甜高粱蔗糖合成酶基因（Susy2）的克隆及结构和功能分析

本研究以甘蔗蔗糖合成酶基因(susy2)cDNA序列为探针,对高粱EST数据库进行同源检索,将获得的4条与甘蔗相似性很高的EST序列进行拼接,后经基因组PCR、分子克隆和序列分析验证获得了甜高粱(sorghum bicofor)蔗糖合成酶基因DNA序列(Susy2,GenBank登录号为FJ513325).该序列全长4587 bp,起始密码子至终止密码子序列长4350 bp,包含一个2409 bp的开放读码框.该序列包含15个外显子和14个内含子,剪接方式都为GU/AG模式.Susy2编码的蛋白由802个氨基酸组成,分子量大小为91.7 kD,等电点pI为6.15.保守结构域分析表明,此蛋白含有一个475个氨基酸的GTI糖基化酶保守结构域(275～759),有4个ADP结合位点,能催化6-磷酸果糖和UDPG形成6-磷酸蔗糖.     

杜仲EuFLC1基因克隆与生物信息学分析

以杜仲（Eucommia ulmoides Olive）雄花花芽为材料,依靠实验室构建的杜仲转录组库,采用cDNA末端快速扩增法克隆了3＇端包含完整开放阅读框的745bpcDNA序列。经3＇RACE产物和转录组库中5＇端序列拼接,获得全长为872bp的杜仲FLC的cDNA序列,编码86个氨基酸,命名为EuFLC1。生物信息学分析显示：EuFLC1蛋白分子量约为10.005 kD,理论等电点为10.47,为亲水性蛋白;存在3个可能的磷酸化位点、1个可能的核定位信号和1个可能的核输出信号;不存在跨膜螺旋和信号肽;蛋白二级结构中包含2个α螺旋和4个β折叠,无规卷曲连接α螺旋及β折叠;蛋白三级结构同源建模结果表明,EuFLC1蛋白包含2个互相垂直的α螺旋,α螺旋间有2个处于同一平面的β折叠,蛋白的N端和C端为无规卷曲并伸向整体结构的一侧;是含有MEF2_like型MADS-box结构域的MADS-Box基因。Blastp结果中,与EuFLC1同源性较高的序列有：葡萄的floweringlocus C、小粒种咖啡的MADS-box protein FLC subfamily、巨峰葡萄的flowering locus C-like MADS-box protein,因此认为EuFLC1是杜仲FLC基因。系统发育树表明杜仲与同属唇形类植物的小粒咖啡聚为一支,与APGⅢ分类系统的分类结果一致。该基因为首次从第三纪孑遗植物杜仲中克隆到的MADS-Box基因,为研究MADS-Box基因的演化的提供了一个重要材料,为研究杜仲开花时间的分子调控机制奠定了基础。     

茶树黄酮醇合成酶基因的克隆与原核表达

本研究采用EST测序技术和RT—PCR技术,获得了一个茶树茶多酚代谢中的重要基因——黄酮醇合成酶（FLS）基因,在GenBank登录（GenBank accession No．EF205150）,其序列全长1317bp,其中开放阅读框长996bp,编码331个氨基酸,3]端有一个明显的多聚腺苷酸加尾信号,推测的蛋白分子量约为37．5kD,理论等电点为5．80。序列分析表明它与葡萄FLS基因序列的亲缘关系比较近。将该基因重组到表达载体pET-32a（＋）中进行原核表达,经IPTG诱导、SDS-PAGE检测,结果表明茶树黄酮醇合成酶基因能在大肠杆菌BL21中表达,电泳检测到一条大约61kD的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符。用Ni-NTA亲和层析柱对融合蛋白进行纯化,得到了纯度在90%以上的纯化蛋白,为进一步研究PET-FLS融合蛋白的活性及功能奠定了基础。     

草莓多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因（PGIP）的克隆及组织特异性表达

以草莓(Fragaria×ananassa)叶片为试材,采用PCR技术,克隆到1条多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因,命名为FaPGIP.基因组DNA片段包含一个长为168 bp的内含子;cDNA编码区全长999 bp,编码332个氨基酸残基.预测该蛋白质分子量为37.1 kD,等电点为7.67,N端24个氨基酸残基构成的疏水区域为信号肽,具有5个潜在的N-糖基化位点.序列同源比对结果表明,所克隆的FaPGIP基因与GenBank中登录的蔷薇科及其它物种PGIP基因具有较高的同源性.采用SyPred3D软件预测了该基因所编码的蛋白质的三维结构,表明FaPGIP蛋白质的三维模型类似马蹄的结构,含12段α-螺旋和21段β-折叠,中心LRR结构域由10个串联的LRRs基序组成.半定量RT-PCR分析显示,FaPGIP在草莓根、茎、叶、花和果五种组织中均有表达,其表达量为果>叶>花>根>茎,相对表达量分别为0.246 0、0.166 4、1.371 2、0.872 1和3.415 4.     

青花菜花粉外壁蛋白基因的克隆与表达特征分析

花粉外壁蛋白参与多种植物生理进程,在花粉发育过程中起着重要的作用。本试验以青花菜保持系‘WN12-95B’为材料,利用RT-PCR技术克隆得到青花菜花粉外壁蛋白（PCP）基因。结果显示,该基因全长578 bp其中开放阅读框长度为561 bp共编码186个氨基酸。该蛋白为疏水性蛋白,在第1~24位有一个信号肽序列,预测相对分子量为18.82 kD等电点为10.91。青花菜PCP蛋白的二级结构主要由a-螺旋和不规则卷曲构成,不含β-转角。系统进化分析表明青花菜花粉外壁蛋白与同属植物的进化关系相近,其中与甘蓝进化关系最近。采用qRT-PCR技术分析青花菜PCP基因的表达特性,结果显示该基因仅在花蕾中表达,具有明显的组织特异性。青花菜Ogu不育系及其保持系不同发育阶段花蕾中PCP基因差异明显,表明其在花粉发育中具有重要的作用。本研究结果为进一步研究PCP基因在青花菜花粉发育过程中的作用奠定基础。     

甘薯茎线虫β-1,4内切葡聚糖酶基因(Dd-eng-1b)cDNA全长的克隆与序列分析

β-1,4内切葡聚糖酶是植物寄生线虫食道腺分泌的一类细胞壁降解酶,在植物线虫的侵染过程中具有重要的作用.以马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)为材料,用RT-PCR和RACE方法,获得了β-1,4-内切葡聚糖酶基因的cDNA全长,并将该基因命名为Dd-eng-1b(GenBank登录号为FJ430142).此cDNA全长序列为1 640 bp,包括1个1 443 bp的完整ORF,编码1含481个氨基酸的蛋白,其理论分子量为50.89 kD,等电点pI为6.94.序列比对分析表明,含有糖基水解酶的保守结构域,属于纤维素酶第五家族成员,N端具有19个氨基酸残基组成的信号肽,C端含有细菌式样的纤维素结合域(CBD Ⅱ).cDNA与基因组DNA重叠分析表明,此基因包含4个内含子,长度分别为36、76、187和344bp,切割点符合5'-GT……AG-3'的规律.系统进化树分析表明,该基因与细菌Bacillus subtilis和Erwina carotovora分泌的纤维素酶属于同一支,推测该基因可能来源于细菌的水平基因转移.     

甜高粱SUT1基因克隆、表达及生物信息学分析

为获知甜高粱蔗糖转运蛋白基因SUT1及其功能,采用同源克隆方法结合RACE技术克隆甜高粱SUT1基因,并对其进行生物信息学分析。克隆得到甜高粱蔗糖转运蛋白基因SUT1 c DNA全长为2 472bp,包括1 560bp编码区序列,编码含有519个氨基酸的蛋白。该蛋白是1个疏水性膜蛋白,分子量约为55k Da,理论等电点p I为8.86;无信号肽剪切位点,含有12个明显的跨膜螺旋拓扑结构,预测含有6个丝氨酸激酶磷酸化位点、4个苏氨酸激酶磷酸化位点和2个酪氨酸激酶磷酸化位点;包含1段低复杂度序列和12个保守的跨膜螺旋结构域。在亚细胞水平,SUT1主要定位于叶绿体类囊体膜、质膜、高尔基体及内质网膜上;二级结构主要以α-螺旋为主,其中α-螺旋占43.35%,无规则卷曲占34.68%,延伸链占19.08%,β-转角占2.89%;预测SUT1蛋白主要在运载结合中发挥重要作用。SUT1基因表达分析结果表明,SUT1基因在各组织中均有表达,叶中表达量最高,其次分别为叶鞘、茎和根,穗中表达量最低。SUT1基因的克隆及其结构、性质与功能的初步分析,可为研究该基因在甜高粱源库互作关系中的功能机制奠定基础。     

棉花肉桂醇脱氢酶基因GhCAD3的克隆及原核表达

肉桂醇脱氢酶(CAD)是木质素生物合成过程中的一个关键酶类。本研究从棉花中克隆了一个CAD基因,命名为GhCAD3(GenBank登录号为FJ376601)。GhCAD3全长1573 bp,具有1个1080 bp的开放阅读框,5′非编码区为35 bp,3′非编码区为458 bp,编码359个氨基酸,预测分子量约为39.116kD,等电点为7.48。氨基酸同源性分析发现,GhCAD3与其他CAD一致性为64.13%。为了进一步研究GhCAD3基因的功能,构建了该基因的原核表达载体pET-28a-CAD3,经酶切鉴定后转化到大肠杆菌BL21(DE3)中。SDS-PAGE电泳分析表明,最佳诱导表达条件为0.5 mmol/L IPTG在37℃下诱导7 h。     

高羊茅甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因FaGAPDH的克隆与分析

以高羊茅茎基部与叶基部的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草GAPDH基因序列设计的引物,进行RT-PCR分析,同时结合3＇RACE和5＇RACE方法从高羊茅中扩增出两个GAPDH基因,命名为Fa-GAPDH1（GQ480772）与FaG4PDH2（GQ480773）。两序列cDNA全长分别为1281bp和1348bp,具有完整的开放阅读框（ORF,FaGAPDHI：74～1087bp;FaGAPDH2：106～1119bp）,编码蛋白都为337个氨基酸。保守结构域功能分析表明两基因编码的蛋白质都具有典型的Rossman—NAD连接折叠和C-末端结构域。FaGAPDH1和FaGAPDH2蛋白与禾本科植物的该基因蛋白产物比较发现氨基酸序列的同源性都在90％以上,说明两基因具有高度的保守性。     

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中FoGAS1基因的克隆与序列分析

采用PCR和RT-PCR的方法,从尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中克隆得到了FoGAS1基因的DNA及cDNA序列,并运用生物信息学的方法对该基因所编码的氨基酸序列进行分析,预测其编码蛋白质的结构和功能。结果表明,FoGAS1基因全长1 672 bp,其中开放阅读框全长1 623 bp,编码含有540个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白分子量为58398.1,等电点pI=4.83,为性质稳定的亲水性蛋白。FoGAS1蛋白为跨膜蛋白,含有22个丝氨酸磷酸化位点,2个苏氨酸磷酸化位点,8个酪氨酸磷酸化位点。该蛋白在C端有一个信号肽结构,为一种分泌蛋白。通过系统进化树分析,该蛋白在不同种属镰刀菌中高度保守。     

酿酒葡萄分支酸合成酶基因（VvCS）的克隆与表达分析

本研究以酿酒葡萄（Vitis vinifera）品种赤霞珠（Cabernet Sauvignon）及霞多丽（Chardonnay）为试材,采用in silico克隆和分子克隆相结合的策略,从果实中克隆到分支酸合成酶基因,命名为VvCS。该基因的cDNA编码区全长1312bp,编码436个氨基酸残基,预测其编码蛋白质分子量为46.9kD,等电点为7.8;生物信息学分析显示VvCS的DNA全长7117bp,包含13个外显子和12个内含子,定位于葡萄的第13号染色体上。VvCS编码的蛋白与其它植物来源的分支酸合成酶在氨基酸水平上的同源性为75%左右;实时荧光定量PCR分析表明VvCS在葡萄果实、茎、叶和叶柄组织中均有表达,且在果皮、果肉和种子中的表达变化趋势相似,与盛花后5周的果实相比,盛花后11周果实各部位中VvCS表达丰度均有不同程度增加。     

“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。     

Cupriavidus campinensis BJ71菌株2,4-D降解基因tfdA生物信息学分析

本文以2,4-二氯苯氧乙酸高效降解菌Cupriavidus campinensis BJ71菌株中克隆的tfdA基因全序列为研究对象,利用生物信息学方法分析该基因及其推测出的编码蛋白理化性质、蛋白的亲水性或疏水性及亚细胞定位、预测信号肽、跨膜结构域、蛋白二级结构及模体、三级结构等特性。结果表明,BJ71菌株的tfdA基因开放阅读框全长864 bp,系统发育树表明其属于Ⅰ族tfdA基因。TfdA蛋白包含287个氨基酸,分子量为32 kD、理论等电点为6.01,是一种不含信号肽、定位于细胞质中的可溶性亲水蛋白。α螺旋和无规卷曲是该蛋白主要的二级结构元件。用RaptorX进行三级结构建模、Ramachandran评估显示获得了合理可靠的TfdA蛋白结构模型。     

甘薯茎线虫(Ditylenchus destructor)β-1,4内切葡聚糖酶基因(Dd-eng-1b)cDNA全长的克隆与序列分析

β-1,4内切葡聚糖酶是植物寄生线虫口针分泌的一类细胞壁降解酶,在植物线虫的侵染过程中具有重要的作用。本文以甘薯茎线虫为材料,用RT-PCR和RACE方法,获得了β-1,4-内切葡聚糖酶基因的cDNA全长,并将该基因命名为Dd-eng-1b (GenBank登录号为FJ430142)。此cDNA全长序列为1640bp,包括一个1443bp的完整ORF,编码一含481个氨基酸的蛋白,其理论分子量与等电点分别为50.89KD,pI为6.94。序列比对分析表明含有糖基水解酶的保守结构域,属于纤维素酶第五家族成员,N端具有19个氨基酸残基组成的信号肽,C端含有细菌式样的纤维素结合域(CBDⅡ)。cDNA与基因组DNA重叠分析表明,此基因包含4个内含子,长度分别为36bp、76bp、187bp和344bp,切割点符合5‘-GT...AG-3’的规律。系统进化树分析表明,该基因与细菌 Bacillus.subtilis和Erwina carotovora 分泌的纤维素酶属于同一支。     

草鱼过氧化氢酶全长cDNA的克隆、序列同源分析与组织表达

过氧化氢酶（catalase,CAT）是生物体内抗氧化防御系统的关键酶之一,在清除过氧化氢而避免机体产生氧化应激的过程中起重要作用。本研究从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝胰脏中克隆了CAT完整编码序列（complete coding sequence,CDS）。该CAT序列（GenBank登陆号：FJ560431）全长2263bp,包括完全开放阅读框（ORF）1575bp、5＇非编码区（UTR）118bp和3＇UTR570bp。其ORF编码525个氨基酸残基,理论分子量为59.59kD,等电点为7.02。在草鱼CAT cDNA的终止密码子附近,其3＇UTR具有长且完整的AC重复序列,与斑马鱼、鲢鱼及啮齿类动物CAT的3＇UTR AC重复序列相似。序列比较表明,草鱼CAT的核苷酸及推测氨基酸序列与其它多种物种的一致性均较高,其一致性分别为93.4%～43.0%和98.1%～63.3%。同时,草鱼CAT cDNA的推测氨基酸序列具有与其它动物高度保守的特征性基序,包括亚铁血红素结合信号序列＂RLFSYPDTH＂、酶活性中心序列＂FDRERIPERVVHAKGA＂及3个催化位点残基His74、Asn147和Tyr357。此外,草鱼CAT还具有保守的亚铁血红素结合口袋与NADPH结合位点。根据草鱼CAT基因的上述特征,推测其属于CAT基因家族中的单功能或典型CAT基因亚群。采用实时荧光定量PCR（Q-PCR）检测草鱼CAT的组织表达特征。结果显示,草鱼CATmRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝中表达水平量较高,在红肌、白肌和脂肪中表达量较低。本研究结果将有助于进一步探讨鱼类CAT基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础。     

一种新的精子膜蛋白sp18基因的克隆及其在E.coli 中的表达

摘要：利用sp18 mAb筛选小鼠睾丸λgt11-cDNA表达文库,命名为sp18（GenBank登录号：AF129872）的阳性克隆由 1 468 bp组成,开放阅读框（open reading frame, ORF）长约429 bp,编码142个氨基酸。起始密码ATG位于第694 bp,终止密码位于第1 122 bp,polyA位于1 245~1 250 bp。核苷酸同源性分析表明,sp18 cDNA的10~651 bp与人视神经Hr44的532~ 1 173 bp、sp18 cDNA的10~816 bp、864~1 444 bp与牛视神经Hr44的1 408~2 208 bp、2 250~2 309 bp的cDNA序列有很高的同源性, 高达98%。推测sp18基因可能是生殖系统存在的一种新基因。sp18编码蛋白的理论分子量约为15.7 kD,有8个N-糖基化位点和12个O-糖基化位点,亲水性分析表明sp18多肽是一种精子跨膜蛋白,跨膜区位于第17~33氨基酸处。将sp18 cDNA亚克隆到原核表达载体pET-30a(+),在E. coli BL21（DE3）中得到诱导表达,其表观分子量约为16.5 kD,表达量约占菌体总蛋白的32%。Western blot分析表明sp18 mAb能识别重组的sp18膜蛋白,表明重组蛋白具有免疫原性,为进一步研究sp18基因的功能打下了基础。     

马铃薯腐烂茎线虫类FMRF酰胺多肽基因(Dd-flp-1)的克隆与表达定位分析

植物寄生性线虫类FMRF酰胺多肽(FMRFamide-like neuropeptides,FLPs)在线虫的取食、分泌、迁移入侵和繁殖过程中发挥着重要的作用。本研究根据EST序列结合RACE方法,获得了一个马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)类FMRF酰胺多肽基因的cDNA全长。该基因cDNA全长序列为891bp,包括一个681bp的完整开放阅读框,编码一个包含227个氨基酸的蛋白,预测的分子量为25.36kD。序列分析表明,该蛋白N端有一个由43个氨基酸残基组成的信号肽,C端含117个氨基酸的FMRF酰胺肽的特征区,其中包含有5个NFLRFG的FLPs肽,属于典型的FLP-1型蛋白,该基因命名为Dd-flp-1(GenBank登录号为GU198750)。系统发育分析表明,Dd-FLP-1与自由生活线虫、动物寄生线虫和其他迁移性植物寄生线虫的FLPs属于同一支,推测线虫FLP的进化与其生活习性密切相关。原位杂交结果表明,Dd-flp-1在马铃薯腐烂茎线虫的咽神经环、后膀胱神经节多个细胞特异表达。推测DD-FLP-1主要与马铃薯腐烂茎线虫的取食、运动和排泄功能相关。本研究结果将为植...     

茶树生长素抑制蛋白基因CsARP1的克隆与表达分析

从茶树休眠芽抑制消减杂交文库中分离得到生长素抑制蛋白基因的3＇-片段,以休眠芽为材料,利用RACE技术克隆了其cDNA全长,并利用荧光定量PCR研究了该基因在不同休眠阶段芽的相对表达量。结果从茶树休眠芽中获得一个全长为711bp的生长素抑制蛋白基因CsARP1（GenBank登录号为HQ225758）。该基因开放阅读框...