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。     

荞麦属植物MAPK基因片段序列比较与进化关系研究

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是植物MAPK级联途径中的重要信号分子。为了研究荞麦属MAPK基因序列变异以及种间进化关系,对荞麦属8个野生种共25份材料的MAPK基因进行特征引物PCR扩增、测序和序列比较分析。结果发现,荞麦属植物种间MAPK基因PCR扩增片段序列较为保守,8个野生种共25份材料中多态位点为125个,不变位点为680个。其中,12份野生苦荞MAPK基因片段序列多态位点S仅为32个,说明荞麦属植物种内MAPK基因序列高度保守。聚类分析发现野生甜荞与左贡野荞被聚为一类。野生苦荞、毛野荞、大野荞、金荞麦、细柄野荞和硬枝万年荞被聚为一大类;其中,细柄野荞和硬枝万年荞被聚在一起,其次与金荞麦聚在一起;毛野荞与大野荞被聚在一起。研究结果可为荞麦属植物MAPK基因功能以及种间遗传多样性与进化关系研究提供理论依据。     

基于SRAP-PCR技术开发荞麦种间特异标记及相关序列分析

[目的]荞麦种质资源繁多,天然的自交不亲和特性使甜荞繁殖的种子存在一定程度的杂合。而苦荞的自交亲和特性又使其繁殖种子世代生殖隔离。为开发鉴别不同荞麦品种以及种子纯度特异分子标记。[方法]基于SRAPPCR技术,根据40个荞麦品种间DNA多态性位点,将种间差异PCR扩增位点的DNA带回收测序,生物信息学分析其序列特征。[结果]克隆了8个种间多态性位点;经核酸序列分析,仅有2个差异PCR扩增位点序列包含SRAPPCR扩增的上下游引物序列,分别暂时命名为8802-1和M化5;其他位点分析表明均为单引物扩增序列。其中,8802-1位点核酸序列长度为705bp,包含3个常用酶切位点;预测到1个ORF区,所编码的氨基酸序列经BLASTP比对分析,未找到任何与蛋白质数据库中同源的氨基酸序列。M化5位点核酸序列长度为687bp,包含3个酶切位点和2个ORF,经BLASTP比对分析,预测第2个ORF编码的氨基酸序列与拟南芥的反转座子蛋白同源性为71%,推断该序列为包含一个反转座子元件的基因。[结论]本研究获得了2个品种特异位点序列,其中一个位点序列包含编码的反转座子元件,另一个为冗余的基因组序列,可进一步将这两个序列开发为STS标记,应用于荞麦种质资源遗传多样性分析、种子纯度鉴定、遗传图谱构建和分子标记辅助育种。     

紫外诱导下麦长管蚜细胞色素b基因和SOD基因的克隆与序列分析

【目的】证实前期消减文库的研究结果,揭示紫外诱导条件下麦长管蚜的生态遗传机理。【方法】根据前人研究证明的细胞色素b基因和SOD基因的保守性区域,设计特异性引物,采用RT-PCR方法,扩增紫外线照射24,48h和对照麦长管蚜变异基因的部分序列,进行测序及核苷酸分析,并推导氨基酸序列。【结果】RT-PCR扩增分别得到长度420bp的细胞色素b基因cDNA片段和357bp的超氧化物歧化酶(SOD)基因cDNA片段。序列分析表明,细胞色素b基因编码140个氨基酸残基,30W紫外辐射48h处理的麦长管蚜细胞色素b基因突变位点为3个,其编码的氨基酸序列变异位点为2个;SOD基因编码119个氨基酸残基,且对照与处理的序列一致,未发现变异位点。【结论】紫外诱导条件下,麦长管蚜细胞色素b基因发生突变部分的具体位点已经找到,其突变方式为转换和颠换;SOD基因未发现变异位点。     

EDSV HN03株纤维蛋白基因的克隆与序列分析

【目的】研究减蛋综合征病毒(EDSV)河南HN03株纤维蛋白基因全序列,为进一步分析EDSV纤维蛋白基因的结构、功能以及EDSV基因工程疫苗的研究奠定基础。【方法】根据GenBank中收录的EDSV纤维蛋白基因序列(Z86065),设计并合成了1对引物,PCR扩增EDSV河南HN03株纤维蛋白基因。将扩增产物克隆入pTG19-T载体并测序。【结果】测序结果表明,HN03株纤维蛋白基因为1935 bp,包含一个完整的开放阅读框,编码644个氨基酸,推导的氨基酸序列有5个潜在的N-糖基化位点,有5个与二硫键形成有关的半胱氨酸。序列分析表明,EDSV HN03株与EDSV国际标准株AV-127纤维蛋白基因核苷酸同源性为99.3%,氨基酸同源性为99.2%;与鹌鹑腺病毒QU株纤维蛋白基因核苷酸同源性为98.9%,氨基酸同源性为98.4%。【结论】腺病毒纤维蛋白基因相当保守。     

花生栽野杂交后代抗病基因类似物的克隆与分析

【目的】在花生野生种、栽培种及栽野杂交后代中,克隆抗病基因类似物(Resistance gene analog,RGA)相关基因片段,为抗病基因的进一步分离、鉴定及利用奠定基础。【方法】以14个花生栽野杂交种和2个抗病花生亲本为材料,应用PCR方法扩增来自基因组DNA的抗病基因类似物序列,并分析其同源性。【结果】扩增出15条来自基因组DNA的抗病基因类似物序列,序列长度在500bp左右,由此推导出的15条氨基酸序列含有典型的NBS保守区的N端糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、N-豆蔻酰化位点。15条花生RGA氨基酸序列间的同源性在73.2%~100.0%,与已发表的花生抗病基因类似物的相似性较高,达72.1%~100.0%;与已知的其他作物的抗病基因编码的氨基酸序列有34.1%~54.6%的同源性。【结论】分离到的15个花生抗病基因同源片段为抗病基因的部分序列。     

高羊茅FaGF14-B和FaGF14-C基因的克隆与差异表达分析（英文）

[目的]克隆高羊茅FaGF14-B和FaGF14-C基因并进行基因的差异表达分析,为后续基因功能研究提供依据。[方法]以高羊茅转录组学测序获得的FaGF14-B和FaGF14-C基因序列片段为模板,利用3'RACE和5'RACE方法从高羊茅中扩增出FaGF14-B和FaGF14-C基因的全长cDNA序列,命名为FaGF14-B和Fa GF14-C,并进行核酸序列分析、基因编码蛋白分析、蛋白保守结构域分析、系统进化树分析与差异表达分析。[结果]FaGF14-B基因序列cDNA全长1 548 bp,具有完整的开放阅读框(ORF,449~1 228 bp),编码蛋白为260个氨基酸;FaGF14-C基因序列c DNA全长1 250 bp,具有完整的开放阅读框(ORF,66~848 bp),编码蛋白含有261个氨基酸;GF14-B和GF14-C蛋白都具有典型的14-3-3蛋白结构域,二级结构包含9个保守的α-螺旋及不保守的N-末端和C-末端。系统进化树分析表明,高羊茅Fa GF14-B和FaGF14-C与禾本科植物GF14蛋白具有较高的相似性,位于在同一个进化支上,亲缘关系较近;荧光定量PCR分析表明:FaGF14-B和FaGF14-C基因应答氮胁迫处理。[结论]该研究可为进一步筛选抗低氮胁迫相关基因、创制耐低氮的牧草新种质奠定理论基础。     

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。     

辣木查尔酮合成酶(CHS)基因的克隆及其序列分析

【目的】查尔酮合成酶是黄酮类生物合成途径中的第1个限速酶基因。从辣木中克隆查尔酮合成酶基因MoCHS1,并对其进行生物信息学分析,为进一步研究其生物学功能提供基础数据。【方法】根据NCBI数据库中的辣木基因组信息设计引物,以辣木叶片cDNA和基因组DNA为模板,PCR扩增获得MoCHS1基因序列。利用生物信息学方法分析其序列特征,使用DNAMAN9.0和MEGA10.0软件进行多重比对和构建系统进化树。【结果】MoCHS1ORF序列长度为1 185 bp,编码394个氨基酸,基因组序列长1 387 bp,含有2个外显子和1个内含子。生物信息学分析表明,MoCHS1为稳定的亲水蛋白,以α-螺旋(45.43%)和不规则卷曲(31.98%)为主。MoCHS1含有查尔酮合成酶家族的保守序列和酶活性位点的关键氨基酸残基,包括7个环化袋氨基酸残基、3个辅酶A活性结合位点、半胱氨酸(Cys)-组氨酸(His)-天冬氨酸(Asn)三联体催化位点和查尔酮合成酶基因家族的2个高度保守的特征序列(RLMMYQQGCFAGGTVLR和GVLFGFGPGL),与其他物种的CHS序列一致性较高。系统进化分析显示,MoCHS1与番木瓜聚在一类,说明其亲缘关系最近。【结论】成功分离了一个辣木查尔酮合成酶基因MoCHS1基因序列,该基因推测编码的氨基酸序列具有CHS家族蛋白的典型保守结构特征。研究结果有助于进一步研究辣木查尔酮合成酶基因的调控及基因家族进化机制和类黄酮合成调控机理。     

棉蚜HSP70基因cDNA片段的克隆和序列分析

【目的】克隆棉蚜HSP70基因cDNA片段,并分析其基因序列。【方法】采集黄色型和绿色型棉蚜,实验室饲养4~5代形成单克隆系,温度处理后提取总RNA备用。根据已知昆虫HSP70基因的保守性区域,设计特异性引物,采用RT-PCR方法扩增棉蚜HSP70基因的部分序列,测序后进行核苷酸和推导的氨基酸序列分析。【结果】RT-PCR扩增得到一条长度783 bp左右的HSP70基因cDNA片段。测序结果显示,所得cDNA片段长度为783bp(GenBank登录号为:EU109426),且黄色型和绿色型棉蚜的核苷酸序列一致,编码261个氨基酸残基。由棉蚜该片段推导的氨基酸序列与其他昆虫的同源性较高。【结论】获得了棉蚜HSP70基因783 bp的cDNA片段,该片段编码261个氨基酸残基。     

川西高原黑唇鼠兔乳酸脱氢酶C基因cDNA的克隆及序列分析（摘要）

[目的]为研究以鼠兔LDH-C4为靶蛋白的节育型鼠药奠定基础。[方法]黑唇鼠兔属于兔形目,鼠兔属,在GenBank数据库里没有兔形目物种LDH-C基因的相关序列,故采用设计简并引物的方法进行克隆。设计的3条简并引物序列为：D-Ps：5′-atgtcmacygtcaaggagcagct-3′：D-Pa1：5′-gcagayacabtgtaatcttttcc-3′;D-Pa2：5′-ttacarccacttccratyac-3′。用反转录生成的cDNA作为模板,采用巢式PCR法克隆LDH-C基因的EST,再根据EST序列设计了2条基因特异引物,采用3′RACE技术克隆LDH-C基因的3′端,2条基因特异引物为Pika-Ps1：5-cttgcccttgttgatgttgcaga-3和Pika-Ps2：5-ggatcttcaacatggcagtct-3。核酸序列的分析、拼接和相似性搜索采用Vector NTI Suite 9软件,系统发生树的构建用Mega 4.0软件,采用邻接法。[结果]黑唇鼠兔的LDH-C基因的cDNA全长1 498 bp,其中ORF长996 bp,编码332个氨基酸,3′UTR长486 bp。ORF序列比对显示LDH-C基因在大的分类单位上均很保守。系统树分析显示黑唇鼠兔的LDH-C基因和灵长类及偶蹄目的遗传距离较近,和啮齿目较远。[结论]成功的克隆得到了黑唇鼠兔的LDH-C基因的cDNA序列。     

川西高原黑唇鼠兔乳酸脱氢酶C基因cDNA的克隆及序列分析

[目的]为研究以鼠兔LDH-C4为靶蛋白的节育型鼠药奠定基础。[方法]采用简并引物PCR克隆得到黑唇鼠兔LDH-C基因的EST序列,再根据EST序列采用RACE技术克隆出基因的开放阅读框（ORF）全长,和3’UTR序列。[结果]整个cDNA全长1 498 bp,其中ORF长996 bp,编码332个氨基酸,3’UTR长486 bp。ORF序列比对显示LDH-C基因在大的分类单位上均很保守。系统树分析显示黑唇鼠兔的LDH-C基因和灵长类及偶蹄目的遗传距离较近,和啮齿目较远。[结论]成功的克隆得到了黑唇鼠兔的LDH-C基因的cDNA序列。     

羊草Class Ⅱ几丁质酶基因的克隆及序列分析

[目的]克隆自然生长于黑龙江省盐碱地的羊草ClassⅡ几丁质酶基因并进行序列分析,为进一步研究几丁质酶基因的生物功能和应用奠定了基础。[方法]构建羊草叶片的cDNA文库,对其进行DNA序列测定和分析,并与GenBank中收录的植物几丁质酶基因序列及编码的氨基酸序列进行同源性比较。[结果]在羊草叶片eDNA文库中克隆出1条全长eDNA片段,片段长996bp,其中,可读框768bp,编码255个氨基酸。编码产物在结构上缺乏CBD和C-端延伸区,具有ClassⅡ几丁质酶的结构特征,其氨基酸序列与黑麦和小麦ClassⅡ几丁质酶具有很高的同源性;构建的pQE—LcChi2重组载体经诱导后表达出一个约27KD的蛋白,与推测的pQE-LcChi2基因编码产物大小一致。[结论]LcHi2基因在大肠杆菌中能够表达,是一个具有表达功能的基因。     

荔枝抗坏血酸过氧化物酶cDNA的克隆和分析

[目的]为了对荔枝果皮中克隆的APX基因进行cDNA序列分析。[方法]采用RT-PCR和RACE技术从荔枝果皮中扩增克隆抗坏血酸过氧化物酶基因,利用NCBI的ORFFinder程序分析克隆基因的序列,然后将ORF转换成氨基酸序列,进行BLASTX和BLASTN分析,最后用dnasismax2.6pro软件将荔枝与胡瓜、加杨等8种植物进行APX氨基酸序列配比和进化树分析。[结果]该基因cDNA全长1118bp,含有645bp的ORF,编码214个氨基酸。它编码的氨基酸序列与胡瓜、加杨、龙眼、落花生、豌豆、芸苔、帕拉港橡胶树和紫花苜蓿编码的氨基酸序列的同源性分别为83%、89%、97%、78%、84%、75%、79%和85%。推测该蛋白的分子式为C1946H3249N645O827S142,相对分子质量为53466.5,等电点为5.16,理论推导半衰期大于10h。[结论]该基因的克隆与cDNA序列分析为采后荔枝果皮中抗坏血酸过氧化物酶的基因工程操作奠定了基础。     

荞麦BTI全长基因的克隆及表达分析

【研究目的】扩增荞麦胰蛋白酶抑制剂(Buckwheat trypsin inhibitor,BTI)基因,并对其表达特性和氨基酸同源性进行分析。【方法】根据荞麦胰蛋白酶抑制剂氨基酸的保守序列设计简并引物,采用RT-PCR和RACE技术,以荞麦cDNA为模板,扩增BTI基因并进行序列及其表达谱分析。【结果】克隆得到了BTI基因。它的cDNA全长为459bp,含有一个216bp的完整阅读框,编码72个氨基酸。同源性分析表明,其蛋白质序列与已报道的荞麦种子提取的BWI-1的氨基酸序列的同源性达96%,与笕属植物ATI、亚麻属植物Luti、马铃薯蛋白酶抑制剂PPI-I的氨基酸序列的同源性分别为65%、59%、48%。RT-PCR分析表明,BTI基因可在不同的组织中进行表达,但经伤害处理后的叶片中其表达量略高于生长各阶段。这可能与逆境情况(如外界损伤)下的应答等生理过程有关。【结论】荞麦BTI基因的获得,可为荞麦胰蛋白酶抑制剂的基础及应用研究奠定基础。     

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。     

苦荞中查尔酮合成酶全长基因的克隆及序列分析(英文)

[目的]该研究旨在克隆苦荞中查尔酮合成酶全长基因。[方法]选用乌克兰伊琳娜苦荞为试验材料,以从叶片中提取的RNA为模板,应用RACE技术结合CODEHOP引物设计方法克隆苦荞中查尔酮合成酶cDNA序列,通过电子合并获得其全长。设计基因全长特异性引物,以DNA为模板进行PCR扩增出基因序列。应用Clustalxl.81和MEGA4软件进行序列分析和进化树的建立;核酸和蛋白质序列同源性分析应用NCBI的Blastn和Blastp完成。[结果]生物信息学分析表明,该基因全长1906bp,具有一个463bp的内含子序列,编码区长度为1188bp,编码395个氨基酸。Blastn序列比对发现该试验所获得的CHS基因序列与相近物种Rheum palmatum(登录号:DQ205352.1)的CHS基因同源性达86%。[结论]该研究为阐明苦荞生物类黄酮合成的分子基础,探索提高苦荞生物类黄酮含量的有效途径奠定基础。     

FaesCAL基因在同型长花柱甜荞中的表达分析

为探究同型长花柱甜荞花的发育调控的分子机制，从同型长花柱甜荞中分离得到1个全长984 bp的CAL同源基因cDNA 序列，命名为FaesCAL。FaesCAL基因包含长726 bp的完整开放阅读框，编码1个由241个氨基酸残基组成的MADS-box转录因子。蛋白序列比对及系统发育分析结果表明：FaesCAL 蛋白属于MADS-box转录因子中的CAL进化系，包含1个由57个氨基酸残基组成的高度保守的 MADS 结构域和1个由68个氨基酸残基组成的次级保守区域的 K 结构域。通过实时荧光定量(qRT-PCR)检测FaesCAL基因在同型长花柱甜荞中的组织表达特异性显示:FaesCAL基因主要在根、雄蕊、花被片和5 d果实中表达，在雌蕊中表达量很低，在茎和叶片中不表达，并且在雄蕊和花被片中的表达量极显著高于其他组织（LSD， P<0.01）。进一步通过qRT-PCR检测FaesCAL基因在甜荞花芽分化5个关键时期表达量的动态变化显示：FaesCAL基因的表达量在开花前雌雄蕊成熟时表达量最高，在雄蕊花丝的迅速伸长和花被片原基的出现时期的表达量其次。推测该基因参与了甜荞的成花转变，并在雄蕊以及花被片的发育中发挥作用。     

禽类PRL基因的cDNA克隆及生物信息学分析

[目的]通过对PRL基因(催乳素基因)的克隆及生物信息学分析,研究该基因编码的蛋白对禽类就巢性的作用。[方法]利用原鸡PRL基因mRNA序列(NM-205466)与蓝孔雀表达序列标签(EST)数据库进行Blast检索,以及序列拼接和逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR),获得了蓝孔雀PRL基因的部分cDNA序列,并对该序列进行了生物信息学分析。[结果]获得的cDNA序列片段长度为927bp,包括完整的开放阅读框690 bp,编码229个氨基酸。系统发育树的构建发现蓝孔雀与原鸡亲缘关系比较近,与鹑次之,与火鸡亲缘关系最远。[结论]该研究结果为研究PRL蛋白的生物学功能奠定了基础。     

桑树查尔酮合成酶基因（CHS）的生物信息学分析（英文）

[目的]探讨桑椹色素代谢调控的分子机理。[方法]本研究以桑科植物的EST数据库为基础,采用生物信息学实验技术,通过电子克隆方法获得了桑树查尔酮合成酶基因（CHS）。采用生物信息学在线软件,进一步对该基因编码蛋白的氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构等方面进行了预测和分析。[结果]经DNAstar软件拼接后得到的cDNA序列为1 365 bp,其开放阅读框序列为1 170 bp,编码389个氨基酸残基。CHS蛋白含有查尔酮合酶家族的特征多肽序列RLMMYQQGCFAGGTVLR,不含信号肽序列,属于非分泌型蛋白,定位于细胞质内,分子进化也较为保守。[结论]该研究结果为深入研究该蛋白的结构和功能奠定了基础。