萼脊兰TUB基因片段的克隆及序列分析

为了给筛选萼脊兰内参基因和研究TUB基因的生理功能提供研究基础,对萼脊兰TUB基因片段进行克隆与序列分析。采用CTAB法提取萼脊兰盛花期花瓣总RNA,并运用RT-PCR方法克隆萼脊兰TUB基因序列,长度为1 055 bp,编码351个氨基酸残基,氨基酸序列中存在微管蛋白的保守区域GGGTGSG。序列分析结果表明:与其他已登录物种的TUB基因相比,其核苷酸序列的同源性达75%~96%,与朵丽蝶兰(JN185665.1)同源性高达96%,氨基酸序列的同源性也在96%以上,且与单子叶植物的同源序列表现出较高的相似性。在Gen Bank注册,登录号为KP686397。     

蕙兰TUB基因片段的克隆与序列分析

对蕙兰TUB基因片段进行克隆与序列分析,为蕙兰内参基因的筛选和研究其生理功能提供研究基础。根据NCBI已经公布的TUB基因的同源核苷酸保守序列,进行简并引物设计,利用RT-PCR的方法,以蕙兰花蕾期的花葶为材料,克隆了5条TUB基因片段。序列分析结果表明,5条TUB基因片段长度均为1055bp,编码351个氨基酸,具有2个TUB基因标记位点：Tubulin-betamRNAautoregulationsignal：MREI和Tubulinsubunitsalpha,beta,andgammasignature(GGGTGSG)特征信号序列。各片段之间同源性高达91.72%,经BLAST分析,与小麦的TUB1同源性可达85%。利用DNAMAN等生物软件推断的氨基酸,与毛果杨、蓖麻、葡萄同源性达97%。研究中得到的5个基因序列是TUB基因的同源片段,分别命名为CfTUB1、CfTUB2、CfTUB3、CfTUB4和CfTUB5,并在GenBank注册,登录号分为JN177713、JN177714、JN177715、JN177716和JN177717。     

龙眼胚性愈伤组织肌动蛋白基因(actin)片段的克隆与序列分析

采用同源克隆方法从龙眼胚性愈伤组织分离肌动蛋白基因（actin）。通过保守区和3’RACE扩增,分别获得347bp和837bp的特异片段,经过序列拼接得到895bp的龙眼actin基因3’端序列。与多种植物的肌动蛋白基因进行同源性比较,该片段的核苷酸序列同源性多在80%以上,氨基酸序列同源性大于90%,具有高度保守性。可作为龙眼体胚发生过程中基因表达分析的内参。     

新城疫病毒河北分离株F基因的克隆及序列分析

参照GenBank中NDV的核酸序列设计一对引物,利用RT-PCR扩增,基因并得到长约1.7 kb的全基因片段,并将其构建到pMD.19T载体上.核苷酸序列测定结果表明:该基因片段全长1 662 bp,编码553个氨基酸,与GenBank下载的13株参考毒株,基因比较,核苷酸和氨基酸序列同源性分别为97.2%～99.2%和96.9%～98.7%;但与IJasota、F48E9及Bl等常见疫苗株的氨基酸同源性仅为88.6%～91.5%.NDV分离株F蛋白裂解位点的氨基酸序列为112R-R-Q-K-R-F-I-G119,属于基因Ⅵ NDV.     

苹果属无融合生殖SERKs基因家族的克隆和表达分析

本研究利用同源克隆法以苹果属平邑甜茶和杂种后代叶片为试验材料,克隆得到4个SERK基因家族片段,并分析了SERKs家族基因在平邑甜茶和杂种后代不同器官和组织中的表达情况。研究结果表明:分离获得的4个SERK基因家族片段的氨基酸序列与模式植物拟南芥、烟草等植物的同源性均在84%以上,同时与其他物种的氨基酸序列进行Blast比对都具有较高的同源性;RT-PCR定量分析结果表明SERK1、SERK2、SERK3、SERK4基因主要在生殖器官中表达。因此,推测SERKs基因在平邑甜茶和杂种后代生殖发育过程中起着重要的调控作用。本研究结果为进一步揭示无融合生殖的发生机理奠定了基础。     

萼脊兰MADS-box基因的克隆及表达载体构建

为了研究"ABC"模型的B类PI基因,探究决定花瓣和雄蕊形成的基因特征。采用CTAB法提取萼脊兰花瓣总RNA,并通过RT-PCR法克隆萼脊兰PI基因的编码序列,该序列长度为633 bp,编码210个氨基酸,与小兰屿蝴蝶兰的氨基酸相似性最高。对PI所表达蛋白质的结构、亲水性和二级结构进行了分析,结果显示,该基因包含MADS-box和K-box保守结构域,属于MADS-box基因家族;该蛋白分子属于亲水性蛋白,包含56.19%α螺旋、13.81%的延伸链以及30%的不规则折叠,实时荧光定量PCR结果显示,PI基因主要在花器官中表达,且表达量高,说明PI基因的表达具有组织特异性。构建植物表达载体的结果显示,目的基因和带启动子的片段已插入到表达载体p CAMBIA1301中,表明成功构建植物表达载体1301-PI,为最终获得新奇花型的萼脊兰奠定基础。     

红花檵木CHS基因的克隆与序列分析

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是进入类黄酮和花色素苷次生代谢的第1个关键酶。根据植物查尔酮合成酶保守区序列设计引物,以红花檵木(Loropetalurn chinense var. rubrum)大叶红的嫩叶为材料,用RT-PCR方法,分离得到了一个查尔酮合成酶基因的cDNA（GenBank登录号为JQ609678）,将该基因命名为LcvrCHS1。该序列长927 bp,编码232个氨基酸残基。其核苷酸序列与GenBank已登录的同样来源的核桃、山茶属植物CHS序列同源性达83%,与其他科植物（绣球花、葡萄、桃、马铃薯、甘草、领春木属）CHS序列同源性也达到80%以上;其编码的氨基酸序列与山茶属、葡萄、鳄梨、洋梨、沙梨、映山红CHS基因编码的氨基酸序列同样具有高度同源性,同源性高达98%。     

‘秋天火焰’槭类黄酮糖基转移酶（UFGT）基因的克隆及序列分析

UFGT（类黄酮糖基转移酶）是植物花色苷生物合成途径的最后一个酶。以槭树‘秋天火焰’秋季变色期叶片总RNA为模板,设计简并引物,采用RT-PCR方法,扩增出一条长397bp的cDNA片段,序列分析结果表明,该cDNA片段与GenBank中登录的荔枝、柑橘柚等物种的氨基酸同源性在70%左右,可知克隆到的核苷酸片段为槭树叶片UFGT基因的cDNA片段,Genbank登录号为KC140229。     

甜瓜PGIP基因的克隆及表达初步分析

以甜瓜叶片基因组DNA为模板,PGIP基因保守序列设计引物,PCR扩增到1条全长978 bp的目的片段。该基因包含有1个完整的开放阅读框,没有内含子,编码326个氨基酸,其编码的氨基酸序列中含有一段典型的亮氨酸重复序列。序列比对表明:该基因编码的氨基酸序列与GenBank中的PGIP基因氨基酸序列(AAP41199)同源性为100%;RT-PCR表达分析表明,该基因在甜瓜叶、茎、根、果实中表达,在花中不表达。为植物分子抗病育种提供了1条基因资源。     

脐橙离区β-甘露聚糖酶基因片段克隆和序列分析

β-甘露聚糖酶是一种参与细胞壁半纤维素组分甘露聚糖降解的关键酶。为探究该酶与器官脱落的关系,以纽荷尔脐橙（Citrus sinensis Osbeck）果柄离区为材料,采用同源PCR克隆策略,扩增脐橙β-甘露聚糖酶基因片段。结果表明：该序列长度274 bp,编码了一段由91个氨基酸残基组成的β-甘露聚糖酶保守区片段。同源比对表明,该序列与GenBank上其他已有的植物β-甘露聚糖酶氨基酸序列的同源性在53%~65%,推断克隆得到的片段是脐橙β-甘露聚糖酶的cDNA片段。     

紫苏酪氨酸氨基转移酶基因片段的克隆及表达分析

为获得紫苏迷迭香酸合成途径中的酪氨酸氨基转移酶基因,本研究采用同源克隆的方法,根据已报道的其他物种的TAT基因序列设计并合成简并引物,成功克隆得到了紫苏TAT基因片段（GenBank登录号：JN032113.1）,该片段长为579 bp,共编码193个氨基酸残基,并命名为PfTAT。氨基酸序列比对分析发现其与彩叶草、丹参、拟南芥和罂粟的一致性分别为97%、94%、69%和58%,系统进化树分析表明PfTAT与唇形科植物的亲缘关系最近。采用半定量RT-PCR法分析PfTAT在紫苏的根、茎、叶中均有表达,且叶中的表达量较高,内源性植物激素信号分子对PfTAT表达量影响的实验表明,脱落酸、水杨酸处理均能够不同程度得上调PfTAT转录水平的表达。     

粉花石榴二氢黄酮醇还原酶基因cDNA片段的分离及鉴定

为了研究二氢黄酮醇还原酶（DFR）在石榴花色形成中的作用,根据GenBank中登录的相关物种DFR基因的保守序列设计简并引物,采用RT-PCR方法,从‘重瓣粉花’石榴花瓣总RNA中扩增出cDNA片段。测序结果表明,该cDNA片段长446 bp,编码148个氨基酸,序列分析表明,该片段与蓝灰石竹、水蓼、苦荞麦、荞麦、甜樱桃、金荞麦、菠菜、马六甲葡萄、山葡萄、马蹄纹天竺葵、仙客来等物种的氨基酸同源性在78%~81%以上,存在一个底物结合特异性决定的氨基酸基序“TVNVQPVQRPVHDETSWSDLDFVWAT”,说明已成功克隆到‘重瓣粉花’石榴DFR基因的cDNA片段,在GenBank中登录号为JN381544。     

半番鸭和北京鸭MC1R基因的克隆与序列分析

羽色是半番鸭一个重要的经济性状。黑素皮质素受体1 （melanocortin receptor 1,MC1R）基因是控制动物黑色素合成的重要基因。本研究根据鸡、鹌鹑、雪雁、孔雀等MC1R基因同源序列的保守区设计1对引物,以半番鸭、北京鸭总DNA 为模板,PCR扩增,克隆测序。结果,获得了2个长度为900bp 的基因片段, 并提交GenBank, 登录号分别为EU877265和EU877264。经比对,发现北京鸭与半番鸭核苷酸序列存在8个变异位点,其中位于184bp（T/A）、229bp（G/A）、364bp（A/G）、385bp（G/A）处的变异导致了氨基酸序列分别在第62位（C/S）、77位（E/K）、122位（T/A）和129位（V/I）发生突变。为进一步研究半番鸭羽色MC1R基因单核苷酸多态性（SNP）奠定了基础;通过BLAST进行相似性搜索,结果表明,鸭与黑雁MC1R基因的核苷酸序列同源性最高为98.4％,与其他家禽的同源性也保持在92.8％～98.2%之间。可见禽类的MC1R 基因编码区序列具有高度的保守性;系统进化分析表明,半番鸭、北京鸭与雪雁、黑雁、皇雁亲缘关系相近,从分子角度验证了它们在动物学分类上的地位。     

紫苏羟苯基丙酮酸还原酶基因片段的克隆及表达分析

为了克隆紫苏迷迭香酸生物合成途径中的羟苯基丙酮酸还原酶基因(Hydroxyphenylpyruvate reductase gene, HPPR),通过已报道的其他物种的HPPR基因序列设计特异性引物,采用同源克隆的方法成功克隆得到了紫苏HPPR基因片段,并命名为PfHPPR（GenBank登录号：HM152567.1）,该片段长为426 bp,共编码142个氨基酸残基。根据蛋白比对结果,PfHPPR基因编码的氨基酸序列与彩叶草、鼠尾草和丹参的一致性分别为92%、93%和92%。采用半定量RT-PCR法分析该基因在紫苏叶中的表达最高,茎次之,根中相对较弱。内源性植物激素信号分子及外界刺激对PfHPPR表达量影响的实验表明PfHPPR的表达受脱落酸、水杨酸和UV-B信号调控途经的影响。     

侵染南瓜的西瓜花叶病毒和黄瓜花叶病毒CP基因的克隆和序列分析

采用RT-PCR的方法,用马铃薯Y病毒属病毒3′-末端序列的简并引物和黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）外壳蛋白（CP）基因的特异引物,对采自山东聊城的一表现花叶、黄化、蕨叶及果实畸形的南瓜样品进行了检测,同时扩增到了西瓜花叶病毒（Watermelon mosaic virus, WMV）和CMV 2种病毒的基因组片段,说明该样品受到WMV和CMV 2种病毒的复合侵染。这2个病毒分离物分别被命名为WMV-liaocheng和CMV-liaocheng。序列测定及分析结果表明,它们与其它相应病毒分离物CP基因核苷酸序列的同源性分别为91.2-98.0%和77.0-97.9%,推导的氨基酸序列同源性分别为96.4-98.5%和81.2-99.1%。根据完整CP 基因核苷酸序列构建的系统进化树显示：18个WMV分离物可分为3组,其中WMV-liaocheng 与HLJ、CHN及Habenaria等分离物表现出较近的亲缘关系,形成Ⅲ组;30个CMV分为两个亚组,其中CMV-liaocheng属于亚组I,CMV-liaocheng可能发生过重组。     

杨梅Cu/Zn超氧化物歧化酶基因（MrSOD1）cDNA的克隆及表达分析

以杨梅叶为材料,利用RT-PCR技术克隆Cu/Zn超氧化物歧化酶基因,并利用半定量RT-PCR方法分析该基因在不同组织中的表达。获得一个杨梅Cu/Zn SOD基因编码区全长cDNA序列,长度为461 bp,编码一个由152 个氨基酸残基组成的蛋白质。该蛋白质具有Cu/Zn SOD的特征信号序列;序列同源性分析表明,其与GenBank中注册的Cu/Zn SOD序列的同源性均在77%以上。该基因命名为MrSOD1（GenBank登录号：GQ404510）。半定量RT-PCR分析显示,MrSOD1在4种组织中表达量为：果>叶>花>枝条。本实验为进一步研究MrSOD1的时空表达特性、调控途径及杨梅抗氧化伤害的分子机理奠定基础。     

稗草磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因的克隆与分析

为揭示C₄野生植物稗草（Echinochloa crusgalli）PEPCase的结构和功能特点,探索改善作物高光效新途径,本研究首次克隆了稗草（E. crusgalli）磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc)的cDNA全长,测序及同源性比较分析结果证实,稗草ppc的cDNA全长为2 886 bp,编码961个氨基酸（GenBank登录号：AY251482）;核苷酸序列与谷子(Setaria italica)C₃型、高粱(Sorghum bicolor) C_3-2型、玉米(Zea mays) C_3-2型、水稻(Oryza sativa)C₃型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同源率分别达94.8%、93.2%、93.0%和89.7%。推导的氨基酸序列中C末端第771位氨基酸是丙氨酸（A）,表明是一个C₃型基因。与其他植物几种不同形式PEPCase进行的多重序列比对与系统进化分析结果也证实,此基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与所有参与对比的C₃型序列的同源性均远远高于与C₄型的同源性。与玉米、高粱C_3-2型PEPCase的同源性分别高达到96.5%、96.4%,与高粱、玉米的C_3-1型PEPCase的同源性分别为84.3%、83.8%,而与谷子、玉米、甘蔗和高粱的C₄型PEPCase的一致性相对较低,分别为82.2%、79.1%、77.1%、76.6%。因此进一步推论新克隆的稗草ppc基因属于C_3-2型。对其编码的蛋白序列进行了结构域、活性位点和功能位点预测。     

苎麻Actinl基因克隆及其在韧皮部纤维不同发育阶段的表达

通过cDNA文库的PCR筛选法获得苎麻内源肌动蛋白基因片段,采用苎麻[Boehmeria nivea (L.) Gaud]中苎1号为材料,结合RACE技术获得了苎麻的Actin1蛋白编码基因(BnACTIN1)的cDNA全长序列(GenBank登录号为DQ665832,2009年8月1日公布), 该基因全长cDNA序列1 782 bp,编码区长1 134 bp,编码377个氨基酸残基。Blastn分析表明,BnACTIN1基因与桑树(Morus alba: DQ785808)、蓖麻子(Ricinus communis: AY360221)、棉花(Gossypium hirsutum: AY305723-305736)等植物的肌动蛋白基因序列有高度的同源性。对推导的氨基酸序列进行分子进化分析表明,该基因与棉花Actin蛋白家族AAP73451.1、AAP73457.1聚为一类,三者之间的亲源关系最近。建立荧光定量PCR体系,用18S rRNA和Histone3内参基因对表达水平均一化,分析BnACTIN1基因在苎麻纤维细胞伸长过程中的表达水平变化。结果表明,在株高97 cm时最高,约为株高11、150和220 cm时表达量的230倍以上,是株高47 cm时期的20倍。本研究揭示的所获得BnACTIN1序列为苎麻的Actin1蛋白编码基因,其最高表达时期开始于纤维快速伸长时期,但稍早于纤维发育的高峰期,推测该基因可能与韧皮部纤维伸长过程中的肌细胞骨架形成有关。