生物信息学在新基因克隆中的应用

随着计算机科学、物理学、数学等与生命科学的相互渗透交叉;生物信息学愈来愈显示出其重要性。这其中计算机科学尤其是网络技术的广泛应用,使得世界各国的生物学研究者所获得的数据、成果能够共享。数据库的建立、软件的开发及各种服务工具的发展让研究者了解和使用共享信息。     

水稻半胱氨酸蛋白酶OsCP2的特征分析及其原核表达与纯化

半胱氨酸蛋白酶是植物体中重要的蛋白水解酶,广泛参与种子萌发、幼苗发育、胁迫响应和组织分化衰老等生理过程.我们对水稻中半胱氨酸蛋白酶基因OsCF2 (Oryza sativa cysteine protease 2)序列进行分析.该基因cDNA全长2 279 bp,由2个外显子和1个内含子组成;包含1个1 089 bp的开放读码框,编码1个含362个氨基酸残基的蛋白,在蛋白氨基端有-36个氨基酸组成的信号肽.生物信息学分析表明,OsCP2与大麦半胱氨酸蛋白酶HvCP同源性最高,同属木瓜蛋白酶亚家族.另外,我们构建了pET32a/CP2原核.表达载体,通过转化大肠杆菌BL21DE3,成功表达了OsCP2重组蛋白.分子量约为58kD;通过纯化包涵体获得了纯度高达90%以上的重组OsCP2蛋白,这为进一步研究该基因的功能提供了基础.     

草鱼脂肪酸结合蛋白基因克隆及其在大肠杆菌中的表达

    根据GenBank上已发表的其他物种的脂肪酸结合蛋白(fatty acid-binding protein, FABP)基因序列设计1对引物,从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)cDNA文库中扩增出脂肪酸结合蛋白基因,定向克隆于表达质粒载体pET32A中构建成pET32A-FABP重组体,将重组体转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,以终浓度1 mmol·L-1的IPTG对其进行诱导表达.表达产物经SDS-PAGE电泳分析表明,与阴性对照相比,阳性克隆在分子量33 kDa处有1条明显的蛋白带,大小与预期结果一致.经光密度分析可知,目的蛋白约占总可溶性蛋白的49.5%.这为进一步研究脂肪酸结合蛋白生物学特性以及FABP基因对脂肪代谢调控规律奠定了基础.     

马-牛无透明带卵异种克隆的研究

 【目的】开展异种克隆,为濒危动物的保护、细胞核重编程与核质互作研究提供新途径。【方法】以马耳成纤维细胞为供体,牛卵母细胞为受体,采用无透明带手工克隆方法构建异种胚胎,比较不同的激活液、培养液、体细胞同期方式、核移植方法对马-牛异种克隆胚胎体外发育的影响。【结果】（1）A23187 + 6-DMAP联合激活获得的克隆胚胎发育较好,囊胚率2.60%;（2）克隆胚胎于mCR1aa中的卵裂率和桑葚率显著高于CR1aa和SOF（83.65%vs 77.49%,74.87%;22.36%vs19.37%,18.98%,P＜0.05）,且发育到囊胚（2.72%）,CR1aa与SOF间无显著差异;（3）供体细胞经血清饥饿或接触抑制处理后,获得的异种克隆胚的融合率、卵裂率、桑葚率和囊胚率无显著差异;（4）无透明带手工克隆法的融合率显著高于显微注射法（90.33% vs 72.94%）,卵裂率、桑葚率和囊胚率无显著差异;（5）马-牛异种克隆胚与牛同种克隆胚比较,融合率和卵裂率无差别,桑葚率和囊胚率有显著差异（21.78%vs63.52%;2.71%vs37.48%）。【结论】牛卵母细胞能支持马体细胞去分化,进行核重编程。但由于二者的物种距离较远,异种克隆胚胎的发育能力远低于同种克隆胚胎。     

桃PGIP基因及cDNA的克隆及序列分析

通过PCR扩增了桃的PGIP基因及eDNA序列,并进行了序列之间的比对及分析。结果表明,桃的PGIP基因全长1092bp,而其cDNA序列只有1045bp,PGIP基因中含有一段长147bp的内含子,且内含子符合GT-AG规律。这与其他核果类植物的PGIP基因构成基本相同。其基因序列与GenBank中已登录的3个桃以及其他核果的序列比对,其同源性达92％～99％;与苹果、梨和大桉的同源性分别为85％、84％和8．4％。     

动物克隆技术的研究进展及其发展趋势

克隆动物是目前生物技术领域研究的热点之一,其科学意义和应用价值重大,本文简述了当前国内外克隆动物的研究进展,讨论了影响动物克隆的技术环节,并根据现有理论和技术发展趋势,提出了转基因克隆动物的概念,认为转基因克隆动物制作技术将是２１世纪创建遗传工程动物的主导性技术。     

动物克隆的细胞学原理及技术

动物克隆是近年来出现的生物高技术,因这项技术所具有的巨大应用潜力,世界各国都致力于该技术的研究与开发,使这一技术得到了很大发展.本文就动物克隆的概念、细胞学原理、研究方法及进展进行讨论并对其应用前景作一展望.     

运动克隆的细胞学原理及技术

运动克隆是近年来出现的生物高技术，因这项技术所具有的巨大应用潜力，世界各国都致力于该技术的研究与开发，使这一技术得到了很大发展。本文就动力克隆的概念、细胞学原理、研究方法及进展进行讨论并对其应用前景作一展望。     

GC克隆载体的制备及其克隆效率研究

为了研究GC克隆技术的克隆效率,从商品化T载体出发,构建了一个含有2个XcmI位点的质粒;通过PCR技术引入突变后,经XcmI酶切得到3′端各突出一个C碱基的线性化载体。随后将该线性化载体与Taq酶催化得到的PCR产物进行了连接测试。结果表明:GC克隆效率低于同等条件下的TA克隆,对不同5′端碱基引物没有表现出明显偏好性。该研究为GC克隆技术在分子生物学实验上的应用提供了一定的理论依据。     

信息超市

<正>我国培育出世界首个辐照诱变小麦新品种中科院近代物理研究所和张掖市农业科学研究所利用重离子辐照诱变技术,培育出了春小麦新品种"陇辐2号"。目前,这一新品种已在甘肃示范推广200多万亩,增产粮食近亿千克。世界首例胚胎克隆波尔山羊自然交配分娩     

毛白杨PtYABBY基因家族3个成员的克隆与表达分析

  目的  YABBY是高等植物中特有的转录因子家族,在侧生器官发育和开花过程中发挥重要作用。本研究对毛白杨PtYABBY基因进行克隆和生物信息学分析,并对雌雄花芽8个关键发育时期和根茎叶等组织中PtYABBY基因表达模式进行探究,以期为阐明PtYABBY基因在毛白杨侧生器官发育过程中的功能奠定前期基础。  方法  以毛白杨为试材,采用同源基因克隆法从毛白杨中分离FILAMENTOUS FLOWER (FIL)/YABBY3 (YAB3)同源基因PtYABBY3、PtYABBY4和PtYABBY11的编码区序列,并开展生物信息学分析。通过qRT-PCR研究这3个基因在雌雄花芽8个发育时期及根、茎、幼叶、成熟叶片中的表达规律。  结果  PtYABBY3、PtYABBY4和PtYABBY11编码区长度分别为633、642、639 bp,分别编码210、213、212个氨基酸。所推测的氨基酸序列包含C₂C₂锌指结构域和YABBY结构域。系统进化分析进一步表明这3个基因属于FIL/YAB3亚家族成员。qRT-PCR结果显示这3个基因在根、茎、叶及8个时期雌雄花芽组织中均有表达,但PtYABBY基因间的表达水平存在明显差异。PtYABBY3表达水平在雌雄花芽发育初期下调,发育后期上调;花原基形成到休眠期内PtYABBY3在雌雄花芽中呈现相反的表达变化趋势。PtYABBY4和PtYABBY11基因在雌雄株成花诱导期表达水平最高,成花诱导到伸长期内呈现下降趋势,在雄花芽休眠期和小孢子发生期基因表达水平无明显变化。营养组织表达量测定结果显示这3个基因在幼叶和成熟叶片中表达水平相对较高,根系中表达量最低。  结论  YABBY基因家族成员PtYABBY3、PtYABBY4和PtYABBY11同属FIL/YAB3亚类,在毛白杨雌雄花芽发育的8个时期中表达水平存在较大差异,且在叶片和花芽中表达量较高,表明其可能与叶片和花芽发育相关。本研究为今后深入研究YABBY家族成员在杨树器官生长发育过程中的作用奠定基础。      

盐芥(Thellungiella halophila)DREB1E基因的克隆

以盐生植物盐芥为材料,依据拟南芥中DREB1E的序列信息设计引物,扩增出盐芥中DREB1E的部分序列,然后使用SMARTTMRACE等方法,从盐芥中克隆到全长的DREB1E cDNA序列.将这一基因命名为ThDREB1E.同源性分析结果表明,ThDREB1E与拟南芥DREB1E cDNA编码区的同源性为83.78%;根据基因核酸序列推测的氨基酸序列同源性为81.18%.     

一种新的番鸭MSTN基因转录本的克隆及真核表达

    利用RT-PCR扩增 MSTN cDNA全序列,然后进行克隆、测序;将重组质粒 pEGFP-N1-MSTN-2通过脂质体瞬时转染番鸭成纤维细胞,用RT-PCR和SDS-PAGE检测其蛋白表达.结果表明,番鸭体内存在2种MSTN基因转录本,MSTN-1(EU336991)和MSTN-2(EU336992),大小分别为1128 bp和754 bp,同源性为94%;且MSTN-2是一个全新的MSTN转录本,含有1个开放阅读框,可编码124个氨基酸.将pEGFP-N1-MSTN-2转染番鸭成纤维细胞48 h后,在荧光显微镜下可观察到绿色荧光蛋白表达,蛋白大小约为14 kDa.这对于进一步研究MSTN基因功能及作用机理具有重要意义.     

利用水稻BAC克隆对Gm-2和Gm-6在药用野生稻中的FISH定位

 采用栽培稻遗传图第 4连锁群中与抗稻瘿蚊基因 ,Gm- 6和 Gm- 2等位的 RFL P标记 RG2 14和 RZ5 6 9筛选出来的两个 BAC克隆为探针 ,对药用野生稻进行了荧光原位杂交物理定位。两个 BAC克隆的大小分别为 5 0 kb和86 kb,在 Cot- 1DNA封阻的情况下它们均被定位于药用野生稻第 4染色体长臂 ,与着丝粒百分距为 72 .33± 4.40、77.10± 2 .40 ,信号检出率分别为 6 1.2 %和 5 9.5 %。与此同时 ,用 RG2 14和 RZ5 6 9对药用野生稻进行了杂交 ,它们也被定位于药用野生稻第 4染色体长臂 ,与着丝粒百分距分别为 74.18± 2 .6 2和 78.2 3± 2 .31,信号检出率分别为 8.3%和 9.4%。 BAC克隆的 RFL P标记探针杂交位置几乎一致 ,这表明在栽培稻和野生稻中 RFL P标记 RG2 14和RZ5 6 9都在同一 BAC克隆的大插入片段中 ,药用野生稻与抗性基因 Gm- 6和 Gm- 2同源顺序就在第 4染色体信号出现的相应位置。药用野生稻第 4染色体的确定是根据 Jena等 (1994)和本研究的 RFL P的杂交结果进行的。文中讨论了利用栽培稻 BAC克隆对药用野生稻进行原位杂交物理作图的可行性等问题。     

寿光鸡MSTN基因3种不同转录子的克隆及序列分析

采集1日龄寿光鸡腿肌,提取RNA进行RT-PCR反应、TA克隆和测序,序列测定结果表明：寿光鸡腿肌中存在3种不同大小的MSTNcDNA。第1种MS刑cDNA由1128bp组成,将该序列命名为csMSTN-1,与已报道的鸡MSTNcDNA序列（gb：AF019621．1）同源性为99％;第2种MS孙cDNA由985bp组成,命名为CSMSTN-2．与csMSTN-1相比,缺失了374～517处的143个碱基,并且在6处存在碱基变化;第3种MSTNcDNA由754bp组成,命名为csMSTN-3,与csMSTN-1相比,缺失了374～748处的374个碱基,并且存在26处碱基变化。这是世界上首次发现鸡体内存在3种不同大小的MSTN基因转录子．该结果为进一步确定MSTN基因的作用机理提供了新的试验依据。     

黄花苜蓿MfNHX基因和MfP5CS基因的克隆和序列分析

[目的]获得黄花苜蓿(Medicago falcata L.)的MfNHX基因和MfP5CS基因,并对这两个基因进行序列分析.[方法]利用Trizol总RNA提取试剂盒提取了新疆野生黄花苜蓿的总RNA,并用特异引物对其进行RT-PCR扩增,将得到的cDNA片段连接到pMD19-T载体上,最后将该载体转化大肠杆菌DH5α,并对阳性克隆进行了序列分析.[结果]MfNHX基因全长1 626 bp,Genbank登录号为GU265772;MfP5CS基因全长2 148 bp,Genbank登录号为GU180149.它们与紫花苜蓿核苷酸序列的同源性分别为99.63;和97.63;,与新牧1号杂花苜蓿核苷酸序列的同源性分别为99.45;和98.84;.[结论]研究已经获得MfNHX基因和MfP5CS基因,为进一步进行苜蓿抗逆境胁迫的研究奠定了基础.     

创伤弧菌铁调基因fur的原核表达及多克隆抗体制备

应用PCR方法克隆了创伤弧菌Vibrio vulnificus FJ03-X2株的铁调基因fur(Ferric uptake regulator),该基因片段大小为450bp,编码149个氨基酸;以pET32a为表达载体,构建了原核表达质粒pET32a-FUR,表达质粒测序结果表明目的基因与GenBank中报道的创伤弧菌fur基因的同源性达98%以上;诱导表达获得可溶性的重组表达蛋白rFUR。镍离子金属螯合亲和层析介质(Ni-NTA)纯化rFUR,SDS-PAGE电泳分析其分子量约33kD。以纯化后的融合蛋白rFUR为抗原,4次免疫SD大鼠,制备抗rFUR蛋白大鼠多克隆抗体。用ELISA方法检测鼠多克隆抗体的效价达到1∶256 000,表明融合蛋白rFUR具有良好的免疫原性。     

哺乳动物体细胞核移植技术的应用价值

1997年成年体细胞核移植绵羊“多莉”的诞生,标志着动物体细胞克隆时代的到来。哺乳动物体细胞核移植技术从此受到了人们的广泛关注,应用该方法,各国学者相继生产出了体细胞克隆绵羊、牛、小鼠、山羊、猪、猫、兔、骡、马和大鼠等多种哺乳动物。那么该技术的应用价值究竟体现在哪些方面呢?一、在生命科学的基础研究领域该技术打破了生命科学中动物已分化细胞不具有发育全能性的传统概念,改写了部分生物学基础理论;为研究受精卵与早期胚胎核、质相互作用提供了新的方法;为研究哺乳动物细胞分化机制、细胞衰老和分化机理提供了新的手段;为基因…     

草菇gpd启动子的克隆及表达载体的构建

从草菇基因组中克隆内源强启动子,为草菇基因工程育种提供启动子元件材料。［方法］采用PCR技术从草菇基因组DNA中克隆gpd启动子片段,利用生物信息学手段对其序列特征和调控元件进行分析,并构建表达载体。［结果］从草菇基因组中克隆出2条特异gpd启动子片段,大小分别为1056和614bp;成功构建了分别以这2条启动子片段驱动的、以gfp基因为报告基因的2个表达载体。［结论］该研究为进一步利用基因工程手段培育品质优良的草菇新菌株奠定了基础。