诸葛菜OvCYP86MF基因的克隆及其特性分析

为进一步阐明细胞色素P450基因CYP86MF在诸葛菜发育中的分子机理,本文根据已知同源基因保守序列设计特异引物,利用RT-PCR和RACE技术从诸葛菜中获得一个细胞色素P450基因(OvCYP86MF)全长cDNA序列,该序列全长为1876bp,含有1605bp的完整开放阅读框,可编码534个氨基酸,分子量和等电点分别为61.4kDa和6.90,具有细胞色素P450蛋白的典型特征,即保守结构域FNAGPRLCIG;原核表达显示该基因的融合蛋白在体外可以诱导表达;DANSTAR和Clustal W软件分析表明该基因的全长cDNA序列及其编码氨基酸序列与十字花科物种拟南芥相似性很高,达到80%以上,亲缘关系最近;与CYP86C亚家族成员在氨基酸水平上的相似性均高于50%,因此推断该基因属于CYP86C这个亚家族。Northern杂交分析表明该基因在花蕾中特异表达。     

苦荞细胞色素CYP81家族同源基因FtP450-R4的克隆、分子鉴定及其功能分析

细胞色素P450 (cytochrome P450,CYP450)是高等植物中最大的酶蛋白家族之一,广泛参与植物的次生代谢和抗逆生理.本研究采用同源克隆和cDNA末端快速克隆(rapid-amplification of cDNAends,RACE)技术,获得苦荞(Fagopyrum tataricum) CYP81家族同源基因FtP450-R4 (GenBank登录号:KM271986).FtP450-R4 cDNA全长1770bp,5'-UTR为49 bp,3'-UTR为194bp,ORF为l 527 bp,其ORF序列可编码508个氨基酸残基的蛋白.生物信息学分析表明,FtP450-R4蛋白通过N-端4～24位氨基酸残基定位于内质网,与F3'H (flavonoid 3'-hydroxylase)、I2'H (isoflavone 2'-hydroxylase)和其他CYP450的同源性在44％～46％之间;多重序列比对显示,FtP450-R4具有CYP450中经典的基序和保守序列,但不含F3'H的特征基序(GGEK);系统进化树分析显示,FtP450-R4与拟南芥(Arabidopsis thaliana) CYP81家族和I2'H聚为一大簇,说明其可能参与苦荞黄酮类化合物的羟化或对逆境胁迫的应答.UV-B、寒冷和干旱均能引起FtP450-R4在苦养子叶中表达量的显著变化,而在胚轴中其表达量变化不显著.利用大肠杆菌(Escherchia coli) BL21 (DE3)菌株对FtP450-R4蛋白进行了可溶性表达,活性鉴定表明,重组FtP450-R4蛋白能以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(reduced form of nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate, NADPH)和山奈酚为底物进行酶促反应,具有生物学活性.本研究可为了解CYP450在黄酮合成代谢中的功能,明确苦荞黄酮代谢调控的分子机制提供了基础资料.     

油菜叶片衰老相关基因的分离细胞色素P450 cDNA的克隆和序列分析

通过绿叶和衰老叶片cDNA的缩减杂交和差别筛选,富集并分离了缩减cDNA文库中与油菜叶片衰老有关的基因片段.以目的基因片段为探针,通过筛选油菜衰老叶片的cDNA文库,分离了油菜叶片衰老阶段表达增强的全长cDNA LSC46.DNA序列分析结果表明,LSC46可读框架全长由1509个碱基组成,可以编码503个氨基酸残基,它的核苷酸序列及其推导的氨基酸序列与拟南芥菜依赖于单加氧酶的细胞色素P450的相应序列相比,分别有84.23%和83.50%的同源性.     

甘薯多酚氧化酶cDNA的克隆及序列分析

植物多酚氧化酶（olyphenol oxidase,PPO)是一类核编码的铜金属酶，含有2个保守的铜结合区域（CuA和CuB)，N端和C端部分缺乏明显的同源性。根据植物PPO的结构特点，从2个保守的铜结合区域的氨基酸序列设计一对简并引物，扩增了甘薯（Ipomoea batatas L.) PPO保守区之间的cDNA片段，测序表明该片段含595bp，编码195个氨基酸，推导的氨基酸序列包含了植物PPO的2个保守的铜结合区域，与葡萄（Vitis vinifera)，番茄（Lycopersicon esculentum)马铃薯（Solanum tuberosum)和蚕豆（Vicia faba)PPO保守区的同源性分别为71．3％，80．8％，79．8％，70．6％。在此基础上设计引物通过3'RACE和5'RACE的方法获得了甘薯PPO cDNA的3'和5'端的片段。最后根据保守区的cDNA片段，3'RACD片段和5'RACE片段的序列信息进行拼接，推导出甘薯PPO cDNA的全部序列信息。结果表明：甘薯PPO cDNA全长含1984bp，有完整的阅读框，编码588个氨基酸。另外5'非翻译区16bp,3'非翻译区202bp，其中包括1个多聚腺苷酸化信号AATAAA，以及1个含17个腺苷酸的ploy(A)尾。由甘薯PPO cDNA推导的氨基酸邓列由葡萄，番茄，马铃薯和蚕豆PPO cDNA推导的氨基酸序列进行比较，它们之间存在较明显的同源性，同源性分别为49％，48％，47％和49％。     

猪伪狂犬病病毒GB株蛋白激酶(PK)基因的克隆及序列分析比较

以伪狂犬病病毒GB株细胞培养物为模板，用PCR方法扩增蛋白激酶(PK)基因，对其进行了克隆、序列测定，并与PRV NIA-3株、Ka株和其他α-疱疹病毒进行了同源性比较。结果显示：所扩增的PK基因片段长1396bp，该片段包含一个开放阅读框(ORF)，长1005bp，编码由334个氨基酸组成的蛋白质。与NIA-3株及Ka株的核苷酸同源性为98．4％和97．5％，基因编码区氨基酸序列的同源性为98．2%和96．4％。具有真核细胞丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶氨基酸亚结构域特征序列，而且α-疱疹病毒PK基因具有一些特征性的、共有的氨基酸序列。为今后研究PK基因的功能和构建PK缺失株奠定了基础。     

鹅生长激素基因的克隆和组织表达

根据鸡的生长激素基因(GH)序列设计引物对鹅总RNA进行RT-PCR反应，将扩增片段进行克隆和测序。结果获得了包括从ATG开头到TGA结尾的651bp的鹅GH基因编码区序列。鹅与鸡的GH基因的编码区高度保守，同源性达92％，演译成氨基酸后同源性达96％；与人和鼠GH基因编码区序列同源性分别为63．81％和74．31％，演绎成氨基酸后同源性分别为52．51％和72．81％。同时用RT-PCR和Northern-blot对鹅12种组织表达差异分析表明鹅GH基因只在垂体和下丘脑中表达。在心脏、肺、肝脏、小肠、胃、腿肌、脾、肾脏、脂肪和睾丸中都不表达。     

砀山酥梨肉桂酸4-羟化酶基因的克隆及表达分析

木质素是梨(Pyrus)石细胞的重要成分之一,木质素合成代谢对石细胞形成发育有着重要影响.肉桂酸4-羟化酶(cinnamate 4-hydroxylase,C4H,EC l.14.13.11)是细胞色素单加氧酶超家族中CYP73A亚家族的一员,同时为木质素合成代谢中的一个关键酶.本研究从砀山酥梨(Pyrus bretschneideri cv.Danshan Su)果实中克隆出一条肉桂酸4-羟化酶基因的全长cDNA序列,命名为PbC4H,GenBank登录号为:KF663548.PbC4H全长1 764 bp,具有1 515bp的ORF,编码504个氨基酸.PbC4H与多个物种C4H基因编码的氨基酸序列具有较高的同源性,说明其在进化过程中较为保守.结构域分析表明,PbC4H具有跨膜结构域和典型的细胞色素P450结构域特征.qRT-PCR分析发现在梨果实发育的不同时期,PbC4H基因表达量呈现先增加后下降的趋势,其中在花后55 d达到最高.构建了PbC4H原核表达载体pET-32a-PbC4H,在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21菌株中诱导表达出PbC4H融合蛋白.亚细胞定位表明PbC4H蛋白定位于细胞膜上.本研究结果为利用分子生物学技术调控梨木质素的合成和石细胞的发育提供了基础资料.     

少动鞘氨醇单胞菌ZX4儿茶酚2,3-双加氧酶基因的克隆与序列分析

利用PCR扩增分离得到了少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobotis)ZX4菌株的儿茶酚2，3-双加氧酶基因(c230-ZX4)。核苷酸序列测定与分析表明，该基因片段全长924bp且具有一个完整的阅读框，编码306个氨基酸残基。序列分析结果表明，该基因与已报道的来自菌株Sph.yanoitcuyae B1和Sphingomonas sp．KMG425的xylE基因(编码产物均为C23O)具有较高的核酸序列同源性，分别为94．37％和94．05％；与研究较多的Pseudomonas putida的TOL型质粒pWWO上的xylE基因同源性仅为57．79％。与其同源性较高的xylE基因编码的多肽氨基酸序列比较发现，c23O-ZX4编码产物的第86、92、113、125、126、182、185、186、216及218位的氨基酸残基均有所不同。     

水牛催乳素受体基因克隆及序列分析

扩增出广西本地沼泽型水牛（Bubalus bubalis）催乳素受体（PRLR）基因部分保守序列,用于下一步实验检测体外培养的水牛乳腺上皮细胞中催乳素受体基因的表达水平。根据已报道的奶牛催乳素受体基因cDNA序列的保守区,设计一对特异性引物。提取广西本地水牛的乳腺组织总RNA,并以其为模板,以下游特异性引物为反转录引物,在反转录酶（AMV）作用下合成cDNA;用Ex-Taq酶进行PCR扩增,得到催乳素受体基因的保守序列,长度为571bp。该扩增产物经纯化后,连接到pMD18-T载体上扩增。经序列分析结果表明：序列较保守,与GenBank上发表的奶牛催乳素受体基因的同源性达到98．9％,与绵羊的同源性达到96．5％,与猪、小鼠、人的同源性分别为86．5％、78．9%、77．1％。催乳素受体基因与奶牛相比,共有6个碱基发生了突变,其中1个为同义突变,其他5个均为错义突变,形成4个氨基酸发生变异。     

高等植物基因上游可译框架（uORF）的分析

真核生物mRNA 5’非编码区上游可译框(uORF)在基因翻译水平上的调控具有重要作用。对植物2200多个cDNA序列5’非编码区的uATG和uORF进行统计分析，结果表明，含uATG的基因高达18％，这一比例比估计的10％要高得多，其中含单个uATG的基因约占50％，含2个uATG的基因占20％左右；大部分uORF属于非交叉uORF，约占85％：编码1～5氨基酸的uORF占30％以上，大部分uORF编码多肽小于20个氨基酸，占77．6％；mRNAORF起始密码子ATG的两边序列有显著的偏爱性，与植物共有序列UAAACAAUGGCU或AACAAUGGC基本一致，但有uATG的mRNA ORF起始密码子ATG的两边序列比不含uATG的mRNA ORF起始密码子ATG的两边序列偏爱性要差。大多数uATG两边序列缺乏植物ORF起始密码子ATG的两边序列的偏爱性。不同种属mRNA5’非编码区uORF氨基酸并不具有显著的同源性，如果植物S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶等少数基因具有非常保守的uORF，氨基酸序列同源性高达75％～100％，显著高于植物S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶之间的同源性。