怀地黄液泡质子泵焦磷酸水解酶基因的克隆与生物信息学分析

为了克隆地黄功能基因,根据NCBI GenBank核酸数据库中5种已知植物生长素诱导的器官膨大基因(ARGOS)碱基序列的保守区,利用CLUSTAL 2.1和DNAMAN 4.0软件设计简并引物,采用RT-PCR技术扩增出一个cDNA片段,测序表明,获得基因cDNA片段序列长度为495bp。经过NCBI数据库BLAST分析,发现它与莲花、蓖麻、烟草、苜蓿、葡萄、碧桃、灰绿藜7种植物的液泡膜质子泵焦磷酸水解酶基因同源性很高,在83%～86%,因此获得的基因是地黄液泡膜质子泵焦磷酸水解酶基因。     

地黄烯醇化酶基因(RgENO)的生物信息学与表达分析

[目的]研究地黄烯醇化酶基因(RgENO)的生物信息学功能及其表达情况.[方法]利用高通量测序对混合地黄发育块根进行转录组测序,通过基因注释得到地黄烯醇化酶基因(RgENO)序列,RgENO为780 bp,编码260个氨基酸的蛋白质.利用生物信息分析软件对RgENO进行同源性比对、结构、跨膜结构区和信号肽分析;用RT ...     

酸橙柠檬酸合酶基因电子克隆和生物信息学分析

通过电子克隆技术对酸橙柠檬酸合酶(CS)基因进行预测。以甜橙CS序列为探针,基于NCBI中酸橙的EST数据库和CAP3在线软件进行序列拼接,利用生物信息学数据库及相关软件对拼接序列结构和功能进行预测分析。结果表明:酸橙CS基因全长1 535 bp,包含1 416 bp的开放阅读框,编码471个氨基酸,该蛋白为亲水性蛋白。结果可为进一步解释基因的分子功能奠定理论及实验基础。     

杉木纤维素合酶(ClCesA2)基因的克隆与表达分析

为探索杉木木材发育的分子机制,以杉木幼苗嫩叶总RNA为模板,利用反转录获得的cDNA进行聚合酶链式反应(PCR),获得杉木纤维素合酶(ClCesA2)基因。对该基因进行测序以及序列分析表明,该基因开放阅读框全长3 276 bp,共编码1 091个氨基酸,具有锌指结构和8个跨膜区域,及保守的DX……QVLRW结构域。荧光定量PCR结果表明,该基因在杉木的根、茎、叶中相对表达量有明显差异,茎的相对表达量最高,根次之,叶最低。系统进化树分析表明该基因与初生壁合成相关基因聚在一起,推测该基因可能参与杉木细胞初生壁的形成。     

地黄类RghBNG基因的克隆与生物信息学分析

Rgh BNG基因是一种地黄(Rehmannia glutinosa)响应非生物胁迫和植物生长调节剂的基因。类Rgh BNG基因是一个与Rgh BNG基因核酸序列同源的地黄基因。克隆了地黄类Rgh BNG基因,预测其编码蛋白质的性质、结构和功能。用RNA提取试剂盒提取地黄总RNA,反转录成c DNA,根据已知地黄的Rgh BNG基因碱基序列设计上、下游引物,以c DNA为模板,利用PCR扩增产生包括Rgh BNG基因和类Rgh BNG基因在内的5个c DNA片段,其中类Rgh BNG基因全长1 974 bp,包含一个486 bp的ORF,编码161个氨基酸残基组成的蛋白质;蛋白质等电点为9.45,分子量为18.6 k Da,二级结构中延伸链占34.78%,无规则卷曲占33.54%,α-螺旋占21.74%,β-螺旋占9.94%,有两个可能的跨膜区,参与翻译和脂肪酸代谢。     

玫瑰查尔酮合酶CHS基因的克隆及生物信息学分析

本研究旨在克隆玫瑰查尔酮合酶CHS基因并对其进行生物信息学分析,以期为利用基因工程技术改变玫瑰花色、培育玫瑰新品种奠定良好基础。以玫瑰品种‘唐红’(Rosa rugosa‘Tanghong’)为试材,采用RT-PCR和RACE方法从花瓣中获得了玫瑰查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)基因的c DNA全长。经生物信息学分析,该基因全长1416 bp,开放阅读框1167 bp,编码389个氨基酸,其蛋白的分子式为C1899H3043N505O562S18,相对分子质量为42.518 k Da,等电点为6.12。该蛋白不稳定系数低于40,为稳定性蛋白,无信号肽和剪切位点存在。其蛋白质二级结构主要由42.16%的α螺旋、29.05%的随机卷曲、10.54%的β转角和18.25%的延伸链组成。系统进化分析表明,玫瑰CHS基因与同科植物月季、草莓亲缘关系最近,与其他科及同科其他属植物的亲缘关系较远。本研究首次克隆了玫瑰CHS基因,获得了其生物信息学相关信息,探明了CHS基因在类黄酮生物合成过程中的重要作用,为改良玫瑰花色提供了理论依据。     

香蕉柠檬酸合酶基因MaGCS的克隆及生物信息学分析

采用RACE-PCR的方法首次在香蕉中获得一个柠檬酸合酶基因的cDNA序列。经序列测定和Blastx比对分析表明,该eDNA全长1885bp,编码513个氨基酸残基,具有植物柠檬酸合酶基因的特征结构域,并与其他植物来源的乙醛酸循环体的柠檬酸合酶具有很高的序列相似性,将其命名为MaGCS（Musa glyoxysomal citrate synthase）,并对其进行生物信息学分析,初步预测其理化性质及功能等。     

怀地黄基因片段及其中转座酶基因的克隆与序列分析

根据已知裂叶牵牛花PNZIP启动子碱基序列的相关信息设计引物,采用PCR方法,从怀地黄基因组中扩增出5个基因片段,回收和克隆出其中一个1 096bp的基因片段。经过NCBI对比分析,发现它是一个类似转座子的相关蛋白基因序列,含有一个完整的开放阅读框,大小为450bp,编码由150个氨基酸组成的转座酶。然后,基于该开放阅读框的碱基序列,设计另一对引物,用PCR方法,从中扩增出该完整开放阅读框的序列片段。     

一个新杉木纤维素合酶ClCesA基因的克隆与植物表达载体构建

为探索杉木木材形成的分子机制,以杉木嫩叶总RNA反转录的c DNA为模板,运用RT-PCR技术克隆出一个新杉木纤维素合酶基因ClCesA.该基因的开放阅读框(ORF)为2 955 bp,共编码984个氨基酸.通过TMHMM Server v.2.0和MEGA5.1软件预测ClCesA蛋白的跨膜结构和功能,发现该蛋白N端含有锌指结构,共有8个跨膜结构,平均跨膜区域18个氨基酸残基,并具有保守的DDDQXXLRW结构域.系统进化树分析结果表明,ClCesA可能与细胞次生壁形成有关.荧光定量PCR分析表明,ClCseA基因在杉木的不同器官(根、茎、叶)中均有表达,但在杉木根中的表达含量最高,茎中次之,叶中最低.随后,为后续该基因功能验证提供基础,将ClCesA克隆到含有GFP标签和潮霉素抗性的p GWB506载体,构建植物过表达载体p GWB506-35S-ClCesA-GFP.     

野蚕孵化酶基因的克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR法从野蚕胚胎中克隆了一个885 bp孵化酶基因,命名为BmandHE(GenBank登录号:JN620366)。BmandHE ORF编码294个氨基酸残基,蛋白分子质量为33.57 kD,等电点为5.55。在BmandHE N-端存在16个氨基酸的信号肽,BmandHE序列含有锌指结合序列、Met-转角基序等孵化酶保守功能区域和构成孵化酶二级结构骨架的4个半胱氨酸残基。BmandHE与其他动物孵化酶氨基酸序列的相似性为30.4%～97.1%。进化分析表明,野蚕与昆虫家蚕、柞蚕、家蚊聚为一类,亲缘关系比较近。     

亚麻纤维素合酶LuCesA8基因克隆与表达分析

以亚麻快速生长期茎部组织总RNA为模板,通过反转录PCR克隆纤维素合酶基因Lu Ce s A8(基因ID:Lus10029245)全长开放读码框序列。序列分析结果表明,开放读码框全长2 967 bp,共编码988个氨基酸。通过多氨基酸序列比对发现,该蛋白与麻风树Ces A8蛋白亲缘关系最近,相似度达87%,与胡杨、可可树、雷蒙德氏棉及芝麻Ces A8蛋白氨基酸序列相似性分别为86%、85%、85%、81%。荧光定量PCR结果表明,该基因在亚麻不同发育阶段表达水平存在显著差异,快速生长期表达量最高,花期和绿熟期次之,苗期最低。研究为揭示Lu Ce s A8基因在次生细胞壁纤维素合成中的作用奠定基础。     

亚麻纤维素合酶超基因家族的生物信息学及表达分析

【目的】全基因组水平鉴定亚麻纤维素合酶超家族基因Ces A/Csls,并对基因的进化、基因结构及组织表达特性等进行分析,为亚麻纤维发育的机理研究奠定基础。【方法】利用Phytozome基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定亚麻纤维素合酶超基因家族成员,并进行蛋白理化特性分析;利用MEGA 5.0、GSDS、MEME等软件构建系统进化树,并进行基因结构、蛋白保守基序分析;根据RNA-Seq数据对Ces A/Csls进行表达分析。【结果】系统分析鉴定了45个亚麻Ces A/Csls超家族基因,该家族基因在scaffolds上是分散分布的,没有明显的成簇现象。Ces A/Csls蛋白主要分布于质膜上,氨基酸数目为409—1 167,分子量为47 401.1—130 578.3,等电点分布在5.43—9.08。Ces A/Csl蛋白均含有跨膜结构域,数目为2—8。根据系统进化分析将其分成Ces A与Csl两类,细分为Ces A、Csl A、Csl B、Csl C、Csl D、Csl E、Csl G共7组。基因结构分析显示,亚麻Ces A/Csls基因的长度在2.1—6.8 kb,外显子数量在2—14。保守基序分析表明,不同组间Motif组成有一定的差异,Motif 1、Motif 2、Motif 3、Motif 4、Motif 12在Ces A、Csl B、Csl D、Csl E、Csl G组蛋白中均有分布,Motif 18、Motif 20在Csl A、Csl C组蛋白中均有分布,而Motif 13、Motif 14、Motif 15、Motif 19的分布则表现出一定的组间特异性。表达谱分析结果表明,Ces A/Csls家族成员在不同发育阶段表达模式不同,部分Ces A/Csls可被Na Cl、BR和Brz诱导上调或下调表达,预示Ces A/Csls功能的多样性以及在植物发育过程中扮演着不同角色。【结论】鉴定出45个亚麻Ces A/Csls家族基因成员,分属于两类,7组,分布于scaffolds上,基因结构和蛋白基序具有组间多样性和组内保守性。不同的基因在不同发育阶段具有一定的时空特异性。Ces A/Csls中部分基因响应激素BR、Brz及Na Cl胁迫。     

长春碱生物合成途径中关键酶基因的克隆与生物信息学分析

以长春花幼苗的叶片为材料,通过RT-PCR克隆关键酶基因CDS序列,利用在线软件ExPASy ProtParam、SignalP 4.1、TMHMM V.2.0、TargetP 1.1分析蛋白理化性质、蛋白信号肽、蛋白跨膜区以及亚细胞定位,在线工具Conserved Domain、SOPMA预测蛋白保守结构域和二级结构,MEGA6.0软件构建蛋白系统进化树,为后续的TIA合成提供理论研究依据。结果表明,STR、TDC、和ORCA3关键酶基因的CDS序列大小分别为1 059、1 503、612 bp;生物信息学分析表明,STR、TDC、和ORCA3关键酶定位于细胞不同区室,为酸性蛋白,无信号肽,除STR外无跨膜区,由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲等二级结构组成;除TDC外均包含高度保守的结构域;聚类分析表明其与小蔓长春花、罗芙木和中果咖啡具有较高的相似性,较近的亲缘关系和遗传距离,该结果可为明确该基因在TIA合成代谢途径中的重要作用奠定基础。     

葱蝇过氧化氢酶基因的克隆及生物信息学分析

过氧化氢酶(catalase,CAT)对昆虫的生长发育和代谢活动具有重要意义,是昆虫清除H2O2 的关键酶.昆 虫在滞育期间代谢速率很低,而CAT的活力与代谢强度有关,因此滞育期的昆虫是研究该酶的良好材料.本研究 基于葱蝇转录组unigene序列信息,设计特异性引物并首次通过PCR技术克隆了葱蝇过氧化氢酶基因全长cDNA, 命名为DaCAT,其全长为2073bp,开放阅读框1518bp,编码505个氨基酸,推测其相对分子质量为5.68×104, 等电点为7.72.该研究对其进行了生物信息学分析并建立了系统发育树,分析表明该基因编码的氨基酸序列具有2 个保守结构域及多个酶活性位点,与其他物种CAT具有较高的同源性,其中和拟果蝇Drosophilasimulans 亲缘关 系最近,相似率为89.3%,采用SWISS-MODEL对其进行了蛋白质同源建模及3D 结构预测分析,为进一步研究 DaCAT基因在葱蝇滞育期间的代谢表达、酶活力测定以及具体功能奠定了基础.     

决明异分支酸合酶基因的克隆及表达分析

异分支酸合酶(Isochorismate synthase,ICS)控制着分支酸到异分支酸衍生的各种产物的分配,据报道它是植物体内蒽醌类物质合成的限速酶.该文采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆其基因全长(SoICS);以荧光定量PCR(FQ-PCR)测定其在植株各部位的表达谱并考察其与蒽醌质量分数的关系.结果表明,SoICScDNA全长为2 103bp(GenBank Accession KF547925);有多个非典型的加尾信号;含一个总长为1 713bp的完整阅读框,编码570个氨基酸;SoICS含有AtICS1和AtICS2中与ICS催化活性相关的5个保守关键氨基酸残基;其N-端有48个氨基酸残基的推定前导序列;具有典型的保守分支酸结合结构域;有多个显著磷酸化位点;其蛋白质三维结构是一个紧凑型球状结构;系统分析显示,决明ICS与蓖麻、毛果杨和山杨的ICS关系较近.FQ-PCR分析表明,ICS基因在叶中表达水平最高,其次为茎、荚果皮、幼果和种子,在根和花中的表达量最低;总蒽醌、游离蒽醌和结合蒽醌质量分数的相关性达到极显著水平,但SoICS转录本表达量和蒽醌质量分数之间没有达到显著相关水平.     

水稻纤维素合酶多克隆抗体的制备和鉴定

纤维素合酶是参与纤维素β-1,4-葡聚糖链延伸的主要催化亚基,为进一步研究水稻中纤维素合酶的作用机理,采用DNA重组技术,将纤维素合酶基因CesA1、CesA2、CesA3克隆入表达载体pGEX-4T-3,构建重组质粒.在大肠杆菌JM109中,经异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后在原核细胞中成功表达了3种纤维素合酶的...     

大青杨纤维素合成酶PuCesA6基因cDNA的克隆及序列分析

以大青杨总RNA为模板,通过反转录PCR获得纤维素合成酶PuCesA6基因的全长cDNA序列。序列分析结果表明：其cDNA序列全长3778bp,开放读码框序列3264bp,共编码1087个氨基酸。PuCesA6基因编码的氨基酸序列具备被子植物纤维素合酶基因的特征：锌指结构域、高变区I（HVR—I）、高变区II（HVR—II）与β-糖苷转移酶有关的保守结构域以及8个跨膜区。通过多氨基酸序列比对发现,与光皮桦B1CesA5相似度最高,为89％;其次是玉米ZmCesA8,相似度为80％,且8类CesA的锌指结构与c末端氨基酸序列高度保守。34种CesA蛋白序列的分子进化分析表明,大青杨PuCesA6蛋白与欧洲颤杨PtrCesA6蛋白亲缘关系最近,相似度达99％;和光皮桦BICe．sA5、大桉EgCesA6蛋白同聚为一类。     

滇龙胆香叶醇合酶基因的克隆与表达分析

对滇龙胆香叶醇合酶基因Gr GES进行克隆和表达分析,为研究其在香叶醇和龙胆苦苷生物合成中的作用奠定基础。根据滇龙胆转录组Gr GES序列,采用RT-PCR技术从滇龙胆叶片克隆该基因,获得Gr GES序列(Gen Bank登录号为KJ917168)。序列分析结果表明,Gr GES基因长1 767 bp,编码588氨基酸;Gr GES蛋白相对分子质量为67.84 ku,理论p I为5.56。该蛋白定位于叶绿体,包含叶绿体转运肽,为亲水不稳定蛋白,主要由α-螺旋(62.41%)和环(39.57%)构成。该蛋白具有其他GES蛋白的活性位点、萜类合酶N端结构域(IPR001906,81~273)和萜类合酶结构域(IPR005630,263~588)。Gr GES蛋白与长春花Cr GES蛋白亲缘关系最近。原核表达结果表明,Gr GES基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为78.22 ku,与预期的大小一致。组织特异性表达分析结果表明,Gr GES基因主要在叶中表达。     

西瓜PME基因生物信息学分析及克隆

研究从拟南芥(Arabidopsis thaliana)4个果胶甲酯酶基因和2个来自东北农业大学西甜瓜分子育种课题组西瓜转录组数据分析的果胶甲酯酶基因入手,通过BLAST比对方法在葫芦科数据库中鉴定甜瓜(Cucumis melo L.)、西瓜(Citrullus lanatus)果胶甲酯酶同源基因,预测分析其生物信息学...     

蓝莓鲨烯合酶基因的克隆与表达分析

鲨烯合酶基因(SQS)在植物三萜类化合物合成途径中起着重要作用,是上游代谢通路中的关键基因。本研究采用RT-PCR技术从‘喜来’蓝莓根中克隆得到VcSQS基因,序列全长1 489 bp,序列分析结果表明,其含有1 242 bp的开放阅读框,编码413个氨基酸。氨基酸同源序列分析表明,蓝莓与其它物种SQS蛋白氨基酸序列相似性很高,与山茶科的茶相似性最高,达90.58%,与葡萄相似性达87.92%。荧光定量试验结果表明,SQS基因在蓝莓叶中的表达量最高,芽中的最低。