PCR快速筛选棉纤维cDNA文库分离全长cDNA序列

建立了一种利用PCR-96孔板法快速筛选棉纤维cDNA噬菌体文库,分离全长基因序列的技术体系．首先根据已知EST片段设计一至两对特异PCR引物,通过在96孔滴定板上逐级稀释cDNA文库,利用特异引物以及特异引物与通用引物组合逐级从cDNA文库中筛选目标克隆,最终可获得目标全长cDNA。     

琯溪蜜柚BAC文库的构建和汁胞粒化相关基因的筛选

【目的】构建琯溪蜜柚BAC文库,利用该文库筛选与汁胞粒化相关的基因。【方法】用温和的物理方法获得高分子量DNA,部分酶切后进行回收、连接、转化,超低温保存阳性克隆。构建DNA样品混合样,PCR法筛选文库,生物信息学分析DNA序列。【结果】改进了适合琯溪蜜柚BAC文库构建的方法;构建的琯溪蜜柚BAC文库含有26112个单克隆,空载率小于1%,叶绿体DNA的污染率不超过1%,插入片段平均大小大约120kb,覆盖8倍的琯溪蜜柚基因组。利用与琯溪蜜柚汁胞粒化相关的EST序列设计PCR引物筛选文库,得到一段大小为1088 bp的DNA序列,该序列含有两段大小分别为122bp和172bp的内含子,经同源比对发现,该序列中部分序列与蓖麻(Ricinus communis)、杨树(Populus trichocarpa)多铜氧化酶(multicopper oxidase)cDNA序列分别有85%和71%的同源性;与毛叶番荔枝(Annona cherimola)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)果胶酯酶(pectinesterase)cDNA序列分别有76%和73%的同源性。【结论】本研究构建的BAC文库适用于琯溪蜜柚功能基因组的研究,从BAC文库筛选获得的DNA序列与汁胞粒化相关的基因有高度同源性。     

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。     

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。     

细菌性条斑病菌JH01诱导水稻抗病均一化差减文库的构建

[目的]构建细菌性条斑病菌诱导下的水稻抗病均一化差减c DNA文库,对获得的差异表达ESTs进行生物信息学及抗病相关基因的表达分析。[方法]以水稻IR26(Tester)和两优培九(Driver)幼苗5~6叶期叶片为材料,采用双链特异性核酸酶(DSN)介导的均一化消减杂交技术,构建细菌性条斑病菌JH01诱导的水稻抗病相关基因差减c DNA文库,以p LB-F和p LB-R为引物,通过菌液PCR扩增对差减文库的质量进行检测。[结果]c DNA文库的插入片段分布在0.5~2.0 kb,平均大小约为1.0 kb,重组率达95%。序列测定分析发现,随机挑取的504个克隆中有98条差异表达基因;经BLAST比对和GO注释发现,59条序列具有同源基因,分别参与信号转导、能量代谢、过敏性坏死反应、防卫反应等;另外39条序列无相似基因,有待进一步研究。通过实时荧光定量PCR发现,从该文库中分离得到的Os NDPK4参与细菌性条斑病菌JH01诱导的水稻防卫反应。[结论]水稻受细菌性条斑病菌侵染的c DNA文库质量较好,为研究条斑病菌致病性因子与水稻互作机制奠定基础。     

玉米纹枯病病菌γ-谷氨酰转肽酶基因克隆与表达分析

前期利用In-Fusion SMARTer TM c DNA Library Construction Kit已完成玉米纹枯病菌WF-9菌株的全长c DNA文库,并进行EST分析。笔者在此基础上,将EST片段进行聚类拼接,得到一个长944 bp的序列,根据所得序列开放阅读框设计引物,克隆得到玉米纹枯病病菌γ-谷氨酰转肽酶基因(GGT)c DNA序列,以生物信息学方法对其序列进行预测分析,并利用real-time PCR分析GGT在立枯丝核菌侵染玉米叶片不同时期的表达特性。结果表明,克隆所得617 bp序列与EST序列完全相同,在Gen Bank进行Blastx同源比对,与gamma-glutamyltranspeptidase(Rhizoctonia solani AG-3 Rhs1AP)有85%的同源性。实时荧光定量PCR表明,GGT在立枯丝核菌侵染玉米叶片各个时期均有表达,并存在明显差异,其中在病菌侵染玉米叶片24 h时表达量最高。     

鲤脑组织cDNA文库的构建及鉴定

用Gubler—Hoffman法构建了耐低温鲤Cyprinuscarpio脑组织全长cDNA文库,经测定库容量为5．7×10^5cfu／mL,文库的重组率接近95％,平均插入片段长度为1500bp,符合文库保存和筛选实验的要求。同时,根据鲤与低温相关的消减eDNA文库中低温下特异表达基因的片段序列,设计了PCR引物,并在此eDNA文库中进行PCR检测和序列测定。使用BLAST软件将测序的10个cDNA序列同GenBank等数据库进行比对,结果显示,8个阳性克隆有相关同源性,2个克隆为功能未知的基因,全长率接近75％。     

2种不同方法制备玉米赤霉烯酮单克隆抗体适配子的ssDNA文库的比较

体外合成全长为71个碱基的随机ssDNA文库,采用SELEX技术,以玉米赤霉烯酮单克隆抗体为靶蛋白,微孔板为筛选介质进行筛选。通过对比不对称PCR法和生物素-链霉亲和素磁珠2种分离方法制备ssDNA文库的效果,确定了以生物素-链霉亲和素磁珠分离方法制备ssDNA为优选方法。ssDNA文库扩增为双链DNA(dsDNA)文库的PCR反应条件为:退火温度50℃,循环数20次。不对称PCR退火温度为50℃,最佳循环数为30次,引物Ⅰ与引物Ⅱ的比例为80∶1。此反应条件下,ssDNA文库PCR扩增的条带清晰、稳定、特异性高。生物素-链霉亲和素磁珠法为有效筛选特异性强的玉米赤霉烯酮单克隆抗体适配子的优选技术方案,为适配子SELEX筛选奠定基础。     

凡纳滨对虾类泛素折叠修饰蛋白Ufm1基因克隆、序列分析及结构预测

【目的】了解类泛素折叠修饰蛋白（Ufml）的结构特征和蛋白功能,为进一步探究Ufml基因功能提供参考。【方法】以同一生长性状分离凡纳滨对虾家系的肌肉组织为材料,构建凡纳滨对虾生长性状差减。DNA文库,通过斑点杂交筛选获得Ufml基因,经全长cDNA文库筛选获得ufml基因全长序列。【结果】Ufml基因全长cDNA序列长714bp,包含261bp的开放阅读框,推测编码的蛋白质为86个氨基酸,预测的分子量为9．3ku,等电点pI为6．55;其编码蛋白无信号肽,无跨膜区域,可能定位于细胞质中,属于亲水性蛋白,含有1个酪蛋白激酶II磷酸化位点、1个N-糖基化位点、2个蛋白激酶c磷酸化位点;序列同源性分析表明,不同进化地位物种的Ufml基因存在较高的同源性。【结论】Ufml基因在系统进化上高度保守,这为进一步探究Ufml基因功能及原核表达等奠定了基础。     

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%.     

大豆GmF-box基因植物表达载体的构建及转化拟南芥

为了研究大豆(Glycine max)Gm F-box基因的功能,以含有Gm F-box基因全长c DNA序列的p JET1.2-Gm F-box质粒为模板,通过PCR扩增获得Gm F-box基因的c DNA序列,并将该基因构建到植物表达载体p EGAD中,构建了由Ca MV35S启动子驱动Gm F-box基因的植物表达载体p EGAD-Gm Fbox,利用冻融法转入农杆菌GV3101菌株,通过农杆菌浸染方法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)。通过除草剂筛选和PCR检测转基因拟南芥,初步证明已获得转大豆Gm F-box基因的拟南芥。     

广陈皮DNA提取优化及茶枝柑的ISSR分子鉴别

为提取优化广陈皮基因组DNA,同时利用简单重复序列间扩增(ISSR)分子鉴定技术快速、准确地鉴别茶枝柑及其近缘种。对比4种提取方法后择优提取广陈皮DNA;采用正交优化茶枝柑ISSR-PCR反应体系,筛选100条ISSR通用引物及其退火温度,从而对茶枝柑及近缘种进行遗传多态性分析。结果发现,通过对比c CTAB法提取陈皮组基因DNA产率较试剂盒法提高了10倍,且电泳检测条带清晰明亮,可为后续分子研究提供基础;通过筛选100条ISSR通用引物,最终筛选出10条适合茶枝柑及近缘种的引物,对其进行多态性分析并获得13种植物聚类分析图。因此可知,c CTAB法适合陈皮基因组DNA的提取,并可为其他果皮类植物基因组DNA提取提供参考;ISSR适合茶枝柑及近缘种的遗传多态性分析,可作为其有效分子鉴别手段。     

马铃薯NF-YA转录因子基因的克隆及生物信息学分析

NF-Y类转录因子是真核生物中普遍存在的一种转录因子复合物,通过与特异性的于启动子区原件结合来调节目的基因的表达。本研究在马铃薯中克隆得到NF-YA基因的全长c DNA序列,其全长c DNA序列为1 076 bp,591 bp的开放阅读框编码一个196个氨基酸的蛋白质,分子量为22.06 k Da,等电点为10.06;该基因序列的分子量、等电点及预测的蛋白质的长度与已报道拟南芥、水稻、玉米和番茄中NF-YA转录因子家族成员极为相似。     

水稻OsCATA基因相互作用蛋白的筛选和表达分析

根据水稻数据库中过氧化氢酶基因编码序列设计引物,克隆水稻Os CATA基因全长序列,构建无自激活活性的p GBKT7-Os CATA诱导重组质粒,采用酵母双杂交系统筛选水稻2周龄叶片c DNA文库。结果表明,对84个阳性克隆测序,比对分析得到13种可能与Os CATA基因存在相互作用的蛋白质,这些蛋白与叶绿素合成前体、胁迫相应蛋白、核糖体蛋白、外膜蛋白、分泌蛋白、ATP酶和G蛋白β亚基等相关。不同时期过氧化氢酶基因表达分析显示,Os CATA基因在幼苗期和抽穗期表达较高,Os CATB基因在乳熟期和完熟期中表达较高,Os CATC基因在幼苗期和扬花期表达较高。     

赤霞珠白藜芦醇合酶基因的克隆及酿酒酵母表达载体的构建

为克隆酿酒葡萄品种赤霞珠的白藜芦醇合酶基因并构建其酿酒酵母表达载体,利用改良CTAB法提取赤霞珠葡萄叶片组织中的DNA,根据文献报道的序列(Genbank登录号AF128861)设计引物扩增得到白藜芦醇合酶基因全长序列。将全长序列克隆至克隆载体后,通过重叠延伸PCR扩增到RS基因cDNA片段。然后分别将RS基因全序列和cDNA片段连接至真核表达载体pGBKT7,经克隆和测序分析后,构建两种真核表达载体pGBKT7/RSDNA和pGBKT7/RScDNA,用SD-trp选择培养基筛选出阳性克隆,菌落PCR验证得到阳性转化子。     

利用HiTAIL-PCR技术鉴定T-DNA在RNAi-OsRhoGAP2水稻中的插入位点

水稻OsRhoGAP2基因是前期从幼穗cDNA文库中筛选获得的功能未知基因,采用DNA重组技术构建OsRhoGAP2基因RNA干扰载体,并转化水稻。对转基因水稻的表型分析显示,OsRhoGAP2基因RNA干扰水稻株高显著高于对照水稻。采用高效热不对称交错PCR法(Hi TAIL-PCR)对RNAi-OsRhoGAP2转基因水稻T-DNA插入位点的侧翼序列进行分析,利用特异性嵌套引物扩增,结合序列对比分析,发现在4个不同的转基因水稻株系中,TDNA均插入到水稻OsRhoGAP2基因的第5个外显子内,本研究将为后续对该基因的功能鉴定提供重要依据。     

大麦BAC文库三维混合池的构建与HvGW2筛选

【目的】从大麦BAC文库中快速筛选包含目的基因HvGW2的阳性BAC克隆。【方法】构建BAC文库三维混合池,设计2对HvGW2特异性引物,进行BAC文库筛选,对含有目的基因HvGW2的阳性BAC克隆进行测序,获得编码大麦GW2蛋白的基因组DNA序列,并与禾本科中的GW2进行同源进化分析。【结果】构建了大麦BAC文库的三维混合池160个,文库空载率为0.18%;筛选到含HvGW2的阳性BAC克隆3个,其中,BAC克隆196M02包含完整编码该基因的序列;HvGW2包含8个外显子和7个内含子,具有与其它植物GW2相似的结构特征和保守的功能结构域;同源进化分析结果显示,大麦与小麦的GW2蛋白同源性最高;序列分析发现,HvGW2第6内含子上包含2个不同类型的反转录转座子插入,从而使大麦比其它作物的GW2长度增加11.5 kb以上。【结论】通过构建三维混合池快速筛选包含目的基因的单个阳性BAC克隆,建立了大麦目标基因克隆的辅助平台;HvGW2基因组中位于内含子区的反转录转座子插入导致基因长度增加,可能是影响该基因转录水平的关键变异。     

红曲菌产毒相关基因的克隆及序列分析

通过分子生物学软件,从产桔霉素相关的红曲菌cDNA消减文库中找出20个与桔霉素合成相关的差异序列,并用BLAST软件对这些序列进行同源比对,分析其功能.将消减文库中PS基因进行5'RACE后电子拼接获得的全长cDNA,再与其基因组DNA进行对比,从而获得完整基因结构并做特性分析,为筛选红曲菌中产桔霉素基因提供理论依据.     

3份小麦品种（系）Gsp 1基因的克隆及序列分析

根据已报道的谷类作物硬度基因grain softness protein-1(Gsp-1)保守DNA序列设计一对特异性引物,以优质小麦品种(系)中国春、SZ-56及M9876基因组DNA为模板进行基因扩增、克隆和序列测定,获得636 bp的Gsp-1全长特异性片段。序列分析显示其含有495 bp完整的开放阅读框,编码全长为164 aa的蛋白,该蛋白含有Gsp-1典型的19 aa信号肽,10个保守的半胱氨酸以及2个保守的色氨酸。序列比对表明,Gsp-1基因不仅含有Gsp-1 a、Gsp-1 b和Gsp-1 c这3种类型,还含有一种新的类型,将其命名Gsp-1 d。进一步对其结构预测分析发现,Gsp-1蛋白可形成5个链间二硫键,含有4~5个α-螺旋。进化树分析显示Gsp-1基因与硬度主效基因Pina和Pinb有着紧密关系。     

青杄CYP1基因的克隆与表达

以青杄(Picea wilsonii)的c DNA文库为模板,根据青杄基因Pw CYP1的EST序列设计引物,通过RACE-PCR方法获取Pw CYP1的全长c DNA序列。生物信息学分析表明:Pw CYP1全长c DNA为962 bp,编码框为516 bp组成,编码一个171氨基酸的多肽,Protparam工具预测蛋白的分子量约为17.98 k Da,理论等点为8.34。组织特异性试验表明,Pw CYP1在青杄花粉中的表达量最高,种子中最少。花粉萌发试验显示,Pw CYP1在青杄花粉萌发中表达量先下降,在后期表达量重新上调。在青杄种子萌发试验中,Pw CYP1表达量先下降,在第4天达到最低值后表达量被上调。同时,Pw CYP1受脱落酸(abscisic acid,ABA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)、赤霉素(Gibberellin,GA)、干旱和盐胁迫的诱导且表达量上调,这些结果显示Pw CYP1参与了发育及多种逆境胁迫和对激素的响应过程。