苦瓜MAP30基因克隆与单倍型分析

【目的】以揭示苦瓜MAP30完整基因结构及单倍型为目的,为研究MAP30基因表达调控机制提供参考。【方法】以34份苦瓜初级核心种质为材料,参考苦瓜基因组序列,克隆MAP30基因,利用多种生物信息学软件分析苦瓜MAP30完整基因结构及单倍型。【结果】苦瓜MAP30基因全长920 bp,包括52 bp的5′-UTR,7 bp的3′-UTR,861 bp的ORF,无内含子序列,编码286个氨基酸。系统进化分析表明:MAP30蛋白与葫芦科其他植物的RIPs蛋白亲缘关系较远,MAP30蛋白在苦瓜属植物中保守性较强。通过比较34份苦瓜种质资源MAP30基因序列,共发现6个SNP位点,第1个SNP位于5′-UTR区,其余5个SNP位于编码区。SNP分组发现:34份苦瓜种质资源MAP30基因共存在3种单倍型。3种单倍型编码的氨基酸序列比对显示:共存在3个氨基酸变异位点,分别是第2位M/V、第69位R/H、第74位N/D,3个氨基酸变异位点分别对应于第2、3、4 SNP位点,第5、6 SNP位点并未引起氨基酸的改变。【结论】本研究克隆了MAP30完整基因结构并分析了MAP30蛋白与葫芦科其他植物的RIPs蛋白的亲缘关系,另外分析了不同苦瓜种质MAP30基因SNP分布情况及单倍型种类。     

德保矮马生长激素基因的克隆与序列分析

克隆和分析德保矮马的生长激素(GH)基因全序列.阳性重组质粒测序表明:德保矮马GH基因碱基序列全长1 922 bp(GenBank登录号为EU939447),包含完整的5个外显子和4个内含子.与纯血马比较,有19个碱基位点突变,其中11个位于外显子区域,有义突变4个,第924位碱基C→T致使第70位氨基酸由Thr→Ile,第1 249位碱基C→T使第112位氨基酸Pro→Leu,第1 287位碱基A→T使第125位氨基酸Ser→Cvs,第1 309位碱基A→C使第132位氨基酸Asp→Ala.以GH编码区构建物种的亲缘进化树,GH基因在进化中比较保守.     

具有不同抗螨特性的东方蜜蜂cDNA文库构建和CSP3基因CDs序列分析

本研究旨在分析不同抗螨特性的东方蜜蜂的CSP3基因的CDs序列的差异,以寻找与抗螨相关的基因.根据NCBI数据库中西方蜜蜂(Apis mellifera L.)CSP3(Chemosensory protein 3)基因的mRNA序列设计引物,以cDNA文库为模板克隆并测序获得CSP3基因的CDs序列.结果显示:东方蜜蜂感螨组和对照组在153位点存在碱基变异(A→G),该位点的变异为无义突变;东西方蜜蜂在54、164、279、284 bp位点存在着G→A(V→I)、A→T(E→D)、T→A(S→T)、G→C(E→D)的差异,西方蜜蜂在112 bp位点的gat碱基缺失导致编码氨基酸缺少1个丝氨酸,体现了两者在物种上的差别.CSP3基因CDs序列的差异与蜜蜂抗螨性能的相关性有待于进一步研究.     

小麦盐胁迫持续上调转录因子基因TaERF8-2D的克隆及其分析

盐胁迫严重影响小麦的正常生长发育。为了深入挖掘小麦耐盐功能基因,本研究从耐盐小麦品种德抗961中克隆了ERF类转录因子基因TaERF8-2D,并对其进行了生物信息学分析、亚细胞定位以及盐胁迫下的基因表达分析。结果表明,TaERF8-2D开放阅读框长度为762 bp,编码蛋白的分子量为26.96 kD,理论等电点(pI)为9.55,为不稳定亲水蛋白。该编码蛋白的二级结构主要由无规则卷曲和α螺旋组成,无信号肽和跨膜结构域,存在30个氨基酸磷酸化修饰位点。亚细胞定位结果显示,该基因的表达蛋白定位于细胞核。RT-PCR结果表明,在盐胁迫诱导下TaERF8-2D基因的表达量显著上升,暗示该基因在小麦盐胁迫响应过程中可能发挥重要调控作用。本研究为进一步探明TaERF8-2D基因的耐盐功能奠定了重要基础。     

鸡场铜绿假单胞菌外毒素 A 基因遗传变异分析

为探究铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)毒力因子变异情况，对鸡场分离、鉴定的7株PA分离菌外毒素A(Exotoxin A,ETA)基因进行了遗传变异分析。结果表明，鸡场分离鉴定的7株PA分离菌成熟的ETA结构蛋白基因长1 824和1 839 bp，编码608和613个氨基酸；7株分离菌ETA基因与27株PA参考菌株之间核苷酸和氨基酸的同源性分别为98.9%～100.0%,98.5%～100.0%。7株分离菌成熟的ETA结构蛋白基因共有多处碱基位点发生了变异，其中包括PA-47株第106～110位15个碱基的连续缺失和10处错义突变。7株PA分离菌ETA蛋白共有6种不同的氨基酸变异位点模式；第426位(H)、第440位(H)、第470位(Y)、第481位(Y)、第553位(E)和第558位(W)氨基酸残基均未发生突变，均为有毒形式。本研究结果可为PA致病机理研究提供参考依据。     

桃树PpGL2转录因子基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆桃树同源异型—亮氨酸拉链(HD-ZIP)基因(PpGL2),并对其进行生物信息学分析,为研究HD-ZIP转录因子在植物生长发育过程中的调控机制提供理论依据.[方法]采用RT-PCR从桃树品种春喜中克隆Pp-GL2基因的开放阅读框(ORF)全长,对其进行序列分析,并构建其亚细胞定位表达载体,通过基因枪法转化洋葱表皮细胞后在激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光蛋白(GFP)的分布情况;同时利用酵母单杂交方法检测其转录活性和DNA结合位点及活性.[结果]从桃树幼叶中克隆获得PpGL2基因,其ORF全长为2253 bp,编码750个氨基酸,以碱性氨基酸较多,含典型的START结构域,属于HD-ZIP转录因子家族的Ⅳ亚族,是一种核定位蛋白.PpGL2转录因子与核桃、可可、苹果等HD-ZIP转录因子的氨基酸序列同源性均在84.60%以上,其中与苹果HD-ZIP转录因子(XP_008384034.1)的同源性最高,为92.41%,表明不同物种的HD-ZIP转录因子氨基酸序列高度保守.PpGL2在酵母细胞中具有转录活性和DNA结合活性,可特异性结合回文序列CAATAATTG.[结论]PpGL2转录因子属于HD-ZIP转录因子家族的IV亚族,定位于细胞核,与DNA的结合位点是回文结构CAAT(A/T)ATTG,可能参与调节桃树的生长、发育及抗逆性等重要生理过程.     

夏洛来牛抑肌素突变基因序列分析

利用PCR法克隆了夏洛来肉牛抑肌素突变基因第二外显子，序列分析结果表明：突变基因与正常基因相比较，存在1个单碱基突变(C→A)，从而使该基因表达产物——抑肌素的氨基酸序列发生变异，形成双肌性状。     

小麦面筋蛋白基因克隆及序列分析

小麦面筋蛋白是由麦谷蛋白(glutenin)和麦醇溶蛋白(gliadin)组成。面筋蛋白是决定小麦加工品质的物质基础,但同时也是诱发乳糜泻(celiac disease, CD)的主要外在刺激因子。因此,筛选优质面筋蛋白相关基因,对小麦加工品质的分子改良具有重要意义。本研究对优质强筋麦济南17、济麦229以及普通小麦济麦262的低分子量麦谷蛋白(LMW-GS)、α-和γ-醇溶蛋白基因进行克隆,共获得序列23条。经生物信息学分析及氨基酸序列系统比对发现,8条为假基因,6条为醇溶蛋白基因,9条为麦谷蛋白基因。三个品种A、B和D位点LMW-GS分别为i-type、m-type和m-type,且α-醇溶蛋白含有1～2个T细胞毒性抗原表位,γ-醇溶蛋白含有1个T细胞毒性抗原表位。系统比较分析发现,济麦229的B位点LMW-GS的1、7位半胱氨酸(C)的位置组合不同于其他序列,可能对LMW-GS结构和功能有影响。本研究结果为小麦品质的分子改良提供了有用参考。     

小麦Clp蛋白酶基因(TaClpP)的克隆与序列分析

Clp蛋白酶(ClpP)普遍存在于各种生物体内,在蛋白质代谢调控过程中发挥着极为重要的作用。本研究利用同源克隆和RACE方法从小麦叶片中获得了TaClpP基因(GenBank No.KJ541961)的全长cDNA序列。序列分析表明,该基因含有897 bp的完整阅读框,编码蛋白含有298个氨基酸,预测相对分子量为32.6 kD,等电点为9.79。该蛋白含有一个保守的S14-ClpP-2结构域,无信号肽,定位于叶绿体。与其他植物Clp蛋白酶的氨基酸序列比对发现,TaClpP与节节麦、乌拉尔图小麦的Clp蛋白酶相似性较高。另外,以小麦基因组DNA为模板,通过PCR扩增获得了TaClpP的基因组序列,长度为3 256 bp,包含9个外显子、8个内含子。     

苦瓜α-苦瓜素基因克隆与单倍型分析

为了揭示苦瓜α-苦瓜素基因的完整结构及单倍型,本研究以35份苦瓜初级核心种质为材料,克隆α-苦瓜素基因,结果显示,α-苦瓜素基因全长993 bp,包括60 bp的5'-UTR,72 bp的3'-UTR,861 bp的ORF,无内含子序列,编码286个氨基酸,α-苦瓜素蛋白含有RIP蛋白保守结构域。系统进化分析结果表明,除苦瓜RIP P16094.2外,α-苦瓜素蛋白与胶苦瓜3MRW_A的亲缘关系最近,而与苦瓜MAP30蛋白的亲缘关系较远。通过比较35份苦瓜种质资源α-苦瓜素基因序列,共发现5个SNP位点,5个SNP位点均位于编码区。SNP分组发现,35份苦瓜种质资源α-苦瓜素基因共存在5种单倍型。5种单倍型编码的氨基酸序列比对显示,共存在1个氨基酸变异位点,氨基酸变异位点对应于第5个SNP位点,第1、第2、第3、第4 SNP位点并未引起氨基酸的改变。该结果为进一步研究α-苦瓜素基因表达调控机制和不同单倍型编码蛋白功能差异奠定了基础。     

家蚕精氨酸激酶基因的克隆、基因结构与表达分析

【目的】克隆家蚕精氨酸激酶基因，分析其基因结构与表达特性,为揭示无脊椎动物体内能量代谢调节规律提供重要基础。【方法】通过分析家蚕EST、利用RACE法和基因组文库筛选法克隆了家蚕精氨酸激酶（BmAK, Bombyx mori arginine kinase）基因,并对其基因结构和表达特性进行了分析。【结果】克隆了BmAK基因, cDNA全长为1 268bp,编码355个氨基酸，具有精氨酸激酶典型的酶活性部位氨基酸序列，酶活性中心位点氨基酸和能形成离子偶结构氨基酸；该基因由2个外显子和1个内含子组成；5′调控序列存在BRCZ、E74A、FTZ等多个潜在转录因子结合位点，但没有TATA盒启动子序列；该基因的表达在不同组织和不同发育时期存在明显差异。【结论】BmAK具有精氨酸激酶的典型特征，BmAK基因表达随发育时期不同而发生变化，基因的表达可能受蜕皮激素调控。     

甘薯SPF1转录因子的生物信息学分析

WRKY蛋白是一类植物特有的转录因子超家族,SPF1是第一个从植物(高系14)中克隆的WRKY家族基因。借助生物信息学手段,对甘薯SPF1蛋白组成、结构和功能进行分析预测。结果表明,SPF1编码蛋白含有丰富的丝氨酸位点,并含有2个WRKY保守结构域,分别带有CX_4CX_(22)HXH和CX_4CX_(23)HXH锌指结构,分别形成4个和5个β-折叠片。SPF1和甘薯祖先种Ipomoea trifida WRKY结构域均具有非常保守的WRKYG(Q/K)K氨基酸序列,并且C端WRKY结构域的保守性比N端WRKY结构域的低。系统进化树分析结果显示,蛋白N端和C端的WRKY结构域分属2个不同的分支。蛋白结构预测结果显示,SPF1 WRKY结构区(204~445 aa)处于蛋白三维结构的内侧,形成非亲水性靶标DNA结合区。SPF1作为转录因子,在调控细胞核基因表达的同时,其蛋白N端序列具有叶绿体定位功能。推测SPF1可能参与细胞核和叶绿体的基因表达调控。     

密穗小麦(Triticum compactum Host.)α-醇溶蛋白基因5’上游调控区序列分析

本文根据已报道的α-醇溶蛋白基因5’上游调控区和编码区的保守序列,设计特异性引物,以5份密穗小麦DNA为模板,用PCR克隆的方法获得了51条α-醇溶蛋白基因5’上游调控区序列。对长度大于380 bp的19条序列进行了分析,发现19条序列均含有与基因表达相关的重要调控元件,包括胚乳基序元件TGTAAAG、GCN4类似元件ATGAGTCAT、CAAT框、AAA G基序、TA-TA框、GCN4类似基序ATGAC(T)GATCAT以及CAC-box,同时在序列中出现了AACA元件。序列比对表明,密穗小麦与普通小麦和乌拉尔图小麦α-醇溶蛋白5’上游调控区存在较为丰富的变异,遗传差异较大。对各序列的5’上游调控区进行聚类分析,结果发现基于调控区序列不能完全区分材料的种属,同时根据已知染色体位置的序列,可以看出上游调控区序列并未表现出染色体特异性。     

结球白菜转录因子基因BrCCCH的克隆与分析

CCCH型锌指蛋白是1种转录因子,在植物生长、发育和逆境反应中起着重要的调控作用。本研究以结球白菜叶片为材料,利用PCR技术克隆到1个CCCH基因。结果表明,BrCCCH的基因组全长为2 302 bp,具6个内含子,编码450个氨基酸,BrCCCH编码蛋白有5个保守的C X8 C X5 C X3 H基序;序列比对结果表明,BrCCCH与13种植物CCCH基因的相似性为45%～97%,与同属植物芜菁的相似性最大,与禾本科的乌拉尔图小麦的相似性最小;从进化树上看,不同科的植物各自聚为1组,支持率达100%。BrCCCH基因的克隆为后续开展其表达分析和基因功能鉴定奠定了基础。     

六倍体普通小麦中国春PBF编码基因的克隆及序列分析(英文)

[目的]探讨作为模式小麦中国春PBF转录因子编码基因的多样性。[方法]以中国春小麦品种为材料,利用基因特异引物进行PCR扩增,经过胶回收,将目标片段连接至克隆载体上,随机选择阳性质粒测序。序列拼接与比对、信号肽预测、二级结构预测、亚细胞定位及系统演化分析分别经由DNAMAN、Signalp、PSIPRED、Nuc_PLoc及MEGA软件进行分析比对。[结果]从六倍体普通小麦中国春基因组中克隆得到25条编码序列,根据序列相似性,将其聚成3种等位类型,亚基2个位点存在SNP,且都导致编码氨基酸残基的改变,并影响到最终编码产物的二级结构。[结论]PBF亚基编码序列在中国春小麦中极端保守,但仍然存在变异。该结果为评价小麦籽粒储藏蛋白亚基的表达效率提供了理论参考。     

六倍体普通小麦中国春PBF编码基因的克隆及序列分析

[目的]探讨作为模式小麦中国春PBF转录因子编码基因的多样性。[方法]以中国春小麦品种为材料,利用基因特异引物进行PCR扩增,经过胶回收,将目标片段连接至克隆载体上,随机选择阳性质粒测序。序列拼接与比对、信号肽预测、二级结构预测、亚细胞定位及系统演化进行分析分别经由DNAMAN、Signalp、PSIPRED、Nuc_PLoc及MEGA软件进行分析比对。[结果]从六倍体普通小麦中国春基因组中克隆得到25条编码序列,根据序列相似性,将其聚成3种等位类型,亚基2个位点存在SNP,且都导致编码氨基酸残基的改变,并影响到最终编码产物的二级结构。[结论]PBF亚基编码序列在中国春小麦中极端保守,但仍然存在变异。该结果为评价小麦籽粒储藏蛋白亚基的表达效率提供了理论参考。     

牦牛和犏牛MEISETZ基因克隆及生物信息学分析

为探讨MEISETZ基因与犏牛雄性不育可能性关系,克隆测序牦牛、犏牛MEISETZ基因CDS区,运用生物信息学软件对其编码区作序列分析、蛋白结构与功能预测。结果表明,牦牛、犏牛MEISETZ基因CDS区长度均为688 bp,编码222个氨基酸残基;牦牛、犏牛MEISETZ蛋白均为偏碱性蛋白,不稳定指数高于阈值,蛋白结构不稳定,均无跨膜结构域,无信号肽,属非分泌型蛋白,二三级结构均以无规卷曲为主,均含有SET超家族结构域。系统进化分析显示,犏牛与牦牛聚为一类,亲缘关系最密切,序列高度保守。牦牛与犏牛核苷酸序列相比,共有4处发生碱基变异,相似性为99.4%;牦牛MEISETZ蛋白氨基酸序列与犏牛相比,144位(A→G)、204位(P→Q)2个位点发生变异,同源性为99.1%,研究为牦牛、犏牛MEISETZ基因结构与功能特别是犏牛雄性不育后续研究提供基础数据。     

猪FAM213B基因mRNA和启动子的克隆及序列分析

【目的】获得猪FAM213B基因完整mRNA和启动子序列,研究猪FAM213B基因表达,为探讨母猪妊娠的建立和胚胎发育调控机制奠定基础。【方法】通过5'RACE和3'RACE技术,获得基因完整mRNA序列,分析不同物种该基因氨基酸序列相似性;通过PCR克隆启动子区,并通过双荧光素酶报告基因载体系统转染猪子宫内膜细胞,研究其转录活性。【结果】猪FAM213B基因mRNA全长808 bp,其中5'UTR、CDS区和3'UTR长度分别为67、609(含终止密码子)和132 bp(不含poly A序列),在17~106位氨基酸之间存在硫氧还蛋白折叠结构域;与猪FAM213B基因其他2个潜在转录本相比,三者都包含硫氧还蛋白折叠结构域,但蛋白三级结构存在较大差异;猪FAM213B氨基酸序列与山羊、牛和绵羊高度相似,相似性分别为94.03%、93.03%和91.54%。克隆获得2 261 bp(-2 231/+30)的基因启动子序列,将其连接至双荧光素酶报告基因载体,转染猪子宫内膜细胞,发现获得的启动子片段能够启动下游报告基因的转录,在启动子区存在潜在的典型NFκB等转录因子结合位点。【结论】本研究获得猪FAM213B基因转录本长度为808 bp,其蛋白存在硫氧还蛋白折叠功能结构域,其启动子序列(-2 231/+30)在猪子宫内膜细胞中具有较强的转录活性。     

荞麦脱落酸不敏感基因序列分析

脱落酸不敏感基因(ABA-insensitive,ABI)是调控植物逆境胁迫应答、种子脱落和休眠等的一类转录因子。生物信息学分析发现,普通荞麦ABI(CL38501)基因c DNA全长为963 bp,编码320个氨基酸,含有典型的b ZIP结构域和ABI5家族保守区Ⅱ,推测该基因可能编码ABI5家族蛋白。与野生种质相比,花蕾期和开花期栽培品种ABA信号转导途径中绝大多数基因表达量上调,其中,ABI基因表达量分别上调4.42和3.66倍。对9个栽培品种和5份野生种质的ABI基因进行PCR扩增,发现14份材料的405个位点中多态位点为30个,9个栽培品种间仅含1个多态位点,5个野生种质间含有7个多态位点,说明普通荞麦ABI基因序列高度保守。栽培品种与野生种质ABI序列存在11个共同氨基酸差异位点,蛋白构象预测发现第32位点和第60位点氨基酸发生置换导致蛋白构象发生变化,表明其可能与栽培驯化过程中荞麦丧失休眠与落粒特性相关。     

拟南芥韧皮部防卫反应转录调控与小麦抗蚜虫机制

植物在受蚜虫侵袭时,乙烯或茉莉酸信号与MYB转录因子调控韧皮部防卫反应,凝集素类韧皮部蛋白(PP)与葡聚糖合酶(GSL)催化生成的胼胝质堵塞筛管细胞壁和筛孔,妨碍蚜虫刺吸韧皮部。根据笔者在拟南芥上的研究,韧皮部防卫反应由转录因子AtMYB44与乙烯信号调控,AtMYB44直接作用于乙烯信号传导调控因子EIN2,启动EIN2基因表达,EIN2转而调控韧皮部防卫反应和对桃蚜的抗性。与拟南芥相比,普通小麦基因组容量超出120多倍,不同基因家族成员冗余程度很高,功能复杂,多种机制交叉作用,影响抗虫防卫反应。小麦编码MYB、GSL和凝集素及其受体蛋白的73、22和50种基因已有全长序列克隆,哪些基因参与小麦针对蚜虫的韧皮部防卫反应以及它们与乙烯或茉莉酸信号的功能关系等问题,目前还不清楚。通过信号传导抑制剂药理学试验与基因沉默效应,鉴定参与小麦抗蚜作用的乙烯或茉莉酸信号传导因子;使用基因沉默、过表达以及荧光蛋白激光共聚焦检测技术,鉴定受乙烯或茉莉酸调控并对小麦抗蚜有调控功能的MYB、PP和GSL种类;通过染色质免疫沉淀等试验,研究MYB对PP和GSL基因表达直接或间接的调控作用,可以阐释小麦抗蚜防卫反应转录调控与信号传导的关键环节。