR方法扩增到橡胶树的1个铁螯合物还原酶基因,命名为Hb FRO。该基因包含1个2 217 bp的开放阅读框,可编码739个氨基酸的多肽。生物信息学分析结果表明,Hb FRO蛋白除了含有Ferric_reduct,FAD_binding和NAD_binding保守结构域外,还含有10个跨膜结构域;Hb FRO蛋白的氨基酸序列与木薯、蓖麻、杨树和拟南芥的FRO蛋白同源,同源性分别为85%,80%,73%和63%。半定量分析结果表明,Hb FRO基因在胶乳、花和叶片中的表达丰度明显高于在树皮和芽中的表达;当橡胶树受到炭疽病菌和白粉病菌侵染时,Hb FRO基因在叶片中的表达被明显抑制。以上数据暗示Hb FRO基因在不同组织中的表达存在差异,可能参与植物的抗病应答反应。     

橡胶树乳管表达多酚氧化酶基因HbPPO1的克隆与分析

根据EST序列设计引物,应用RACE和RT-PCR技术从橡胶树的胶乳(乳管细胞的胞质成分)中分离到1条长2 102 bp的c DNA,该序列包含1个1 803 bp的开放读码框(ORF),81 bp的5’UTR和218 bp的3’UTR;ORF预测编码600个氨基酸,其理论分子量为67.88 k Da,等电点为8.56,质体定位;蛋白含有多酚氧化酶特有的Tyrosinase、PPO1_DWL和PPO1_KFDV结构域;蛋白与木薯、蓖麻、麻疯树和胡杨中同源蛋白的相似性分别为85.2%、82.0%、79.8%和78.2%,将基因命名为Hb PPO1。结果表明,在所分析的胶乳、树皮和叶片组织中,基因在胶乳中的表达丰度最高,且其表达水平受乙烯利显著抑制。     

巴西橡胶树HbRALF34的克隆及表达分析

依据橡胶树胶乳转录组数据,利用RT–PCR技术鉴定了一个快速碱化因子(rapid alkalinization factor,RALF)家族基因cDNA序列。该cDNA长度为767 bp,开放阅读框长度为411 bp,编码136个氨基酸。序列比对显示该RALF基因与AtRALF34有较高相似性,因而命名为HbRALF34。以热研7–33–97无性系橡胶树为材料,采用实时荧光定量PCR对不同组织及乙烯、茉莉酸、伤害、过氧化氢、高盐、低温、干旱等处理下HbRALF34的表达模式进行分析。结果表明:HbRALF34在橡胶树叶片、花、树皮以及胶乳中均有表达,其中胶乳中表达量最高;与健康橡胶树相比,HbRALF34在死皮橡胶树胶乳及树皮中的表达量显著上调;乙烯、茉莉酸、过氧化氢及伤害处理能诱导该基因表达,而低温、干旱及高盐处理则抑制该基因表达,表明HbRALF34可能参与橡胶树的信号传导、产排胶调控以及胁迫响应。     

巴西橡胶树HbUBC5基因克隆、生物信息学及表达分析

为研究巴西橡胶树泛素结合酶(UBC)基因功能,采用PCR技术从巴西橡胶树中克隆了一个UBC基因,用半定量RTPCR分析基因表达模式,同时对基因编码蛋白进行生物信息学分析。结果表明,基因长681 bp,最长开放阅读框555 bp,预测编码蛋白包含184个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC5(At1g63800)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC5。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC5在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在树皮中表达最低。HbUBC5在叶片不同发育时期表达模式存在变化,在古铜期最低,在稳定期最高。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC5表达量明显下降。HbUBC5表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC5可能在巴西橡胶树死皮、产排胶、乙烯和茉莉酸反应中发挥作用。     

桑树2个钙调蛋白亚型基因cDNA克隆和序列分析

    为了揭示钙调蛋白在桑树抗逆性方面的作用,利用SMART技术(switching mechanism at 5'end of RNA transeript) 建丰驰桑幼苗cDNA文库,从中获得2个钙调蛋白cDNA序列,2条序列的读码框均为450 bp,均包括完整的3'端非翻译区;序列比对分析发现,2条序列ORF(open reading frame)同源性为86%,但氨基酸同源性却为98%,说明是2个钙调蛋白基因.命名为MCaM-1,MCaM-2.其中MCaM-1与拟南芥CaM7、胡萝卜CaM4的氨基酸同源性达100%.这表明钙调蛋白序列在植物中相当保守.     

巴西橡胶树HbUBC14基因克隆、生物信息学及表达分析

从巴西橡胶树中鉴定出一个泛素结合酶(UBC)基因,该基因长653 bp,最长开放阅读框504 bp,预测编码蛋白包含167个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC14(At3g55380)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC14。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC14在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在花药中表达最低。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC14表达量明显下降。HbUBC14表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC14可能在巴西橡胶树死皮、乙烯和茉莉酸反应中发挥作用。     

非生物胁迫下杜梨PbCBL4基因的表达

为揭示PbCBL4基因在杜梨抗逆防御机制中的作用,采用PCR方法克隆了杜梨PbCBL4基因的cDNA和DNA序列,利用半定量RT-PCR和原核表达分析了该基因对非生物胁迫的转录响应。结果表明:PbCBL4基因的cDNA长度为639 bp,编码一个含212个氨基酸的蛋白;基因组DNA长度为1 645 bp,包含8个外显子和7个内含子。PbCBL4编码的蛋白具有植物类钙调磷酸酶B亚基蛋白结合Ca2+所必需的4个EF手型结构,1个典型的植物钙调磷酸酶A亚基结合位点。PbCBL4与拟南芥AtCBL4亲缘关系最近,处于同一进化分支上。PbCBL4基因在杜梨叶中为诱导型表达,对盐碱、干旱、渗透胁迫和ABA处理均存在转录响应,而在杜梨根中检测不到该基因的表达;将其转入大肠杆菌BL21(DE3)后,能够明显减轻NaCl、甘露醇和PEG6000对该菌株的生长抑制。综上所述,PbCBL4基因主要在叶片中参与了杜梨对非生物胁迫的防御机制。转入PbCBL4的重组大肠杆菌对盐胁迫和渗透胁迫的耐受能力均得到提高。     

橡胶树乳管细胞GPPS基因的克隆与表达分析

[目的]克隆橡胶树乳管细胞短链异戊烯基合酶(GPPS)基因,分析其表达特性和编码蛋白的相互作用,为解析该类基因在天然橡胶和萜类合成中的作用提供理论参考.[方法]采用逆转录PCR(RT-PCR)和cDNA末端快速克隆(RACE)从橡胶树乳管细胞胶乳中克隆GPPS基因(HbGPPS1和HbGPPS2),利用生物信息学分析其编码蛋白的特性;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测HbGPPS1和HbGPPS2在树皮和胶乳中的组织表达特异性、在不同橡胶树品系中的表达模式及其对割胶和外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理的响应模式,并在原核细胞中进行表达分析;通过酵母双杂交技术检测HbGPPS1和HbGPPS2蛋白的相互作用关系.[结果]从橡胶树乳管细胞乳胶中克隆获得HbGPPS1和HbGPPS2基因,其中HbGPPS1基因编码框长度为1248 bp,编码415个氨基酸,蛋白分子量为45.9 kD,理论等电点为6.77;HbGPPS2基因编码框长度为1239 bp,编码412个氨基酸,蛋白分子量为45.6 kD,理论等电点为6.77.二者的核苷酸序列相似性为89%,且编码蛋白均含有2个典型的异戊烯基转移酶活性结构域DDXXD(D),定位于叶绿体和线粒体.HbGPPS1蛋白自身及其与HbGPPS2蛋白均能形成较弱相互作用的二聚体.qRT-PCR检测结果显示,Hb-GPPS1和HbGPPS2基因在胶乳中的表达量高于树皮,但均以HbGPPS2基因表达量较高,表明二者表达存在组织特异性.经MeJA处理后橡胶树胶乳中HbGPPS1和HbGPPS2基因表达量较对照高,即外源MeJA可促进内源茉莉酸的合成,激活乳管细胞内的茉莉酸信号从而上调HbGPPS1和HbGPPS2基因表达.在5个橡胶树栽培品系中,HbGPPS2基因的表达量均明显高于HbGPPS1基因,且与PR107、热研7-20-59、RRIM600和热研7-33-97干胶含量趋势一致,但二者仅在热研8-79和热研7-33-97的表达模式存在差异.HbGPPS2基因能在大肠杆菌中成功表达.[结论]HbGPPS2基因可能是乳管细胞中参与天然橡胶和萜类合成的主效基因,而HbGPPS1基因可能是功能冗余基因.HbGPPS2和Hb-GPPS1基因在不同橡胶树品系中的表达模式与各品系干胶含量呈正相关,可用作为干胶含量评估的筛选标记.     

橡胶树PEPC基因的克隆、生物信息学和表达分析

【目的】克隆橡胶树磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因的全长cDNA,通过生物信息学和基因表达分析,为基因功能研究奠定基础。【方法】根据橡胶树PEPC基因片段序列设计引物,通过RACE获得cDNA全长,用DNAMAN软件预测编码多肽序列,用Prot Param工具分析多肽基本理化性质,用NCBI-Blast工具搜索同源的核酸及多肽序列,用Clustal X2.0软件比对不同植物来源的多肽序列,并用MEGA 6.06软件构建系统进化树,用Real-time RT-PCR分析基因表达模式。【结果】从橡胶树胶乳中克隆到一个新的PEPC基因的全长cDNA,其长度为3206 bp,包含一个2898 bp的开放读码框(ORF),112 bp的5’UTR和196 bp的3’UTR。预测该基因编码965个氨基酸的多肽(HbPPC2),其分子量为110.35 kDa,等电点为5.76;该基因的编码区核苷酸序列和其编码多肽氨基酸序列分别与早期克隆的橡胶树HbPPC1基因(KJ721228)的编码区和编码多肽序列有81.3%和92.1%的同源性。预测HbPPC2定位于细胞质,为不稳定蛋白,其活性受多种因素调控。预测HbPPC2酶活性中心是其第172位残基His,磷酸化位点是其第11位残基Ser,单泛素化位点是其第628位残基Lys。其第178、179、226和366位残基Arg在三维结构中靠近,构成葡萄糖-6-磷酸(G6P)的结合位点;其第450、641、753、767位残基Arg在三维结构中靠近,构成PEP的结合位点。HbPPC2基因在叶片、树皮、胶乳、雄花、雌花均有表达,在胶乳表达量最高;乙烯利处理显著下调该基因在胶乳的表达。【结论】本研究可为橡胶树PEPC功能研究提供理论基础。     

甜菜WRKY转录因子全基因组鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】WRKY转录因子是一类植物响应生物、非生物胁迫,对生长发育都起重要调控作用的转录因子。在甜菜全基因组信息分析的基础上,鉴定WRKY家族基因(Bv WRKYs),解析其组织特异性及盐、热胁迫下的表达情况,为该类基因的功能研究提供参考,为观赏甜菜和石竹目其他观赏植物的基因工程打下基础。【方法】以75条拟南芥WRKY蛋白为参考,根据WRKY保守蛋白序列(PF03106)利用hmm和BLAST同源性搜索对甜菜WRKY家族基因进行鉴定。利用Map Inspect、GSDS2.0、MEGA5.0、DNAMAN5.0、Web Logo 3、MEME生物信息学工具对甜菜WRKY家族基因染色体定位、系统发生关系、基因结构、蛋白质保守结构域、保守元件进行预测和分析。利用RNA-seq和q RT-PCR分析甜菜WRKY组织表达特异性,盐胁迫、热胁迫条件下WRKY表达情况。【结果】甜菜WRKY家族基因包含40个成员,其中39条不均匀地分布在9条染色体上,另外1条定位到随机片段上。根据WRKY保守域特征并与拟南芥WRKY蛋白进化分析,可将40个成员分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3类,Ⅰ类有9个成员,Ⅱ类有26个成员,Ⅲ类有5个成员。根据进化关系Ⅱ类可进一步分为Ⅱa(1个)、Ⅱb(4个)、Ⅱc(9个)、Ⅱd(5个)和Ⅱe(7个)5个亚类。基因结构分析发现,甜菜WRKY外显子和内含子数目具有高变异性(2—7个外显子),即使同一亚类内也都差异较大。保守元件分析显示同一类或亚类内成员具有相同的保守元件。WRKY保守域分析发现2个WRKY七肽域变型:WRKYGKK和WRKYGEK。每个WRKY至少在2个组织中表达,30个WRKY在叶中表达,40个WRKY在花序中均有表达,36个WRKY在幼叶中有表达,38个WRKY在直根中有表达,39个WRKY在幼苗中有表达,36个WRKY在种子中有表达。各WRKY表达量差异较大,可分为低表达、高表达基因两类,如Bv WRKY23、Bv WRKY3、Bv WRKY11、Bv WRKY7、Bv WRKY6、Bv WRKY26、Bv WRKY4、Bv WRKY40、Bv WRKY24、Bv WRKY2和Bv WRKY28在各组织中均有较高表达,而Bv WRKY38、Bv WRKY13、Bv WRKY36、Bv WRKY35、Bv WRKY5和Bv WRKY34在各组织中均表达较低。热胁迫条件下Bv WRKY16、Bv WRKY21、Bv WRKY20、Bv WRKY22、Bv WRKY32、Bv WRKY33和Bv WRKY34上调表达;盐胁迫条件下Bv WRKY1、Bv WRKY6、Bv WRKY19、Bv WRKY31和Bv WRKY33呈现不同程度上调表达;Bv WRKY33对热、盐2种胁迫均有明显响应。【结论】甜菜WRKY蛋白结构高度保守,基因序列长度和内含子数量变化很大,在不同组织中呈现出多种表达模式,部分WRKY响应热或盐胁迫,对甜菜逆境生理调控起重要作用。     

茶树ZF-HD转录因子基因家族的鉴定及表达分析

【目的】搜索鉴定茶树ZF-HD（Zinc finger homeodomain）转录因子基因家族成员,并对其进行生物信息学分析及在不同组织及非生物胁迫和激素处理下的表达模式,为茶树ZF-HD基因家族的功能研究及茶树遗传性状改良提供理论依据。【方法】通过隐马尔可夫模型预测和序列比对从茶树基因组中筛选鉴定出茶树ZF-HD基因家族成员,利用在线生物信息学分析软件对其基因结构、启动子元件,以及编码蛋白的理化性质、氨基酸序列、结构特征、进化关系等进行预测分析,并基于转录组测序（RNA-Seq）数据分析其在不同组织及在干旱胁迫、盐胁迫和茉莉酸甲酯（MeJA）处理下的表达模式。【结果】从茶树基因组中鉴定出17个ZF-HD基因家族成员（CsZHD1~CsZHD17）,其编码区（CDS）序列长度为369~2187 bp,编码122~728个氨基酸残基,蛋白分子量13.51~80.42 kD,理论等电点为6.09~9.19,均属于亲水性不稳定蛋白,蛋白二级结构均由β-转角、延伸链、α-螺旋和无规则卷曲构成。除CsZHD2、CsZHD5和CsZHD7蛋白定位于细胞质,CsZHD9蛋白定位于细胞外,其他13个蛋白均定位于细胞核。仅CsZHD2、CsZHD7、CsZHD9、CsZHD10和CsZHD12基因含外显子和内含子,其他12个CsZHDs基因均无内含子。除CsZHD7蛋白具有2个ZF-HD_dimer结构域外,其他16个蛋白均具有1个ZF-HD_dimer结构域。CsZHD1~CsZHD17蛋白具有2~5个保守基序（motif）,其中motif 1和motif 3为共有的保守基序。茶树ZF-HD家族蛋白可分为5个亚族（ZHDⅠ、ZHDⅡ、ZHDⅢ、ZHDⅣ和MIF）,较拟南芥少了ZHDⅤ亚族。除CsZHD2、CsZHD12和CsZHD17基因在8个组织中不表达或表达量极低外,其他14个CsZHDs基因在8个组织中呈差异性表达;除CsZHD2、CsZHD12和CsZHD17基因外,其他15个CsZHDs基因在顶芽或花中表达量较高。在干旱胁迫和盐胁迫处理下,除CsZHD1、CsZHD2、CsZHD5、CsZHD12、CsZHD14和CsZHD17基因的表达量始终处于较低水平外,其他CsZHDs基因均呈不同的变化趋势;在MeJA处理下,除CsZHD2、CsZHD5和CsZHD12基因表达量极低外,多数CsZHDs基因呈下调表达的趋势。【结论】从茶树基因组中鉴定出17个ZH-HD基因家族成员,其编码蛋白具有保守的锌指结构域和同源异型盒结构域;茶树与拟南芥ZH-HD基因家族相比缺少ZHDⅤ亚族;CsZHDs基因的表达具有组织特异性,且大多数成员的表达受非生物胁迫和MeJA的影响。     

辣椒GMS育性相关候选基因的克隆及表达分析

【目的】对辣椒差减文库中挑选出的4个育性相关候选基因进行克隆与表达分析,探讨其与辣椒细胞核雄性不育的关系。【方法】通过半定量RT-PCR技术分析候选EST在辣椒可育株和不育株中的表达情况。利用RACE技术获得4个育性相关基因的cDNA 全长,结合生物信息学方法进行序列比对和蛋白理化性质分析。采用半定量RT-PCR检测基因在不同器官（花药、子房、花瓣、萼片和叶片）和花药小孢子不同发育时期（四分体时期、单核早中期、单核靠边期和双核期）的表达量。【结果】根据比对注释结果,将4个基因分别命名为CaSEP1、CaPROF、CaOle e 6和CaPCP。CaSEP1全长1 108 bp,编码221个氨基酸,含有一个MADS结构域和一个K结构域;CaPROF全长767 bp,编码131个氨基酸,含有一个PROF结构域;CaOle e 6全长523 bp,编码85个氨基酸,含有一个Ole e 6结构域;CaPCP全长563 bp,编码66个氨基酸。氨基酸序列比对及系统发育树分析表明,CaSEP1与番茄SEP1的氨基酸序列相似性最高,并且亲缘关系最近;CaPROF与茄科作物烟草和番茄的前纤维蛋白相似性较高,且与番茄的前纤维蛋白亲缘关系最近;CaOle e 6与番茄中的对应蛋白存在一定的相似性,亲缘关系也最近;CaPCP则与茶树中的对应蛋白相似性最高,亲缘关系最近。表达分析显示,CaSEP1在可育株花药、子房、花瓣等花器官中表达量一致,且高于萼片和叶片;CaPROF在可育株花药中的表达明显高于叶片,在其他器官中不表达;CaOle e 6在可育株花药中的表达明显高于其他器官;CaPCP只在可育株的花药中表达。CaSEP1在可育株小孢子不同发育时期表现为先逐渐升高,至单核靠边期达到最高,而后在双核期表达量明显下降,在不育株中则表现为伴随着小孢子发育表达量逐渐升高;该基因在四分体时期两材料的表达量相当,在单核早中期和单核靠边期可育株中的表达量明显高于不育株,而双核期可育株中的表达量比不育株低;CaPROF、CaOle e 6和CaPCP均在可育株小孢子发育后期（主要为单核靠边期和双核期）表达,在不育株花药发育的各个时期均不表达。【结论】4个候选基因的序列比对和表达分析结果表明它们与辣椒雄蕊育性关系密切,为揭示雄性不育机理和调控辣椒育性提供了重要信息。     

白桦开花调控相关基因FLC、LFY和SOC1的克隆及表达分析

为研究LFY、FLC及SOC1开花调控关键节点基因在白桦花时调控中的作用,从白桦转录组数据中获得了LFY和FLC的全长cDNA序列,分别命名为BpLFY和BpFLC。获得的BpLFY基因编码区长1215 bp,编码405个氨基酸,分子量为45.3 kD。BpFLC基因cDNA编码区长627 bp,编码209个氨基酸,分子量为11.4 kD,这2个基因分别属于FLO-LFY和MADS超家族。对3个基因的启动子进行分析,发现3个基因启动子区均含有2个花粉特异表达的顺式作用元件。通过实时定量PCR对BpLFY、BpFLC及Bp-SOC1在白桦茎尖、叶片、雄花序和叶腋中表达模式的分析结果表明,BpSOC1和BpFLC在白桦各个组织部位均表达,而BpLFY只在雄花序和发育中的腋芽中表达,且在叶片中BpFLC可抑制BpSOC1的表达。     

大豆5个新发现ERF基因的生物信息学及表达分析

ERF转录因子广泛存在于植物中并且参与植物对生物及非生物胁迫的响应。从NCBI数据库中获得5个新的ERF基因,GmERFa/b/c/d/e。蛋白序列分析显示,5个ERF基因均含有一个保守的AP2/ERF结合域。进化分析表明,GmERFe与GmERF3和GmERF7同源性最高,GmERFb、GmERFc与GmERF5的同源性最高,GmERFd与GmEREBP1的同源性较高,而GmERFa与其他ERF蛋白的同源性均较低。实时荧光定量PCR结果显示,5个基因都主要在大豆的根和叶中表达。逆境处理后的实时荧光定量PCR结果显示,GmERFd/e主要对乙烯信号和低温产生响应,GmERFb主要对干旱产生响应,而GmERFa主要对低温产生响应。     

苹果山梨醇脱氢酶基因家族的克隆及表达分析

【目的】进一步探明苹果中山梨醇脱氢酶（sorbitol dehydrogenase,SDH;EC 1.1.1.14）基因家族的分子特性。【方法】从‘嘎拉’苹果中克隆 SDH基因家族全长 cDNA 序列和gDNA 序列,检测它们在叶片和果实不同生长时期的表达模式。【结果】获得了12个苹果SDH基因家族cDNA序列,依次命名为MdSDH7-MdSDH18。除MdSDH18基因的全长gDNA序列由6个外显子和5个内含子组成,其余基因的全长gDNA序列由2个外显子和1个内含子组成。根据氨基酸序列相似性可以将这些SDH基因分为A和B两类。所有SDH基因在果实不同生长期均有表达,且中后期表达高于初期,但果实初期的SDH活性高于中后期。A类SDH基因在叶片不同生长时期的表达水平为幼叶＞衰老叶＞成熟叶,SDH活性也呈现出同样的趋势,但B类SDH基因在叶片不同生长时期的表达水平为衰老叶＞成熟叶＞幼叶。【结论】进一步证明了SDH基因在苹果中是以基因家族的形式存在的,且不同的基因家族成员在叶片和果实中有不同的表达特性。     

山核桃FLOWERING LOCUS C同源基因鉴定与表达分析

 根据本课题组对山核桃Carya cathayensis花芽454测序获得的CcFLC基因的2个开放阅读框（ORF）分别设计引物并进行聚合酶链式反应（PCR）扩增,获得开放阅读框大小分别为639 bp和612 bp,编码212个和203个氨基酸,GenBank登录号分别为JQ829074和JQ829075,都具有典型的MADS-box结构域,核苷酸和氨基酸序列同源性分别为78%和67%,5′端高度同源,3′端差异较大。与太行花Taihangia rupestris和梨Pyrus pyrifolia等物种的FLC-like基因的氨基酸序列同源性达到40%~57%。氨基酸疏水性分析显示,它们的羧基端都是疏水性氨基酸,而氨基端是亲水性氨基酸,大部分氨基酸残基是疏水性的。实时定量PCR结果显示：CcFLC基因的2个开放阅读框在山核桃的营养枝的幼茎、幼叶、顶芽,以及短果枝的雌花芽和雄花芽中都有表达,但相对表达量存在较大差异,同一组织中ORF1 的表达丰度明显高于ORF2。ORF1 表达量在茎中最高,但在叶和雄花芽的表达量最低;ORF2 在雌花芽中相对表达量最高,茎中表达量最低。图7参23     

Structure and diversity of the human T-cell receptor beta-chain variable region genes

In order to characterize the variability of the expressed human T-cell receptor (TCR) beta-chain repertoire and contrast this variability to the known murine beta-chain repertoire, 15 independent complementary DNA (cDNA) clones containing TCR beta-chain variable region (V beta) genes were isolated from a human tonsil cDNA library. The nucleotide and derived amino acid sequences of these 15 V beta genes were analyzed together with 7 previously defined sequences. Fifteen different human V beta genes could be identified from 22 independent sequences. By means of DNA hybridization and sequence homology comparisons, it was possible to group these 15 genes into ten distinct V beta subfamilies, each containing from one to seven members. Minimal polymorphism was noted between individuals, except in multimember subfamilies. The amino acid sequences of these genes contain conserved amino acids that are also shared by murine TCR V beta genes and immunoglobulins; no features were found that distinguish human V beta genes from their murine counterparts. Evaluation of secondary structure showed that maximum variability coincides with generally hydrophilic portions of the amino acid sequence, while specific hydrophobic regions were conserved in all V beta genes examined.     

家蚕5-羟色胺受体基因的克隆及表达分析

【目的】5-羟色胺（5-HT）在许多生理过程中扮演重要角色,克隆介导5-HT生理效应的家蚕5-HT受体及组织表达分析,为研究家蚕5-TH受体基因功能奠定基础。【方法】利用基因组数据及半定量real-time PCR技术,鉴定克隆4种家蚕5-HT受体基因; 应用生物信息学方法分析5-HT受体在物种间同源性并构建系统进化树; 利用半定量real-time PCR方法分析它们在幼虫和成虫不同组织的表达情况。【结果】根据预测基因序列,设计特异引物,克隆得到4种5-HT受体基因序列,分别命名为5-HT1ABm、5-HT1BBm、5-HT2Bm、5-HT7Bm（GenBank登录号KM236100-KM236103）,其开放阅读框分别为1 395、1 341、1 881和1 497 bp,可编码464、446、626和498氨基酸。4种5-HT受体属于典型的G蛋白偶联受体。选择已报道的昆虫及脊椎动物的5-HT受体氨基酸序列进行比对并系统发生树构建,结果显示家蚕4种5-HT受体间的氨基酸序列相似度仅为30.4%。5-HT1A、5-HT1B、5-HT2、5-HT7 4种受体在昆虫中的相似性分别为45.4%、61.4%、48.4%、54.1%。另外,家蚕5-HT受体与其他昆虫甚至脊椎动物有较高的同源性,跨膜区的保守性比非跨膜区高。不同物种间的同一家族5-HT受体的相似性高于同一物种内不同家族5-HT受体的相似性,家蚕5-HT受体的进化关系与烟草天蛾最近。半定量real-time PCR结果显示,5-HT1ABm、5-HT1BBm在幼虫所有组织中均有表达。5-HT2Bm仅在幼虫的头、腹部神经索、精巢表达。5-HT7Bm在幼虫头部、腹部神经索、中肠、脂肪体、精巢、卵巢表达。5-HT1ABm、5-HT1BBm、5-HT7Bm在成虫中除雌性头部以外的组织中均有表达,而5-HT7Bm在雄蛾的生殖系统中表达量明显高于其他组织。5-HT2Bm在成虫中不表达。【结论】鉴定和克隆的4种家蚕5-HT受体基因,在昆虫和脊椎动物中具有较高的保守性,与烟草天蛾同源关系最近,它们在幼虫和成虫的组织表达模式具有多样性。     

苹果LIM基因家族生物信息学及表达分析

【目的】在苹果全基因组中鉴定LIM,通过分析启动子作用元件、保守结构域、基因聚类、基因结构、染色体定位以及组织表达模式,为研究和利用苹果LIM奠定基础。【方法】利用苹果基因组数据库GDR和PLAZA,获得苹果LIM家族成员并进行编号。苹果LIM蛋白氨基酸序列的基本信息通过ExPASy Proteomics Server进行预测,利用Cell-PLoc进行亚细胞定位预测,利用CD-Search Tool进行LIM结构域分析,采用MEGA 7软件构建进化树,采用GSDS绘制基因结构,并利用TBtools软件对鉴定得到的MdLIM进行染色体定位,通过实时荧光定量RT-PCR对MdLIM的组织表达进行分析,并利用SPSS 18.0软件分析差异显著性。【结果】共鉴定得到11个苹果LIM家族成员,这些MdLIM蛋白包含96—222个不等的氨基酸残基,等电点分布在6.14—9.01。亚细胞定位结果显示,MdLIM蛋白在细胞核中均有分布。启动子作用元件分析表明,11个MdLIM启动子上分布有响应激素、环境适应性和逆境诱导的元件。蛋白保守结构域分析表明,11个MdLIM蛋白中除MdLIM8具有单LIM结构域外,其余10个均具有双LIM结构域。根据聚类分析结果可将MdLIM分为4组。染色体定位结果显示,MdLIM分布在苹果17条染色体中的7条,且MdLIM在7条染色体上的分布不均匀。花、叶、果皮和茎中的实时荧光定量RT-PCR结果显示,4个组织中均能检测到MdLIM的表达,且表达量具有一定差异。【结论】苹果LIM基因家族包括11个成员,进化上可分为4组,11个基因分布于7条染色体上,在不同组织中的表达具有多样性和特异性。