紫花苜蓿几丁质酶基因MsChiⅣ克隆及序列分析

本研究根据截形苜蓿(Medicago truncatula)根部的几丁质酶基因保守序列(GenBank登录号:AF167328)设计引物,通过RT-PCR直接扩增的方法得到了紫花苜蓿(Medicago Sativa L.)根部几丁质酶基因保守序列.根据得到的保守序列设计3'端和5'端特异引物,分别从3'端和5'端扩增延长该片段,最后通过序列拼接获得紫花苜蓿根部一种几丁质酶基因的全长cDNA序列,命名为MsChiⅣ(GenBank登录号:FJ487629).MsChiⅣ基因全长为1 025 bp,开放性阅读框全长为849 bp,编码282个氨基酸,分子量为30.5 kD,预测等电点为4.66,其结构包括信号肽、几丁质结合区、糖苷水解酶区,为Ⅳ类几丁质酶,属于几丁质酶第19家族,在氨基酸水平上与截形苜蓿几丁质酶蛋白同源性最高,达到98%.蛋白结构分析表明该基因编码蛋白为非跨膜蛋白,存在于细胞质中.     

马铃薯可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因克隆及生物信息学分析

用RT-PCR方法从马铃薯中克隆了可溶性淀粉合成酶SSⅢ基因的cDNA片段,序列分析表明该cDNA片段全长为3 967 bp,开放阅读框为3 693 bp,编码1 230个氨基酸.核酸序列同源性分析表明,该cDNA与已发表的马铃薯SSⅢ基因(X94400)具有99%同源性,氨基酸序列同源性达98%.应用生物信息学软件对SSⅢ基因分析表明:其编码的蛋白质具有多个磷酸化位点;蛋白质二级结构预测显示,有369个氨基酸可能形成α-螺旋结构,249个氨基酸可能形成β折叠,102个氨基酸可能形成β转角,510个氨基酸可能形成无规则卷曲;通过亚细胞定位可知,它是一种含有75个氨基酸的叶绿体转运肽蛋白.     

梨几丁质酶基因克隆及其生物信息学分析

对克隆获得的梨几丁质酶基因Lchi1进行生物信息学分析,从而为该基因的功能鉴定提供理论基础,以期为梨的抗病育种提供基因来源。根据Genbank中已克隆得到的几丁质酶基因保守区,在梨基因组数据库中进行Blast比对,调取DNA序列,从而设计引物,以高抗腐烂病品种‘小香水’(Pyrus ussuriensis cv. Xiaoxiangshui)为研究材料,克隆获得梨几丁质酶Lchi1基因cDNA全长,并对其进行初步的生物信息学分析。梨基因组数据库中调取的DNA序列2535 bp,含有3个外显子区、2个内含子区。Lchi1基因全长1300 bp,编码322个氨基酸,其蛋白的分子式为C1607H2407N415O468S17,分子量为35573.3 Da,理论等电点为7.10。二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主,三级结构具有高度保守性。Lchi1编码蛋白为可溶性胞外蛋白,存在少量的潜在磷酸化位点,属于糖苷水解酶19家族,含有N-端信号肽,但是缺乏几丁质结合区。Lchi1基因属于CLASSⅡ几丁质酶基因,与其它科属植物的几丁质酶基因相似性均较高。     

球孢白僵菌HFW-05几丁质酶基因的克隆与序列分析

通过对粉虱、小菜蛾高效的球孢白僵菌HFW-05几丁质酶基因的克隆及序列分析,旨在从分子水平上了解HFW-05菌株的几丁质酶特性。根据已发表的几丁质酶基因序列(EU828354)设计几丁质酶基因全长引物,扩增HF-WBbchit1全长基因,与大肠杆菌(Escherichia coli)克隆载体pMD19-T连接获得含有HFWBbchit1全长基因的重组质粒pMDchit1并测序。该基因的编码区包括1 047 bp,编码了348个氨基酸,分子量约为36.795 kDa,进行同源性比较分析结果表明:其基因序列与球孢白僵菌菌株NCIM1216几丁质酶基因(EU828354)和球孢白僵菌菌株Bb0062几丁质酶基因(AY145440)的核苷酸同源性最高,同源性达到98%。氨基酸序列与球孢白僵菌菌株Bb0062几丁质酶(AAN41259)同源性达到99%。     

伽师瓜和86-1甜瓜几丁质酶基因的克隆与序列分析

以新疆主产不同耐藏性的甜瓜品种伽师瓜(耐藏性好)和86-1甜瓜(新密11号,耐藏性差)为试料,利用甜瓜基因组辅助设计引物克隆几丁质酶基因的c DNA序列,分别对其编码序列(CDS)及编码氨基酸进行相关生物信息学的预测分析,以期通过研究二者之间基因的差异揭示伽师瓜和86-1甜瓜采后不同耐藏性的机制。结果表明,获得的伽师瓜几丁质酶基因(Jia Shi Melon chitinase,JSMC2),NCBI检索号为KT921406;86-1甜瓜几丁质酶基因(Xin Mi-11 melon chitinase,XMMC),NCBI检索号为KU236388。JSMC2和XMMC序列长度均为1 011 bp,包含完整的开放阅读框,编码336个氨基酸,与黄瓜几丁质酶基因具有高度的同源性。蛋白结构域预测分析表明,甜瓜几丁质酶蛋白包含GH18_hevamine_Xip I_class_Ⅲ、Chi1、GH18_chitinase-like super family、Glyco-hydro-18和Glyco_18保守结构域,可催化几丁质水解成N-乙酰葡糖胺,分解真菌细胞的细胞壁,抵御病原真菌的侵染。     

大蒜几丁质酶基因AsCHI1的鉴定及其对盐胁迫的响应

本研究旨在研究大蒜几丁质酶基因的序列特征及其对盐胁迫的响应,鉴定其抗逆功能。以大蒜品种‘苍山四六瓣’为研究材料,通过RT-PCR技术分离得到AsCHI1基因。采用BioXM 2.6、ProtParam、DNAMAN、SignalP 5.0、SOPMA、SWISS-MODEL、NCBI和MEGA5等软件分析核苷酸及其编码的氨基酸序列特征,利用荧光定量PCR技术检测其在不同组织以及盐胁迫下的表达特性。该基因开放阅读框全长933 bp,编码310个氨基酸,其编码的蛋白属于几丁质酶Class I类,同时隶属于GH19家族成员。氨基酸序列分析显示,AsCHI1在N端含有大多数几丁质酶具备的信号肽区域,在C端与其他物种CHI氨基酸序列一致性较高。在亲缘关系上与同属百合科的麝香百合LlCHI (QBZ68892.1)以及山茶科的茶CsCHI(XP_028075045.1)较为接近。实时荧光定量PCR技术分析表明,AsCHI1基因在大蒜根、蒜瓣和叶片中均有表达,但在根中表达最高。另外,盐胁迫能显著诱导AsCHI1基因在各组织内的表达。说明该基因可能在大蒜植株抵御盐胁迫的过程中发挥重要作用。     

卵寄生真菌虫草棒束孢几丁质酶基因IFCHI1的克隆与分析

为研究卵寄生真菌在寄生并破坏卵的过程中几丁质酶的作用,本研究从烟草南方根结线虫卵上分离得到虫草棒束孢HNE3,采用RT-PCR及RACE技术,首次克隆得到一个几丁质酶基因IFCHI1。该基因DNA序列全长1 417 bp,具有1个内含子,长度为61 bp,包含1个1 185 bp的开放阅读框(ORF),编码1个由394个氨基酸组成的蛋白。通过在线软件分析,该蛋白理论分子量为44.1 k Da,等电点为4.88。通过Gen Bank比对,几丁质酶IFCHI1属于第18家族糖基水解酶,比对分析不同来源真菌几丁质酶,发现该几丁质酶具有典型的催化区保守序列SIGGW和FDGIDIDWE及结合区保守序列GTWEQGVYDY和GLGGAMWWESS。同源性比对发现,该几丁质酶同昆虫寄生真菌几丁质酶同源关系近。结果表明,从虫草棒束孢HNE3克隆得到几丁质酶基因IFCHI1,为进一步明确该菌产生的几丁质酶对南方根结线虫卵壳降解及降低孵化率的作用机理提供理论依据。     

少孢节丛孢菌XJ-A1几丁质酶基因AO-190的克隆、表达及其酶活性的测定

捕食线虫性真菌少孢节丛孢菌在侵染线虫的过程中分泌几丁质酶,为了弄清少孢节丛孢菌几丁质酶基因AO-190的分子特征和功能,对少孢节丛孢菌新疆分离株XJ-A1几丁质酶AO-190进行克隆及分子特征分析,构建原核表达载体p ET32a-AO-190进行表达,并利用镍柱纯化技术纯化重组几丁质酶后,使用几丁质酶ELISA检测试剂盒测定酶活性。结果显示,XJ-A1几丁质酶AO-190基因全长1 574 bp,有4个内含子序列,序列中包含1个1 251 bp的开放阅读框(ORF),编码416个氨基酸,与少孢节丛孢菌标准株(ATCC 24927)的几丁质酶AO-190基因序列的同源性为93. 33%,氨基酸序列的同源性为92. 55%;有信号肽以及1个精氨酸富集区、1个双向核定位信号、1个N-糖基化位点、4个PKC磷酸化位点、6个N-酰基化位点、8个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、1个酰胺化位点、1个低复杂度区,且含有糖苷水解酶18家族几丁质酶保守的底物结合位点SLGG和催化活性位点VDGVDLDLE,属于糖苷水解酶18家族几丁质酶;其二级结构元件有无规则卷曲、α螺旋和β折叠,三级结构为(α/β)8圆桶形结构;系统进化分析表明,AO-190与能产生短柄黏球的Dactylellina haptotyla的几丁质酶(EPS43772. 1)以及能产生收缩环的Drechslerella stenobrocha(EWC46603. 1)几丁质酶亲缘关系最接近,与昆虫和脊椎动物的几丁质酶存在显著的进化距离;经SDS-PAGE和Western Blot分析,原核表达获得的重组蛋白酶分子量约为63 ku,与预期大小一致,且能与小鼠抗少孢节丛孢菌多克隆抗体发生特异性血清学反应;几丁质酶酶联免疫分析(ELISA)检测,经镍柱纯化技术纯化后的重组几丁质酶活性浓度为222 IU/L。     

一个杨树第V类几丁质酶基因的克隆及表达分析

几丁质酶是一种重要的糖苷酶,在植物抗生物及非生物胁迫的过程中发挥了重要的作用。根据序列差异及所含结构域的不同,杨树中的几丁质酶可以分为5类。其中关于第Ⅴ类几丁质酶的研究最少。本研究在加拿大杨中克隆到了一个第Ⅴ类几丁质酶基因PcCHI3。序列分析的结果显示,该基因cDNA全长1303bp,含完整的开放阅读框,可编码366个氨基酸。预测蛋白质分子质量为39.53kD。理论等电点(pI)为5.49。PcCHI3与苦瓜、烟草、梨的第Ⅴ类几丁质酶在系统进化树上同属一个分支。对PcCHI3在逆境胁迫及病原真菌诱导下的表达模式进行分析后发现,该基因可以被杨树病原真菌杨生褐盘二孢菌强烈诱导(可达对照的83倍),在干旱胁迫及盐胁迫的条件下表达量也出现了较大的上调(为对照的4~5倍)。研究结果为杨树几丁质酶功能的系统进化及林木抗性育种研究建立了一定基础。     

菜豆几丁质酶基因Bchi的克隆及其在转基因烟草中的表达

本文根据GenBank中公布的菜豆几丁质酶基因cDNA序列设计引物,通过RT-PCR得到一个菜豆几丁质酶基因家族基因Bchi.该基因编码一个327个氨基酸的多肽,其结构包括信号肽、几丁质结合区、铰链区、催化区和液泡定位多肽,属于Class Ia类内切几丁质酶.构建该基因的植物表达载体pMHL7133-Bchi,并通过发根农杆菌R1000介导转化烟草,经PCR和Southern blot鉴定获得了4株转基因烟草株系.几丁质酶活性分析表明,转基因烟草几丁质酶活力明显高于对照.抗真菌实验结果显示,转基因烟草的叶片基本无病斑产生,表明Bchi基因在烟草中高水平的表达显著提高了烟草对真菌病害的抗性.     

富士苹果SDRs家族基因MdSDR的克隆及序列分析

本研究以富士苹果(Malus domestica cv. Fuji)为材料,提取总RNA并反转获得的cDNA为模板,利用PCR技术获得苹果短链脱氢酶/还原酶家族基因MdSDR序列,并结合生物信息学方法对MdSDR蛋白序列进行分析。结果显示,苹果MdSDR序列全长804 bp,编码267个氨基酸,分子质量约27.83 kD,等电点为7.69,是一种稳定的疏水蛋白。比对分析发现其编码蛋白氨基酸序列与已选序列中的碧桃、樱花相似性最高,分别达77.78%和77.69%,进化分析结果也表明MdSDR蛋白与碧桃和樱花亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示该蛋白主要位于细胞质中。多序列比对分析显示该蛋白含有SDR家族特有的两个保守结构域:GxxxGxG与YxxxK。二级结构中β片层、α螺旋、无规则卷曲结构分别占比12.73%、39.70%、47.57%,并含有典型的βαβ单元。三级结构预测结果表明该蛋白具有典型的Rossman折叠结构域。本研究结果为了解苹果中SDRs蛋白的功能、探讨其在苹果抗逆中的作用、培育苹果抗逆种质资源提供了思路。     

日本蛇根草查尔酮合酶基因的克隆及其生物信息学分析

查尔酮合酶(CHS)是类黄酮生物合成过程中的第一个关键酶,其在类黄酮的合成过程中发挥着非常重要的作用。本研究以日本蛇根草为研究材料,根据其转录组测序结果设计全长引物,通过RT-PCR方法成功克隆得到日本蛇根草查尔酮合酶基因完整的cDNA序列,并利用相关生物信息学软件对其进行分析。结果表明,该基因序列全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,预测其蛋白分子量为42.783 kD,等电点为6.05,是亲水性蛋白质,不含有信号肽,很可能定位在细胞质中。同时,二级结构分析显示,日本蛇根草CHS的二级结构分别由180个α螺旋、84个延伸链、125个无规则卷曲组成,这与三维结构预测结果相一致。日本蛇根草CHS基因的克隆对于研究植物类黄酮的生物合成及其分子机制具有重要意义,同时也丰富了双子叶植物PKS基因家族的相关研究。     

野生烟草甲羟戊酸激酶NsyMK基因克隆与序列分析

甲羟戊酸激酶是植物中控制整个甲羟戊酸途径重要的限速酶,其代谢产物萜类物质是烟草芳香物质的主要来源。本研究采用同源克隆,利用RACE方法获得二倍体林烟草(Nicotiana sylvestris)甲羟戊酸激酶(NsyMK)的开放阅读框序列,对NsyMK序列进行生物信息学分析,预测蛋白理化性质、二级结构、三维结构并推测其结构与功能。结果表明,克隆获得的林烟草NsyMK的开放阅读框全长为1158bp,编码385个氨基酸,预测分子量41.4kDa、等电点为6.05,GenBank登录号KC871597。蛋白质结构分析显示NsyMK存在典型GHMP激酶和甲羟戊酸激酶保守结构域。生物信息学预测NsyMK蛋白不含跨膜区与信号肽。本研究成功克隆并分析了一个未报道的林烟草NsyMK的全长序列,为进一步阐明栽培烟草中萜类代谢途径奠定基础。     

毛竹β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆及序列分析(英文)

β-1,3-葡聚糖酶是一种植物病程相关蛋白,在植物抵御病害中有重要作用。本研究以毛竹为实验材料,利用RACE技术,克隆毛竹β-1,3-葡聚糖酶基因的外显子序列,并在β-1,3-葡聚糖酶基因的编码区两端设计引物,以毛竹基因组DNA为模版扩增该基因的内含子序列。序列结果表明,该基因全长1693bp,包含两个外显子和一个内含子,命名为PheGLU(GenBank登录号GU238236)。该基因包含1个996bp的开放阅读框,编码332个氨基酸,相对分子质量为3.541×104Da,其等电点pI为6.389,是一个酸性蛋白且分泌到胞外;其中,该蛋白的二级结构中包含35.15%的α-螺旋,21.82%的β-转角,43.03%的延伸链和无规则卷曲等;三级结构同源建模预测显示,它与大麦β-1,3-葡聚糖酶(PDB number:1ghsA)具有80.4%的同源性;聚类分析显示,该基因序列与已报道的其它植物具有较的高氨基酸序列同源性。本研究为进一步鉴定毛竹β-1,3-葡聚糖酶基因的抗真菌病害能力奠定了基础。     

两个棉花几丁质酶基因的克隆与表达分析

 从棉花黄萎病缩减杂交库中得到了分属Ⅲ型和Ⅳ型几丁质酶的两个片段,它们都具有完整的3’末端。通过RACE与RT-PCR结合获得了这2个基因完整的读码框序列。其中Ⅳ型几丁质酶的开放读码框为678 bp,编码长为226个氨基酸的蛋白,命名为Ghachi4;Ⅲ型几丁质酶的全长为1390 bp,编码长为298个氨基酸的蛋白,命名为Ghachi3。它们与拟南芥同源基因的相似性分别达到65%和71%。利用网上分析软件发现这2个基因都有信号肽序列,并预测编码的蛋白位于胞质体外。半定量RT PCR发现Ghachi3在花、蕾和韧皮部中的表达量较高,而Ghachi4在韧皮部表达量最高。Ghachi4仅在抗病品种受黄萎病和枯萎病的诱导后表达上调,而Ghachi3还在感病品种中受黄萎病的诱导表达。同时,在常抗棉中2个基因的表达都受到ABA的强烈诱导。推测这2个基因可能参与生物胁迫或非生物胁迫的防御反应。     

蓖麻耐盐基因HKT的克隆及表达载体构建

为挖掘蓖麻耐盐相关基因,以盐生植物蓖麻(Ricinus communis L.)叶片为材料。设计特异性引物,克隆高亲和性钾离子转运蛋白(high-affinity K+transporter,HKT)耐盐基因,并对其序列进行生物信息学分析。结果表明,该基因全长1 596 bp,编码531个氨基酸,推测分子量为59.74 kD,等电点(pI)为9.32。多重序列比对和系统发育树分析表明该蛋白与木薯和橡胶树的同源性最高,分别为69.13%和67.03%,且与HKT1蛋白家族成员同源性较高,为S-G-G-G类型蛋白,推测该蛋白为HKT1类蛋白。二级结构预测蓖麻HKT蛋白有9个跨膜结构域,主要定位于内质网上,是典型的跨膜蛋白。根据蓖麻HKT基因序列设计带有Bam HⅠ和PstⅠ酶切位点的引物扩增出全长基因,用限制性内切酶Bam HⅠ和PstⅠ进行双酶切后与表达载体pCHF-3300连接。本研究成功构建了蓖麻HKT基因的表达载体,为进一步研究该基因的转化及功能验证提供参考。     

紫穗槐AfUGPase基因的生物信息学分析

旨在了解UGPase基因的结构和功能,探明UGPase基因在AM真菌胁迫下,接种AMF诱导的紫穗槐植株与未接种AMF紫穗槐植株之间的差异。利用生物信息学方法如核酸序列比对分析、ORF分析、多序列比对和进化树分析等方法对该基因的核苷酸组成、蛋白质结构、系统进化发育等方面进行预测和分析。本研究得到AfUGPase基因全长为1831 bp,包含1 个1416 bp 的开放阅读框,编码471 个氨基酸,蛋白分子量为51584.2 Da,等电点为6.07。是一种稳定蛋白,不含跨膜区,蛋白质的二级结构以α螺旋和无则卷曲为主,亚细胞定位预测显示该蛋白主要位于细胞质中,系统进化分析显示与大豆的UGPase在一个次级分化群。通过预测发现AfUGPase 基因含有保守的Lys 残基,参与酶的催化作用,是典型的UGPase蛋白,并在植物糖代谢、脂类调控合成中发挥重要作用。     

异附加系小麦过氧化物还原酶基因TaPrxQ的克隆与序列分析

本研究依据消减结果克隆得到山农6306编码过氧化物还原酶TaPrxQ的cDNA序列,利用生物信息学工具对其核酸和蛋白序列进行分析。结果表明克隆得到的TaPrxQ序列与基因组DNA对比分析得到的该基因不含有内含子,全长943bp。TaPrxQ的cDNA序列包含927bp的开放阅读框,编码308个氨基酸残基,其等电点为9.41,分子量32.4kDa。相似性比对分析显示TaPrxQ同已报道的HvPrx的氨基酸序列具相似性达到88%,从进化树分析结果推断TaPrxQ属于PrxQ类。     

日本蛇根草查尔酮异构酶基因的克隆及其生物信息学分析

查尔酮异构酶(CHI)是类黄酮生物合成过程中的关键酶之一,其在类黄酮的合成过程中发挥着非常重要的作用。本研究以日本蛇根草为研究材料,根据其转录组测序结果设计全长引物,通过RT-PCR方法成功克隆得到日本蛇根草查尔酮异构酶基因完整的cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果表明,该基因序列全长为702 bp,编码233个氨基酸,预测其蛋白分子量为25.018 k D,等电点为4.95,是亲水性蛋白质,不含有信号肽,很可能定位在叶绿体基质中。同时,二级结构分析显示,日本蛇根草CHI的二级结构分别由96个α螺旋、51个延伸链、86个无规则卷曲组成,这与三维结构预测结果相一致。日本蛇根草CHI基因的克隆对于研究植物类黄酮的生物合成及其分子机制具有重要意义,同时也丰富了双子叶植物CHI基因家族的相关研究。