甘蔗B家族蔗糖磷酸合成酶基因SofSPSB的克隆及原核表达

[目的]克隆甘蔗B家族SofSPSB基因并进行原核表达,为进一步研究甘蔗SPS酶学特性及SPS活性调控机制奠定基础.[方法]在进化分析的基础上,通过同源克隆获得甘蔗SofSPSB基因部分序列,再结合RACE技术获得全长cDNA序列.扩增SofSPSB基因ORF并连到原核表达载体pETBlue-2上,导入大肠杆菌BL21(DE3)中表达.[结果]通过比对B家族中进化关系很近的玉米(Zea mays)ZmSPS1和水稻(Oryza sativa) OsSPS1基因序列,并在保守区设计一对引物扩增获得甘蔗B家族SPS基因(SofSPSB) 2330 bp序列.结合5'-RACE和3'-RACE技术获得3481 bp SofSPSB基因全长cDNA序列,该序列包含一个3225 bp的开放阅读框(ORF);起始密码子(ATG)位于转录起始位点后56 bp处,终止密码子(TGA)后有一段201 bp的非编码序列,并带有真核生物典型的polyA尾巴;编码1074个氨基酸,SofSPSB与Zm-SPS1、OsSPS1的核苷酸序列同源性分别为94.7%和81.3%,氨基酸序列同源性分别为96.0%和83.9%;其理论分子量Mw=118.96 kDa,等电点pI=6.30.经原核表达后纯化获得带6×His标签的融合蛋白.[结论]克隆获得甘蔗B家族Sof-SPSB基因全长cDNA序列,成功构建了SofSPSB基因原核表达载体,使其在大肠杆菌BL21(DE3)中表达.     

伪狂犬病毒上海株糖蛋白G(gG)基因的克隆及序列分析

应用PCR方法从PRV SH（上海株）病毒培养物扩增了gG基因，克隆入pCDNA3质粒，并进行了序列测定。结果表明，扩增的gG基因片段长1719bp，包含一个1491bp的开放阅读框（ORF），在起始密码子上海有TATAAAA盒。在终止密码子下游有AATAAA的poly(A)尾，编码由496个氨基酸组成的蛋白质。与Rice株相应的gG片段相比，核苷酸序列同源性达97.1%。但推导的氨基酸序列同源性仅有87.6%。主要是在编码区内插入和缺失核苷酸。出现了突变和移码，导致氨基酸序列同源性降低.gG具有膜蛋白的结构特点。     

鹅催乳素受体基因cDNA5′端序列克隆

为寻找鹅就巢性相关基因,从洪泽湖性成熟公鹅睾丸组织分离并合成鹅cDNA第一链;利用RACE克隆了鹅催乳素受体基因(gPRLR)5′端序列。所克隆的499 bp 5′端序列可划分为348 bp的5′-UTR、151 bp的以ATG作为起始密码子的阅读开放框。与鸡催乳素受体基因(cPRLR)cDNA序列作比对,此499 bp序列可划分为238 bp的第1外显子、69 bp的第2外显子、114 bp的第3外显子及81 bp的部分第4外显子,起始密码子位于第3外显子45 bp处。阅读开放框核苷酸序列与cPRLR cDNA同源部位的阅读开放框同源性达到88%,推导的氨基酸序列同源性达到84%。     

鹅催乳素受体基因cDNA 5''''端序列克隆

为寻找鹅就巢性相关基因,从洪泽湖性成熟公鹅睾丸组织分离并合成鹅cDNA第一链;利用RACE克隆了鹅催乳素受体基因(gPRLR)5'端序列.所克隆的499 bp 5'端序列可划分为348 bp 的5'-UTR、151 bp的以ATG作为起始密码子的阅读开放框.与鸡催乳素受体基因(cPRLR)cDNA序列作比对,此499 bp序列可划分为238 bp 的第1外显子、69 bp 的第2外显子、114 bp 的第3外显子及81 bp 的部分第4外显子,起始密码子位于第3外显子45 bp处.阅读开放框核苷酸序列与cPRLR cDNA同源部位的阅读开放框同源性达到88%,推导的氨基酸序列同源性达到84%.     

犬传染性肝炎病毒Hexon蛋白基因的克隆和原核表达质粒的构建

通过设计特异性引物,以犬传染性肝炎患犬的全血基因组DNA为模板,经PCR扩增,获得了犬传染性肝炎病毒Hexon蛋白基因,将其插入到pMD18-T载体进行测序、鉴定,构建原核表达质粒载体pGEX-6p-1-Hex-on。结果显示,犬传染性肝炎病毒Hexon基因已被成功地克隆,基因全长2 718 bp,包含从起始密码子ATG到终止密码子TAA的完整序列。与犬传染性肝炎病毒国际标准株Hexon蛋白基因的同源性为99.7%,通过实验鉴定表明pMD18-Hexon克隆载体和原核表达质粒载体pGEX-6p-1-Hexon已成功构建。     

甘蔗B家族蔗糖磷酸合成酶基因SotSPSB的克隆及原核表达

【目的】克隆甘蔗B家族s0心PsB基因并进行原核表达,为进一步研究甘蔗SPS酶学特性及SPS活性调控机制奠定基础。【方法】在进化分析的基础上,通过同源克隆获得甘蔗SofSPSB基因部分序列,再结合RACE技术获得全长cDNA序列。扩增SofSPSB基因ORF并连到原核表达载体pETBlue－2上导入大肠杆菌BL21（DE3）中表达。【结果】通过比对B家族中进化关系很近的玉米（Zeamays）ZmSPS1和水稻（Oryzasativa）OsSPS1基因序列,并在保守区设计一对引物扩增获得甘蔗B家族SPS基因（SolSPSB）2330bp序列。结合5’－RACE和3’－RACE技术获得3481 bp SofSPSB基因全长cDNA序列,该序列包含一个3225bp的开放阅读框（0I江）;起始密码子（ATG）位于转录起始位点后56bp处,终止密码子（TGA）后有一段201bp的非编码序列,并带有真核生物典型的polyA尾巴;编码1074个氨基酸,SofSPSB与Zm—SPS1、OsSPS1的核苷酸序列同源性分别为94．7％和81．3％,氨基酸序列同源性分别为96．0％和83．9％;其理论分子量Mw=118．96kDa,等电点pI=6．30。经原核表达后纯化获得带6xHis标签的融合蛋白。【结论】克隆获得甘蔗B家族Sol-SPSB基因全长cDNA序列,成功构建了SoPSPSB基因原核表达载体,使其在大肠杆菌BL21（DE3）中表达。     

四棱豆纤维连接蛋白基因部分序列克隆与分析

利用已报道的FNDC基因序列的保守区域设计引物,用所设计的引物扩增四棱豆FNDC基因的部分序列,将序列提交GenBank,获1个登录号FJ176925.通过对该序列的同源性比较分析发现,该序列与目前数据库中山豆根YP_001511236序列具有明显的同源性.该序列在112～651 bp片段上包括了1个开放性阅读框,起始密码子为ATG,终止密码子为TGA.将ORF处的氨基酸序列继续进行生物信息学的分析,对其进行的1级结构分析和2级结构分析中,表明该序列是一个酸性蛋白,亲水性较弱,疏水性较强,信号肽序列为第23位～第45位,亚细胞定位最大可能性为定位于细胞外.含有N型糖基化位点,蛋白激酶C磷酸化位点,酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,C-末端锚定微体信号,纤维素结合结构域.主要以α-螺旋,不规则盘绕和延伸链为该蛋白最大量的结构元件,β-折叠散布于整个蛋白质中.     

柑橘类植物GPAT基因片段克隆和SNP分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶基因是与植物抗冷性强弱密切相关的基因。根据已报道的各种植物GPAT基因的氨基酸序列上前后两个保守区设计1对简并引物,采用RT-PCR技术,分别从琯溪蜜柚、马家柚、莽山野橘等8种柑橘类植物中克隆得到315bp的GPAT基因片段。使用DNA Star5.0软件对8个片段序列进行同源性比较,8个片段的核苷酸同源性高达97.8%,与其它植物GPAT基因核苷酸序列的同源性都在72.5%以上;经过氨基酸序列推导,每个GPAT基因片段分别编码105个氨基酸,8个片段的氨基酸同源性为95.2%,与其它植物GPAT基因的氨基酸序列同源性在68.9%以上。试验克隆所得8种柑橘类植物GPAT基因片段序列存在明显的单核苷酸变异,在14个核苷酸位点存在SNPs(single nucleotide polymorphisms),导致6个氨基酸位点发生变异,多态性频率为1SNP/22.5bp,核苷酸变异度为4.45%,氨基酸变异度为5.71%。采用NJ聚类法对克隆片段的核苷酸序列进行了遗传多样性分析。     

黄瓜异戊烯基转移酶基因的克隆及序列分析

根据GenBank拟南芥ATIPTs基因序列设计特异性引物,采用PCR方法从黄瓜S94基因组DNA中克隆出异戊烯基转移酶基因保守区片段;再通过对黄瓜基因组BAC文库的筛选,获得基因的全长序列,命名为cs-ipt,GenBank登录号HQ326777.经序列测定及分析表明,该基因编码序列全长1 005 bp,编码334个氨基酸,氨基酸序列中包含有ATP/GTP结合位点GATGTGKS.同源比对表明该基因的核苷酸序列和推导的氨基酸序列与其他植物的ipt基因都有较高的同源性,其中与杨树的同源性最高为65%.     

20个物种同义密码子偏性的比较分析

对6种双子叶植物、4种单子叶植物、7种多细胞真核动物、2种单细胞真核生物及1种原核生物(大肠杆菌)的编码序列(CodingDNASequence,CDS)进行了比较研究。结果发现,各供试物种密码子的用法存在明显的位置依赖,编码区域不同区段对密码子选择使用的程度差异很大,表明基因的同义密码子偏性与其编码区不同区域的碱基环境密切相关;基因组差异是造成密码子使用偏性的首要因素。对"翻译起始区"和"翻译终止区"的特征分析发现,大部分供试物种编码序列中的"翻译起始区"碱基偏置强烈,"翻译终止区"相对较弱,暗示"翻译起始区"的密码子使用对提高蛋白翻译的效率和精确性更为重要。不同物种中G+C含量对其同义密码子偏性的贡献率差异很大,但并非是影响同义密码子使用偏性的唯一因素。可以认为,基因编码区域密码子偏性的研究能为搜寻物种进化的分子机理提供线索。     

香蕉多酚氧化酶基因编码序列的电子克隆 和生物信息学分析

用电子克隆方法获得香蕉多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）基因编码序列。采用生物信息学方法,对此序列编码的蛋白质从氨基酸组成、理化性质尧疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明：香蕉PPO 基因编码序列全长1602bp,包含1 602 bp开放阅读框（open reading frame, ORF）,含有PPO功能域和酪氨酸酶功能域,在序列组成、高级结构及活性位点等方面,与小麦等其他植物的PPO 基因具有高度的相似性。     

黑曲霉中国株(3.758)葡萄糖氧化酶(GOD)基因的克隆与结构分析

[目的]为充分开发黑曲霉在轻工业中的用途。[方法]以黑曲霉中国株(3.758)基因组DNA为模板,用LATaqDNA聚合酶对葡萄糖氧化酶(GOD)基因进行PCR扩增,扩增片段纯化后与pUCm-T载体连接后,转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞,经琼脂糖凝胶电泳法、酶切和PCR鉴定获得阳性克隆。对获得含GOD基因的克隆进行测序,分析其蛋白质氨基酸序列及限制性内切酶的图谱。[结果]经PCR扩增获得约1.8kb的片段。获得的GOD基因编码序列共1818bp,与报道的黑曲霉(ATCC9029)GOD基因序列仅有3个碱基之差。该基因序列具有多个限制性内切酶位点。黑曲霉不同菌株与中国株(3.758)GOD基因的同源性比较表明,不同黑曲霉菌株中GOD基因不同,而菌株ATCC9029与菌株NRRL-3是同一菌株。[结论]该研究获得了GOD基因的全长序列,为GOD的生物工程生产和相关植物基因工程奠定了基础。     

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。     

芥蓝Brassica albograbra花青素合成酶基因BaANS的克隆与序列分析

根据NCBI数据库中的已知序列设计简并引物,分别从芥蓝（Brassica albograbra）叶片基因组DNA和cDNA中克隆到了花青素合成酶基因。基因命名为BaANS,该基因全长1 369 bp,具一个长度为292 bp的内含子,编码区长度为1 077 bp,编码358个氨基酸,序列已提交到NCBI,登录号为GU170203。序列比对结果表明,BaANS与甘蓝、拟南芥、紫罗兰、白菜和芥菜等的ANS有较高的相似性。     

禽类Mx基因GTP酶效应区(GED)序列适应性进化分析

为进一步了解禽类Mx基因进化历程及结构与功能变异,测定了4种经济类型11个地方鸡品种:肉用型(惠阳胡须鸡、清远麻鸡、文昌鸡)、兼用型(藏鸡、狼山鸡、寿光鸡、北京油鸡、萧山鸡、鹿苑鸡)、蛋用型(白耳鸡)、药用和观赏型(丝羽乌骨鸡)Mx基因GTP酶效应区(GTPase effector domain,GED)序列,并结合已报道的原鸡及部分其他鸡形目和雁形目禽类相关序列,采用mrModeltest和MrBayes筛查最适核苷酸替代模型、构建贝叶斯进化树,并采用Datamonkey和PAML4b检测位点选择压力。结果:获得了中国地方鸡种Mx基因GED区核苷酸序列,全长231 bp,编码77个氨基酸。序列联配结果表明家鸡Mx基因GED区高度保守,仅发现3个突变位点,分别位于2 032 bp、2 075 bp和2 139 bp处。AIC信息量准则表明禽类Mx基因GED区的最优核苷酸替代模型为GTR+G。基于最优模型重建的禽类Mx基因GED区贝叶斯进化树具有较高的后验概率,揭示的系统发育关系和禽类物种进化基本一致。Datamonkey的单一断裂点扫描和遗传算法扫描均未发现禽类Mx基因GED区序列数据集有重组事件,位点选择压力检测结果表明禽类Mx基因GED区在进化过程中并未受到正选择作用。     

大麦Amy32b的遗传多样性及其对α-淀粉酶活性的影响

【目的】通过对Amy32b遗传多样性研究,发掘与α-淀粉酶活性相关的等位变异。【方法】设计能够覆盖Amy32b序列的特异引物,研究该基因在中国大麦的等位变异类型:单核苷酸多态性位点(SNP)及插入(insert)、缺失(delete)等。利用RT-PCR获得Amy32b的全长cDNA序列,分别将携带等位变异的全长cDNA和截短cDNA连入表达载体pET-28a(+),并对表达产物进行纯化、活力测定及比较研究。【结果】根据对已公布的Amy32b(x05166)的扩增,发现在基因编码区有一多态性位点G/A(cSNP)和1个A碱基的插入/缺失突变。分别位于Amy32b的碱基序列2 269 bp和2 403 bp,其中,G/A转换导致第355位氨基酸由谷氨酸(E)替换为赖氨酸(K);A碱基插入导致终止密码的形成,引发了碱基片段缺失以及编码氨基酸序列和α-淀粉酶蛋白C端的提前终止。克隆出Amy32b全长和截短cDNA,长度分别为1 314 bp和1 266 bp。酶活性测定结果表明,两种全长重组酶(rAmy32b_A和rAmy32b_G)均具有正常且相同的淀粉酶活性,而截短的突变酶(rΔAmy32b)未能测出淀粉酶活性。【结论】Amy32b的碱基插入/缺失突变形成终止子,引发碱基片段缺失和编码α-淀粉酶C端截短,造成酶活性的丧失;而G/A转换造成的氨基酸替换则对该酶活性没有影响。     

大白菜CBF4基因的克隆和遗传进化分析

采用RT—PCR法,从大白菜（Brassica rapa subsp．pek／nens／s）河头早中克隆了拟南芥CBF4的同源基因BrCBF4,并对它的序列特征、蛋白结构和遗传进化进行了分析。结果表明,BrCBF4全长663bp,编码一个包含220个氨基酸残基和具有典型AP2结构域的蛋白,并且含有两个潜在的豆蔻酰化位点。遗传进化分析表明,BrCBF4与BjDREB1—2的关系最近,与拟南芥AtCBF4同属一个类群,而AtCBFI,2,3与大白菜的BrCBF1,2,3及其它芸薹属植物相关基因分属另一个类群。推测BrCBF4与BjDREB1—2．AtCBF4为直系同源基因,在功能上相似,而与BrCBF1,2,3存在功能上的分化。本研究为进一步研究BrCBF4在大白菜非生物逆境响应中的功能奠定了基础。     

21种大眼蟹线粒体COI基因比较及系统进化分析

【目的】比较大眼蟹科物种线粒体COI基因序列差异,探究COI基因作为大眼蟹科物种鉴定分子标记的可行性;同时基于COI基因序列构建目前最全面的大眼蟹科系统发育树,为大眼蟹科系统发育研究提供理论依据。【方法】测定拉氏大眼蟹、日本大眼蟹和太平大眼蟹3种大眼蟹的线粒体COI基因全序列,结合GenBank已公布的18种大眼蟹科COI基因部分序列,采用MatGAT 2.02进行多序列比对分析,并以三疣梭子蟹和红星梭子蟹为外类群,通过MEGA X中的最大似然法（ML）和最大简约法（MP）分别构建系统发育进化树。【结果】拉氏大眼蟹、日本大眼蟹和太平大眼蟹线粒体COI基因全序列长均为1534 bp,编码511个氨基酸残基,且均以ATG作为起始密码子及T作为不完全终止密码子。用于多序列比对的序列长度为657 bp,连续编码219个氨基酸残基,不存在碱基插入或缺失现象,碱基含量为28.9%~35.9% T、18.9%~27.2% C、25.3%~29.7% A及16.6%~19.0% G。核苷酸序列和氨基酸序列比对分别发现267和20个变异位点,且绝大多数变异位点出现在第3位密码子,而第2位密码子非常保守,即均表现出遗传密码的简并性.遗传距离、序列相似性及系统发育进化分析结果均表明,日本大眼蟹与万岁大眼蟹的亲缘关系最近、太平大眼蟹与绒毛大眼蟹的亲缘关系最近,而拉氏大眼蟹的进化地位及大眼蟹属是否为单系群还需进一步研究。【结论】 21种大眼蟹线粒体COI基因序列均有区别于其他种类的特异位点,可考虑作为物种鉴定的分子标记;但用于多序列比对的COI基因部分序列包含有效信息位点有限,在解析某些物种间的亲缘关系上仍显不足,部分种类间的亲缘关系可信度较低,因此后续研究应基于更多基因序列及更多物种数以解决这一问题。     

版纳微型猪近交系RNF4基因克隆、多组织qPCR表达及功能生物信息学分析

RNF4基因调节精细胞分化和增殖过程,文章以Gen Bank下载的猪及近缘物种RNF4 mRNA序列为参考序列,设计特异引物扩增版纳微型猪近交系(BMI)RNF4基因。应用qPCR分析15个重要组织mRNA表达谱,并对蛋白质序列作功能生物信息学分析,构建多物种系统进化树。研究获得BMI RNF4 573 bp编码区序列(Gen Bank登录号:KU705638,对应氨基酸登录号:AOC89056),编码190个氨基酸,蛋白质分子质量(Mw)为21.43 ku,等电点(pI)为6.95。多组织荧光定量表达分析表明RNF4基因在尿道球腺、睾丸、肝、肺中高水平表达;在其他11个组织中呈中低水平表达。功能生物信息学分析表明RNF4蛋白质存在1个保守结构域,无跨膜结构,无信号肽序列;N末端疏水,C末端疏水;有4类功能活性位点,位于细胞核概率为94.1%。系统进化分析表明,BMI与狗亲缘关系最近。结果为研究RNF4基因在猪精细胞分化和增殖方面作用奠定基础。     

Bioinformatic Analysis of an Aquaporin Gene from Upland Cotton

[目的]对陆地棉水通道蛋白基因GhNIP5.1进行生物信息学分析,为深入研究陆地棉水通道蛋白的功能提供研究基础。[方法]利用电子克隆的方法,获得棉花 GhNIP5.1基因的开放阅读框序列,并对该序列进行了生物信息学分析;利用已公布的棉花基因组测序结果,搜索获得 GhNIP5.1基因的编码区序列。[结果]序列分析表明,所获得 cDNA序列具有完整的897 bp的开放阅读框,编码298个氨基酸残基;该氨基酸序列具有 MIP超家族典型的 NPA保守序列;它同葡萄和拟南芥的NIP5.1氨基酸序列的一致性最高,分别为89.3%和83.2%,在拟南芥 NIP家族9个成员中,GhNIP5.1蛋白的氨基酸序列同 AtNIP5.1同源性最高;该蛋白的三维结构也同拟南芥AtNIP5.1的非常相似;GhNIP5.1基因的编码区全长2067 bp,包含4个外显子和3个内含子,所有内含子的左右边界均为 GT-AG结构。[结论] GhNIP5.1基因可能具有同拟南芥AtNIP5.1类似的生理功能。