甘薯病毒G(SPVG)外壳蛋白基因的克隆、表达及其抗血清的制备

根据已报道的甘薯病毒G(Sweet Potato Virus G ,SPVG)外壳蛋白（CP）基因的核苷酸序列合成引物,利用RT-PCR方法克隆了SPVG河南分离物（SPVG-HN）的CP基因,序列分析表明,SPVG-HN CP基因由1065个核苷酸组成（GenBank登录号为DQ399861）,编码355个氨基酸残基。与GenBank中Egypt1(AJ515380)、LSU-1(AY178991)和LSU-3(AY178990)分离物的核苷酸序列相似性为98%左右,与中国广东分离物SPVG-CH（X76944）和SPVG-CH2（Z83314）的相似性分别为98.1%和85.5%。将CP基因克隆到原核表达载体pET-30a（+）上,SDS-PAGE分析表明,经IPTG诱导, CP基因在大肠杆菌BL21(DE3) pLysS中得到了高效表达。以表达的蛋白为抗原,免疫家兔,制备了SPVG外壳蛋白的特异性抗血清。间接ELISA检测结果表明,制备的抗血清可用于田间甘薯样品的检测。     

侵染南瓜的西瓜花叶病毒和黄瓜花叶病毒CP基因的克隆和序列分析

采用RT-PCR的方法,用马铃薯Y病毒属病毒3′-末端序列的简并引物和黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）外壳蛋白（CP）基因的特异引物,对采自山东聊城的一表现花叶、黄化、蕨叶及果实畸形的南瓜样品进行了检测,同时扩增到了西瓜花叶病毒（Watermelon mosaic virus, WMV）和CMV 2种病毒的基因组片段,说明该样品受到WMV和CMV 2种病毒的复合侵染。这2个病毒分离物分别被命名为WMV-liaocheng和CMV-liaocheng。序列测定及分析结果表明,它们与其它相应病毒分离物CP基因核苷酸序列的同源性分别为91.2-98.0%和77.0-97.9%,推导的氨基酸序列同源性分别为96.4-98.5%和81.2-99.1%。根据完整CP 基因核苷酸序列构建的系统进化树显示：18个WMV分离物可分为3组,其中WMV-liaocheng 与HLJ、CHN及Habenaria等分离物表现出较近的亲缘关系,形成Ⅲ组;30个CMV分为两个亚组,其中CMV-liaocheng属于亚组I,CMV-liaocheng可能发生过重组。     

新城疫病毒河北分离株F基因的克隆及序列分析

参照GenBank中NDV的核酸序列设计一对引物,利用RT-PCR扩增,基因并得到长约1.7 kb的全基因片段,并将其构建到pMD.19T载体上.核苷酸序列测定结果表明:该基因片段全长1 662 bp,编码553个氨基酸,与GenBank下载的13株参考毒株,基因比较,核苷酸和氨基酸序列同源性分别为97.2%～99.2%和96.9%～98.7%;但与IJasota、F48E9及Bl等常见疫苗株的氨基酸同源性仅为88.6%～91.5%.NDV分离株F蛋白裂解位点的氨基酸序列为112R-R-Q-K-R-F-I-G119,属于基因Ⅵ NDV.     

草莓轻型黄边病毒北京分离物的CP基因序列分析

为了明确引起北京地区草莓病毒病的病毒种类和病毒序列的分子变异特点,从北京地区表现畸形症状的草莓叶片中提取总RNA,利用RT-PCR技术扩增得到草莓轻型黄边病毒(Strawberry mild yellow edge virus,SMYEV)的含有外壳蛋白(CP)基因的729 nt特异性核苷酸片段。经序列测定和分析可知,北京地区存在2种不同的SMYEV分离物（BJ1和BJ2）,两者间的核苷酸序列同源性仅为82.72%~82.96%。将北京分离物与分别来自德国、美国、智利、捷克、澳大利亚、比利时、意大利、韩国和中国沈阳等国家或地区的不同分离物的CP基因序列进行分析比较。结果显示,33个分离物可以分为四大组群,BJI和BJ2分别归属不同组群,BJ1与19个其他国家的分离物亲缘关系较近,BJ2与中国沈阳的2个分离物亲缘关系较近。BJ1和BJ2与其他分离物的CP基因核苷酸序列同源性分别为81.10%~98.35%和82.03%~98.63%,氨基酸序列同源性介于82.17%~99.17%和90.91%~94.63%。     

宁夏地区马铃薯X病毒分离及其CP基因克隆

马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)对马铃薯生产影响较大,不同区域内PVX存在多样性和株系差异。本研究通过指示植物法和分子生物学鉴定法,从宁夏隆德县区域内的感病马铃薯上分离到一株马铃薯X病毒(PVX-NX1)。利用RT-PCR技术,克隆该病毒的外壳蛋白(CP)基因,序列分析结果表明,CP基因全长714 bp,编码237个氨基酸残基,与已报道CP基因的核苷酸序列同源性为72.42%~97.34%,氨基酸序列同源性为91.53%~100%。其中,与荷兰分离物X3(属PVX的X3株系)、中国新疆的核苷酸序列同源性分别为96.36%、97.34%,氨基酸同源性均为100%。初步确定PVX-NX1属PVX的X3株系。     

水稻草状矮化病毒基因组RNA1-3的分子生物学

水稻草状矮化病毒(以下简称水稻草矮病毒,Rice grassy stunt virus,RGSV),是纤细病毒属(Tenuivirus)的一个成员,病毒粒体丝状,由核衣壳蛋白和基因组RNA组成。该病于20世纪70年代曾在南亚、东南亚大面积发生,给当地的水稻生产造成严重损失,在我国的福建、台湾、广东、广西和海南等地也有分布。与同属病毒其它成员相比,RGSV分子生物学研究进展较为缓慢,直至1998年才报道病毒基因组全序列,其基因组包含6个ssRNA片段,其中RNA1,2,5和6分别对应于纤细病毒属其它病毒的RNA1-4。6个片段均采用双义编码策略。这不仅在纤细病毒属中,在植物病毒中也是独特的。有鉴于此,本文对水稻草矮病毒沙县分离物(RGSV-SX)RNA1-3的分子生物学及部分基因功能进行了研究(RGSV-SX RNA1-3全长序列已递交GenBank登录,登录号分别为：AF509470、AF511072、AF397468)。根据RGSV菲律宾北方分离物(RGSV-IR)序列设计合成引物,通过RT-PCR获得了覆盖RGSV-SX基因组RNA1-3的cDNA克隆。序列分析结果表明,RGSV-SX分离物RNA1长9764个核苷酸,与已发表的RGSV菲律宾IR、SC分离物相比,核苷酸序列同源性均为99．6％,其中,NS1蛋白三个分离物间的氨基酸序列同源性为100．0％、RdRP氨基酸序列同源性分别为95．0％、95．0％、99．0%;RNA2全长4071个核苷酸,RNA2与IR、SC分离物的核苷酸序列同源性分别为97．6％、99．3％,NS2氨基酸序列同源性分别为99．5％、99．0%,NSvc2氨基酸序列同源性分别为96．3％、96．9％;RNA3的全长为3120个核苷酸,整个片段与IR、SC分离物的核苷酸序列同源性分别为98．7％、91．0%,NS3氨基酸序列同源性分别为98．4％、96．4%;NSvc3氨基酸序列同源性分别为99．2％、81．9％。对RGSV各分离物(SX、IR、SC)间RNA1-6核苷酸序列同源性进行多重比较结果表明,RGSV存在明显的重排现象,不同分离物的相应RNA片段存在积累突变的差异。以RNA2、RNA3变异程度较大,SX的RNA2与IR变异较大,变异率达2．36％,更接近于SC分离物,而SX的RNA3-6则与IR分离物更接近,SX的RNA1与IR、SC有变异,但变异不大,且三个分离物间的变异主要发生在基因间隔区。这些结果表明,SX与IR同源性更高,二者具有较近的亲缘关系,而与SC的差异较大,这在分子水平上也进一步确定了SX与IR分离物相近,而与SC分离物相差较远,由此可以推测,我国沙县分离物SX可能来源于菲律宾北方分离物(IR),并在流行过程中经介体昆虫传播发生了较少的基因内重排或变异。对RGSV-SX的vRNA3 ORF片段进行克隆、原核表达载体的构建及在大肠杆菌中的表达,并制备了抗血清,为进一步开展NS3基因及它所编码蛋白的功能研究打下基础。通过建立水稻原生质体培养体系,经聚鸟氨酸(PLO)介导将提纯的水稻草矮病毒(RGSV)接种到水稻原生质体内,按不同时间取样,提取其总蛋白,以RGSV抗血清、制备的NS3融合蛋白抗血清及提纯的病害特异性蛋白SP(NS6)抗血清为探针,采用酶联免疫吸附法(ELISA)和蛋白免疫印迹法(Western-blot),研究RGSV在水稻原生质体内的表达周期。构建了含NS3基因的植物表达载体pCBTNSv3,转化农杆菌,用以转化水稻的研究。在实验过程中详细比较了根癌农杆菌转化水稻的各种条件,建立了农杆菌介导的水稻转化的优化系统,克服了再生植株难的问题,获得了转RGSV NS3的水稻转基因再生植株,经鉴定,初步证实NS3基因已整合到水稻的基因组中。     

葡萄A病毒外壳蛋白基因克隆及分子变异分析

为获得葡萄A病毒(Grapevine virus A,GVA)外壳蛋白(CP)基因,并为开展GVA-CP介导的抗病毒转基因研究提供基础,本研究从葡萄休眠枝条中扩增获得12个GVA分离物的CP基因序列,全长597nt,编码198个氨基酸。所得分离物间核苷酸和氨基酸序列同源性分别为83.9%~99.8%和92.4%~99.5%,与GenBank中12个GVA CP序列比较,核苷酸和氨基酸序列同源性分别为71.0%~93.1%和81.8%~98.0%。系统进化分析表明,本研究12个分离物CP序列与已报道的GVA Ⅰ组亲缘关系最近。种群变异分析表明,GVA种群具有多种变异体类型,并且多个样品存在不同变异体类型的复合侵染。但绝大多数变异体克隆聚集在GVA Ⅰ组分支,有60%的克隆序列间同源性较高,并且聚集在同一个次级分支Ⅰ Aa,表明其为该GVA种群的优势序列。克隆的GVA CP基因以及优势序列群体的分析为葡萄抗病毒转基因研究奠定了基础。     

李矮缩病毒外壳蛋白基因克隆及原核表达研究

为制备李矮缩病毒(Prunus dwarf virus, PDV)抗血清,克隆PDV外壳蛋白(CP)基因,构建原核表达载体,优化蛋白表达条件。以阳性感病甜樱桃叶片为试验材料,提取总RNA,根据PDV CP基因(L28145.1)设计特异引物,RT-PCR方法扩增,克隆、测序,构建原核表达载体pET30a-PDVCP,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株表达。PDV CP基因（Genbank登录号：JF333587.1）全长657 bp,编码217个氨基酸,与GenBank其他PDV分离物CP基因核苷酸序列的同源性为89.2%~93.9%,推导的氨基酸序列同源性为97%~99%。根据完整CP基因核苷酸序列构建系统进化树显示：12个PDV分离物可分为3组,泰安分离物与巴西、土耳其等分离物属于Ⅰ组。成功构建原核表达载体pET30a-PDVCP,并在体外条件下诱导表达出融合蛋白。转pET30a-PDVCP载体的大肠杆菌BL21（DE3）菌株表达分子量约24 kDa的重组蛋白。该重组蛋白在30℃,1.0 mmol/L IPTG、诱导4 h表达量最大。     

南方水稻黑条矮缩病毒S9片段基因编码产物的生物信息学分析

预测南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV) S9片段编码蛋白的功能,为进一步深入分析相关基因编码产物的功能提供理论依据。应用RT-PCR克隆了SRBSDV云南芒市分离物(SRBSDV-YNMShi)的S9片段,测定其全序列,并对S9及其编码蛋白进行生物信息学分析。结果表明,S9片段全长1900 nt,编码P9-1和P9-2 2个蛋白。S9核苷酸序列与广东、海南、湖北分离物的同源性分别为99.5%、99.1%和98.7%。系统进化分析再次印证了SRBSDV是斐济病毒属的成员,SRBSDV-YNMShi与广东、越南分离物聚成一枝,与海南分离物有一定的进化分离趋势。P9-1为一个不稳定疏水蛋白,亚细胞定位于细胞核内,无规则卷曲是该蛋白质的主要结构元件,与其亲缘关系最近的水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)有着类似结构。P9-2是有2个跨膜结构域的亲水性稳定蛋白,亚细胞定位于质膜,α-螺旋是其主要结构元件,有1个保守的G蛋白偶联受体。P9-1可能为SRBSDV复制的关键因子,P9-2可能为膜蛋白,具有转运的功能。     

甘薯S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因克隆与表达

从实验室建立的甘薯冷胁迫抑制消减文库中分离出一cDNA片段,经NCBI比对后发现该片段与其它植物的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因具有90%的同源性,根据相关物种S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因cDNA序列设计引物,以甘薯总RNA为模板,经RT-PCR扩增首次获得全长1182bp的甘薯SAMS完全编码区,NCBI比对分析结果表明：该片段与不同种属植物sams基因的编码区序列的核苷酸相似性达85.48%, 所推导的氨基酸序列相似性达93.6%。根据核苷酸序列和氨基酸序列分别构建了SAMS系统进化树,从分子水平阐明了植物种属间的亲缘进化关系,为其种质资源利用提供理论依据。利用该序列与原核表达载体pET32a连接构建融合表达载体pET-SAMS,酶切鉴定后转入大肠杆菌BL21,在不同温度下诱导3h后均表达出一63KDa大小融合蛋白。     

小麦NBS类抗病基因类似序列的多样性和进化关系研究

利用已克隆植物抗病基因NBS( Nucleotide binding site)序列中的保守结构P-loop和GLPL合成简并引物,以小麦近等基因系TcLr24基因组DNA为模板进行PCR扩增.得到13条具有连续ORF的抗病基因类似物(Resistance gene analogues,RGAs)序列,它们之间相应推测...     

蕙兰TUB基因片段的克隆与序列分析

对蕙兰TUB基因片段进行克隆与序列分析,为蕙兰内参基因的筛选和研究其生理功能提供研究基础。根据NCBI已经公布的TUB基因的同源核苷酸保守序列,进行简并引物设计,利用RT-PCR的方法,以蕙兰花蕾期的花葶为材料,克隆了5条TUB基因片段。序列分析结果表明,5条TUB基因片段长度均为1055bp,编码351个氨基酸,具有2个TUB基因标记位点：Tubulin-betamRNAautoregulationsignal：MREI和Tubulinsubunitsalpha,beta,andgammasignature(GGGTGSG)特征信号序列。各片段之间同源性高达91.72%,经BLAST分析,与小麦的TUB1同源性可达85%。利用DNAMAN等生物软件推断的氨基酸,与毛果杨、蓖麻、葡萄同源性达97%。研究中得到的5个基因序列是TUB基因的同源片段,分别命名为CfTUB1、CfTUB2、CfTUB3、CfTUB4和CfTUB5,并在GenBank注册,登录号分为JN177713、JN177714、JN177715、JN177716和JN177717。     

Isolation and characterization of resistance gene analogs (RGAs) from sorghum (Sorghum bicolor L. Moench)

Degenerate primers designed based on known resistant genes (R-genes) and resistance gene analogs (RGAs) were used in combinations to elucidate RGAs from Sorghum bicolor, cultivar M 35-1. Most of the previously tried primer combinations resulted in amplicons of expected 500–600 bp sizes in sorghum along with few novel combinations. Restriction analysis of PCR amplicons of expected size revealed a group of fragments present in a single band indicating the heterogeneous nature of the amplicon. Many of these were cloned and some were considered for analysis. The nucleotide sequence of different cloned fragments was done and their predicted amino acid sequences compared to each other and to the amino acid sequences of known R-genes revealed significant sequence similarity. A cluster analysis based on neighbor-joining (N-J) method was carried out using sorghum RGAs (SRGAs) together with several analogous known R-genes resulting in two major groups; cluster-I comprising only SRGAs and cluster-II comprised of known R-gene sequences along with three SRGAs. Further analysis clearly indicated similarity of SRGAs in overall sense with already known ones from other crop plants. These sequences can be used as guidelines to detect, map and eventually isolate numerous R-genes in sorghum.     

粉蕉ACC氧化酶cDNA的克隆及其序列分析

本研究根据GeneBank公布的ACC氧化酶(ACO)基因的保守序列设计一对引物,通过RT-PCR方法从成熟粉蕉果实(ABBgroup)中克隆到一条新的香蕉ACO基因全序列。该氧化酶cDNA全长1172bp,基因编码区共957bp,推测其编码318个氨基酸。分析发现,该基因除了与登录号为X95599的香蕉ACO基因核苷酸序列一致性为84%外,与其它基因库上公布的香蕉ACO基因核苷酸序列一致性为94%￣98%,而且,这些香蕉ACO基因核苷酸推导出的氨基酸序列总体一致性为95.81%。聚类分析结果表明,相同基因型的果实克隆出的香蕉ACO氨基酸具有更多的同源性。另外,将该香蕉ACO氨基酸与其它12种重要的果实的ACO氨基酸相比较,其序列一致性也很高。其与芒果一致性高达98%,与菠萝、番木瓜、葡萄、苹果,桃、梨、柑、橙等一致性也在68%￣76%之间。同时发现这13种ACO氨基酸有9个较长的保守结构域。系统树分析结果表明,具有相似的生长环境和相似的生理特性的果实ACO基因具有更多的同源性。     

海南普通野生稻NBS类抗病基因同源序列的分离与分析

利用已知植物抗病基因NBS(Nucleotide binding site)序列中的保守区域设计简并引物,以海南普通野生稻基因组DNA为模板进行PCR扩增,通过T/A克隆、测序和序列分析, 共得到4条具有连续ORF的抗病基因类似物(Resistance gene analogues, RGAs)序列,它们之间核苷酸序列间的相似性系数在53.14%-99.81%之间,而相应推测的氨基酸序列间的相似性系数在39.08%-99.42%之间。氨基酸序列进行结构分析表明,它们包括“P-loop”、“Kinase-2a”、“Kinase-3a”和“GLPL”4个抗病基因所共有的保守模体,并且4条海南普通野生稻NBS-LRR类似物均属于nonTIR-NBS类抗病基因片段。     

辣椒轻斑驳病毒(PMMoV)新疆加工型辣椒分离物的鉴定和致病型分析

为明确侵染新疆南疆巴州加工型辣椒主产区的辣椒轻斑驳病毒(PMMoV)的致病型,利用双抗体夹心酶联免疫吸附法(DAS-ELISA)、反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和基因克隆、序列分析对南疆巴州加工型辣椒主产区的辣椒病样进行PMMoV的检测及其致病型鉴定。结果表明,从辣椒植株、椒果及种子样品中均检测到PMMoV。通过对预期576 bp大小的3个PMMoV扩增产物进行克隆、测序和序列分析表明,PMMoV新疆加工型辣椒分离物CP基因的核苷酸和氨基酸序列与已报道的PMMoV分离物具有较高同源性,分别为89.0%~99.2%和95.5%~100.0%;其中,与PMMoV以色列分离物EF434393同源性最高,PMMoV新疆各分离物之间CP基因高度同源。依据CP基因序列及系统发育分析将PMMoV新疆加工型辣椒分离物划分为P_1,2致病型。     

稗草磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)基因的克隆与分析

为揭示C₄野生植物稗草（Echinochloa crusgalli）PEPCase的结构和功能特点,探索改善作物高光效新途径,本研究首次克隆了稗草（E. crusgalli）磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc)的cDNA全长,测序及同源性比较分析结果证实,稗草ppc的cDNA全长为2 886 bp,编码961个氨基酸（GenBank登录号：AY251482）;核苷酸序列与谷子(Setaria italica)C₃型、高粱(Sorghum bicolor) C_3-2型、玉米(Zea mays) C_3-2型、水稻(Oryza sativa)C₃型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同源率分别达94.8%、93.2%、93.0%和89.7%。推导的氨基酸序列中C末端第771位氨基酸是丙氨酸（A）,表明是一个C₃型基因。与其他植物几种不同形式PEPCase进行的多重序列比对与系统进化分析结果也证实,此基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与所有参与对比的C₃型序列的同源性均远远高于与C₄型的同源性。与玉米、高粱C_3-2型PEPCase的同源性分别高达到96.5%、96.4%,与高粱、玉米的C_3-1型PEPCase的同源性分别为84.3%、83.8%,而与谷子、玉米、甘蔗和高粱的C₄型PEPCase的一致性相对较低,分别为82.2%、79.1%、77.1%、76.6%。因此进一步推论新克隆的稗草ppc基因属于C_3-2型。对其编码的蛋白序列进行了结构域、活性位点和功能位点预测。     

萼脊兰Actin基因片段的克隆及序列分析

从萼脊兰叶片中克隆Actin基因,为研究其生理功能及其他基因在萼脊兰中的表达和调控奠定基础。根据GenBank中登录的植物肌动蛋白基因同源核苷酸保守序列设计简并引物,以萼脊兰叶片总RNA为模板,利用RT-PCR技术得到了3个Actin基因片段。序列分析结果表明,3个Actin基因片段长度均为1062 bp,编码354个氨基酸,具有Actin基因的功能位点;与其他植物同源序列进行分析表明,其核苷酸序列的同源性在80%以上,氨基酸序列的同源性在96%以上。本研究中得到的3个基因序列是Actin基因的同源片段,分别命名为SeACT1、SeACT2和SeACT3,并在GenBank注册,登录号分别为JN981138、JN981139和JN981140。