辣椒疫霉elicitins基因的克隆及瞬时表达分析

通过挖掘辣椒疫霉中的外泌蛋白激发子elicitins的基因序列,分析其转录特征,克隆基因序列并进行瞬时表达,以阐明其在辣椒疫霉生长发育和侵染过程中的作用。本研究利用转录组测序结果和致病疫霉INF1序列作为比对序列,对辣椒疫霉基因组数据库进行elicitins序列挖掘。采用RT-PCR方法分析elicitins基因在辣椒疫霉生长发育(菌丝、游动孢子囊、游动孢子、萌发的休止孢)和侵染寄主阶段(本氏烟灌根1.5、3、6、12、24、36和72 h后)的转录水平。克隆elicitins基因序列,并与其他卵菌的elicitins进行序列比对,分析进化关系。在本氏烟上进行elicitins的瞬时表达分析。结果表明:经生物信息学分析获得14个含有信号肽编码序列的elicitins基因全长序列。新发现6个elicitins基因在辣椒疫霉生长发育和侵染寄主阶段差异表达。对这6个和之前报道的5个elicitins基因进行全长克隆,能够克隆出的10个elicitins都属于酸性elicitins,聚类分析可将其分在第一和第三聚类组。异源表达发现2个elicitins能够激发本氏烟产生过敏反应。本研究结果不仅为阐明elicitins在辣椒疫霉生长发育和侵染寄主过程中的作用提供了重要数据,也为植物抗疫病的基因工程提供了科学依据。     

辣椒疫霉（Phytophthora capsici）果胶甲基酯酶Pcpme3基因真核表达及功能研究

 【目的】对辣椒疫霉果胶甲基酯酶Pcpme3基因进行真核表达,制备其特异性抗血清,为用Western blot检测该基因在辣椒疫霉致病过程中的功能奠定基础。【方法】利用TR-PCR分离鉴定Pcpme3的成熟肽片段,克隆于pPIC9K载体。将获得的表达载体转化毕赤酵母GS115,甲醇诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE分析和免疫家兔制备特异性抗体。【结果】酵母转化子经MD、MM平板筛选和G418抗生素筛选与PCR鉴定,获得Mut+/His+表型高拷贝重组转化子,经1%甲醇诱导后,SDS-PAGE检测发酵上清液,检测出43 kD的特异蛋白。重组蛋白免疫家兔制备特异抗血清,Western blot检测该基因在游动孢子侵染辣椒叶片中的表达,随着病情加重,该基因的表达逐渐增强,从而证明该基因参与了病菌的侵染致病过程。【结论】利用真核表达获得的蛋白制成特异性抗体可以有效地检测Pcpme3在辣椒疫霉侵染寄主过程中的功能特性。     

辣椒疫霉效应分子RxLR22034的表达纯化及晶体生长

辣椒疫霉(Phytophthora capsici)作为一种重要的植物病原卵菌,侵染寄主植物时能够分泌RxLR效应分子,从而激活或抑制植物的防卫反应,引起植物病害的产生。为了深入研究辣椒疫霉效应分子与植物互作的机制及致病机理,本文从辣椒疫霉菌株SD33中克隆得到了RxLR22034效应分子,以大肠杆菌Rosetta(DE3)为宿主,进行了原核表达与纯化,确定了该基因高效表达条件。通过亲和层析及分子筛层析纯化获得高纯度蛋白,借助坐滴法培养优化获得RxLR22034蛋白晶体,X射线衍射获得2.7?的蛋白晶体数据,为后续解析RxLR效应分子蛋白三维结构,从结构生物学角度探知辣椒疫霉RxLR效应分子生理生化功能奠定了基础。     

辣椒疫霉中一个具有转录因子序列特征的外泌蛋白的分析鉴定

植物病原细菌分泌核调控蛋白进入寄主细胞核调控其基因表达以利于自身的侵染,但目前对卵菌中该类蛋白知之甚少.前期生物信息学分析从辣椒疫霉中获得一个具有DNA结合域的外泌蛋白PcSEP9,利用qRT-PCR检测其在辣椒疫霉侵染前期(菌丝、游动孢子囊、游动孢子、休止孢萌发)和侵染阶段[灌根接种本氏烟(Nicotiana benthamiana)后1.5、3、6、12、24、36、72 h]的基因转录水平,发现该基因在辣椒疫霉的生长发育和侵染阶段均表达上调;对该基因进行TA克隆测序,对其编码的蛋白质进行结构域预测,发现其含有信号肽、核定位信号、DNA结合域和锌指RBZ结构域;将其信号肽的核苷酸编码序列克隆至酵母信号肽诱捕载体pSUC2T7M13ORI上,并转化到酵母蔗糖酶缺陷菌株YTK12中,发现重组菌株能成功分泌蔗糖酶,促使棉籽糖分解成单糖,且在YPRAA培养基上可正常生长,同时生成的单糖能与2,3,5-triphenyltetrazolium chloride反应产生红色不溶于水的氯化三苯基四氮唑,明确了该蛋白质的信号肽具有分泌活性;在本氏烟中进行瞬时表达,发现该蛋白质全长和成熟肽均能稳定表达,但对辣椒疫霉的毒力无明显影响.这一研究拓宽了对卵菌外泌蛋白质的认识,为进一步探索该类蛋白质的生物学功能及其作用机制提供了重要的试验数据.     

辣椒疫霉作用下叶绿素a/b结合蛋白的表达

从基于cDNA-AFLP分析的辣椒应答疫霉侵染的表达谱中找到1个特异表达基因的序列;利用这个序列设计引物,采用基于PCR技术的96孔文库筛选方法,从疫霉处理的辣椒cDNA文库中筛选出这个应答辣椒疫霉侵染的候选基因的全长cDNA;经生物信息学分析,推测这个长度为1022 bp的候选基因为辣椒叶绿素a/b结合蛋白(chlorophyll a/b binding protein,cab)基因;并利用荧光定量PCR法检测cab在疫霉侵染下的表达情况。     

本氏烟NbHSP90基因的克隆及初步功能分析

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)通过与植物互作调节植物的免疫反应,进而引起植物感病。前期实验证明辣椒疫霉效应分子RxLR19781与本氏烟(Nicotiana benthamiana)热激蛋白90(NbHSP90)可以发生相互作用。利用RT-PCR技术从本氏烟中克隆得到基因NbHSP90,通过农杆菌介导的瞬时表达技术,验证NbHSP90在辣椒疫霉侵染本氏烟过程中的作用。研究结果表明:NbHSP90基因的c DNA序列全长1005 bp,编码含334个氨基酸的蛋白质,不含信号肽,无跨膜结构,具有典型的HATPase保守结构域和C端基序MEEVD。瞬时表达结果表明,NbHSP90能显著减弱辣椒疫霉在本氏烟中的定殖。研究结果为进一步阐明辣椒疫霉效应分子RxLR19781靶向本氏烟HSP90促进自身侵染的分子机制提供了依据。     

玉木耳漆酶基因Aclac的克隆及原核表达

【目的】对玉木耳漆酶基因Aclac进行克隆及原核表达分析,为深入研究漆酶基因在玉木耳子实体发育中的生物学功能提供理论依据。【方法】克隆Aclac基因的cDNA和DNA全长序列,对其进行生物信息学分析,并将目的基因连接至pET-28a质粒上以构建原核表达载体pET28a-Aclac,将其转化大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达。【结果】克隆获得的Aclac基因cDNA序列长度为1734 bp,编码577个氨基酸残基;Aclac基因DNA序列长度为2521 bp,含14个内含子。AcLAC蛋白理论分子量为64.75 kD,理论等电点为5.70,不稳定指数为34.01,无跨膜区域,存在1个信号肽,在4个铜离子结合区高度保守,且含有Cupredoxin超家族蛋白保守功能域。AcLAC蛋白与真菌的漆酶蛋白聚为一支,其中,AcLAC蛋白与木耳属真菌的漆酶蛋白亲缘关系最近。AcLAC融合蛋白在大肠杆菌BL21（DE3）表达宿主中成功表达,分子量为67 kD。【结论】克隆获得的Aclac基因属于Cupredoxin超家族基因,可在原核表达系统中异源表达,推测其与其他真菌漆酶基因在生物学功能上具有一致性,丰富了真菌漆酶资源。     

香菇gpd启动子引导的云芝漆酶基因真核表达载体的构建

根据Genbank中提交的云芝(Coriolus versicolor (L.) Quel.)漆酶(lcc1)基因cDNA序列设计引物,利用RT-PCR获得云芝漆酶基因cDNA完整编码框,与GenBank中云芝漆酶基因同源性为96%;以pCAMBIA1381xb为初始载体,利用引物两端的酶切位点,将克隆得到的云芝漆酶基因cDNA序列分别连接到香菇gpd启动子Lg1和Lg2的下游,构建成香菇启动子引导的云芝漆酶基因真核表达载体pC-XG1-YZ-Lac和pC-XG2-YZ-Lac,利用冻融法将其转到了农杆菌EHA105中.     

肿瘤血管生成抑制因子Arresten基因克隆及其对烟草的转化

肿瘤血管生成抑制因子Arresten是人Ⅳ型胶原蛋白α1链羧基末端NC1结构域多肽片段,可抑制新血管生成。研究拟实现该基因对烟草细胞的转化,为进一步利用植物细胞表达该蛋白奠定基础。①采用RT-PCR法从人胎盘组织克隆Arresten基因cDNA,克隆产物经酶切后定向插入到植物双元表达载体pCAMBIA1301的NcoⅠ和BstEⅡ位点之间,构建成含有目的基因的植物表达载体pCA,经PCR、限制性内切酶检测及序列测定正确后,转化根癌农杆菌LBA4404,获得携带目的基因的重组农杆菌。②采用叶盘转化法,以重组农杆菌转化烟草。在hygromy cin选择压力下获得烟草转化不定芽和完整植株,经PCR检测初步证实,Arresten基因已导入烟草基因组中。该研究首次将Arresten基因导入高等植物基因组中,为避免利用原核细胞或动物细胞表达Arresten的潜在问题,以及进一步利用植物进行该基因的大规模廉价表达奠定了基础。     

MCL-1原核表达载体构建及重组蛋白表达

[目的]构建日本蟾蜍(Bufo japonicus formosus)髓细胞白血病基因-1(myeloid cell leukemia-1,mcl-1)的原核表达载体并诱导其重组蛋白表达。[方法]通过PCR方法扩增日本蟾蜍皮肤mcl-1开放阅读框,将其插入到原核表达载体pET-28b中。经菌落PCR、DNA限制性内切酶消化筛选阳性克隆,并通过DNA测序确定原核表达载体pET-28b-mcl-1构建成功。将pET-28b-mcl-1转入大肠杆菌(E.coli)感受态细胞BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达,并用SDS-PAGE对重组蛋白的表达进行检测。[结果]原核表达载体pET-28b-mcl-1构建成功;重组蛋白在大肠杆菌中成功表达。[结论]原核表达载体的构建及重组蛋白的表达,为后续MCL-1的纯化、抗血清的制备及生理功能检测奠定了基础。     

猪D型产毒素多杀性巴氏杆菌毒素分段基因的原核表达

根据GenBank已发表的产毒素多杀性巴氏杆菌（T＋Pm）toxA基因序列（AF240778）设计1对引物,从猪源D型T＋Pm中扩增出toxA基因片段（3858 bp）,再根据toxA基因序列设计3对引物,分别扩增出ZQ（1084 bp）、ZH（1092 bp）、HM（906 bp）3个分段基因,将其克隆至原核表达载体pET32a,转入大肠杆菌BL21中进行融合表达。经SDS-PAGE和West-ern blotting检测分析,发现ZQ、HM基因的表达产物以包涵体形式存在,大小分别为75、50 kDa,ZH基因不表达。动物试验结果表明,HM重组蛋白具有良好的免疫原性、反应原性及一定的生物学活性,而ZQ重组蛋白没有免疫原性、反应原性及生物学活性。通过间接ELISA的方法检测抗毒素的阳性猪血清,结果表明,HM重组蛋白较天然蛋白具有更高的特异性。     

猪日本乙型脑炎病毒NS1基因的表达和抗体制备

猪Sus scrofa domestica日本乙型脑炎病毒（Japanese encephalitis virus,JEV）是引起母猪繁殖机能障碍的重要病原之一,其NS1蛋白参与病毒复制和组装、调节宿主免疫反应功能。提取猪日本乙型脑炎上海分离株的基因组RNA,反转录合成cDNA,扩增该病毒的NS1基因片段,亚克隆到原核表达载体pET-28（a）上,构建重组原核表达质粒pET-28（a）-JEV-NS1,转化大肠埃希菌Escherichia co1i BL21（DE3）菌株,IPTG诱导表达重组JEV-NS1蛋白,获得分子量大小为46 kDa的重组蛋白。为了提高表达量,JEV-NS1基因的958~1 245 bp被截短。聚丙烯酰氨凝胶电泳（SDS-PAGE）分析表明:JEV-NS1表达量明显提高,纯化后含量达到总蛋白的85%以上。纯化后的蛋白免疫ICR小鼠Mus musculus,制备了小鼠抗JEV-NS1多克隆抗体,western-blotting验证了JEV-NS1的抗原性和抗体的特异性。图6参13     

海带热休克蛋白70基因体外原核表达研究

在前期研究克隆得到全长海带HSP70基因的基础上,为进一步研究藻类HSP70的生物学功能,将海带HSP70基因的开放阅读框区域克隆到表达载体pEASY-E2中,并转化到大肠杆菌BL21（DE3）pLysS。将阳性重组子培养于含有AMP（100 U/mL）的LB培养基,IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳鉴定。经5 h诱导,其表达量达到平台期,继续培养HSP70表达量并不显著增高。5 mM IPTG诱导海带HSP70蛋白表达量高于1 mM IPTG诱导蛋白表达量。     

在毕赤酵母中表达人溶菌酶蛋白的研究

将化学合成的人溶菌酶基因htYZ（444bp）构建到毕赤酵母分泌型表达载体pPICZ上;载体质粒用SacⅠ线性化后电击法转化毕赤酵母菌株GS115,在含Zeocin的抗性培养基筛选后PCR鉴定获得了9株重组菌株。重组菌株经甲醇诱导后取表达上清液进行SDS-PAGE电泳和Western blot分析。结果显示,重组hLYZ在毕赤酵母中成功表达,在诱导60h时表达量最高。用镍亲和层析柱纯化重组hLYZ,用Bradford法测得其含量约为324mg·L^-1。比浊法活性测定结果显示所表达的重组人溶菌酶活性达到4473U·mL^-1。本研究利用毕赤酵母分泌型表达载体成功表达了重组人溶菌酶,井探索了简单有效的纯化和活性测定方法,为利用毕赤酵母系统规模化生产重组人溶菌酶奠定了技术基础。     

基因C型鸭肝炎病毒VP1基因的克隆表达及其多克隆抗体的制备(

采用RT-PCR方法,扩增基因C型DHV JFX08株的VP1基因,与pMD18-T载体进行连接,构建新型DHV VP1基因克隆重组质粒。然后将VP1基因定向插入到pET-32a(+)表达载体中,筛选原核表达载体pET-32a-VP1,进行IPTG诱导表达。SDS-PAGE电泳分析表明,基因C型DHV-VP1基因可在大肠杆菌中稳定高效的表达。Western-blot检测表明,表达产物可与基因C型DHV阳性血清发生特异性反应。将纯化的重组蛋白免疫4周龄SPF鸡,以纯化的VP1重组蛋白和基因C型DHV全病毒分别包板,制备的抗血清ELISA效价分别可达1∶25 600,1∶51 200,表明该重组蛋白具有良好的免疫原性。     

新型鸭呼肠孤病毒σC基因原核表达及其抗原性的初步研究

应用原核表达系统表达新型鸭呼肠孤病毒σC基因,分析σC蛋白的抗原性。根据已登录的新型鸭呼肠孤病毒（NDRV） NP03株S1基因序列,针对σC基因设计并合成1对特异性引物,用RT-PCR扩增该基因,并将此片段克隆到原核表达载体 pET-30a （＋）上,将序列正确的重组质粒命名为 pET-NDRV-σC ,转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞,1.0 mmol·L -1 IPTG 37℃诱导表达。结果显示,RT-PCR扩增得到966 bp的目的片段;表达产物经 SDS-PAGE分析,获得了与预期相符的约41.3 ku的条带,重组蛋白主要以包涵体形式存在;Western blotting 分析显示,重组蛋白能与 NDRV 阳性血清发生反应。本试验首次应用原核表达系统获得NDRV σC蛋白,并证明其具有免疫反应性。     

特异腐质霉来源漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,在有机农药残留和木质素的降解方面具有潜在的工业价值。从特异腐质霉Y1(Humicola insolens Y1)中分离到了漆酶基因Lac1,其全长1 803 bp,编码600个氨基酸,与NCBI蛋白数据库比对结果表明,与来源于Chaetomium globosum CBS 148.51(XP_001228806)的多酚氧化酶序列相似性最高为71%,表明是一个新的漆酶基因。将其克隆入毕赤酵母表达载体pPIC9r中,通过PCR和SDS-PAGE检测证实基因已经整合入酵母基因组中且能分泌表达。在3 L发酵罐中,重组Lac1蛋白表达量达到3.79mg/mL发酵液,酶活性达到1.3 U/mL发酵液。酶学性质分析结果显示,漆酶的最适作用温度为65℃,最适反应pH为4.5,且在pH 6～11的范围内酶的相对活力均在70%以上。     

人核糖体40S亚基RPS11蛋白的原核表达和纯化

RPS11是核糖体小亚基40S的组成部分,属于核糖体蛋白S17p家族,由RPS11基因所编码,主要存在于真核生物中。本研究通过PCR扩增RPS11基因,构建pET43a-RPS11和pGEX-4T-1-RPS11原核表达载体。将重组质粒转入E.coli DH5α,序列测定正确后,将其转入E.coli BL21(DE3),加入IPTG诱导表达。表达蛋白经SDS-PAGE分析后,利用亲和层析法纯化蛋白。结果成功克隆RPS11基因,构建了原核表达载体pET43a-RPS11和pGEX-4T-1-RPS11,转化宿主菌E.coli BL21(DE3)中进行了表达。SDS-PAGE分析证实表达目的蛋白正确。通过Ni-TNA和GSH-Sepharose层析柱获得纯化蛋白,为进一步研究该蛋白的生物学功能奠定了基础。