小麦蓝矮病植原体延伸因子(EF-Tu) tuf基因序列的同源性分析

 【目的】利用分子生物学方法分析小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因，从亚组水平上确定小麦蓝矮病植原体的分类地位。【方法】电镜观察自然发病的小麦蓝矮病病叶；用引物fTufu/rTufu对小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因进行PCR扩增；核苷酸序列测定及分析。【结果】经电镜超微结构观察，在韧皮部观察到大量典型植原体。通过PCR扩增得到约850 bp的特异片段。感受态转化后，进行测序，结果表明小麦蓝矮病植原体tuf基因片段长842 bp，编码280个氨基酸。分析比较15种植原体延伸因子tuf基因的同源性，结果表明小麦蓝矮病植原体与三叶草绿变（KVF）亲缘关系最近，核苷酸同源性为99.9％，氨基酸同源性为100％。【结论】从亚组水平上确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位，为研究小麦蓝矮病植原体的来源及致病分子机理提供理论依据。     

小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白rpl22和rps3的生物信息学分析

【目的】将生物信息学方法应用于小麦蓝矮病植原体(WBD)的分类研究,确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位。【方法】应用植原体核糖体蛋白(rp)基因通用引物对rpF1/rpR1,对WBD进行PCR扩增并得到特异片段,对特异片段进行测定及同源性分析。【结果】序列测定结果表明,WBDrp基因片段长1 240 bp,包含部分rps19基因和全部的rpl22和rps3基因,且后2个基因为重叠基因,分别编码129和252个氨基酸,rpl22和rps3蛋白的等电点分别为12.605和11.755。【结论】WBD与16SrⅠ-C亚组中三叶草绿变病(Clover phyllody)的KVE、KVG、CPh株系亲缘关系最近,核苷酸同源性依次为99.7%,99.6%和99.0%,WBD与KVE株系的rpl22和rps3基因编码的氨基酸同源性分别为100%和98%,因此将小麦蓝矮病植原体划归到16SrⅠ-C亚组。     

广州桑树矮缩病植原体secE基因序列分析与蛋白结构预测

[目的]预测广州桑树矮缩病植原体secE蛋白的抗原性。[方法]应用PCR技术从典型矮缩症状的桑树植株总DNA中扩增到约400 bp的特异片段,将此片段克隆后与GeneBank中已报道的5种植原体的secE基因进行序列同源性分析,并对克隆基因所编码的蛋白进行理化性质、二级结构、跨膜区以及前导信号序列分析。[结果]该片段长411 bp,编码136个氨基酸的蛋白。桑树矮缩植原体与洋葱黄化植原体同源性最高,核苷酸和编码的氨基酸序列同源率分别为100%和99%。secE蛋白理化性质预测其理论等电点为9.33;二级结构主要为螺旋,其次为折叠和无规则卷曲,无转角;有3个明显的疏水区,易形成跨膜螺旋;有4个明显的抗原区域。[结论]该secE蛋白具有良好的抗原性。     

小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因片段序列分析

采用nested-PCR技术对小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因片段进行扩增,并对扩增片段进行了序列测定及分析。结果表明,nested-PCR扩增得到约1.2kb的特异片段,经核苷酸序列测定获得小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因序列(1136bp);小麦蓝矮病植原体(WBD)与16Sr组中的各亚组代表植原体亲缘关系均达到96%以上,其中与三叶草变叶病植原体(CPh株系)亲缘关系最近,核苷酸同源性为99.7%,归为翠菊植原体(CandidatusPhytoplasmaasteris)16Sr-C亚组,该结果与以前报道的利用16SrDNA的分组结果一致,从亚组水平上进一步确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位。     

枣疯植原体免疫优势膜蛋白基因imp-DZ的克隆与原核表达

[目的]为了解枣疯植原体免疫优势膜蛋白的特征,并进行初步表达.[方法]对北京农学院农业农村部华北都市农业重点实验室测得的枣疯植原体JWB-Dongzao免疫优势膜蛋白基因imp-DZ序列进行一致性、进化树和蛋白信号肽与跨膜区分析,分别设计引物扩增完整imp-DZ序列和去除跨膜区编码序列,克隆到蛋白表达载体pBM30上进行原核表达.[结果]imp-DZ基因序列大小为459 bp,编码152个氨基酸,除与枣疯植原体Jwb-nky中一个编码假定蛋白的基因一致性达到96％之外,与其他植原体imp基因核苷酸和氨基酸序列一致性均低60％.枣疯植原体JWB-Dongzao的imp-DZ与16SrV组其他成员imp基因聚在一个分支.携带Imp-DZ跨膜区的重组菌无法表达该蛋白,去掉跨膜区后蛋白得到大量表达.[结论]该研究成功表达了枣疯植原体的免疫优势膜蛋白Imp-DZ,证实了跨膜区影响其在大肠杆菌中的表达,为下一步制备该蛋白抗血清和探索植原体与寄主植物互作机制提供依据.     

小麦蓝矮病植原体FrvX基因的克隆及致病性测定

【目的】克隆小麦蓝矮病(WBD)植原体β-1,4-内切葡聚糖酶基因(FrvX),验证其在植原体侵染寄主中的作用,为更好地防控小麦蓝矮病奠定理论基础。【方法】采用PCR技术从小麦WBD植原体中扩增到FrvX全基因,将其插入到病毒载体pgR107中,构建重组病毒载体pgR107-FrvX,用农杆菌介导法侵染本氏烟草,观察烟草表型的变化。【结果】FrvX基因全长1071bp,编码356个氨基酸。重组病毒载体接种烟草22d后,有9株烟草植株表现出明显的花叶、黄化症状,RT-PCR检测到发病植株接种7d后的叶片有FrvX基因的转录。【结论】FrvX基因接种烟草导致烟草表型发生变化,推测其与植原体病害的发生有关。     

莴苣丛枝植原体免疫膜蛋白(Imp)的抗原表位预测及Imp基因原核表达

采用PCR方法,从采自云南元谋地区的莴苣丛枝植株总DNA中扩增到植原体免疫膜蛋白Imp基因,并进行抗原表位分析和原核表达。结果表明,莴苣丛枝植原体免疫膜蛋白Imp基因长519 bp,编码一个包括172个氨基酸的蛋白。蛋白分子量为19 ku,理论等电点为8.61,在N-末端有一个明显的跨膜区,不存在信号肽切割位点。抗原表位分析认为,该蛋白氨基酸的第62~83,95~113,133~145区段为该蛋白最可能的蛋白表位区。通过构建原核表达载体p ET30a-Imp,转入宿主菌BL21(DE3)-plys S中,经IPTG诱导表达出约25 ku的融合蛋白。     

海南苦楝丛枝病植原体核糖体蛋白基因片段序列分析

【目的】利用分子生物学方法分析采自海南儋州的苦楝丛枝病植原体核糖体蛋白(rp)基因,从亚组水平上确定苦楝丛枝病植原体的分类地位。【方法】利用植原体核糖体蛋白基因通用引物对rpF1/rpR1,应用PCR技术对苦楝丛枝病植原体的核糖体蛋白基因进行扩增,对其核苷酸序列进行测定并分析。【结果】通过PCR扩增得到约1.2 kb的特异片段,测序结果表明该片段长1 240 bp,包括rps19基因的3′区域,rpl22和rps3基因的全部区域。进一步分析发现,该片段与苦楝丛枝病贵州株系(Chinaberry witches’-broom,CWB-GZh)的亲缘关系最近,核苷酸同源性达99.9%。基于核糖体蛋白基因核苷酸序列,构建了海南苦楝丛枝病植原体与其他18个已知分类地位植原体的系统分类树状图,结果表明,引起海南苦楝丛枝病的植原体与16SrⅠ-B亚组植原体越南苦楝黄化、苦楝丛枝贵州株系和苦楝丛枝云南株系在同一条进化枝上。【结论】报道了海南苦楝丛枝病植原体的核糖体蛋白基因序列,海南苦楝丛枝病植原体属于16SrⅠ-B。     

云南小驳骨丛枝植原体的分子鉴定及相关基因序列分析

【目的】确定采自元谋地区自然表现丛枝病的小驳骨(Gendarussa vulgaris Nees)植株是否感染植原体。【方法】通过利用植原体16S组和亚组通用或半通用特异性引物分别对植原体16S rRNA、rp和secY基因序列进行PCR扩增、克隆及测序分析;此外还对secY蛋白的蛋白特性及其结构进行了分析和预测。【结果】本研究获得了基因片段长度分别为1 248 bp的16S rRNA基因(nested PCR)、1 171 bp的rp基因和1 425 bp的secY基因。基于rp和secY基因核苷酸序列的同源性比对及构建的进化树推断的植原体遗传分化关系几乎与16S rRNA基因的推断相一致,均与植原体16S rⅡ-A亚组各株系的遗传进化关系最为接近,但rp和secY基因序列比16S rRNA基因序列能够呈现出更大的遗传变异程度;此外,对secY蛋白进行了生物信息学分析和初步探讨,发现它具有10个明显且分布相对均匀的跨膜螺旋区域,无信号肽。【结论】小驳骨丛枝病(Gendarussa vulgaris witches’-broom phytoplasma,GvWB-YNym)是由植原体侵染而发生,该植原体株系被划分到16S rⅡ-A亚组,相关的候选种为Candidatus Phytoplasma aurantifolia;secY蛋白生物信息参数的分析表明:secY蛋白在感病小驳骨植株中以疏水性稳定跨膜蛋白的形式存在,含10个明显的疏水跨膜区域,该蛋白不存在信号肽。     

云南花生丛枝植原体secY基因序列分析及结构预测

 对采自云南元谋的花生丛枝植株总DNA进行secY基因的巢式PCR扩增,得到约1700bp的特异扩增片段,将该扩增产物克隆后进行序列测定,表明该片段长1709bp,该序列包括部分rpl15基因、全部secY基因序列以及部分的map基因,为植原体部分spc核糖体蛋白操纵子,其中secY基因编码的蛋白包括420个氨基酸,为含有10个明显跨膜区的整合性跨膜蛋白。通过同源性比对及构建的系统进化树,表明该株系与来源于台湾、海南的花生丛枝植原体亲缘关系最近,确定了该株系属于16SrII A亚组成员。该分类结果与基于16SrDNA及rp基因的分析结果一致。     

枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和tuf基因的序列同源性分析

 【目的】枣疯病是枣树上由植原体引起的一种毁灭性病害，遍布于中国华北、西北、华东、华南等25个省(市)的枣区，造成了巨大的经济损失。【方法】经PCR扩增，分别对中国陕西的彬县、阎良、武功、佳县、杨凌，河北沧州和山东德州7个枣区的枣疯病样品和杨凌4个酸枣丛枝病样品植原体16S rDNA基因保守序列和延伸因子tuf基因进行克隆和测序。【结果】获得枣疯病和酸枣丛枝病植原体的16S rDNA基因片段均为1 239 bp，tuf基因均为851 bp。通过序列同源性比较，结果表明中国陕西、河北、山东的枣疯病的病原一致，归属于植原体16S rⅤ-B组。由于枣疯病和酸枣丛枝病的植原体16S rDNA有5个碱基的差异，tuf基因的同源性为99.6%，推测为同一个种的不同寄主生物学型。【结论】首次报道了中国枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和延伸因子tuf基因的序列，确定了枣疯病和酸枣丛枝病植原体的分类地位，为研究枣疯病植原体的致病分子机理、遗传本质提供理论依据。     

赞皇大枣枣疯病植原体分子分类

 【目的】枣疯病是一种重要的植原体病害,本试验旨在明确惟一已知的天然三倍体品种--赞皇大枣枣疯病植原体的分类地位,为赞皇大枣枣疯病植原体分类研究提供参考。【方法】利用植原体16S rDNA通用引物对赞皇大枣枣疯病病株的DNA进行PCR扩增和克隆测序,通过BLAST比对进行序列分析,利用临位相连法构建16S rDNA系统演化树,并应用DNAstar软件进行虚拟RFLP分析。【结果】获得的赞皇大枣枣疯病植原体16S rDNA序列长度为1 850 bp（GenBank登录号GU184180）,包括1 529 bp的16S rDNA基因全序列、264 bp的邻近间隔区序列及57 bp的23S rDNA部分基因序列。同源分析表明,赞皇大枣枣疯病病原16S rDNA序列与其它植原体的相似性在87%—98%,其中与榆树黄化 Elm yellows（EY）(GenBank登录号l33763)最高相似性为98%;与大多数二倍体枣品种的植原体序列相似率达99%以上;其虚拟RFLP图谱与4个16SrⅤ亚组的代表序列图谱差异显著,赞皇大枣枣疯病植原体延伸因子tuf基因的序列(GenBank登录号JN001985) 比对结果表明,与其它亚组序列同源性为52.3%—76.7%。【结论】三倍体赞皇大枣枣疯病病原属于榆树黄化组(16Sr V),并与其中的B亚组亲缘关系最近;与二倍体品种的病原分类地位一致,说明枣疯病植原体在系统进化上比较保守。     

葡萄金黄化植原体16SrDNA检测与RFLP分析

[目的]对多种植原体16SrDNA基因序列进行限制性片段长度多态性(RFLP)分析比较,以期区分葡萄金黄化植原体不同亚种,从而为葡萄金黄化植原体的鉴定提供新依据.[方法]用植原体通用引物R16mF2/R16mR1扩增7种不同植原体16SrDNA基因序列,得到约1.5 kb的DNA片段,将此片段克隆到PGM-T载体,并通过酶切鉴定,对重组阳性克隆进行核酸序列测定及同源性分析,利用限制性内切酶XmnⅠ、XspⅠ、TaqⅠ和Rsa Ⅰ对目的片段进行酶切电泳分析.[结果]所扩增2个不同亚种的葡萄金黄化植原体D型和C型序列同源性最高,达99.72;,但利用限制性内切酶可以将上述2个亚种从植原体榆树黄化组中区分.[结论]利用限制性内切酶分析通用引物R16mF2/R16mR1所扩增的基因片段,可以将葡萄金黄化植原体区分.     

绵羊YAP1基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

【目的】克隆绵羊YAP1基因cDNA并分析其序列及其蛋白的遗传特性及其在不同组织中不同程度的表达情况。【方法】以湖羊为研究对象,利用RT-PCR和RACE技术获得绵羊YAP1序列,并结合生物信息学方法对绵羊YAP1的序列进行深入分析。【结果】从湖羊背最长肌中克隆YAP1基因的全长cDNA序列;利用生物信息学技术,对绵羊YAP1基因与其它物种的同源性,蛋白质序列的跨膜区,亚细胞定位,亲水性,潜在信号肽剪切位点,糖基化位点,磷酸化位点,编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构,三级结构等进行分析。【结论】克隆获得绵羊YAP1基因序列全长为1 712 bp,包括1 212 bp的编码区序列,编码403个氨基酸。同源性分析发现,绵羊YAP1核苷酸序列与推测氨基酸序列与灰仓鼠的同源性最高,分别达到78.77%和92.51%,而与人、黑猩猩的一致性差异较小。氨基酸序列分析发现该基因编码蛋白为水溶性蛋白,相对分子量为44079.0Da,理论等电点为4.91,无信号肽序列和跨膜区;亚细胞定位主要在细胞核,不属于分泌蛋白;预测含有33个磷酸化位点,7个糖基化位点,具有两个WW结构域,二级结构以无规则卷曲为主,三级结构显示,YAP1结构域区构成弯曲状螺旋结构。预测YAP1蛋白主要在调节功能过程中有着关键作用。以上研究为进一步探讨YAP1基因在肌肉生长过程中的功能研究奠定了遗传信息基础。     

盐地碱蓬PsaH基因的克隆及生物信息学分析

【目的】PsaH基因是编码光合反应光系统I(PSI)复合蛋白H亚基的基因。为深入开展该基因的耐盐功能研究及其在盐生植物耐盐机制中的作用提供了基础,并为改良作物耐盐性分子育种提供候选基因。【方法】研究从盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐胁迫文库中筛选出一个与耐盐相关的PsaH基因,经测序获得全长cDNA序列,命名为SsPsaH(GeneBank Accession Number:KC4048847),对该基因进行生物信息学分析进行结构功能预测。【结果】该基因全长770 bp,开放阅读框(ORF)为438 bp,编码145个氨基酸;该基因所编码的蛋白定位于叶绿体膜系统,无信号肽,含有一个跨膜结构的亲水性不稳定蛋白,二级结构多为无规则卷曲。同时,该基因在不同物种间具有较强的保守性,含有4个高度保守的结构域,系统进化树分析表明,其与菠菜亲缘关系最近。RT-PCR分析表明,SsPsaH基因在根、茎、叶中均有表达,但在茎和叶中表达量高于根。【结论】SsPsaH基因是编码光合反应光系统I(PSI)复合蛋白H亚基的基因。本研究为以后深入开展该基因的耐盐功能研究及其在盐生植物耐盐机制中的作用提供了理论基础。     

小麦蓝矮病植原体的寄主范围研究

小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播。利用植原体16SrDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4kb的特异片段。通过介体条沙叶蝉对小麦蓝矮病植原体寄主范围进行研究,在接种的18种寄主植物中,有8种寄主表现症状,表明小麦蓝矮病植原体寄主范围广泛。     

白菜型冬油菜铁超氧化物歧化酶（Fe-SOD） 基因的克隆及表达分析

【目的】了解SOD酶蛋白家族Fe-SOD在超强抗寒冬油菜中的表达情况及其在低温胁迫下的作用。【方法】采用RT-PCR技术克隆超强抗寒白菜型冬油菜陇油7号Fe-SOD的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析,采用半定量以及相对定量RT-PCR研究Fe-SOD在低温胁迫下的表达模式,采用氮蓝四唑（NBT）光还原法测定冬油菜叶片和根中的总SOD酶活性。【结果】获得Fe-SOD,GenBank登录号为KF178713,该基因cDNA片段全长645 bp,包含一个639 bp完整的开放阅读框,编码212个氨基酸的蛋白质,与白菜(Chiifu)的蛋白质氨基酸序列同源性高达99%。该基因编码的酶蛋白是1个主要由α-螺旋组成的亲水性稳定蛋白,无信号肽,无跨膜结构域。Fe-SOD表达模式分析显示初期低温胁迫下（4℃）,该基因上调表达,继续低温胁迫处理（-4℃和-8℃）,Fe-SOD表达量受到抑制。总SOD酶活性测定显示冬油菜根中酶活性高于叶片,以利于冬油菜安全越冬。【结论】从白菜型冬油菜克隆的Fe-SOD具有已知物种Fe-SOD的特征。Fe-SOD在冬油菜品种陇油7号抗寒过程中起作用。     

中华蜜蜂蜂毒明肽基因克隆及生物信息学分析

【目的】掌握中华蜜蜂蜂毒明肽基因的生物信息,为进一步深入研究其生理功能及通过生物工程技术生产蜂毒明肽产品奠定基础。【方法】采用PCR技术克隆中华蜜蜂蜂毒明肽基因,并对所获得的基因组序列进行详细的生物信息学分析。【结果】从蜜蜂头部和胸部组织中成功扩增获得511 bp的蜂毒明肽基因序列,该序列GC碱基含量仅为24%,包含一个141 bp的开放阅读框,编码46个氨基酸残基;该序列与肥大细胞脱颗粒肽的同源性高达58%,存在较明显的信号肽序列和跨膜区结构。【结论】蜂毒明肽是一种小分子抗菌肽,存在较明显的信号肽序列和跨膜区结构,具有生物抗菌肽的典型特性,但需进一步加工切除信号肽序列后才能发挥作用。