赤点石斑鱼FAS基因的克隆及序列分析

[目的]研究赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)FAS基因的结构与表达特性。[方法]以前期获得的转录组序列作为数据库,应用PCR技术,获得赤点石斑鱼FAS基因的c DNA全序列。[结果]该序列与大黄鱼(Larimichthy scrocea)FAS基因的相似度最高,为87%。该序列全长8 505 bp,包括712 bp的3'UTR区、7 548 bp的开放阅读框(ORF)以及245 bp的5'UTR区,可编码2 515个氨基酸。经预测,该蛋白分子量为274.03 ku,等电点为5.98,其属于亲水性蛋白。通过Real-time PCR方法获得FAS在赤点石斑鱼各个组织中的表达,结果显示,其在心脏中表达量最高,其次是在肝脏中。FAS基因的进化与物种进化一致。[结论]该研究为进一步研究赤点石斑鱼脂肪代谢奠定理论基础,也为赤点石斑鱼在养殖方面的工作提供基础资料。     

橡胶树半胱氨酸蛋白酶基因HbCP2的克隆与表达特性分析

根据EST和基因组序列设计引物,应用RT-PCR技术从橡胶树的根组织中分离到1条长1056 bp的cDNA,该序列包含了1023 bp的开放读码框（ORF）,17 bp的5’UTR和16 bp的3’UTR;ORF预测编码340个氨基酸,理论分子量为37.52 kD,等电点为5.25,属于液泡定位的分泌型蛋白;蛋白含有1个Inhibitor_I29和1个Peptidase_C1A结构域,隶属于木瓜蛋白酶C1家族;蛋白与蓖麻、杨树中同源蛋白的相似性均在80％以上,将基因命名为Hb CP2。表达分析显示,在所分析的根、树皮、木质部、芽、叶片、叶柄和乳管等组织中,HbCP2仅在根中被检测到,表现出明显的组织特异性。     

橡胶树乳管表达多酚氧化酶基因HbPPO1的克隆与分析

根据EST序列设计引物,应用RACE和RT-PCR技术从橡胶树的胶乳(乳管细胞的胞质成分)中分离到1条长2 102 bp的c DNA,该序列包含1个1 803 bp的开放读码框(ORF),81 bp的5’UTR和218 bp的3’UTR;ORF预测编码600个氨基酸,其理论分子量为67.88 k Da,等电点为8.56,质体定位;蛋白含有多酚氧化酶特有的Tyrosinase、PPO1_DWL和PPO1_KFDV结构域;蛋白与木薯、蓖麻、麻疯树和胡杨中同源蛋白的相似性分别为85.2%、82.0%、79.8%和78.2%,将基因命名为Hb PPO1。结果表明,在所分析的胶乳、树皮和叶片组织中,基因在胶乳中的表达丰度最高,且其表达水平受乙烯利显著抑制。     

凡纳滨对虾钙网蛋白cDNA序列的克隆及组织表达分析

利用RACE技术,克隆了凡纳滨对虾钙网蛋白(calreticulin,CRT)基因(GenBank登录号:JQ682618)。该基因(LvCRT)cDNA全长1866bp,含有1个长达1221bp的完整开放阅读框(ORF),编码的成熟肽由406个氨基酸组成,5'UTR(5'非编码区)长度为222bp,3'UTR长度为423bp,3'端加尾信号AATAAA位于poly(A)尾巴上游27bp处。预测其理论分子量是15.3ku,等电点pI为4.90。具有1个保守的钙网蛋白家族标签(KHEQNIDCGGGYLKVF),1个信号肽(MKTWVFLALFGVVLVES)和保守的HDEL内质网回收标签。经NCBIBLASTX比对表明,LvCRT基因与中国明对虾和斑节对虾的LvCRT具有高度的相似性和一致性。系统进化分析表明,LvCRT在亲缘关系上更接近昆虫的钙网蛋白基因。荧光定量PCR结果显示CRT在肌肉组织中表达量最低,在肠中的表达量最高。对凡纳滨对虾CRT基因全长cDNA序列克隆和表达的研究为更进一步了解CRT多肽在凡纳滨对虾中的重要功能奠定了基础。     

紫苏肉桂酸4-羟基化酶基因的克隆与表达

为阐述紫苏中迷迭香酸合成的分子调节机制,应用同源克隆和RACE技术首次从紫苏叶片中克隆得到肉桂酸-4-羟基化酶基因(PerC4H)的全长cDNA序列(GenBank登录号:KM434189).PerC4H基因总长度为1 667 bp,基因的开放阅读框(ORF)为1 518 bp,编码505个氨基酸残基,还含有长度为21 bp的5’非编码区(5'UTR)和95 bp的3 '非编码区(3'UTR).系统进化树分析得到PerC4H基因与唇形科植物丹参和黄芩的亲缘性最近.由实时荧光定量PCR分析可知,该基因在紫苏中具有组织表达特异性,根中的表达最高,茎中次之,而叶中最少.一定浓度的赤霉素与茉莉酸甲酯能提高PerC4H的表达量,而脱落酸和黑暗处理能降低PerC4H的表达量.     

中华绒螯蟹羧酸酯酶基因克隆及其在农药胁迫下的表达变化

【目的】明确中华绒螯蟹羧酸酯酶基因(ES-CXEs)在中华绒螯蟹不同组织及在农药胁迫下的应激表达模式,为揭示其代谢解毒机制打下理论基础。【方法】采用RACE克隆ES-CXEs基因全长序列,并进行生物信息学分析;以实时荧光定量PCR检测中华绒螯蟹不同组织及在农药胁迫下ES-CXEs基因的表达变化。【结果】从中华绒螯蟹肝胰腺中克隆获得两段ES-CXEs基因cDNA序列(ES-CXE5和ES-CXE6),其中,ES-CXE5基因序列全长1889 bp(GenBank登录号MH201558),包括132 bp的5'端非编码区(5'UTR)、122 bp的3'端非编码区(3'UTR)和1635 bp的开放阅读框(ORF),推测其编码544个氨基酸序列;ES-CXE6基因序列全长3089 bp(GenBank登录号MH201555),包括282 bp的5'UTR、779 bp的3'UTR和2028 bp的ORF,推测其编码675个氨基酸序列。多序列比对分析结果显示,ES-CXE5和ES-CXE6基因均具有CXEs家族的特征序列,即催化三联体结构(S-E-H)和N-糖基化位点。ES-CXE5氨基酸序列与三疣梭子蟹、日本长额虾等甲壳类CXEs聚为一簇,而ES-CXE6氨基酸序列与水蚤类和芜菁叶蜂的CXEs聚为一簇。组织特异性表达分布显示,ES-CXEs基因在雌、雄性中华绒螯蟹不同组织中的相对表达量无显著差异(P0.05),且在肝胰腺、肌肉、精巢和副性腺中均有表达,以肝胰腺中的相对表达量最高。在安全浓度的阿维菌素、敌百虫和高效氯氰菊酯胁迫下,ES-CXEs基因在中华绒螯蟹肝胰腺中的相对表达量呈明显诱导表达趋势,且ES-CXE5基因的相对表达量高于ESCXE6基因。【结论】从中华绒螯蟹肝胰腺中克隆获得的ES-CXE5和ES-CXE6基因属于CXEs基因家族,在肝胰腺中高表达,且在农药胁迫下这两个基因的表达呈明显诱导表达趋势而参与杀虫剂的代谢解毒过程。     

虹鳟冷休克蛋白Y-box基因的cDNA全长克隆与序列分析

采用逆转录PCR(RT-PCR)及cDNA末端快速扩增(RACE)技术从虹鳟(Oncorhynchus mykiss)脑组织中克隆了Y-box基因cDNA全长序列(GenBank登录号:FJ492962)。该基因cDNA全长为1 452 bp,其中5'端非翻译区(5'UTR)长137 bp,3'端非翻译区(3'UTR)长409 bp,开放阅读框(ORF)长906 bp,编码301个氨基酸。蛋白质相对分子质量为33.1×103。PSORTⅡ亚细胞定位显示该蛋白位于细胞核,富含两类核定位信号,分别为pat4与pat7。虹鳟的Y-box蛋白序列与大西洋鲑、斑马鱼和大菱鲆的同源性分别为99%、80%和79%。同源建模显示虹鳟与人的Y-box蛋白具有十分相似的三级结构。系统发育树显示不同物种的Y-box蛋白分为3个亚群:亚群Ⅰ为鱼类;亚群Ⅱ为两栖类、鸟类及哺乳类;亚群Ⅲ为节肢动物类,这与物种间的进化历程基本一致。     

白桦BpbHLH2和BpbHLH3基因克隆及表达模式

从白桦组织中克隆2个响应Me JA、SA信号诱导的bHLH家族基因,分别命名为BpbHLH2和BpbHLH3,并对其进行生物信息学及表达特性分析。结果表明:2个bHLH基因均具有完整的开放读码框(ORF),BpbHLH2基因ORF长1 050 bp,编码349个氨基酸,BpbHLH3基因ORF长1 044 bp,编码347个氨基酸。两个基因编码的氨基酸序列与胡桃(Juglans regia)bHLH家族蛋白(Gen Bank ID:XP_018817560.1)和(Gen Bank ID:XP_018813766.1)相似度最高,分别达71%和70%。2个基因均包含bHLH、E-box和N-box的保守序列。BpbHLH2、BpbHLH3基因在白桦的根、茎、叶中均有表达,且两个基因均在叶中的表达量最高,BpbHLH2、BpbHLH3分别在根和茎中的表达量较低。生物信息学分析显示,BpbHLH2、BpbHLH3为白桦bHLH家族中的新基因。     

虹鳟冷休克蛋白Y-box基因的cDNA全长克隆与序列分析

采用逆转录PCR(RT-PCR)及cDNA末端快速扩增(RACE)技术从虹鳟(Oncorhynchus mykiss)脑组织中克隆了Y-box基因cDNA全长序列(GenBank登录号:FJ492962)。该基因cDNA全长为1 452 bp,其中5'端非翻译区(5'UTR)长137 bp,3'端非翻译区(3'UTR)长409 bp,开放阅读框(ORF)长906 bp,编码301个氨基酸。蛋白质相对分子质量为33.1×103。PSORTⅡ亚细胞定位显示该蛋白位于细胞核,富含两类核定位信号,分别为pat4与pat7。虹鳟的Y-box蛋白序列与大西洋鲑、斑马鱼和大菱鲆的同源性分别为99%、80%和79%。同源建模显示虹鳟与人的Y-box蛋白具有十分相似的三级结构。系统发育树显示不同物种的Y-box蛋白分为3个亚群:亚群Ⅰ为鱼类;亚群Ⅱ为两栖类、鸟类及哺乳类;亚群Ⅲ为节肢动物类,这与物种间的进化历程基本一致。     

巴西橡胶树HbUBC14基因克隆、生物信息学及表达分析

从巴西橡胶树中鉴定出一个泛素结合酶(UBC)基因,该基因长653 bp,最长开放阅读框504 bp,预测编码蛋白包含167个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC14(At3g55380)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC14。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC14在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在花药中表达最低。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC14表达量明显下降。HbUBC14表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC14可能在巴西橡胶树死皮、乙烯和茉莉酸反应中发挥作用。     

斑节对虾谷氨酰胺合成酶基因的克隆及氨氮胁迫对其时空表达的影响

根据本实验室构建的斑节对虾(Penaeus monodon)c DNA文库得到的EST序列,利用RACE技术获得了斑节对虾谷氨酰胺合成酶基因(Pm GS)的c DNA全长序列,进行了相关生物信息学分析,在此基础上采用荧光定量的方法研究了Pm GS基因在斑节对虾不同组织、氨氮胁迫过程中差异表达情况。该序列全长1 420bp,开放阅读框(ORF)为1 086 bp,3'非编码区(UTR)为294 bp,包括含有27个碱基的poly(A)尾,5'非编码区(UTR)为40 bp。ORF可编码361个氨基酸,预测分子量为40.423 ku,理论等电点为6.19。序列含有一个谷氨酰胺结合结构域(Gln-synt_C),8个磷酸化位点,2个糖基化位点。斑节对虾和中国明对虾的GS基因的相似性最高,达99%。Pm GS-mRNA在斑节对虾各组织中都有表达,在淋巴组织中表达量最高,其次为鳃组织,在胸神经中的表达量最低。96 h高浓度氨氮胁迫后,Pm GS-mRNA在肝胰腺中的表达水平显著高于对照组,但在鳃中的表达水平显著低于对照组(P0.05)。以上结果暗示,Pm GS在氨氮代谢方面具有重要的作用,可能参与了斑节对虾机体的急性氨氮胁迫应答反应。     

黄颡鱼胰岛素样生长因子结合蛋白1基因的克隆及表达分析

为研究黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)胰岛素样生长因子结合蛋白1基因(IGFBP1)的特征,阐明IGFBP1基因在不同性别黄颡鱼组织中的表达特征和IGFBP1蛋白在雌、雄黄颡鱼肌肉中的表达差异,克隆IGFBP1基因的c DNA全长,并进行实时荧光定量PCR检测和Western Blot分析。结果表明:黄颡鱼IGFBP1基因c DNA全长为1 259 bp,其开放阅读框长度为714 bp,编码237个氨基酸,3'端和5'端非翻译区分别为407 bp和138 bp;黄颡鱼IGFBP1基因核苷酸序列与鲇形目斑点叉尾鮰的相似度(89%)较高,与鲢、鲤、鲫、草鱼和团头鲂等的差异较大;肝脏是黄颡鱼IGFBP1基因m RNA表达最丰富的组织,IGFBP1基因在雄性个体心脏、肾脏、肌肉和肠组织中的表达量显著高于雌性的(P0.05);IGFBP1蛋白在雌、雄黄颡鱼肌肉组织中都有表达,且在雄性个体中的表达量高于在雌性个体中的表达量。     

毛尖紫萼藓GpAPX的克隆和信息学分析及其在植株干旱与复水下的表达分析

以毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)为试材,采用RACE技术克隆获得1个抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)的cDNA序列,命名为GpAPX(GenBank登录号:GU989311)。该基因全长1 115 bp,编码区为771 bp,编码256个氨基酸,5’非翻译区为116 bp,3’非翻译区为228 bp。序列分析表明:该基因属于过氧化物酶基因家族,与其他植物抗坏血酸过氧化物酶的同源性为70.2%～89.7%。实时定量PCR检测结果显示,GpAPX在干旱及复水条件下均能表达,表明GpAPX蛋白可能与抗旱性相关,在毛尖紫萼藓响应干旱胁迫过程中发挥作用。     

马鹿生长素Ghrelin全长cDNA的克隆及序列分析

为获得马鹿(Cervus elaphus)Ghrelin全长cDNA序列并进行序列比较和分析,本试验以马鹿皱胃黏膜组织内提取的总RNA为模板,通过RT-PCR、RACE和基因克隆等技术进行克隆。结果表明:获得长度为539bp的马鹿cDNA全序列(GenBank accession no.KX857494),其中包括46bp的5′非编码区(5′UTR),351bp的开放阅读框(ORF),编码116个氨基酸残基的前原Ghrelin(preproghrelin),128bp的3′非编码区(3′UTR)和poly(A)14;Ghrelin的氨基酸同源性分析表明,马鹿Ghrelin cDNA全序列与驯鹿、梅花鹿、山羊、绵羊、牛等物种间的同源性较高,进化树分析与其亲缘关系远近一致。     

暗纹东方鲀sox9基因的克隆和组织表达分析

为初步探究暗纹东方鲀sox9基因在性腺发育和性别分化过程中的作用,通过设计兼并引物、RACE及荧光定量PCR技术,成功克隆出暗纹东方鲀sox9基因的cDNA全长序列,并分析其相应的生物信息学特征及其在雌雄个体的组织表达水平。结果表明:sox9a基因cDNA全长为1 248 bp(NCBI登录号:MH218818),包括684 bp的ORF,编码227个氨基酸,297 bp的5′UTR和267 bp的3′UTR。sox9b基因全长为1 941 bp(NCBI登录号:MH218819),包括1 470 bp的ORF,编码489个氨基酸,306 bp的5′UTR和165 bp的3′UTR。同源性和系统发育分析结果表明暗纹东方鲀sox9基因与红鳍东方鲀同源性最高,亲缘关系最近。氨基酸多重序列比对结果显示两个Sox9氨基酸序列的HMG box结构域在哺乳动物和鱼类中均高度保守。荧光定量PCR分析显示两个sox9基因普遍存在于雌鱼和雄鱼的各个组织中,且均在雌鱼下丘脑中表达量最高,在精巢中有少量表达,卵巢中几乎不表达。总体来说,除少数组织外,两个sox9基因在雌鱼组织中的表达量普遍高于雄鱼。本研究为了解暗纹东方鲀sox9的遗传特性及相关的生理功能,探索性别分化与性腺发育的分子调控机制提供理论依据。     

梅花鹿Ghrelin全长cDNA克隆及其序列分析

为获得梅花鹿Ghrelin cDNA全序列,以梅花鹿皱胃黏膜上皮组织提取的总RNA为模板,通过RT-PCR和RACE法克隆了梅花鹿皱胃中Ghrelin基因cDNA的全序列。结果表明梅花鹿Ghrelin cDNA序列全长为539bp,其中5’非翻译区(5’UTR)为46bp,3’UTR为128bp,开放阅读框(ORF)为351bp,该ORF编码116个氨基酸残基。将梅花鹿Ghrelin基因的cDNA与人和其他动物的Ghrelin相比,发现:梅花鹿Ghrelin与驯鹿、山羊、绵羊和牛的同源性达90.4%~99.1%;与恒河猴、人、猪、犬的同源性达76.6%~66.9%;与鸡和野鸽的同源性分别为36.4%和35.4%。研究表明Ghrelin的结构具有明显的种属特异性,因此Ghrelin在反刍动物体内可能有着重要的生理功能。     

大珠母贝组织蛋白酶D的cDNA克隆、序列特征分析及应激表达研究

通过同源克隆方法和cDNA末端快速扩增技术(RACE),获得了大珠母贝(Pinctada maxima)组织蛋白酶D基因(命名为pmCTSD)的cDNA全长序列1 742 bp,其中5'非翻译区(UTR)38 bp,3'UTR 534 bp,开放阅读框1 170 bp,编码390个氨基酸,分子量约为41.9 ku,等电...     

三角帆蚌中WNT4基因克隆及表达分析

为进一步了解WNT4在三角帆蚌性别决定过程中的作用，通过RACE（Rapid-amplification of cDNA ends）技术克隆获得了三角帆蚌WNT4基因的全长cDNA，共1560 bp，其中5’-UTR 396 bp、3’-UTR 24 bp，开放阅读框（ORF）为1140 bp，可以编码379个氨基酸，且该序列含有Wnt家族特有结构域。对WNT4的氨基酸序列进行同源性分析后，发现该基因在物种间的进化关系和结构功能具保守性。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析发现WNT4基因在三角帆蚌雌雄多个组织中(外套膜、闭壳肌、鳃、性腺、斧足和肝)均有表达，表明其参与了多样的生物学过程，在腮、斧足、肝中表达量较高，在性腺、闭壳肌、斧足中雌雄间有显著性差异，且雌性三角帆蚌的性腺、闭壳肌表达量显著高于雄性。原位杂交结果显示，WNT4在雌性三角帆蚌的卵母细胞上有明显的杂交信号，推测WNT4基因与性别决定相关。     

鸭肝脏基础型脂肪酸结合蛋白Lb-FABP基因的克隆、组织表达谱和序列特征分析

 【目的】克隆仙湖肉鸭肝脏基础型脂肪酸结合蛋白Lb-FABP基因的cDNA,并进行组织表达谱和蛋白结构分析,为肉鸭的分子育种提供基础资料。【方法】通过比较基因组学,采用RT-PCR和RACE技术,获得了Lb-FABP基因的cDNA序列全长序列;并采用半定量PCR分析了Lb-FABP基因在16个组织的表达;通过生物信息学方法预测了Lb-FABP基因的蛋白结构。【结果】仙湖肉鸭Lb-FABP基因的cDNA全长548bp,包括97bp长的5′非翻译区(5′UTR)和70 bp长的 3′非翻译区(3′UTR)以及381 bp开放阅读框(ORF,含终止密码子)。Lb-FABP基因组序列包括4个外显子和3个内含子,3个内含子分别长为991 bp、292 bp和713 bp。在所检测的16个组织中Lb-FABP基因mRNA均有表达,尤其在肝脏组织中的表达明显高于其它组织。Lb-FABP理化性质表明该蛋白为一偏碱性蛋白,无明显的信号肽和跨膜区域;蛋白二级结构主要由β折叠和少量的α螺旋、loop环构成,预测发现在第5—22氨基酸残基处存在一个细胞溶质脂肪酸结合蛋白活性功能区;其三维结构由反向平行的10条β链及2条短α链组成的有一开口的“蛋白桶”构成。Lb-FABP基因氨基酸序列与鸡的该基因氨基酸的相似性为97.0%,与其它非哺乳脊椎动物的同源性达80%以上,比对尚未发现哺乳动物存在该基因。【结论】成功克隆肉鸭Lb-FABP基因cDNA序列以及基因组序列,该基因在肝脏组织的表达高于其它组织,并获知在5—22氨基酸处存在其蛋白活性功能区。