甘蔗茎全长cDNA文库构建及EST序列分析

在利用改进的Oligo-capping法构建1个高质量的甘蔗茎全长cDNA文库基础上,对该文库进行大规模测序,获得了283条5'端有效EST序列,平均长度为459 bp,经聚类和拼接获得204个假定独立转录本(TUTs),冗余序列所占比例27.9％.NCBI同源比对分析结果表明,其中132条EST拼接的103个TUTs与已知功能基因具有较高的同源性,结合拟南芥功能基因分类标准对这些TUTs进行分类,可分为12类,以参与蛋白质合成的基因最多,其次为细胞结构、蛋白质降解和贮藏、转录等类型的基因.     

应用SMART技术构建甘蔗叶片全长cDNA文库

以甘蔗（Saccharum officinarum Linn）为材料,利用SMART技术构建甘蔗叶片全长cDNA文库,从甘蔗叶片中提取总RNA并分离mRNA,用分离到的微量mRNA合成cDNA第1链,通过长距离PCR扩增得到足量的双链cDNA,同时比较了不同双链cDNA与载体的连接效率和转化效率。结果表明,所构建的甘蔗叶片cDNA文库库容和重组百分比分别是1．8×106个克隆和98．6％,插入片段长度主要集中在0．6-2．5kb,平均插入片段长度约为1．2kb。本研究为国内首次报道甘蔗全长cDNA文库,所构建的文库拥有较好的质量,为项目组进一步开展甘蔗功能基因组学研究提供了平台。     

感染高粱花叶病毒甘蔗叶片cDNA文库构建及评价

为了研究甘蔗花叶病与甘蔗寄主致病的互作分子机制,利用SMART技术成功构建了感染高梁花叶病毒甘蔗叶片的cDNA文库,用于后续酵母双杂交互作蛋白筛选试验.采用Omega公司Plant RNA Kit提取感染高粱花叶病毒甘蔗叶片总RNA,经过Oligotex纯化获得mRNA,将其反转录成cDNA第一链,再在DNA聚合酶作用下,通过长距离PCR扩增双链cDNA.经SfiI酶切并去除短片段后,连接到pGADT7-SfiI载体上,成功获得初级cDNA文库,最后以初级文库100万克隆为基数扩增,得到扩增文库并提取质粒.经检测构建的文库容量为1.6×106 cfu,文库滴度2.2× 106 cfu/mL,文库cDNA插入片段长度主要分布在700～2 000 bp,文库重组率约为96％.结果表明,该文库质量较好,为筛选分离抗病功能基因及开展寄主与病毒互作的研究奠定了基础.     

海南蒟cDNA文库的构建及评价

全长cDNA文库构建是改良胡椒性状的分子机理研究基础,有助于重要相关基因的克隆、功能分析、调控及其利用.以性状优良并具代表性的海南蒟(Piper hainanense)为试材,采用优化的In-Fusion SMARTerTM Directional cDNA Library Construction Kit技术,构建叶片材料的全长cDNA文库.结果表明:文库的滴度为2.0×106 cfu/mL,文库容量为1.3×106 cfu.从文库中随机挑取20个克隆进行质粒DNA提取、PCR及酶切鉴定,结果显示:插入片段大小为1.0～2.0 kb,重组率为100％,表明该文库质量较高,可满足后续研究需要.     

核盘菌诱导下甘蓝型油菜宁RS-1 的SSH文库构建

以甘蓝型油菜宁RS-1为材料,用核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary)对6叶期幼苗进行接种。提取经核盘菌诱导前和诱导后的宁RS-1叶片mRNA,经反转录成cDNA,以及经过酶解后加接头和两次杂交,构建差异表达的抑制消减(SSH)cDNA文库。正向消减文库是以诱导后的宁RS-1 cDNA为tester,以正常的宁RS-1 cDNA为driver。所构建的正向文库重组率达到96.2%,反向文库重组率达到94.5%,文库容量均达到了2 190和2 780,表明所构建的文库质量良好。对从文库中随机挑取的克隆进行测序分析,获得了与抗病和代谢有关的基因,如γ-谷氨酰半胱氨酸酶基因、抗真菌蛋白基因、铁蛋白基因、ACC氧化酶基因等,为开展油菜抗菌核病重要功能基因的克隆和鉴定奠定了基础。     

干旱胁迫的水稻根高效酵母双杂交体系建立

采用SMART技术在酵母菌株AH109中构建了干旱胁迫下水稻根部全长cDNA文库,采用改进的滤膜杂交方法建立了高效酵母杂交体系,以抗旱相关水稻转录调控因子OsWRKY71基因作为诱饵对该方法进行检验。实验获得的酵母杂交文库容量为4.9×106,平均插入片段为800bp,达到了基因分离和克隆等后续研究的标准。同时采用滤膜杂交法将文库的杂交效率提高到了6.9%,是液体杂交法的6倍以上。该方法不需要特殊的设备,且具有低消耗和高效率的特点,可用于高通量酵母双杂交分析。     

一种获得大片段克隆的SMART全长cDNA 文库构建方法

针对SMART方法中PCR扩增削减了大片段基因所占比例,使文库中很难获得大片段克隆的问题,进行了方法改进.在原始SMART方法的基础上,以大豆叶片为材料,通过琼脂糖凝胶分级分离技术,将PCR扩增后合成的dscDNA分成3个等级,分别与载体连接、转化,构建相应亚库,每个亚库容量在1.0×106左右,重组率接近99%.改进方法所建文库的平均全长率53.6%,与改进前的(52.2%)相当.插入片段范围为0.5～3.5kb,最大插入片断长度比改进前的提高1.5kb.该方法提高了SMART方法中大片段克隆的获得率,为大豆功能基因组学研究提供了保障.     

花生种子全长cDNA文库的构建和鉴定

以花生品种闽花5号各发育时期的种子为材料分离mRNA,利用SMART技术合成双链cDNA。利用限制性内切酶SfiⅠ酶切。将经过分级分离得到的cDNA连接到质粒载体pDNR-LIB,成功构建花生种子全长cDNA文库。将所得到初级文库扩增后进行保存,检测扩增文库滴度为1.7×109cfu/mL。PCR鉴定重组子,发现重组率接近100%,插入片段集中分布在0.5~2.0 kb。插入片段的平均大小在1000 bp左右,这说明该文库既可以满足低丰度基因的筛选,也可保证获得全长cDNA。     

斑茅抗旱全长cDNA文库的构建

以干旱处理后的甘蔗近缘属植物斑茅为材料,采用SMART^TM方法,合成并富集ds cDNAs,然后通过电泳时分段切胶以分离不同大小片段并分别与载体连接和转化,构建了斑茅的抗旱全长cDNA文库,为进一步研究和利用斑茅中的抗旱基因奠定了基础。     

巴西橡胶树低温诱导全长cDNA文库构建

通过低温诱导处理巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)品系93-114幼嫩枝条和树叶,提取总RNA,并分离纯化mRNA.利用SMART技术合成橡胶树全长cDNA,经过Sfi I酶切后连接到pDNR-LIB载体中,得到全长cDNA文库.文库库容为1.4×106,重组率达到100%.挑取单菌落提取质粒并酶切鉴定,插入片断分布在0.3～2 kb之间,平均大小为1 kb左右,表明该文库质量合格,可用于全长基因的筛选.     

辣椒小G蛋白CaRab8基因全长cDNA的分离及表达特征的初步分析

通过对辣椒均一化cDNA文库的筛选,分离获得了一个与烟草RAB8-2基因编码的蛋白有着高度同源性的cDNA阳性克隆,命名为CaR ab8.测序结果表明,该cDNA长度为961 bp,包含有651 bp的完整的开放阅读框,推测编码一个217个氨基酸的蛋白,该蛋白具有GTP/GDP结合活性必需的保守域和包括YYRGA在内的...     

一种E.coli-Free的酵母同源重组系统稳定快速构建PLDMV侵染性克隆的新方法

侵染性克隆是研究病毒的重要工具,而偏大的病毒基因组及其在大肠杆菌中的不稳定给构建侵染性克隆造成很大困难。通常采用插入内含子和酵母同源重组等方式可以获得稳定克隆,但本实验最初利用酵母同源重组系统并未成功构建番木瓜畸形花叶病毒(PLDMV)的侵染性克隆。经研究证实,该不稳定现象确实存在于大肠杆菌中,而非酵母和农杆菌细胞。通过改良酵母同源重组方法,成功构建了有/无内含子intron 2的PLDMV侵染性克隆p35S-FL和p35S-FL-In2,农杆菌注射接种番木瓜均发病,侵染效率达64.7%~69.7%。本研究通过酵母同源重组质粒直接转化农杆菌,建立了一种10 d内即可稳定快速构建PLDMV侵染性克隆的E.coli-Free酵母同源重组新方法。该方法对其他在大肠杆菌中不稳定的植物病毒侵染性克隆的构建具有重要意义。     

荔枝LcAsr基因的生物信息学分析与载体构建

根据荔枝果皮cDNA微阵列信号分析结果,对荔枝cDNA文库的BA05-H4克隆测序.NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)ORF分析发现其含有1个完整的开放读码框.编码152个氨基酸残基的多肽,为一全长cDNA序列.Blastx比对分析表明该基因编码的蛋白与其它植物来源的ASR(abscisic acid,stress and ripening indueible)蛋白高度同源,该基因被命名为LcAsr,通过PCR的方法获得其DNA全长序列.生物信息学分析结果表明,LcAsr基因的DNA序列全长为1 177 bp,读码框中间包含1个488 bp的内含子.Protparam预测分析结果表明LcAsr基因编码蛋白的分子式为C756H1130N228O238S1,相对分子质量为17 252.7,等电点pI6.10,富含Glu、His、Lys、Ala.Predict protein预测该蛋白的二级结构主要是α螺旋.有1个酪氨酸激酶磷酸化位点、2个酪蛋白激酶II磷酸盐化位点、3个豆蔻酰化位点等,并具有很高的亲水性,预测该蛋白位于细胞核.构建了植物荧光表达载体pCAMBIA-LcAsr,并通过基因枪转化法转化洋葱表皮细胞进行瞬时表达,对LcASR蛋白进行亚细胞定位,结果表明LcASR蛋白定位于细胞核.     

烟草红素氧还蛋白基因NtRD1的克隆及其RNAi载体构建

采用RACE(Rapid amplification of cDNA ends)技术进行烟草红素氧还蛋白基因NtRD1(Nicotianatabacum rubredoxin1)全长cDNA的克降,获得了全长808 bp的cDNA,该cDNA具有完整的开放阅读框架,编码204个氨基酸,其中包含一个保守的红素氧还蛋白结构域.同源分析结果表明,NtRD1与其它植物已克隆的RDs具有较高的一致性.系统发育分析结果表明,NtRD1与其它物种RDs的亲缘关系由近及远依次是马铃薯、水稻、葡萄、拟南芥和藻类.根据RNAi(RNA interference)载体构建原则,成功地构建了干扰NtRD1的RNAi植物表达载体pCAMBIA1301-NtRD1-RNAi,为进一步探明该基因在烟草中的功能奠定了基础.     

柱花草编码CP12蛋白的cDNA克隆及其序列分析

叶绿体蛋白12(chloroplast protein 12,CP12)是一个存在于叶绿体与光合作用相关的蛋白。以亲本柱花草热研2号叶片为材料,根据豌豆CP12及柱花草响应低温的cDNASSH文库中CP12克隆片段设计引物,采用RT-PCR,从柱花草cDNA中克隆获得柱花草热研2号CP12基因全长序列,并在GenBank登陆(登录号:HQ906668),命名为SgCP12。柱花草热研2号CP12基因全长426bp,包含399 bp的ORF。通过生物信息学分析结果表明,CP12的C端具有高度保守的结构域。同源性分析表明,该基因与豌豆的CP12基因氨基酸序列同源性最高。     

一个辣椒倍半萜环化酶cDNA克隆及其经紫外线和CuCl2处理后的表达特征

从经紫外线处理的辣椒（Capsicum annuum)叶片mRNA建立的cDNA库中筛选出1个长度为1955bp的克隆，SCCCA＃2。该cDNA编码560个氨基酸的蛋白，与SCCCA＃1分别有80．0％和77．2％的核苷酸和推测氨基酸序列同源性，但在3′非翻译区核苷酸同源性很小，此外，还与烟草的TEAS，天仙子的CVS，辣椒的EAS（can5588),番茄的germacrene合成酶基因，棉花的（＋）-delta-cadinene合成酶基因等倍半萜环化酶基因分别有78．0％，71．6％，74．8％，74．6％，40．0％－50．0％的氨基酸序列同源，认为这是1个辣椒倍半萜环化酶的cDNA，Northern blot分析表明，正常情况下SCCCA＃2在辣椒叶片中不表达，而在紫外线，CuCl2作用下有不同程度的表达。     

应用抑制消减杂交技术 构建花生果皮差异表达文库

为构建花生果皮差异表达基因消减文库，分离花生果皮差异表达cDNA片段，本研究采用抑制消减杂交技术，以花生种仁cDNA为Driver，果皮cDNA为Tester，进行两次消减杂交和两次抑制性PCR，将第二次PCR产物与pGEM-T easy 载体相连，电击转化大肠杆菌，成功构建果皮差异表达cDNA文库。所长出菌落中89.2%为白色克隆。采用PCR法对重组子进行鉴定，发现其中单一扩增条带的克隆约占83.5%， 片段大小集中分布于250～750bp之间。     

橡胶树HbDHN1基因克隆及表达分析

采用Macroarray印迹杂交技术从本实验室构建的橡胶树机械伤害诱导的树皮抑制性差减杂交(SSH)cDNA文库中检测到1个差异表达EST.采用RT-PCR和RACE技术获得了该基因全长cDNA序列,包括124 bp的5'端非编码区,337 bp的3'端非编码区和1个编码224个氨基酸的开放阅读框.该cDNA编码的蛋白具有植物脱水素蛋白的特征性结构,属于SK2类脱水素蛋白.命名为H6DDHN1,与其它植物的SK2类脱水素蛋白具有49.0%～68.2%的氨基酸序列同源性.RT-PCR分析表明,机械伤害对HbDHN1基因的表达没有明显影响,受伤组织的脱水显著上调该基因的表达.