尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中Fsr1基因的克隆及生物信息学分析

以尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种为材料,克隆其Fsr1基因的DNA及cDNA全长,并对其进行生物信息学分析。根据镰刀菌中相关基因设计简并引物,结合PCR与RT-PCR技术扩增目的片段,进行氨基酸序列推导后分析。得到结果 FoFsr1基因开放阅读框为2 474 bp,共编码824个氨基酸;FoFsr1基因编码蛋白可能是存在于细胞核中的跨膜亲水蛋白,含有54个蛋白磷酸化位点,不含有信号肽;该蛋白主要含有1个Striatin结构域及7个WD40结构域,二级结构主要由β折叠和无规则卷曲组成,其中不含有亮氨酸拉链结构;同源性分析发现其与丛赤壳菌属中的Fsr1蛋白亲缘关系最近。通过结构分析发现,推测该蛋白可能在细胞周期及细胞凋亡过程中起信号转导与转录调控的作用,从而对病原菌的致病力产生影响。     

洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR的克隆及生物信息分析

本研究采用PCR方法克隆了洋葱伯克霍尔德氏菌CAS19嗜铁素合成相关基因cepR,并对cepR基因编码蛋白的结构和功能进行生物信息学分析和预测。同源性分析表明,CAS19的cepR核苷酸序列与Burkholderiacepacia LMG1222cepR基因的同源性为99％;cepR基因全长768bp,包含一个完整的231bp的开放阅读框架,编码239个氨基酸;该基因编码蛋白分子量为26．59kD,理论的等电点为5．55,含有一个LuxR型HTH结构域,在氨基酸残基的不同区域分布有酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点、N-肉豆蔻酰化位点和N-糖基化位点,还有一个明显的跨膜结构。本研究结果将为洋葱伯克霍尔德氏菌嗜铁素合成相关研究提供调控基因信息和参考依据,并为其进一步开发和利用奠定基础。     

泸定百合过氧化氢酶(Ls-Cat1)基因的克隆及表达分析

过氧化氢酶(CAT)参与植物的多种胁迫反应。为探究百合中的CAT基因与百合抗镰刀菌病害的关系,根据百合尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)诱导的泸定百合(Lilium sargentiae Wilson)SSH文库中筛选到的CAT基因中间序列片段,通过RACE结合RT-PCR技术从泸定百合中克隆到1个CAT基因全长c DNA序列,该基因全长1 743 bp,包含1个1 479 bp的开放阅读框,编码492个氨基酸,命名为LsCat1(Gen Bank登录号:KU355272)。序列比对分析表明,Ls-Cat1编码的氨基酸序列中包含已确定的CAT保守基序。系统进化树分析显示,Ls-Cat1与其它物种CAT基因编码的氨基酸序列具有较高的相似性。qPCR结果显示,Ls-Cat1经百合镰刀菌诱导后明显上调表达,推测该基因可能与百合抗镰刀菌病害相关。本研究结果为揭示百合对镰刀菌枯萎病的抗病分子机制提供了一定的理论依据。     

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。     

高羊茅春化基因FaVRN1的克隆与分析

以高羊茅茎基部组织的mRNA为模板,引用基于多年生黑麦草VRN1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VRN1基因的全长cDNA序列,命名为FaVRN1。该序列cDNA全长1222bp,具有完整的开放阅读框（ORF,152~889bp）,编码蛋白为245个氨基酸,具有典型的MADS-盒和K-盒结构域,有许多磷酸化位点。与其他禾本科植物的春化基因蛋白产物比较,具有高度的保守性,氨基酸序列的同源性都在90%以上。     

刺参核糖体蛋白L17基因(RPL17)全长cDNA克隆及组织表达

核糖体蛋白除组成核糖体、参与蛋白质合成之外,还作用于细胞的分裂、增殖、分化、凋亡、发育调控等过程.为了研究核糖体蛋白基因在刺参中的生理功能,本研究采用全长cDNA克隆技术首次从刺参(Apostichopus japonicus)体壁中克隆出核糖体蛋白L17基因(ribosomal protein L 17,RPL17)的全长cDNA序列(GenBank登录号:JQ922561).该基因cDNA全长643 bp,包括33 bp的5’-UTR,58 bp的3’-UTR,开放阅读框552 bp,编码183个氨基酸,编码的蛋白质相对分子量为21.5010kD,理论等电点(pI)为10.29,总平均亲水性(GRAVY)为-0.964,为不稳定的亲水蛋白.在NCBI网站上经Blastn和Blastx比对分析,发现该序列的核苷酸序列以及推导的氨基酸序列与其他物种的同源性均在70％以上,其中与紫海胆(Stron-gylocentrotus purpuratus)的同源性分别为75％和81％.二级结构预测结果:α螺旋占36.61％;β折叠占7.65％;无规卷曲占42.08％;其余13.66％为延伸链.蛋白功能位点分析显示其含有1个核糖体蛋白L22信号位点和9个磷酸化位点,其中cAMP和cGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点3个,蛋白激酶C磷酸化位点4个,酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点2个.构建的系统进化树显示,刺参与同为棘皮动物的紫海胆聚为一支,分子进化地位上关系最近,其次聚类顺序较近的为玻璃海鞘、非洲爪蟾,脊椎动物聚为一支,该结果与这些物种在生物学上的分类是较一致的.利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测RPL17基因在刺参各组织中的表达,结果表明,RPL17基因在体腔细胞中表达量最高,肠中次之,呼吸树中最低.体腔细胞中的表达量分别为肠、体壁、纵肌、呼吸树的5.67、21.63、43.25和346倍,与4种组织的差异均极显著(P＜0.01).另外,肠与呼吸树中的表达量差异显著(P＜0.05),其余组织差异不显著(P＞0.05).本研究结果将为进一步研究刺参蛋白质合成、再生及多种生理活动的调控机制提供基础数据.     

盐藻CDPK基因的克隆与生物信息学分析

为了研究CDPK基因的结构和功能,应用RT-PCR和RACE方法从盐藻Dunaliella salina中克隆得到CDPK基因(GenBank登录号为JQ964113),并对其进行生物信息学分析.结果表明:盐藻CDPK基因的cDNA全长3 052bp.5’-UTR长70bp;开放阅读框长1650bp,编码549个氨基酸;3’-UTR长1 332bp.蛋白表现为弱酸性,且稳定、亲水,二级结构中以无规则卷曲和α-螺旋为主,三级结构同源建模成功.亚细胞定位于叶绿体和细胞核中,无跨膜结构域,无信号肽.蛋白序列中存在4个丝氨酸磷酸化位点、4个苏氨酸磷酸化位点和3个酪氨酸磷酸化位点,蛋白激酶结构域在53 ～ 331位氨基酸处,蛋白激酶ATP结合域在59 ～82位氨基酸处,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性域在173 ～ 185位氨基酸处,4个EF-hand钙结合域分别在357 ～ 385、393 ～ 421、429 ～ 457、465 ～ 493位氨基酸处.进化分析结果表明,克隆的CDPK基因与团藻、衣藻、盐藻Dunaliella tertiolecta的CDPK亲缘关系最近.为进一步研究CDPK基因的功能及探究盐藻耐盐机制的信号转导途径奠定了分子基础.     

中国水仙凝集素基因NTA的克隆、序列分析及蛋白结构预测

凝集素是一种糖专一性结合蛋白,它可以识别不同的糖类。植物凝集素是植物防御系统重要的组成部分。本研究采用RT-PCR的方法,从中国水仙花蕾中克隆了凝集素基因NTA,运用生物信息学方法对其核苷酸序列、编码的氨基酸序列进行分析以及对其蛋白结构进行预测。结果表明,得到的NTA基因全长698bp,包含一个完整的开放阅读框516bp。该基因编码一个含有172个氨基酸的凝集素前体蛋白,该前体蛋白的等电点和分子量分别为5.84和18615.19Da。序列比对结果表明该基因编码的蛋白与其他单子叶植物如杂种水仙、雪花莲、君子兰、石蒜花和孤挺花的凝集素蛋白的同源性较高,分别为84%、80%、77%、78%以及82%。蛋白结构预测表明,中国水仙凝集素蛋白与洋水仙凝集素蛋白在结构上非常相似。对该基因编码的蛋白进行分析及蛋白结构模拟可知,该蛋白含有三个特殊的功能结构域和alpha-D-甘露糖结合表面(QXDXNXVXY)。     

小金海棠S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因（MxSAMS）的克隆和表达分析

从本实验室建立的小金海棠缺铁差减文库中分离出一个cDNA片段,在GenBank中发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因具有90%的同源性。利用RACE技术成功地获得小金海棠（Malus xiaojinensis）SAMS基因(MxSAMS)的cDNA全长序列（GenBank登录号：EU639408）,该基因cDNA全长1 479 bp,最大开放阅读框1 176 bp,编码392个氨基酸,酶蛋白理论分子量为42.99 kD;与其它植物的蛋白质氨基酸序列同源性在88.1%~92.6%之间。推测的MxSAMS蛋白质三级结构包含3个保守结构域和一个保守的ATP结合位点GAGDQG。Southern 杂交显示,MxSAMS基因在小金海棠基因组中是单拷贝的。半定量RT-PCR结果表明,该基因在小金海棠的根和叶中均受缺铁胁迫诱导增强表达。     

烟草钾转运体基因NtHAK1的克隆及表达模式分析

采用RT-PCR的方法,结合3'RACE与5'RACE,从普通烟草(Nicotiana tabacum)品种K326中克隆出烟草K+转运体基因NtHAK1的全长cDNA序列.该序列长度为2016bp,编码378个氨基酸,其分子量为42.27kDa,等电点7.2.生物信息学分析表明,该蛋白具有6个跨膜区,含有K+转运蛋白...     

水稻南方黑条矮缩病毒湖南鼎城株系S10片段的基因组序列分析

运用RT-PCR技术克隆了水稻南方黑条矮缩病毒（southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV）湖南鼎城株系的基因组S10片段（SRBSDV-HuNDCS10）,并对其全序列进行了测定和生物信息学分析。结果显示,SRBSDV-HuNDC S10片段全长为1797bp（登录号：JQ337964）,含有1个ORF,编码557个氨基酸残基的衣壳蛋白,推测分子量约62.6kD,推测等电点为7.62,与已报道的广东、海南和云南分离物病毒的S10作比较,它们的核苷酸相似性分别为99.7%、99.0%和98.4%,氨基酸相似性分别为100.0%、99.5%和99.3%。对SRBSDV-HuNDCS10及部分Fijiviruses病毒对应片段在5＇URT与3＇URT存在的保守序列和互补序列进行了归纳,对其ORF编码的氨基酸序列进行了motif查找,得到该属（Fijiviruses）氨基酸序列的10个保守区段。此外,进行了糖基化位点、磷酸化位点及B细胞抗原表位预测,发现了3个可能的N端豆蔻酰基化位点,可能与病毒的侵染机制有关。     

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。     

碱茅（Puccinellia tenuifolra）Put-Cu／Zn—SOD基因的克隆及在酵母中的表达

从碱茅根cDNA文库分离得到Put－Cu／Zn—SOD全长cDNA，其序列全长为2700bp，该基因的开放读码框为长615bp，所编码的蛋白由204个氨基酸组成，其预测分子量约为20．6kD、理论等电点约为5．63。Put－Cu／Zn—SOD氨基酸序列与水稻Cu／Zn-SOD序列有较高的同源性为87％。将Put-Cu／Zn—SOD基因构建到酵母表达载体pYES2，并转化至酵母（INVSc1）。对pYES2-Put-Cu／Zn—SOD转化酵母进行盐碱、氧化胁迫实验。结果表明：重组酵母的抗盐碱、氧化能力明显高于对照（pYES2转化酵母），结果显示了碱茅的Cu／Zn—SOD基因在酵母表达中，具有提高酵母抗盐碱和耐氧化能力。     

猫白介素-18基因的分子克隆、序列分析及其表达研究

根据GenBank中报道的猫白介素-18基因（IL-18）序列，对用ConA刺激的实验猫外周血单核细胞（PBMCf）进行了RT-PCR扩增；将扩增得到的PCR产物纯化后克隆入pMD18-T中得到重组质粒pTIL-18，进行核苷酸序列测定，并与不同物种的IL-18基因进行了序列比较。结果该基因全长579bp，编码192个氨基酸。在推导的猫IL-18氨基酸序列中，无信号肽序列和潜在的N-联糖基化位点，但存在4个Cys残基。与不同物种IL-18相比，猫IL-18与犬、羊、牛和猪IL-18核苷酸和推导的氨基酸序列有较高的同源性，与小鼠和鸡IL-18有明显的种属差异。将pTIL-18双酶切，回收目的基因片段亚克隆到大肠杆菌表达载体pET28a中构建了重组质粒pETIL-18，转化大肠杆菌BL21（DE3），并用IPTG进行了诱导。结果重组菌菌体裂解物经SDS-PAGE电泳可检测到相对分子量为27.5 kDa的重组目的蛋白。经凝胶薄层扫描，目的蛋白表达量可占菌体蛋白的13.6%。     

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。     

白沙蒿肌动蛋白基因核心片段的克隆和序列分析

本研究以荒漠植物白沙蒿总RNA为模板,运用RT-PCR方法扩增出肌动蛋白基因核心序列。将获得的片段克隆到T载体后进行测序,序列分析表明：白沙蒿肌动蛋白基因核心片段长599bp,编码198个氨基酸。将该序列在GenBank中注册,并与多种植物肌动蛋白序列进行同源性比较,发现该片段的核酸序列同源性在75％以上,氨基酸序列同源性在85％以上,具有高度保守性。