荞麦BTI全长基因的克隆及表达分析

【研究目的】扩增荞麦胰蛋白酶抑制剂(Buckwheat trypsin inhibitor,BTI)基因,并对其表达特性和氨基酸同源性进行分析。【方法】根据荞麦胰蛋白酶抑制剂氨基酸的保守序列设计简并引物,采用RT-PCR和RACE技术,以荞麦cDNA为模板,扩增BTI基因并进行序列及其表达谱分析。【结果】克隆得到了BTI基因。它的cDNA全长为459bp,含有一个216bp的完整阅读框,编码72个氨基酸。同源性分析表明,其蛋白质序列与已报道的荞麦种子提取的BWI-1的氨基酸序列的同源性达96%,与笕属植物ATI、亚麻属植物Luti、马铃薯蛋白酶抑制剂PPI-I的氨基酸序列的同源性分别为65%、59%、48%。RT-PCR分析表明,BTI基因可在不同的组织中进行表达,但经伤害处理后的叶片中其表达量略高于生长各阶段。这可能与逆境情况(如外界损伤)下的应答等生理过程有关。【结论】荞麦BTI基因的获得,可为荞麦胰蛋白酶抑制剂的基础及应用研究奠定基础。     

全明星草莓乙烯受体Etr1基因克隆及序列分析

克隆了与草莓成熟有关的乙烯受体Etr1基因片段,为进一步研究Etr1基因功能并通过基因技术改善草莓贮运性能奠定基础.以全明星草莓成熟果实中分离到得基因组DNA为模板,经PCR扩增到一条约600 bp的特异片段,将该片段克隆到pEGM-T easy vector上经测序分析,基因全长617 bp,编码205个氨基酸.序列分析结果表明,该序列与Chandler-Etr1的cDNA序列同源性98%,氨基酸序列同源性97%.     

花生Clp蛋白酶基因(AhClpP)的克隆与序列分析

Clp蛋白酶通过蛋白质水解作用来清除细胞内由逆境引起的异常和具有潜在毒性的蛋白或多肽,从而保证细胞正常的生理功能。从优质大花生鲁花14种子不同发育时期混合cDNA文库中发现一条序列,全长为1 212 bp,3′端含有polyA尾,通过blastx搜索得知其为Clp蛋白酶基因。该序列与GenBank中EZ736390.1的序列相似性达到99%。以该花生cDNA序列为模板设计引物,以花生幼嫩种子cDNA为模板克隆得到花生Clp蛋白酶基因。序列分析表明,AhClpP基因的开放阅读框长度为843 bp,编码280个氨基酸,预测其分子量为30.9 kDa,等电点为9.07,编码的蛋白包含S14-ClpP-2保守结构域,无信号肽,定位于线粒体。通过与其他植物Clp蛋白酶的氨基酸序列比对,发现与拟南芥、蓖麻的Clp蛋白酶同源性较高。花生AhClpP基因的克隆为进一步研究其生物学功能和应用奠定了基础。     

苎麻COMT基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR法结合cDNA末端快速扩增（RACE）法从苎麻中克隆了与木质素合成相关的COMT基因的全长cDNA序列。所获得的COMT基因全长1318bp,包含一个开放阅读框1098bp,编码365个氨基酸。序列相似性检索结果表明,苎麻COMT全长cDNA与杨树COMT基因的序列同源性达82%,其编码的氨基酸序列与杏的COMT氨基酸序列同源性最高,达93%。同时还检索到该氨基酸序列包含一个O-甲基转移酶的保守结构。     

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.     

柽柳MnSOD基因的克隆及功能验证

根据已克隆得到的柽柳MnSOD基因片段,采用RACE技术从柽柳中获得MnSOD的cDNA全长序列.该基因全长为1 087 bp.其中,5'非编码区40 bp,3'非编码区333 bp,开放读码框(ORF)长699 bp,编码232个氨基酸.分子量为26 KD,等电点为7.10.该MnSOD氨基酸序列与拟南芥MnSOD序列同源性最高为83%,从12个物种的序列比对可以看出MnSOD氨基酸序列保守性较高.该序列的Genbank注册号为AY573576(基因)和AAS77885(蛋白).将MnSOD基因与酵母表达载体pYES2连接,并进一步转化到酵母基因组中.对重组酵母INVSc1(pYES2-SOD)和对照INVSc1 (pYES2)进行干旱、高温胁迫实验.结果表明:重组酵母的抗干旱、高温能力明显高于对照,证实了来源于柽柳的MnSOD基因具有抗干旱和耐高温能力.     

黄瓜芽黄突变相关基因ClpP克隆及植物表达载体构建

为了获得黄瓜中ClpP基因的cDNA全序列,研究其与黄瓜芽黄突变现象的关系,本研究采用TRNzol法提取芽黄突变的黄瓜叶片总RNA,并以其为模板反转录合成cDNA第一链。根据NCBI预测的黄瓜ClpP基因序列设计并合成1对特异引物,通过PCR扩增得到目的条带后测序,并构建植物表达载体;成功获得黄瓜中ClpP基因的cDNA全序列,并提交到NCBI。该基因编码区全长495 bp,共编码氨基酸158个。预测其理论等电点为5.22,理论蛋白质分子量为41.00356 KDa,编码的蛋白包含S14_ClpP_2保守结构域,无信号肽。通过与其他植物Clp蛋白酶的氨基酸序列比对发现与毛茛属植物的Clp蛋白酶同源性较高。并成功构建了以CaMV35S为启动子的植物表达载体pBI121-ClpP。黄瓜中ClpP基因的cDNA全序列的获得说明该基因在黄瓜中确实存在,这是首次克隆得到了黄瓜中的ClpP基因的cDNA全序列。     

无花果ACC合成酶基因克隆及序列分析

为进一步利用基因工程手段调控无花果乙烯的合成,以无花果果肉为材料提取基因组DNA,根据已报道的无花果ACC合成酶基因序列设计引物,采用PCR技术扩增得到一条约600 bp的特异片段,将该片段克隆到pGM-Teasy vector上经PCR、酶切和测序鉴定。序列分析结果表明,基因全长590 bp,编码196个氨基酸,该序列与GenBank上已登陆的Masui Dauphine-ACS1的cDNA序列同源性达99%,氨基酸同源性达98%。结果表明,成功克隆到了无花果ACS基因片段。     

黑曲霉木聚糖酶结构基因和5'调控区基因克隆及其分析

以黑曲霉(Aspergillus niger)A3的基因组DNA为模板,根据已报道的xynB基因序列设计简并引物,在合适的PCR反应条件下有效地扩增出了xynB的结构基因及其5＇调控区序列片段,并克隆到pBS-T载体上,序列测定表明,该目的片段全长1 611 bp.通过序列分析:结构基因部分长744 bp,其中含有一个66 bp的内含子和18个氨基酸的信号肽序列;xynB基因的cDNA序列大小为678 bp,编码225个氨基酸,与GenBank上检索的木聚糖酶基因的核苷酸序列同源性最高达98%,氨基酸序列同源性达99%.在翻译起始点上游92 bp和118 bp处找到转录起始位点和类"TATA"box的核心启动子区特征元件以及"CAAT"box,表明所克隆的调控区序列具有真核生物启动子特点,这为构建木聚糖酶高效表达载体,用于工业育种奠定了基础.     

太子参肌动蛋白基因PhACT2的全长cDNA克隆与生物信息学分析

根据太子参肌动蛋白基因PhACT2的已知片段设计特异引物,采用RACE技术扩增全长cDNA,并通过生物信息学软件对该基因进行结构分析。通过测序及序列拼接获得PhACT2全长cDNA序列,开放阅读框为1 134 bp,编码377个氨基酸残基,分子量为41.79 k D,理论等电点为5.30。与其他植物同源序列进行分析表明,其核苷酸序列与甜菜的同源性较高为88%,氨基酸序列的同源性均在95%以上。进化分析表明,PhACT2与拟南芥At ACT7的氨基酸序列仅存在4个特异位点的氨基酸差异。实时荧光定量PCR分析结果显示,PhACT2在太子参的不同器官、组织中具有稳定的表达,可作为内参基因。PhACT2全长cDNA序列的成功克隆和生物信息学分析为其在分子生物学领域的应用奠定基础。     

琯溪蜜柚果肉过氧化物酶cDNA的克隆及序列分析

以琯溪蜜柚果肉为材料,运用cDNA克隆的方法,克隆得到了琯溪蜜柚果肉过氧化物酶的cDNA的全长,并对得到的序列进行了一些分析,从分子生物学角度对粒化的研究做了初步的探索。结果表明:琯溪蜜柚果肉PODcDNA全长1263bp,有完整的阅读框,编码351个氨基酸。另外5'非翻译区42bp,3'非翻译区168bp(不包含终止密码子TAA),其中包括一个多聚腺苷酸化信号AATAAA,以及一个含24个腺苷酸的poly(A)尾。由琯溪蜜柚果肉PODcDNA推导的氨基酸序列与无花果(Fi-cuscarica)、陆地棉(Gossypiumhirsutum)、杨属植物(Populus)等同源性较高,分别为:58.6%,67.61%,65.24%,67.14%等。     

毛白杨植物络合素合酶(PtPCS)基因克隆及其表达研究

植物络合素(PCs)是植物细胞中一类螯合重金属离子的多肽,对细胞解毒和重金属的富集有重要的作用。植物络合素合酶(PCS)是合成PCs途径中的关键酶。本研究克隆了毛白杨的植物络合素合酶基因PtPCS,该基因cDNA序列全长1512bp,可编码503个氨基酸;与其它8种植物同源基因比对显示,它们的氨基酸序列相似性在67%～74.1%之间;构建进化树发现,这9种植物明显的分为两大分支,并且两大分支PCS蛋白的高级结构显示出明显的差异,一种呈月牙状,一种为伞状,重金属超富集植物均为月牙状结构。对毛白杨在不同镉浓度处理下PtPCS基因的表达情况分析发现,毛白杨根、茎、叶中PtPCS基因均表现出先升高后缓慢降低的表达趋势,并且在同一镉浓度处理下,毛白杨不同器官PtPCS基因的表达具有规律性,即根表达量最强,茎次之,叶片最弱。研究结果不仅为植物育种提供了重要的基因资源,也为剖析毛白杨的镉抗性和富集特性的研究奠定了良好的基础。     

小麦脂质转运蛋白cDNA结构及相应肽链构造特征的分析

根据测序获得的1条261 bp cDNA片段,通过电子延伸、设计引物,从小麦Mardler/7*百农3217(Pm2)的cDNA中扩增获得1条651 bp的cDNA片段,通过同源比对发现其包含小麦LTP1 完整的编码序列.该片段包含基因的5'非翻译区42 bp,3'非翻译区261 bp,开放阅读框348 bp,编码115个氨基酸.预计蛋白的分子量为11.2 kD,等电点为9.46.此基因有8个位置保守的半胱氨酸(C)残基及25个氨基酸的信号肽,为典型的植物脂质转运蛋白基因.其基因序列数据库(GenBank)登录号为AY796184(基因)和AAV65513(蛋白).通过疏/亲水性分析,发现肽链分子具有较大范围的疏水面.     

一个属于Aux/IAA基因家族的毛白杨PtIAA1的克隆和序列分析

基于NCBI数据库中的序列信息,我们利用PCR技术克隆到一个毛白杨(Populus tomentosa)RtIAAl基因.序列分析表明PtIAA1 cDNA长度为946个碱基,编码一个由258个氨基酸组成的蛋白,该蛋白与PtIAA1、NtIAA28和AtIAA16蛋白的同源性分别高达97%、75%和74%.系统进化分析表明PtIAA1基因可能属于Aux/IAA基因家族中组的成员.与大多数的Aux/IAA基因家族中的基因一样,PtIAA1蛋白是一个短命核蛋白,拥有4个高度保守的区域.     

烟夜蛾幼虫中肠类钙粘蛋白基因cDNA片段的克隆与序列分析

类钙粘蛋白位于昆虫中肠刷状缘膜囊泡上,该蛋白作为Bt毒素的受体可以与其结合导致昆虫死亡,因此,昆虫对Bt毒素的抗性与类钙粘蛋白有密切关系。本研究以烟夜蛾五龄幼虫中肠的总RNA为模板,根据已经克隆的其他昆虫的类钙粘蛋白基因序列设计引物,利用RT-PCR技术扩增出了烟夜蛾类钙粘蛋白基因的cDNA片段,将其连接到pMD18-T载体,转化大肠杆菌后筛选阳性克隆并进行序列测定,测序得到的1 335 bp的片断编码444个氨基酸残基。序列分析表明,该氨基酸序列与棉铃虫和烟芽夜蛾类钙粘蛋白的一致性分别为95%和86%。研究结果对进一步研究昆虫对Bt毒素产生抗性的机制以及发展分子技术快速检测并监测田间昆虫抗性基因的产生奠定了基础。     

绒毛白蜡NADH还原酶第二亚基基因(ndhB)的克隆及同源性分析

采用RT-PCR 技术克隆了绒毛白蜡NADH还原酶第二亚基cDNA 序列(FvndhB)。 FvndhB cDNA序列长893bp,由288个氨基酸残基组成,推测该序列编码的蛋白质相对分子质量为32.3kD,pI 为10.17。序列比对结果表明FvndhB与参考的8个物种的ndhBs在核酸水平上表现出较高的同源性,表明ndhB基因家族具有较高的保守性。其中与桑树的同源性最高,其次是银白杨,最后是日本柳杉。利用DNAMAN软件构建的系统进化树表明绒毛白蜡与其他植物亲缘关系较远。本研究首次从绒毛白蜡中克隆了ndhB基因,并对其进行了同源性分析,为进一步克隆绒毛白蜡ndhB全长基因及分析其表达特性奠定了基础。     

烟夜蛾幼虫中肠Bt Cry1Ac毒素受体蛋白cDNA片段的克隆和序列测定

利用RT-PCR技术扩增烟夜蛾(HelicoverpaassultaGuen啨e)幼虫中肠Bt毒素Cry1Ac受体蛋白APN(N-氨基肽酶,aminopeptidaseN,APN)基因片段,克隆和测序结果表明,测序得到的812bp的片段编码270个氨基酸残基,且该片段在阅读框内。通过同源性分析发现,其核苷酸序列与棉铃虫(H.armigera)、澳洲棉铃虫(H.punctiger a)、烟芽夜蛾(H.virescens)、舞毒蛾(Lymantriadispar)、小菜蛾(Plutellaxylostella)、印度谷螟(Plodiainterpunctella)RC688品系和HD198品系、烟草天蛾(Manducasexta)和家蚕(Bombyxmori)的Cry1Ac受体蛋白基因的同源性分别为97.0%,90.0%,78.0%,63.5%,55.0%,60.3%,61.2%,55.0%和59.0%。推导的烟夜蛾Cry1Ac受体蛋白基因的氨基酸序列与棉铃虫、烟芽夜蛾、斑实夜蛾、舞毒蛾的氨基酸序列同源性分别为95.6%,81 0%,82 7%和55 7%。该片段编码的氨基酸属于氨肽酶家族,与烟夜蛾对BtCry1Ac毒素的抗性有关。     

小麦硬度主效基因Pina和Pinb的克隆和序列分析

籽粒硬度是小麦品质改良的重要目标性状. 根据已报道的谷类作物中硬度主效基因Pina和Pinb的DNA序列, 设计了两对简并引物, 以我国软质小麦品种京411基因组DNA为模板, 进行PCR扩增, 分别获得了约450 bp的Pina和Pinb基因的全长特异性片段. 将其克隆到pGEM-3Zf(+)上, 重组子和酶切鉴定正确后, 进行序列测定和分析. 结果表明, 与     

疣粒野生稻泛素结合酶基因的全长cDNA序列克隆与分析

从已构建疣粒野生稻消减cDNA文库中随机挑取阳性单克隆经测序得到ESTs, 通过生物信息学分析, 选取与泛素结合酶具有同源功能的EST以RACE技术分离克隆到1个疣粒野生稻泛素结合酶基因的全长cDNA序列, 命名为OmE2 (Oryza meyerianaBaill. ubiquitin-conjugating enzyme, OmE2), 该序列长917 bp, 最大开放阅读框为528 bp, 编码的蛋白具有175个氨基酸, 该蛋白的分子量为19.31 kD, 理论等电点为9.32。OmE2蛋白与其他物种的泛素结合酶具有高度的一致性和相似性, 含有泛素结合酶活性位点的保守序列及半胱氨酸残基, 且具有3个跨膜结构域, 推测OmE2是一类泛素结合蛋白兼跨膜蛋白。经RT-PCR分析, OmE2基因是受白叶枯病病原菌胁迫诱导表达的, 是首次从野生稻中发现的可能参与疣粒野生稻胁迫信号传导和抗病应答反应的基因。