黏虫clip型丝氨酸蛋白酶基因的克隆及原核表达

为了克隆黏虫丝氨酸蛋白酶的全基因序列,并进行原核表达,以黏虫为研究对象,利用RT-PCR扩增丝氨酸蛋白酶的部分基因,进而通过RACE技术,得到丝氨酸蛋白酶全基因,通过Blast等软件对获得基因序列和推导的蛋白质序列进行分析,并利用大肠杆菌表达系统对其进行表达.结果表明,成功克隆黏虫丝氨酸蛋白酶全基因,将其命名为MsPG...     

编码酿酒酵母丙酮酸脱羧酶(Pdc6)基因克隆及其生物信息学分析

旨在从生物信息学角度更好地研究酿酒酵母丙酮酸脱羧酶(Pdc6)的结构和功能,克隆酿酒酵母H5的丙酮酸脱羧酶基因pdc6。利用Primer 5.0软件设计1对20 bp引物,以H5基因组DNA为模板克隆获得pdc6,并利用生物信息学分析方法对其序列进行验证及分析。该序列长度为1692 bp,无碱基缺失,且该基因具有完整的开放阅读框,该基因编码的Pdc6包含563个氨基酸残基,该蛋白质中酸性氨基酸残基数量和碱性氨基酸残基数量大致相同;Pdc6理论等电点5.8,疏水性最大值为2.32,亚细胞定位预测其位于细胞外基质,属于酸性蛋白质,并预测了空间结构模型。本研究说明该蛋白结构与Pdc1和Pdc5结构类似,对酿酒酵母H5编码丙酮酸脱羧酶(Pdc6)基因序列克隆和生物信息学分析后,可为后续单基因敲除选取基因顺序的研究提供一定的理论基础。     

甘蔗ADP/ATP转运蛋白酶基因克隆及其序列的生物信息学分析

摘要：【研究目的】甘蔗(Saccharum officinarum Linn) 是C4光合途径作物,有着特殊的能量代谢系统,研究其能量代谢过程的ADP/ATP转运蛋白酶基因具有重要的意义。【方法】本研究采用同源克隆原理和PCR技术克隆甘蔗AAC转运蛋白酶基因,并应用生物信息学方法,对其进行多序列比对分析、物理性质分析、三级结构预测、亚细胞定位、跨膜区域预测和疏水性分析。【结果】克隆获得甘蔗AAC cDNA序列全长为1170bp,包括一个可编码387氨基酸的完整ORF。生物信息学分析显示,AAC家族基因的N端序列相对不保守,C端序列高度保守;其的分子量是42.265 kD,理论等电点是9.79,预测其为稳定的蛋白;GRAVY值为-0.099;含有6个跨膜区域;其6个跨膜螺旋(TM1-TM6)跨越磷脂双分子层结构,盐桥可能是通过中间的3个连接螺旋α1-α3共同构成的;定位在细胞质的概率为60.9%。【结论】本研究获得甘蔗AAC 完整ORF序列,并通过生物信息学预测该基因所编码的蛋白为一个稳定跨膜蛋白,其可能定位在细胞质。这些研究为甘蔗AAC基因的深入研究和应用奠定初步基础。     

苦荞漆酶基因的克隆与生物信息学分析

利用RT-PCR技术从苦荞中克隆出2条漆酶（laccase）基因,运用生物信息学技术对2个基因序列进行分析,预测结构域、二级和三级蛋白结构,进行蛋白同源比对及进化树分析。结果表明,FtLAC-1基因序列开放阅读框为1695bp,编码564个氨基酸,FtLAC-2基因序列开放阅读框为1707bp,编码568个氨基酸。FtLAC-1和FtLAC-2蛋白预测分子量分别为61.41和62.47kDa,理论等电点分别为9.45和9.41,为亲水性蛋白,2个基因序列相似性较低,氨基酸序列同源性不高。qRT-PCR分析出其在苦荞不同组织器官存在差异性表达。结论为进一步探索FtLAC-1和FtLAC-2在苦荞薄果壳形成中的功能提供理论基础。     

白花虎眼万年青绿原酸合成酶基因QtHQT的克隆及表达分析

羟基肉桂酰辅酶A奎尼羟基肉桂转移酶(hydroxycinnamoyl-Co A quinate hydroxycinamoyl transferase,HQT)是植物绿原酸合成过程中的关键酶。为研究HQT基因在白花虎眼万年青绿原酸合成中的分子机理,根据已获得的白花虎眼万年青转录组数据中的HQT基因序列,设计引物,利用RT-PCR方法获得白花虎眼万年青HQT基因的完整编码区序列;对该基因进行了生物信息学分析,并采用相对定量PCR方法分析了其在不同器官中的表达特性。研究结果表明,分离出的白花虎眼万年青HQT基因长1 284 bp,编码427个氨基酸并包括应有的保守区域,命名为Qt HQT;Qt HQT基因在白花虎眼万年青的鳞茎中表达量最高,珠芽其次,叶片中最低。本研究从白花虎眼万年青中克隆了Qt HQT基因,并对其进行了生物信息学和相对表达量分析,为后续研究奠定了基础。     

牦牛HDAC2基因克隆及其在睾丸中的表达

旨在克隆牦牛HDAC2(Histone deacetylase 2)基因,预测分析HDAC2蛋白的结构和特性,并检测HDAC2的mRNA在牦牛不同组织以及不同发育阶段睾丸中的表达。将牦牛按年龄划分为幼年组(0.5～1岁)、成年组(4～5岁)及老年组(7～9岁),采集成年组牦牛肝脏、肾脏、肺、胃、脾脏、脑、心脏和卵巢组织以及3个时期的牦牛睾丸组织,利用反转录PCR(RT-PCR)技术克隆获得牦牛HDAC2的基因序列,使用生物信息学的方法预测该基因的序列同源性以及其编码蛋白质的氨基酸序列和结构;通过实时荧光定量PCR检测HDAC2的mRNA在牦牛不同组织中的表达,通过RT-PCR检测HDAC2的mRNA在牦牛不同发育阶段睾丸中的表达,利用色素原位杂交技术检测HDAC2 mRNA在成年牦牛睾丸中的定位。结果表明,HDAC2基因的开放阅读框包含1 467个碱基,编码488个氨基酸,其基因序列在哺乳动物中高度保守。结构预测表明,HDAC2是一个脂溶性疏水蛋白,具有一个组蛋白去乙酰化酶结构域。该基因的mRNA在卵巢和睾丸中的表达较高。HDAC2的mRNA在幼年期牦牛睾丸中的表达显著高于其他时期,在牦牛睾丸中HDAC2的mRNA定位在除精细胞之外的各类细胞中。克隆得到牦牛HDAC2基因序列并明确了该基因在睾丸中的时序表达模式,对于深入探讨HDAC2在牦牛睾丸发育及精子发生中发挥的作用提供了一定的试验数据。     

巨峰葡萄Rs基因的克隆鉴定、序列分析与时空表达特征研究

探究白藜芦醇合酶(Resveratrol synthase,Rs)在巨峰葡萄果实发育中的潜在作用。对其序列进行结构及功能分析,并鉴定其在果实不同发育时期的时空表达特异性。采用生物信息学分析及qRT-PCR的方法,对巨峰葡萄Rs基因序列进行分析,并对其结构和亚细胞定位进行预测,以及分析果实不同时期不同组织的表达情况。克隆得到的Rs基因cDNA全长1 539 bp,开放阅读框(ORF)为1 179 bp,编码392个氨基酸,预测蛋白分子质量42.88 ku,理论等电点(pI)为6.09,且该基因含有查耳酮和二苯乙烯合酶活性位点以及完整的芪合酶家族特征位点;蛋白互作预测发现,Rs和OMT2.1具有互作,后者可催化白藜芦醇生物合成紫檀芪;亚细胞预测结果表明,Rs基因主要在细胞质和叶绿体中表达;启动子分析发现,Rs基因表达可能受光照、MYB、真菌和激素的调控并存在一定的组织特异性。qRT-PCR表达分析显示,葡萄Rs基因在果皮和果肉中不同时期均有表达,但在花后25 d的青皮中表达量最高。结合Rs基因在白藜芦醇积累的作用,可以推测可能在果实发育前期的果皮中白藜芦醇有较高积累。巨峰葡萄Rs基因在进化过程中具有较高的保守性,其表达可能受环境、真菌和激素的调控且与OMT2.1具有互作效应。而且在不同的组织和时期存在一定的特异性。     

芽孢杆菌蛋白酶基因apr的克隆、 表达及序列分析

【研究目的】克隆从新疆吐鲁番地区土样分离获得产蛋白酶菌株Bacillus tequilensis C9蛋白酶基因apr,建立蛋白酶基因异源表达体系。【方法】采用PCR技术克隆获得目的基因,利用生物信息学软件进行序列分析,构建pET-28a原核表达重组质粒,转化BL21大肠杆菌,37℃下IPTG诱导表达融合蛋白,测定酶活。【结果】蛋白酶基因apr全长1098 bp,与Bacillus subtilis aprE (AB734697)有98%的同源性,编码含有299个氨基酸残基的成熟蛋白,是易溶、亲水性较强的蛋白,属于Peptidases_S8_S53 superfamily蛋白家族,融合蛋白分子量为29 kDa,蛋白酶酶活为28.4 u/mL。【结论】试验为构建蛋白酶基因高效表达体系奠定理论基础。     

大豆种子成熟蛋白PM40基因表达方式分析及其启动子预测

研究大豆种子成熟蛋白PM40基因在不同逆境条件下及大豆各组织中的表达情况,并对其上游启动子序列进行生物信息学预测,为揭示PM40基因表达本质及其启动子的功能研究、利用提供理论依据。利用qRT-PCR方法,检测PM40基因在干旱、盐、低温、脱落酸条件下的表达;比较该基因在大豆根、茎、叶、花、30DAF、60DAF和90DAF中的表达;克隆PM40基因5′端上游启动子序列,并预测其含有的顺式作用元件。结果表明,PM40基因在干旱、低温和脱落酸处理不同时间下,与未处理相比,表达量均下降,在盐处理条件下,只有处理2 h时表达升高,其余处理时间基因表达下降,说明PM40基因受干旱、低温和脱落酸诱导表达下降,在盐诱导2 h时表达升高;PM40基因在大豆种子中的表达相对较高,尤其是60DAF和90DAF的种子中,相对于根的表达量为35.76,239.75倍;以大豆基因组DNA为模板,克隆PM40基因5′端上游启动子序列1 581 bp,生物信息学预测表明,PM40基因启动子序列中包含多种与种子高表达相关的顺式元件。推测大豆PM40基因启动子可能具有种子特异表达特性。     

青花菜BoMYB基因的克隆与序列分析

通过培养青花菜幼苗并提取DNA,以所得DNA为模板克隆青花菜MYB基因,并对该基因进行测序。测序后,利用生物信息学手段进行序列分析,包括寻找同源序列、同源序列蛋白质翻译比对、分析翻译所得蛋白质的理化性质和二级结构,预测结构域和构建系统发育树。从青花菜中克隆得到的BoMYB基因,其编码263个氨基酸,蛋白序列中具有2个SANT结构域。对比在拟南芥中的研究推测,该基因可能在渗透胁迫响应中起作用。系统发育分析结果表明,BoMYB与欧洲油菜的MYB聚为一组,它们与拟南芥的MYB处于不同分支。对BoMYB基因的克隆与序列进行分析,为探究青花菜MYB基因的表达、功能及抗逆机理研究奠定了基础。     

甜樱桃(Prunus avium)PaGAST基因的电子克隆及生物信息学分析

为获得甜樱桃PaGAST 基因的cDNA 序列,并预测该基因编码蛋白的结构与功能,以草莓FaGAST1 基因序列为探针,通过基于NCBI数据库中表达序列标签的电子克隆技术对甜樱桃PaGAST 基 因进行克隆。利用生物信息学方法对其编码蛋白的理化性质、疏水性和亲水性、信号肽序列、跨膜结构域、亚细胞定位及功能等方面进行分析。结果表明：甜樱桃PaGAST 基因长度为750 bp,开放阅读框长度为324 bp,编码107 个氨基酸,N末端存在信号肽序列,C末端含有保守的GASA结构域。由于PaGAST蛋白中含有的疏水性氨基酸残基较多,该蛋白具有跨膜螺旋区,是一种跨膜蛋白,且有10 个预测的蛋白激酶磷酸化位点。亚细胞定位分析表明,PaGAST蛋白分布在细胞膜外的可能性很大。功能预测显示,PaGAST 基因可能具有响应胁迫应答、信号转导和免疫应答方面的功能。进化分析显示甜樱桃PaGAST蛋白与桃的亲缘关系最近。在一定程度上为甜樱桃PaGAST 基因的克隆及功能鉴定奠定理论基础。     

杨树SAMT基因的克隆及生物信息学分析

为了揭示水杨酸甲酯转移酶SAMT (Salicylic acid carboxyl methyltransferase)基因在杨树抗溃疡病中的功能。本研究采用RT-PCR技术和pGM-T克隆的方法,获得了‘84K杨’的SAMT基因序列,并对该基因编码的蛋白的理化性质、疏水性、结构域、功能、二级结构及亚细胞定位等进行了生物信息学分析。结果显示:该基因位于细胞质中,属于甲基转移酶7家族,为亲水性蛋白。预测结果为下一步研究该基因在杨树抗溃疡病中的功能提供了帮助,也为其在其他多年生木本植物中的功能研究提供了参考。     

甜樱桃PaGAST基因的电子克隆及生物信息学分析

为获得甜樱桃PaGAST基因的cDNA序列,并预测该基因编码蛋白的结构与功能,以草莓FaGAST1基因序列为探针,通过基于NCBI数据库中表达序列标签的电子克隆技术对甜樱桃PaGAST基因进行克隆。利用生物信息学方法对其编码蛋白的理化性质、疏水性和亲水性、信号肽序列、跨膜结构域、亚细胞定位及功能等方面进行分析。结果表明:甜樱桃PaGAST基因长度为750 bp,开放阅读框长度为324 bp,编码107个氨基酸,N末端存在信号肽序列,C末端含有保守的GASA结构域。由于PaGAST蛋白中含有的疏水性氨基酸残基较多,该蛋白具有跨膜螺旋区,是一种跨膜蛋白,且有10个预测的蛋白激酶磷酸化位点。亚细胞定位分析表明,PaGAST蛋白分布在细胞膜外的可能性很大。功能预测显示,PaGAST基因可能具有响应胁迫应答、信号转导和免疫应答方面的功能。进化分析显示甜樱桃PaGAST蛋白与桃的亲缘关系最近。在一定程度上为甜樱桃PaGAST基因的克隆及功能鉴定奠定理论基础。     

山羊CIDE家族基因克隆分析及互作蛋白预测鉴定

旨在获得CIDEB、CIDEC基因的CDS,检测该家族基因在山羊不同组织中的表达量,预测其互作蛋白,为进一步揭示CIDE家族基因在脂代谢中的调控网络提供参考.主要利用RT-PCR克隆获得山羊CIDEB、CIDEC基因序列并利用在线工具分析CIDE家族蛋白的生物学特性,并预测其互作蛋白.利用实时荧光定量PCR(RT-qP...     

麻疯树叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶的BIBAC文库筛选及其生物信息学分析

旨在建立麻疯树BIBAC文库筛选目的基因快捷高效的方法,并对其克隆的叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因进行生物信息学分析。本研究利用高密度杂交膜从麻疯树BIBAC文库中筛选到含有叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因的克隆,对其测序并用生物信息软件对获得全长序列及编码的蛋白质序列的特性进行分析。将筛选到的阳性克隆进行测序,并将该序列与麻疯树叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因进行比对,相似性达到99%,证实此克隆为含叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因(JcFAD7)的BIBAC克隆。麻疯树叶绿体?-3脂肪酸去饱和酶基因长度为2655 bp,含有8个外显子和7个内含子,编码525个氨基酸。该基因编码的蛋白质为不具有信号肽的亲水性蛋白,二级结构元件多为α-螺旋和无规则卷曲,含有2个大的跨膜区域,在麻疯树中为单拷贝。本研究建立了高密度杂交膜从BIBAC文库中筛选目的基因快速高效的方法,同时也验证了该方法的可行性并对克隆到的基因进行了生物信息学分析。     

MADS-box基因GmAP3的克隆及生物信息学分析

植物MADS盒基因蛋白是一类在生物发育过程中起着重要作用的转录因子家族。本研究在前期大豆花芽转录组测序分析的基础上,利用RACE技术成功克隆了一个MADS-box基因的全长cDNA序列,利用生物信息学方法对它所编码的氨基酸基本性质和结构进行了系统分析。结果表明,该基因属于MIKC家族,为亲水性蛋白,稳定性较好;二级结构中同时含有α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲结构,其中α-螺旋和无规则卷曲所占比例均较高;亚细胞定位分析显示其定位在细胞核上;聚类分析表明该基因属于AP3亚家族,该基因编码的氨基酸与拟南芥AP3蛋白的同源性为41.18%,与大豆中GmNMH7的同源性最高为97%,命名该基因为GmAP3。本研究成功克隆出GmAP3基因,为该基因的进一步研究提供实验材料,并通过生物信息学分析预测,为下一步该基因的功能研究提供依据。     

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。     

大豆CML38-like基因的克隆及表达载体构建

类钙调蛋白(CaM-likeprotein,CML)在植物抵抗逆境中发挥了重要的作用,因此研究CML基因是植物抗逆分子育种的一个重要分子基础。本实验室在前期工作中筛选得到1个片段大小为264 bp的大豆CML基因,对该基因序列设计特异性引物,利用PCR技术对该基因进行扩增,并获得大小为264 bp的片段,利用无缝克隆技术连接到pMD18T载体上,获得克隆载体。通过对该基因的核苷酸序列分析,在NCBI上发现该基因序列与大豆Calcium-binding protein(CML38-like)基因序列相似度为98.53%。目前对CML38-like基因的功能还未见报道,本研究根据克隆测序得到的基因序列构建系统进化树并分析,随后对该基因的蛋白质二级结构和蛋白质三级结构进行预测,发现该基因可能对大豆抗旱有着一定的影响。最后通过克隆载体构建CML38-like基因的过表达载体以及RNA干扰表达载体。本研究为鉴定大豆CML38-like基因的功能和了解该基因对大豆的非生物胁迫反应的影响提供了理论依据。     

枸杞LbXEGIP1基因的克隆与生物信息学分析

内切葡聚糖酶抑制蛋白(XEGIP)在植物防御病原菌侵袭中扮演了重要角色。本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)‘宁杞1号’为试验材料,采用RACE技术从枸杞花药cDNA中成功克隆了枸杞的XEGIP1基因,命名为LbXEGIP1,GenBank登录号为MG744343。结合生物信息学方法对LbXEGIP1基因编码的蛋白质进行理化性质、信号肽、亚细胞定位、蛋白结构以及系统进化等方面的预测分析。结果表明,该基因CDS序列全长1 290 bp,编码429个氨基酸,预测蛋白分子量为47.39 kD,等电点为8.59,是一个含有一个跨膜区和信号肽区域,脂溶性的稳定蛋白,它的亚细胞定位于细胞分泌途径中。LbXEGIP1属于天冬氨酸蛋白酶A1亚家族,在其N端和C端分别具有葡聚糖酶抑制子结构域。在其二级结构中无规则卷曲所占比例最高(35.66%),其次是延伸链(30.77%)。系统进化分析表明LbXEGIP1蛋白与甜椒中的XEGIP亲缘关系最近。枸杞XEGIP1基因的克隆及生物信息学分析,为后续研究该基因的功能以及枸杞病虫害的防治方面提供了依据。     

谷子十里香抗锈抑制消减杂交文库构建及初步分析

为了研究十里香抗锈分子机理及其调控机制。以谷子抗锈十里香接种12,24,48,72,96 h叶片为材料,利用抑制差减杂交技术,构建了谷锈菌诱导的SSH文库,筛选十里香接种与未接种锈菌差异表达的基因片段,通过Gen-Bank进行同源比对,对差异表达基因进行功能注释,并利用荧光定量PCR技术对部分差异表达片段进行表达分析。随机挑取差减文库中阳性克隆测序,共获得368个EST序列,插入片段大小为200~750 bp,通过网上GenBank非冗余数据库比对分析,发现其中32个EST与抗病相关。对与抗病相关的EST分析,推测WRKY转录因子、MAPK信号途径、钙信号途径、谷胱甘肽-S-转移酶、细胞色素P450、病程相关蛋白等可能参与了十里香与谷锈菌非亲和互作。进一步利用荧光定量PCR技术对SSH文库中4个基因做了表达分析,结果表明这些基因均受锈菌诱导表达。通过构建十里香受锈菌诱导的SSH文库,初步明确了十里香参与抗锈相关的基因,为下步谷子抗锈分子育种奠定基础。