植物新基因克隆策略和技术进展

对基于表达序列标签(EST)的基因克隆、基于同源序列的候选基因法、基因图位克隆、基因转座子标签技术和差异表达基因分离技术等植物新基因克隆策略和技术进行了总结,并对其优缺点进行了简要介绍。     

利用GenBank中大量葡萄EST序列分离有效基因的电子表达分析平台

 【目的】充分利用GenBank上的大量葡萄EST序列，建立本地化基因电子表达分析平台，实现基因表达模式的大规模快速分析。【方法】利用生物信息学方法对GenBank上的362 193条葡萄EST序列进行本地化及后续处理，建立电子分析平台，并通过RT-PCR技术对其电子分析准确性进行验证。【结果】建立了包含叶、花等11个组织类别和GA3等5个胁迫类型的基因电子表达分析平台。通过VvAG、VvCHS、VvF3H、VvLDOX等4个葡萄基因的RT-PCR和电子表达分析结果比较发现，平台预测效率较高，在预测EST来源数较多的果实、花序、花组织的表达效果较好，而对叶等EST来源较少的组织的预测效果需结合试验判断。随着dbEST库中源于葡萄各组织EST序列数量的大量增加，平台的预测效果将更加符合基因表达的实际情况。【结论】葡萄基因电子表达分析平台预测效率较高，为葡萄基因大规模快速表达分析以及重要相关信息的挖掘提供了很好的分析工具。     

基因克隆技术

综述了基因克隆常用技术包括图位克隆法、转座子或T－DNA标签法、同源序列法、表达序列标签（EST）法和差异表达基因分离方法的原理、应用、应用的潜力和限制因素。     

表达序列标签研究进展及其在甲壳动物中的应用概况

随着生物信息学的发展,表达序列标签(EST)在分子标记开发、新基因分离鉴定、基因表达谱分析、基因组功能注释、基因电子克隆等方面具有重要作用。简要介绍了EST分析的原理及其在基因识别、基因预测、物理图谱的构建、DNA芯片制备等方面的应用概况。综述了甲壳动物EST的研究现状,并对EST的应用前景进行了展望。     

cDNA-AFLP技术在植物抗逆性相关基因表达研究中的应用

cDNA-AFLP技术是以mRNA反转录的cDNA为模板进行AFLP分析,在保留AFLP多态性丰富、稳定性高、无需了解序列信息等优点的同时,集中显示了基因组表达序列的多态性差异,可对生物体转录组进行全面、系统的分析,并已成功地用于基因差异显示、表达基因遗传连锁作图和基因克隆等方面。文章综述了cDNA-AFLP在植物抗逆性相关基因表达特性分析及基因分离方面的应用。     

基因克隆与表达研究进展

基因的表达和调控是植物基因工程研究的中心内容之一,从基因克隆方法、克隆载体的构建、瞬时表达分析、报告基因的选择以及基因表达量分析的方法5个方面对植物基因克隆与表达的研究进展进行了综述。     

EST技术及其应用综述

 EST (Expressed Sequence Tag，EST)指的是一组cDNA的部分序列，一般长度为150~500bp，是由大规模随机挑取的cDNA克隆测序得到的组织或细胞基因组的表达序列标签。一个EST代表生物某一时期的某种组织或细胞的一个表达基因。主要综述了EST技术的原理方法以及EST技术在构建遗传学图谱、分离与鉴定新基因、基因表达谱的研究、比较基因组学的研究和制备DNA芯片等方面的应用。     

条斑紫菜孢子体cDNA文库构建及表达序列标签的初步分析

用λ噬菌体载体构建了条斑紫菜Porphyra yezoensis丝状体cDNA表达文库,并对文库进行了随机测序,对随机测序形成的719条表达序列标签(EST)序列进行了初步分析。结果表明:该文库包含1.52×106个独立克隆,重组率为88.2%;EST的冗余率为54.2%,新EST的比率为65.7%。本研究为开展条斑紫菜的功能基因克隆、分析和功能基因组学研究提供了条件。EST序列已递交Gen-Bank,编号为CX873884到CX874602。     

致癌基因与乌骨鸡"乌色"性状的相关

为探寻与乌骨鸡“乌色”性状相关的基因,从基因差异表达入手,比较全同胞乌骨鸡与非乌骨鸡的基因表达情况,通过对差异片段的回收、再扩增、纯化以及相应的克隆、测序与序列分析,获得2个表达序列标签(EST),它们分别与鸡插入激活c-Ha-ras致癌基因和fra-2致癌基因同源,同源性均为98％．根据测序结果设计特异性引物,利用12个随机采集的样本,进行基因表达分析．结果表明,插入激活c-Ha-ras致癌基因具有非乌骨鸡表达特异性,fra-2致癌基因没有乌骨鸡或非乌骨鸡表达特异性．     

粗山羊草（Ae.tauschii）幼苗和根全长cDNA文库构建及其EST注释与比较分析

 【目的】构建小麦D基因组供体粗山羊草根和叶的全长cDNA文库，探讨利用生物信息学方法分析发掘组织特异性表达基因的可行性。【方法】本研究利用Cap-trapper方法构建全长cDNA文库，利用高通量测序技术获得大批高质量EST序列，在基于Linux系统的本地化生物信息学分析平台上对上述EST进行了电子注释分析。【结果】成功构建了粗山羊草根和叶的全长cDNA文库，测序获得根EST序列6 973条和叶EST 6 616条。利用本地化数据分析平台对其进行功能注释。利用GO-Diff软件，发现了两个文库间表达基因的功能差异，找到组织间表达差异显著的基因和组织内特异性表达的基因。【结论】利用构建的全长cDNA测序获得大量EST序列，通过生物信息学方法挖掘差异表达或特异性表达基因的方法是可行的。     

表达序列标签(EST)分析及藻类EST文库的研究进展

随着生物信息学的发展,表达序列标签（EST）在基因组作图、克隆基因、新基因的识别、蛋白质组研究等方面具有重要作用。笔者简要介绍了EST技术的原理及其在构建遗传图谱、分离与鉴定新基因等方面的应用。综述了藻类EST文库的研究现状,并对EST的应用前景进行了展望。     

大豆LEA基因家族全基因组鉴定、分类和表达

 【目的】鉴定大豆全基因组中的LEA家族基因,对其进行定位、分类以及组织表达分析,为植物LEA基因的功能研究与利用提供基础。【方法】利用大豆基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定并获得大豆LEA家族基因的全序列、定位和拷贝数信息;通过序列比对进行进化和分类分析;利用大豆发育表达芯片数据、NCBI中UniGene的EST表达数据进行组织表达谱分析。【结果】系统地分析鉴定了36个大豆的LEA家族基因,根据结构域的差异和系统发育分析将这些LEA基因分成8个亚家族。基因定位分析结果表明,这些基因分布于大豆的16条染色体上,启动子分析表明,几乎全部LEA基因的启动子区含有逆境反应顺式作用元件。各个发育阶段表达谱的分析结果表明,多数成员至少在一个组织中表达,10个差异表达的基因中有5个在种子发育时期优势表达,另外5个在其它部位优势表达。【结论】通过全基因组扫描,获得大豆基因组的36个LEA家族基因,它们分属于8个不同的亚家族,分布于16条大豆染色体上,启动子区含有逆境相关顺式作用元件,基因表达具有一定特异性。     

玉米EST,GOT,CAT等位酶基因的表达特异性研究

采用平板淀粉凝胶分析技术，对５种不同遗传背景、７种不同取样处理的玉米材料进行酯酶（ＥＳＴ）、谷草转氨酶（ＧＯＴ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）９个位点的等位基因表达特异性的研究。结果表明，在不同遗传材料之间ＥＳＴ差异明显；同一单株不同组织样品之间ＥＳＴ差异不大；３个ＧＯＴ，２个ＣＡＴ位点的基因在不同的组织样品之间存在明显的表达时序性，基因表达受到发育阶段的控制；ＣＡＴ２基因的表达受光照诱导，ＧＯＴ１基因的表达受低温刺激诱导，以上５个位点的等位基因在各种遗传材料之间差异不大；正常胞质与不育胞质对等位酶基因的表达在苗期没有影响。     

Construction of a Full-Length cDNA Library of Gossypium hirsutum L.and Identification of Two MADS-Box Genes

A full-length normalized cDNA library for the flower development stages of short-season cotton(Gossypium hirsutum L.)(CCRI36)was constructed.A total of 3 421 clones were randomly selected for sequencing,with a total of 3 175 effective sequences obtained after removal of empty-carriers and low-quality sequences.Clustering the 3 175 high-quality expressed sequence tags(ESTs)resulted in a set of 2 906 non-redundant sequences comprised of 233 contigs and 2 673 singletons.Comparative analyses indicated that 913(43.6%)of the unigenes had homologues with function-known genes or functionassumed genes in the National Center for Biotechnology Information.In addition,763(36.4%)of the unigenes were functionally classified using Gene Ontology hierarchy.Through EST alignment and the screening method,the full-length cDNA of two MADS-box genes viz.,GhMADS11 and GhMADS12 were acquired.These genes may play a role in flower development,Phylogenetic analysis indicated that GhMADS11 and GhMADS12 had high homology and close evolutionary relationship with AGL2/SEP-type and PI-type genes,respectively.The expression of both GhMADS11 and GhMADS12,genes was high in reproductive organs.In floral organs,GhMADS11 expression was high in petals(whorl2)and ovules,while GhMADS12 expression was high in petals(whorl2)and stamens(whorl3).Results show that the EST strategy based on a normalized cDNA library is an effective method for gene identification.The study provides more insights for future molecular research on the regulation mechanism of cotton flower development.     

甘菊内参基因CITUA的克隆与表达分析

根据前期工作已获得的甘菊α-tubulin基因EST序列，使用RACE技术获得了该基因的全长序列，命名为ClTUA。生物信息学分析表明，ClTUA基因全长cDNA序列为1 580 bp，编码432个氨基酸残基。利用MEGA40软件对推测的氨基酸序列进行系统关系分析发现，其为植物中Ⅰ类α-tubulin基因。RT PCR分析发现:ClTUA基因不仅在盐、干旱、冷、热、脱落酸和水杨酸各种非生物胁迫下稳定表达，而且在不同生长发育阶段的样本中稳定表达；而作为对照的两个内参基因，ClActin和26S rRNA基因在不同非生物胁迫下表达稳定，但在不同生长发育阶段的样本中表达强度不同。这一结果表明，ClTUA基因的表达稳定性优于ClActin和甘菊26S rRNA基因，可以作为内参基因用于甘菊抗逆性和生长发育过程中基因表达规律研究。      

新城疫病毒F和HN基因真核表达载体的构建

根据GenBank中新城疫病毒(NDV)F、HN基因序列和真核细胞表达载体pEGPF-N1的克隆位点,分别设计一对引物,通过PCR方法获得了F、HN基因,经回收纯化,将产物连接到克隆载体pMD18-T上。酶切鉴定和序列分析后,再将目的基因亚克隆到真核细胞表达载体pEGPF-N1上,经鉴定,成功构建含有NDVF和HN基因的真核细胞表达载体pEGPF-N1-F和pEGPF-N1-HN,为下一步研究NDVF和HN蛋白在细胞凋亡中的生物学功能奠定基础。     

纹枯病菌诱导水稻表达的WRKY基因克隆及分析

[目的]克隆纹枯病菌诱导的水稻上调表达基因。[方法]对应用抑制差减杂交技术（SSH）获得的纹枯病菌诱导水稻表达的EST序列K16进行电子克隆,根据电子克隆产物设计引物进行RT—PCR、克隆测序,利用生物信息学技术对克隆产物进行功能预测。[结果]克隆出一个长度为1079bp的序列,结构功能分析显示该基因编码236个氨基酸的蛋白,存在多个功能位点,含有2个典型的WRKY结构域和1个C2H2锌指型结构,该基因与水稻WRKY8、WRKY24和WRKY30基因有较高的同源性。[结论]经电子克隆获得的纹枯病菌诱导表达的基因为典型的WRKY家族基因,该基因可能在水稻抗纹枯病中起重要作用。     

纹枯病菌诱导水稻表达的WRKY基因克隆及分析（摘要）

[目的]克隆纹枯病菌诱导的水稻上调表达基因。[方法]对应用抑制差减杂交技术（SSH）获得的纹枯病菌诱导水稻表达的EST序列K16进行电子克隆,根据电子克隆产物设计引物进行RT-PCR、克隆测序,利用生物信息学技术对克隆产物进行功能预测。[结果]克隆出一个长度为1079bp的序列,结构功能分析显示该基因编码236个氨基酸的蛋白,存在多个功能位点,含有2个典型的WRKY结构域和1个C2H2锌指型结构,该基因与水稻WRKY8、WRKY24和WRKY30基因有较高的同源性。[结论]经电子克隆获得的纹枯病菌诱导表达的基因为典型的WRKY家族基因,该基因可能在水稻抗纹枯病中起重要作用。     

果树基因转化技术的选用和转基因植株的鉴定与性状分析

 植物基因工程为果树育种开辟了一条新途径,在果树重要性状遗传改良方面具有重要意义。果树转基因是一个复杂而长期的工作,包括从对外源基因功能的全面认识、高效表达载体的构建、基因转化、以及转基因植株的鉴定与性状观测等多个重要环节。应该说,每一个环节甚至每一实验步骤都需严格把握。迄今,鉴于已经有大量果树再生体系成功建立的报道,笔者在总结实际研究经验的基础上,结合文献的报道,有针对性地对果树基因转化技术和转基因植株的鉴定与性状分析进行简要介绍,为果树基因转化技术的选用,以及进行高效转基因植株的鉴定与性状分析提供一定的参考。