纹枯病菌诱导水稻表达的WRKY基因克隆及分析

[目的]克隆纹枯病菌诱导的水稻上调表达基因。[方法]对应用抑制差减杂交技术（SSH）获得的纹枯病菌诱导水稻表达的EST序列K16进行电子克隆,根据电子克隆产物设计引物进行RT—PCR、克隆测序,利用生物信息学技术对克隆产物进行功能预测。[结果]克隆出一个长度为1079bp的序列,结构功能分析显示该基因编码236个氨基酸的蛋白,存在多个功能位点,含有2个典型的WRKY结构域和1个C2H2锌指型结构,该基因与水稻WRKY8、WRKY24和WRKY30基因有较高的同源性。[结论]经电子克隆获得的纹枯病菌诱导表达的基因为典型的WRKY家族基因,该基因可能在水稻抗纹枯病中起重要作用。     

水稻WRKY80转录调节蛋白基因的分离与表达模式

【目的】分离水稻WRKY80,分析其编码蛋白的序列结构特征,了解其在各器官中以及病原接种、激素处理下的表达模式,为阐明其生物学功能奠定基础。【方法】基于水稻基因组数据库注释的Loc_Os03g63810基因的编码序列设计特异引物,用RT-PCR法从茉莉酸甲酯（MeJA）处理的水稻叶片中克隆WRKY80 cDNA 序列,运用生物信息学手段对推定的蛋白和启动子序列进行分析,用Northern杂交或实时荧光定量PCR方法研究基因的表达模式。【结果】 获得了WRKY80 cDNA序列,长1 392 bp,包含1个长1 164 bp 的完整开放读码框,编码387个氨基酸。WRKY80具有1个典型的WRKY 保守结构域,锌指类型为C2H2,归类于WRKY 第Ⅱ组;C-端为酸性结构区,且含连续的6个谷氨酰胺和8个丝氨酸,提示具有转录激活活性;预测其定位于细胞核。WRKY80与玉米和高粱等单子叶植物WRKY 的氨基酸序列同一性较高。WRKY80在各器官中组成性表达,在叶、根和穗中表达丰度较高,花中次之,在茎和颖果中丰度较低,且表达具有发育阶段相关性,在成熟叶、根中的表达分别高于幼叶和幼根;受稻瘟病菌、纹枯病菌、MeJA和乙烯利诱导表达,而水杨酸对其表达无影响。其表达模式与启动子顺式元件预测分析的结果基本一致。【结论】WRKY80具有转录因子的结构特征,推测其可能通过茉莉酸/乙烯介导的信号途径参与水稻的防御反应,也可能参与发育调控。     

SA、MeJA、ACC和苹果轮纹病病原菌诱导湖北海棠MhWRKYl基因的表达

【目的】从湖北海棠叶片中克隆MhWRKY1转录因子的全长cDNA序列,分析该基因在各种组织中(叶、茎、根)的表达特性,并分析SA、MeJA、ACC在叶、茎、根中诱导MhWRKY1基因的表达模式以及苹果轮纹病病原菌诱导条件下湖北海棠叶片中该基因的表达特性。【方法】利用电子克隆技术和RT-PCR验证相结合的方法,从SA诱导的湖北海棠全长cDNA文库中,克隆MhWRKY1转录因子的全长序列;利用生物信息学的方法对其进行结构和功能的初步分析;利用实时荧光定量RT-PCR技术分析该基因在不同组织中的表达以及在SA、MeJA、ACC和苹果轮纹病病原菌诱导下的表达特性。【结果】克隆了MhWRKY1基因的全长cDNA序列为1 338 bp,GenBank数据库登录号为FJ598139。生物信息学分析表明,该基因最大开放阅读框为993 bp,编码330个氨基酸。推导的氨基酸序列与杨树WRKY26、杨树WRKY20、大豆WRKY,马铃薯WRKY2、烟草WRKY、拟南芥WRKY7、水稻WRKY53的同源性分别为68%、68%、66%、60%,59%,49%和43%。该转录因子含有1个WRKY结构域,其N端含有1个WRKYGQK结构...     

水稻ARAB-1类似基因的电子克隆及生物信息学分析

[目的]对水稻OsARAB-1基因进行电子克隆,并对其进行生物信息学分析.[方法]以NP 174188.1为查询探针,通过电子克隆获得OsARAB-1基因全长cDNA,用生物信息学软件对其核苷酸序列和蛋白质序列进行生物信息学分析.[结果]获得了OsARAB-1基因全长cDNA,基因编码区序列(CDS)全长1 086 bp.电子定位于第五染色体基因组序列NC 008398.2核苷酸序列6 769 813 ～6 773 213 bp区域.OsARAB-1蛋白属于亲水性的胞外蛋白,比较稳定,偏碱性.二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主.具有2个功能结构域:SGNH水解酶型酯酶、GDSL脂肪酶.有21个磷酸化位点、7个糖基化位点.推定的活性位点的氨基酸残基为Ser34、Gly107、Asn167、Asp333、His336.与玉米酯酶亚型B4FM12亲缘关系最近.OsARAB-1基因的表达对水稻的发育和形态发生起重要作用,与水稻抗稻瘟病有关.[结论]该研究为用试验方法克隆该基因和功能鉴定奠定了基础.     

水稻纹枯病菌RsCat基因的克隆及其表达分析

为阐明水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1IA)过氧化氢酶基因(RsCat)的功能,采用常规PCR和RT-PCR技术克隆得到RsCat基因。生物信息学分析表明,RsCat基因DNA和cDNA的全长序列分别为1814bp和1 395bp,开放阅读框(ORF)编码464个氨基酸。保守结构域分析显示,RsCat蛋白具有过氧化氢酶超家族结构域和过氧化氢酶相关免疫反应结构域。系统进化分析显示:水稻纹枯病菌不同融合群的RsCat基因具有较高的序列同源性。荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明:RsCat基因的表达受儿茶酚的诱导,随着儿茶酚质量浓度增大,表达量上调,而随着儿茶酚质量浓度增大,CAT活性降低。说明RsCat基因的转录表达和CAT酶活不存在对应性。推测RsCat基因可能存在转录后或表达产物翻译后修饰。     

水稻蛋白OsOlel在大肠杆菌中的诱导表达

[目的]在大肠杆菌中诱导表达水稻蛋白OsOle1。[方法]RT-PCR克隆水稻基因OsOle1,构建原核表达载体pGEX-2T-OsOle1-GST,在大肠杆菌BL21中诱导表达该蛋白,并采用GST凝胶亲和层析进行纯化。[结果]水稻蛋白OsOle1具有典型的Olee1蛋白家族的保守域,N端1～24位氨基酸为预测的信号肽序列。成功地将水稻蛋白OsOle1在大肠杆菌中进行了诱导表达,并用GST亲和层析进行了纯化。[结论]该研究为以后进一步研究水稻蛋白OsOle1的生理功能奠定了基础。     

茉莉酸和真菌病原诱导的水稻WRKY30转录因子基因的分离及表达特征

 【目的】分离水稻WRKY30,为阐明WRKY转录因子在水稻抗病反应中的调节作用提供依据,为抗病性的合理利用和品种遗传改良提供基因材料。【方法】采用RT-PCR获得包含最大开放阅读框（ORF）的WRKY30 cDNA序列,运用生物信息学手段进行序列分析,通过Southern杂交确定基因在基因组中的拷贝数,利用Northern分析或RT-PCR方法,研究基因的器官特异性表达和病原、激素以及非生物胁迫诱导表达的特征。【结果】 WRKY30 包含一个长2 022 bp的完整ORF,编码674个氨基酸,具有1个核定位信号和2个典型的WRKY保守结构域,锌指纹组成为C2H2,归类于WRKY第一组,与大麦、高粱和短柄草等单子叶植物WRKY的氨基酸序列同一性较高。WRKY30在基因组中以单拷贝存在,在茎、叶和颖果中表达丰度最高,根和穗中次之,花中最低。WRKY30受稻瘟菌和纹枯菌快速诱导。抗病相关信号分子水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）也能诱导该基因表达迅速上调,而乙烯（ET）对其表达无明显影响,脱落酸抑制其表达。除伤引起WRKY30表达上调外,其它非生物胁迫如冷、高盐和干旱对其表达无明显影响。【结论】WRKY30可能参与水稻对稻瘟菌和纹枯菌防御反应的调控,这种调节作用依赖于SA和JA介导的信号途径,而与ET信号途径无关。     

白菜型油菜中WRKY基因的克隆与表达(英文)

[目的]为研究WRKY转录因子在ABA诱导下的表达调控。[方法]首先利用同源克隆法在白菜型油菜中克隆WRKY基因和Actin基因片段,用BLAST和DNAMAN软件对核酸及氨基酸序列进行分析;通过荧光定量PCR技术检测白菜型油菜WRKY基因在ABA处理条件下的相对表达趋势;然后利用相对定量PCR技术(real-timerelative quantificationPCR,以下简称RT-qPCR)检测WRKY基因在ABA(100μmol/L)诱导不同时段的差异表达。[结果]在白菜型油菜中克隆到一段长度为680bp的WRKY基因片段和一段长度为933bp的β-actin基因片段。RT-qPCR实验结果表明,BcWRKY能被ABA诱导表达,且在诱导1h后表达量最高。[结论]成功地克隆了白菜型油菜的WRKY转录因子基因和Actin基因片段,并证明了白菜型油菜WRKY基因的表达受ABA的影响。     

番茄WRKY2基因的克隆(英文)

[目的]研究WRKY转录因子在番茄中的功能。[方法]根据已克隆的番茄WRKY转录因子片段设计引物,以100μmol/LJA处理6h后的番茄总RNA为模板,采用RT-PCR方法。[结果]从JA诱导的番茄幼苗中获得了608bp的cDNA片段,序列分析表明,该序列含有WRKYGQK保守结构域,与Capsicum annuum WRKY-c序列相似性是79%,与Nicotiana tabacum NtWRKY-7序列相似性是74%。[结论]已经成功克隆了番茄WRKY2基因片段。     

不结球白菜响应ABA和低温基因WRKY18的克隆及表达分析

[目的]WRKY转录因子是植物特有的一类转录因子,广泛参与植物的生长发育、生物及非生物胁迫响应。克隆和鉴定不结球白菜共同响应ABA和低温的WRKY基因,对研究不结球白菜抗逆分子机制和改良其抗逆性具有重要意义。[方法]采用电子克隆的方法在NCBI数据库中进行不结球白菜WRKY18基因全长拼接,然后在不结球白菜‘苏州青’中,克隆到1个与低温及ABA响应相关的WRKY基因,通过生物信息学手段和实时定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析了该基因的序列结构特征及其在低温和ABA处理下的表达变化。[结果]该基因全长为1080bp,含有978bp的开放阅读框,编码326个氨基酸,与油菜及拟南芥的WRKY18直系同源,氨基酸序列相似性分别为87%和73%,命名为BcWRKY18。序列分析表明,该编码蛋白为核蛋白,不含跨膜区,无信号钛,具有WRKYGQK基序(motif)约60个氨基酸残基的WRKY保守结构域,为WRKY转录因子家族成员。系统聚类分析指出了BcWRKY18蛋白的保守性及其在开花植物中的进化关系;序列结构和同源建模分析指出了BcWRKY18蛋白的保守结构域、蛋白质的二级及三级结构分布模型;qRT-PCR检测了BcWRKY18基因在ABA和低温胁迫下的表达,表明低温和ABA都能诱导BcWRKY18基因表达,其表达模式都存在相似的过程,且BcWRKY18基因对ABA的响应比对低温的响应更快、更明显。[结论]从不结球白菜中克隆获得1个新的WRKY类转录因子基因BcWRKY18,基因表达分析发现BcWRKY18可能存在对ABA和低温的共响应及自身反馈调控。     

羊草乙醛脱氢酶（ALDH）基因片段的克隆及表达分析

[研究目的]克隆羊草的乙醛脱氢酶ALDH基因片段,研究该基因在不同条件下的表达情况。[方法]采用RT-PCR技术克隆羊草的ALDH基因片段,并对其核苷酸和氨基酸序列进行分析,采用RealTimeRT-PCR方法研究该基因的表达。[结果]获得了羊草的ALDH基因片段,长度为675bp,编码225aa。核苷酸序列比较表明,与水稻ALDH1a序列(AB037421)同源性为86%,与玉米RF2C(AF348413)同源性为85%。BLASTp分析,该序列与水稻、玉米、拟南芥的乙醛脱氢酶一致性分别高达87%、86%、60%,含有醛脱氢酶基因家族的保守结构域。RealTimeRT-PCR数据表明,在诱导条件下该基因的表达量呈先升高后降低的趋势。总体上来说,该基因对盐的响应要高于干旱和冷冻。[结论]成功获得了羊草ALDH基因片段,并研究了该基因的表达情况,为进一步克隆羊草ALDH全长基因奠定了基础。     

黑白花奶牛白细胞介素-2基因的克隆和表达

[目的]克隆牛白细胞介素-2基因(IL-2),并观察其在原核细胞中的表达。[方法]应用RT-PCR技术从黑白花奶牛外周血淋巴细胞总RNA中扩增编码牛IL-2基因,并将其克隆到pGEX-2T原核表达质粒中,转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导后进行SDS-PAGE分析。[结果]通过RT-PCR扩增获得500 bp的目的片段,所克隆的IL-2基因在原核细胞中成功表达,表达产物为分子量约43 kD的融合蛋白。[结论]该研究为IL-2基因的进一步研究提供了理论依据和物质基础。     

功能性猪α干扰素基因的表达及活性检测

[目的]检测克隆猪α干扰素基因（IFN-α基因）在毕赤酵母中的表达。[方法]经植物血凝素（PHA）诱导后,提取猪外周血淋巴细胞,并用RT-PCR方法获得IFN-α基因,将该基因与真核表达质粒pPIC9K连接,并电转入毕赤酵母GS115菌中,经甲醇诱导表达后,SDS-PAGE电泳检测IFN-α蛋白表达,Western-blot分析IFN-α蛋白活性。[结果]重组转化菌株经甲醇诱导后能表达相对分子质量约为19kD的蛋白质,该蛋白质能与相应抗体产生免疫反应。[结论]实现了猪功能性IFN-α基因表在毕赤酵母中表达,为进一步探讨IFN-α的生物学活性研究奠定了基础。     

香蕉水通道蛋白基因的克隆与表达分析

[目的]更好了解香蕉果实与水分代谢的关系。[方法]依据从抑制差减杂交文库(SSH)中获得的一个cDNA序列,设计5′和3′RACE引物,从香蕉果实中扩增基因5′和3′末端片段,并用RT-PCR的方法探讨该基因在香蕉各组织中的表达情况。[结果]获得一个1 132 bp的水通道蛋白全长基因,命名为MaPIPl;1。MaPIPl;1基因包含861 bp的完整阅读框架,编码的蛋白有6个跨膜结构及aspara-gine-proline-alanine(NPA)和aromatic/arginine 2个保守区。其与水稻水通道蛋白基因OsPIP1;2在氨基酸序列上有94.1%的一致性和97.9%的相似性。且MaPIP1;1在香蕉各器官中均稳定表达。[结论]MaPIPl;1可能与香蕉的水分代谢相关。