草莓CO同源基因FaCO-2的克隆及表达分析

以草莓(Fragaria×ananassa Duch.)品种花姬为试材,通过PCR和RT-PCR方法克隆出草莓CO同源基因FaCO-2的CDS和DNA全长序列,在此基础上通过实时定量PCR的方法检测了其在草莓植株各组织和花器官中的表达。结果表明,该基因DNA序列长度为1 882 bp,含1个内含子,其CDS长度为1 146 bp,编码382个氨基酸,与其他物种的CO同源基因氨基酸序列有较高的同源性,生物信息学分析表明该蛋白分子量为42 021.69 D,等电点pI=5.49。实时定量RT-PCR结果表明,在不同的组织、花器官中,FaC0-2的表达量存在差异,在充分展开的较大叶片中的表达量最高;在4轮花器官中,只在萼片中表达,而其他花器官中不表达。     

棉花转录因子基因GhMYB的克隆及特征分析

从棉花中克隆了1个MYB基因,命名为GhMYB(Gen Bank No.HQ234875)。该基因c DNA全长1264bp,具有1个774 bp的开放阅读框,5'非编码区为250 bp,3'非编码区为240 bp,编码256个氨基酸,预测分子量约为28.867 k Da,等电点为8.56,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。GhMYB基因组序列长度为1355 bp,包含2个外显子和1个内含子。氨基酸同源分析发现,GhMYB与来自可可、陆地棉和巴旦木的MYB同源性较高。亚细胞定位结果表明,GhMYB:GFP融合蛋白定位于细胞核中。SDS-PAGE电泳分析表明,p ET-28a-GhMYB最佳诱导表达条件为1.0 mmol·L-1 IPTG在37℃下诱导4 h。电子表达谱分析表明,GhMYB基因在棉铃中特异表达,在根和叶中受水涝胁迫的诱导表达。     

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。     

棘孢木霉ACCC30536葡聚糖酶Glu41基因克隆及分析

克隆获得生物防治菌棘孢木霉（T. asperellum）ACCC30536 菌株葡聚糖酶基因Glu41 的cDNA序列和DNA序列,cDNA和DNA的GenBank接受号分别为KJ541741 和KJ541742,编码区长度为1134bp,编码378 个氨基酸。克隆获得的启动子序列长度1500bp,含有6 个逆境响应元件。BlastP 相似性分析表明该基因与Glyco-hydrolase-16 家族中棘孢木霉CBS433.97 基因同源性最高相似度是60%,SignalP 信号肽分析显示N端第25 个和第26 个氨基酸中间存在一个信号肽剪切位点（AFA||AP）。Pfam 蛋白家族分析显示它属于Glyco-hydrolase-16 家族的葡聚糖酶基因。将棘孢木霉ACCC30536 菌株葡聚糖酶基因Glu41 基因对Glyco-hydrolase-16 家族中木霉属的CBS433.97 基因组进行同源性搜索,在基因组上获得4个同源序列。4 个同源基因表达中仅有Glu41 在杨树根茎叶粉的诱导条件下表达。表明棘孢木霉葡聚糖酶基因Glu41 与生物防治相关。     

参薯金属硫蛋白基因DaMT2a的克隆与表达分析

金属硫蛋白属于一类富含半胱氨酸,能够与重金属离子结合的低分子量蛋白质,在植物抗逆过程中起着重要作用。本研究从参薯中克隆了一个金属硫蛋白基因,命名为DaMT2a (与金属硫蛋白MT2a同源),序列分析显示克隆获得的金属硫蛋白基因的c DNA长度为540 bp,包含了3个外显子和2个内含子,编码79个氨基酸,具有金属硫蛋白基因家族的保守结构域。进化树分析表明DaMT2a属于金属硫蛋白Type2类成员。利用实时荧光定量PCR技术研究了其在正常组织及胁迫条件下的表达特性。结果表明DaMT2a主要在参薯的茎和雄花中大量表达,机械伤害可显著上调DaMT2a基因表达,高温处理则明显下调DaMT2a基因表达,乙烯利和脱落酸处理上调DaMT2a基因的表达。本研究为参薯抗逆相关金属硫蛋白基因的筛选和功能鉴定提供了参考依据。     

大豆ZF-HD转录因子GmZHD1的克隆及表达分析

为了揭示大豆ZF-HD基因的生物学功能,通过PCR的方法,从大豆栽培豆科丰1号中克隆了ZF-HD转录因子Glyma.02g040100,命名为GmZHD1。生物信息学分析表明,该基因的c DNA全长为888 bp,编码295个氨基酸,GmZHD1蛋白分子量约为32.64 k Da,等电点为7.69;序列分析表明,GmZHD1含有ZF-HD家族保守的锌指结构域和同源异形盒结构域,GmZHD1与Ft HB2蛋白序列一致性最高,为44.4%;亚细胞定位结果显示GmZHD1定位于细胞核;荧光定量PCR结果表明,GmZHD1在大豆不同组织中都有表达,其中,花、种子和叶片中表达较高。此外,将GmZHD1基因连接到植物过表达载体p BA002上,为进一步研究大豆GmZHD1基因的功能奠定了基础。     

马氏珠母贝TLR2基因cDNA的分子特征及组织表达分析

TLR2（toll like receptor 2）是TLR模式识别受体家族的重要成员之一,参与有机体的免疫识别。本研究采用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆获得了马氏珠母贝（Pinctada martensii）TLR2基因（PmTLR2）cDNA的全长序列并对其序列特征进行分析;同时检测了PmTLR2基因的mRNA在马氏珠母贝六个组织中的表达。结果表明：PmTLR2基因的cDNA全长2614 bp,包含41 bp的5'UTR,299 bp的3'UTR,27 bp的polyA,开放阅读框为2274 bp,编码758个氨基酸残基。多序列比对显示PmTLR2与牡蛎TLR2的序列相似性最高,为51%;Smart软件分析显示PmTLR2的蛋白序列中含有8个亮氨酸重复序列（Leucine rich repeats,LRRs）, 1个C端亮氨酸富集区（Leucine-rich repeat C-terminal,LRR-CT）,1个N端亮氨酸富集区（Leucine-rich repeat N-terminal,LRR-NT）,1个TIR（Toll/IL-1R）同源结构域（TIR）;荧光定量PCR分析表明PmTLR2在马氏珠母贝肝胰脏、性腺、血淋巴、鳃、外套膜和闭壳肌六个组织中均有表达,鳃中表达量最高。本研究为进一步阐述PmTLR2在马氏珠母贝免疫应答中的作用机制提供理论基础。     

花生转录因子基因NAC4的等位变异分析

NAC转录因子在植物应答非生物胁迫中起重要作用。利用生物信息学分析推测花生栽培种转录因子基因Ah NAC4(登录号为HM776131.1)属于抗旱相关转录因子基因,对比栽培品种山花11号Ah NAC4的2条c DNA序列(Shr NAC4-a和Shr NAC4-b)及其相应的DNA序列(Sh NAC4-a和Sh NAC4-b)表明,Ah NAC4全长为1244 bp,编码区长度为1050 bp,含有2个内含子,分别位于182~279 bp和547~642 bp处,编码蛋白包含349个氨基酸。从抗旱性不同的32个栽培品种分离得到4类Ah NAC4,分别命名为Ah NAC4-a1、Ah NAC4-a2、Ah NAC4-b1和Ah NAC4-b2,缩写为a1、a2、b1和b2。a1和a2为等位基因,二者在717 bp处存在1个碱基差异,引起第174位氨基酸的改变,b1和b2为等位基因,二者存在14个SNP位点,其中717 bp和924 bp处碱基的差异引起第174位和第244位氨基酸的改变。供试品种中基因型为a1a1b1b1、a1a1b2b2、a2a2b1b1、a2a2b2b2的品种数分别为10、5、15和2。从19个野生种中分离得到11类NAC4的DNA序列(Aw1NAC4–Aw11NAC4),Aw1NAC4与栽培种b1、b2的核苷酸序列同源性最高,Aw2NAC4与栽培种a1、a2核苷酸序列同源性最高。推测栽培种a1基因编码蛋白对花生抵御干旱起关键作用,a1和b1基因编码蛋白的功能与野生种更接近。     

水稻(Oryza sativa)新型液泡Na+/H+逆向转运蛋白基因的特征分析和表达

以拟南芥AtNHX1 cDNA 片段作为探针,筛查水稻盐胁迫植株叶片cDNA 文库,获得与AtNHX1同源的水稻新型液泡Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因（OsANT1）。序列分析表明,OsANT1 全长cDNA为2 178 bp,包括一个长度为1 608 bp的完整开放阅读框,编码535个氨基酸残基。在DNA水平上,OsANT1基因含有15个外显子和14个内含子,长度为4 835 bp。OsANT1含有12个跨膜域,系统进化树分析结果表明,与来自拟南芥、水稻、小麦、玉米、大麦、马蔺和芦苇等的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白高度同源。盐胁迫条件下,OsANT1的表达具有盐分诱导特征,且随着胁迫的增大而增加。表明该基因可能在水稻抵御盐分胁迫的过程中具有一定作用。     

小麦TaABC1L的克隆及表达特性分析

通过反向Northern筛查小麦旱选10号幼苗水分胁迫诱导表达的cDNA文库,选择一个在水分胁迫1、6和12 h均上调表达的cDNA克隆作为“种子”序列,利用电子延伸和RT-PCR方法,获得一个开放阅读框为1 434 bp,编码477个氨基酸的cDNA序列。由该序列推测编码的蛋白含有1个典型的ABC1保守域（123~243氨基酸）和1个AARF域（42~369氨基酸）,但是没有发现ABC1向线粒体转移的信号肽前体序列（PD017350）,因此,将该基因命名为TaABC1L。同源比对结果表明,TaABC1L只与水稻、拟南芥中4个尚未研究功能的基因编码的氨基酸序列高度同源。实时定量RT-PCR结果显示,TaABC1L对渗透、高盐、低温等逆境胁迫和ABA处理均表现出应答反应,但是在不同胁迫条件下表达高峰出现的时间和表达强度上存在差异。其中受NaCl胁迫1 h,基因的表达量已达到对照的30倍,之后其表达量迅速回落,但仍高于对照;受ABA诱导时,其表达量略有增加,在12 h的最高表达量也仅为对照的2倍。     

籽粒苋AmA1基因的克隆、原核表达及植物表达载体构建

本文采用RT-PCR方法,从籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus)"千穗谷1号"的幼嫩种子克隆出AmA1基因的完整开放阅读框序列(ORF),其长度为915 bp,编码305个氨基酸.经Blast同源性分析,结果表明该序列与GenBank登录的籽粒苋AmA1基因的核苷酸序列基本一致,只在起始密码子下游51 bp处由G变成C,但不影响氨基酸的编码.将该基因插入原核表达载体pET28a(+),并转化到大肠杆菌BL21中,经过IPTG诱导,能正确表达出37 kD的融合蛋白.同时构建了AmA1基因双T-DNA双标记植物表达载体PCDMAR-AmA1-dsRed2-hpt,该载体含有2个独立的T-DNA区,其中一个T-DNA区含有选择标记基因hpt和可视标记基因DsRed2(红色荧光蛋白基因),另一个T-DNA区含有由水稻胚乳特异性表达启动子pGt1驱动的AmA1基因,在AmA1基因的两侧连有两段正向重复的烟草Rb7MARs,以增强AmA1基因的表达.实验结果为下一步规模化培育稻米氨基酸组成平衡无选择标记的转基因水稻奠定了基础.     

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.     

灰斑古毒蛾核型多角病毒EcoR I-O片段的克隆与生物信息学分析

分析了灰斑古毒蛾核型多角体病毒(Orgyia ericaenucleopolyhedrovirus,OrerNPV)EcoR I-O片段分子生物学特征,为研究egt基因分子特性和杆状病毒遗传改良提供科学依据。克隆和分析了OrerNPVEcoR I-O片段所包含的2个基因,并应用生物软件对OrerNPV蜕皮甾体尿苷二磷酸葡糖转移酶(egt)基因及其启动子进行了比对分析。结果表明OrerNPVEcoR I-O片段包含egt基因和Ol-129同源基因,在该区域中编码egt基因的开放阅读框(ORF)由1 539个核苷酸组成,可以编码512个氨基酸,预计蛋白质分子质量为57.9 kDa。OrerNPV和NPVs之间的同源性为46%~89%,与白斑天幕毛虫核型多角体病毒(Orgyia leucostigmaNPV,OlNPV)egt基因同源性最高,达89%,与棉褐带卷叶蛾核型多角体病毒(Adoxophyes oranaNPV,AoNPV)同源性最低为46%;而OrerNPV和GVs之间的同源性为44%~55%,小于与NPVs之间的同源性;与昆虫UGT间同源性最低,与家蚕UGT间同源性为41%。EcoR I-O片段+M13端含有编码OlNPV ORF129(Ol-129)Ol-129同源基因ORF,由597 bp个核苷酸组成,在其起始密码子ATG上游-64,-24 nt处各有1个TATA box,其推测的氨基酸序列与Ol-129同源性最高达81%,与LdNPV ORF127同源性最低,为40%。明确了OrerNPVEcoR I-O片段的序列特征,以及OrerNPVegt基因特性。     

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。     

百合花粉管粘附与定向生长相关基因SCA的克隆及基因多样性分析

以亚洲百合‘Tresor’、麝香百合‘White heaven’和东方百合‘Caruso’为试材,首次在百合基因组中扩增到SCA基因全长序列,在亚洲百合和东方百合中分别获得4个SCA基因拷贝,在麝香百合中获得3个SCA基因拷贝,各拷贝之间具有72.97%～99.68%相似性。从百合基因组中克隆到的SCA基因均含有两个外显子和一个内含子,推导编码113～115个氨基酸残基的前体蛋白(其中成熟蛋白均含91个氨基酸残基)。SCA蛋白具有典型的LTP蛋白N端信号肽,保守的8个半胱氨酸残基和2个五肽模序,并且氨基酸序列之间的相似性高于基因序列相似性,为87.91%～98.90%。亚洲百合、麝香百合、东方百合SCA氨基酸序列比对发现在某些氨基酸位点存在着明显种系间差异。在系统进化树中,三个杂种系的11个SCA基因的氨基酸序列与单子叶植物LTP亲缘关系较近,与双子叶植物较远,这与植物分类学中亲缘关系的远近相一致。     

虹鳟Hepcidin cDNA的克隆及序列分析

为了从虹鳟肝脏中扩增出Hepcidinc全长DNA序列,预测出氨基酸序列,并进行序列分析。通过RT-PCR和RACEPCR的方法,从虹鳟肝脏中克隆获得了Hepcidin全长cDNA序列,利用在线工具和软件包分析。结果表明:虹鳟Hepcidin全长cDNA序列(GenBank登录号HQ711993)为883bp,5’端非翻译区211bp,3’端非翻译区为405bp,以及一段267bp的编码序列,编码88个氨基酸,由信号肽(24个氨基酸)、原肽(39个氨基酸)和成熟肽(25个氨基酸)组成,成熟肽C端含有Hepcidin类抗菌肽的8个半胱氨酸保守性结构,可形成4个分子内二硫键。与已报道的鲑形目大西洋鲑Hepcidin氨基酸序列的一致性为93%,与其他鱼类Hepcidin氨基酸序列的一致性为44%~88%,是Hepcidin家族的新成员。     

油菜B-box型锌指蛋白基因BnSTO的克隆和表达

B-box型锌指蛋白参与植物多种生长发育和非生物逆境胁迫响应过程。笔者通过RT-PCR克隆得到甘蓝型油菜2个B-box型锌指蛋白基因Bn STO-1和Bn STO-2。Bn STO-1的ORF长度为723 bp,推测编码240个氨基酸,定位于A8染色体。Bn STO-2的ORF长度为726 bp,推测编码241个氨基酸,定位于C8染色体。2个基因均由3个外显子和2个内含子构成,在氨基酸水平上的相似性达到了96.68%。系统进化分析表明Bn STO与拟南芥At STO的亲缘关系较近,同源性较高。荧光实时定量PCR结果表明Bn STO在检测的各个组织中均有表达,其中叶和蕾中的表达量最高;高盐、干旱和高温能显著诱导Bn STO-1和Bn STO-2的表达,但出现峰值的时间不同,推测2个基因均可能参与了油菜的非生物逆境胁迫响应。     

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。     

水蛭素的全基因合成及克隆

报道了水蛭素全基因的合成及克隆。根据已知水蛭素氨基酸序列及酵母菌体内蛋白质表达特性,设计了水蛭素的全基因序列,采用化学合成及酶学相结合的方法,合成了该基因片段,并逐段克隆至载体ｐＢＳ上,得到全长水蛭素基因。序列测定表明,克隆后ＤＮＡ顺序同原设计序列。     

乌头花叶病病原物的分子鉴定

研究旨在通过逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）从分子方面鉴定附子地道产区四川江油乌头花叶病植株的病原物种类及分析其特性。通过对黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）的外壳蛋白基因(Coat Protein,CP)设计特异引物,对江油中坝附子GAP生产基地的乌头花叶病植株进行克隆、转化并测序。结果表明：从江油花叶病乌头植株中克隆得到基因大小为375 bp的片段,鉴定为黄瓜花叶病毒,命名为CMV-FZ,该序列为一段有效的长为375 nt的氨基酸编码区,推测编码125个氨基酸残基。依据外壳蛋白核苷酸序列建立了CMV不同分离物的系统进化树并对该序列进行蛋白组学分析,CMV-FZ与国内外已报道代表性CMV亚组分离物CP基因的核苷酸与氨基酸的序列相似性为74.8%~98.2%和73.4%~99.2%,其中与与CMV亚组II的核苷酸和氨基酸序列相似性为96.1%-98.2%和96.0%-99.2%,该分离物与中国分离物（CMV-PCT2）氨基酸序列相似性最高,达到99.2%。遗传进化分析显示,CMV-FZ与中国分离物（Zin和Hubei-1）和美国分离物（DKRD）亲缘关系较近,聚在同一分支,属于CMV亚组II。以上结果表明伴有花叶症状的乌头受到黄瓜花叶病毒的侵染。