条斑紫菜抗坏血酸过氧化物酶基因的cDNA克隆和序列分析

利用细胞质抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因部分片段为探针，从条斑紫菜(Porhyra yezoensis)叶状体的cDNA文库中筛选出1种新型的编码APX的全长cDNA克隆。该克隆开放阅读框编码242个氨基酸，与高等植物已知的胞质APX序列相似，同时具有两个特征性的保守区域。推导的氨基酸序列具有与在一种单细胞红藻(Galdieria partite)中发现的APX-B相似的杂交类型结构，这种结构可能是红藻或者非绿色光合生物的APX的重要特征。该cDNA克隆编码区G C含量达到63．7％，其中密码子的第3位G C含量高达88．4％。本实验得到的抗坏血酸过氧化物酶基因的cDNA序列已登录到GenBank数据库中，登录序号为：AY282755。     

脊尾白虾GAPDH基因的克隆及其内参基因稳定性分析

为比较甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)、18S rRNA和β-actin基因在脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)作内参基因的优劣,本研究采用同源克隆和RACE技术,克隆了脊尾白虾GAPDH基因全长cDNA序列(GenBank登录号:KX893516),通过实时荧光定量PCR(quantative real-time PCR,qPT-PCR)技术,检测3种基因在脊尾白虾不同组织及不同蜕壳后时间点的表达量变化,在此基础上进行内参稳定性分析。结果显示,脊尾白虾GAPDH基因全长1514 bp,开放读码框1002 bp,编码333个氨基酸,二级结构预测显示GAPDH蛋白具有一个高度保守的NAD~+结合功能域(NAD binding domain)和行使糖运输和代谢的催化功能域。分析qRT-PCR结果并结合ge Norm、Norm Finder和Best Keeper 3种软件的分析发现,在不同组织和不同蜕壳后时间点,3种内参基因的稳定性由高到低依次为18S r RNA、GAPDH、β-actin。因此,在脊尾白虾不同组织和不同蜕壳后时间点的定量分析中,选取单内参基因时,推荐使用18S rRNA为内参基因,双内参时推荐18S rRNA和GAPDH,而18S rRNA、β-actin和GAPDH在其他生理条件下作内参基因的稳定性还有待进一步研究。     

真蛸热休克蛋白90基因(HSP90)的克隆及表达

为深入了解真蛸热应激响应机制,实验以真蛸的应激蛋白为研究对象,借助同源扩增和cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得真蛸热休克蛋白90(HSP90)的cDNA全序列(2 709 bp),它包含119 bp的5’非编码区(untranslated regions,UTR)、454 bp的3’UTR和2 136 bp的开放阅读框(opening reading frame,ORF),ORF共编码711个氨基酸,推算其分子量为81.5 ku,理论等电点为5.09。同源分析显示,所推导的氨基酸序列高度保守,并且含有HSP90家族特有的5个保守信号序列区域。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在所有选取的组织中均有表达,肝组织中表达量最高。     

条斑紫菜半胱氨酸合成酶基因的电子克隆与分析

从网络共享的条斑紫菜(PorphyrayezoensisUeda)表达序列标签(expressed sequencetag,EST)数据库检索出与拟南芥(Arabidopsis thaliana)半胱氨酸合成酶(cysteine synthase,CSase)基因高度相似的EST序列,构建EST叠连群(contig),并依据contig设计引物.提取条斑紫菜叶状体总RNA,采用RT-PCR方法,扩增得到了条斑紫菜半胱氨酸合成酶基因(PyCSase-B)的cDNA序列(GenBank accession:FJ232911).该cDNA序列含有长1 152 nt的完整开放阅读框,编码产物(PyCSase-B)的分子量39.3 kD,长383 AA.PyCSase-B的N端前60个氨基酸残基构成了叶绿体转运肽序列,成熟的PyCSase-B定位在叶绿体中.PyCSase-B与紫红紫菜(P.purpurea)、莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、拟南芥和水稻(Oryza sativa)的序列一致性分别为94%、69%、64%和65%,进化树显示PyCSase-B在进化上处在细菌和高等植物之间.PyCSase-B含有与5'-磷酸吡哆醛(Pyridoxal 5'-phosphate)和O-乙酰丝氨酸(O-acetylserine)结合的保守氨基酸残基和序列,含有将硫转移到半胱氨酸的保守残基;成熟PyCSase-B单体的三维结构与拟南芥CSase相似,由2个α/β结构域组成.PyCSase-B的成功克隆与生物信息学分析有助于进一步研究其在条斑紫菜抗逆调控中的作用.     

坛紫菜6-磷酸海藻糖合成酶(TPS)家族基因的克隆及表达特征分析

6-磷酸海藻糖合成酶(TPS)是植物海藻糖合成的关键酶,在植物逆境胁迫应答中发挥着重要的作用.实验以坛紫菜转录组测序获得的unigene序列为基础,采用RACE技术克隆获得坛紫菜的3条TPS基因序列:PhTPS1,PhTPS2-1和PhTPS2-2.序列分析结果表明,PhTPS1(收录号:KM580358)序列全长3 557 bp,包含一个3 462 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含1 153个氨基酸,分子量为124.2 ku,等电点为6.73,属于TPS Ⅰ亚家族;PhTPS2-1(收录号:KM519457)序列全长4 264 bp,包含一个4 044 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含1 374个氨基酸,分子量为145.2 ku,等电点为5.96;PhTPS2-2(收录号:KM519458)序列全长3 733 bp,包含一个3 324 bp的开放阅读框,所编码的多肽包含1 107个氨基酸,分子量为120.2 ku,等电点为5.42.PhTPS2-1和PhTPS2-2属于TPSⅡ亚家族.基因表达水平的定量分析结果表明高温胁迫条件下,3条PhTPS基因的表达模式基本一致,均表现为先上调后下调,再上调的趋势;而PhTPS1和PhTPS2-1基因在中低水平的失水条件下,基因表达水平均没有发生显著变化,只在高水平失水胁迫下显著上调,PhTPS2-2基因在中高水平失水条件下,表达水平显著上调.说明PhTPS基因可能只在高度失水胁迫下发挥应激调节作用.     

拟穴青蟹3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆与表达

3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatede hydrogenase,GAPDH)是维持生命最基本活动的关键酶之一.采用RT-PCR、RACE等技术,获得了拟穴青蟹gapdh基因全长cDNA序列.该序列全长1 440 bp,开放阅读框(ORF)为1 008 bp,编码335个氨基酸残基.同源分析显示,该基因编码的蛋白与其他一些物种具有很高相似性,推测gapdh基因具有很高的保守性.经荧光定量PCR检测,gapdh基因在拟穴青蟹多个组织中均有表达,且在胸神经团、眼柄神经节、卵巢、表皮中表达量较高.在拟穴青蟹卵巢发育过程中,gapdh基因在卵巢发育早期(Ⅱ期)表达量最高,在卵巢发育成熟期(Ⅴ期)表达量最低,由此推测GAPDH主要参与了卵巢的细胞分裂增殖过程.     

条斑紫菜eIF4A基因的电子克隆与试验验证

以拟南芥eIF4A氨基酸序列为信息探针,在条斑紫菜EST(Expressed sequence tag)数据库中找到高度相似的EST,通过人工序列拼接及RT-PCR确认得到了翻译起始因子4A(Eukaryotic translation initiation factors 4A,eIF4A)基因PyeIF4A的cDNA序列.该cDNA序列含有长1278 bp的完整开放阅读框,编码蛋白(PyeIF4A)分子量47.4 kDa,长425 AA.PyeIF4A与小鼠、非洲爪蟾、水稻和拟南芥等多种动植物的eIF4A具有较高的序列一致性,含有eIF4A的保守基序.     

军曹鱼dnd基因cDNA克隆及其在性腺周年发育过程中的表达

本研究通过cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆了军曹鱼(Rachycentron canadum)dnd基因(Rcdnd)的cDNA序列,全长1339bp,其中,5'非编码区59bp,3'非编码区173bp,开放阅读框(ORF)1107 bp,共编码368个氨基酸.Rcdnd氨基酸序列含有1段RNA识别保守基序(R...     

条斑紫菜HSP90基因的克隆与表达分析

为了研究HSP90在条斑紫菜胁迫耐受中的作用,克隆了条斑紫菜HSP90基因(命名为PyHSP90),采用定量RT-PCR研究了其表达规律。PyHSP90基因包含一个长2274nt的完整开放阅读框,编码757个氨基酸。PyHSP90蛋白定位于细胞质中,具有HSP90蛋白家族的特征序列和保守结构域,与多种生物的HSP90具有较高的序列一致性。在进化树上条斑紫菜等红藻的HSP90与隐藻的亲缘关系最近,与绿藻和陆生植物亲缘关系较远。低温和高温胁迫都能显著性地诱导条斑紫菜叶状体PyHSP90基因的表达,而且表达量与胁迫程度成正相关;低盐胁迫下PyHSP90基因表达上调;而失水胁迫下PyHSP90基因表达下调。     

中间球海胆Y-box基因分子特性和表达分析

为获得Y-box蛋白在中间球海胆的生物学功能,实验克隆了中间球海胆Y-box基因的全长cDNA,并进行了定量表达模式分析.Y-box基因全长cDNA为2 425 bp,该序列具有一个81 bp的5’非编码区,1 348 bp 3’非编码区,ORF为996 bp,cDNA编码331个氨基酸的前体蛋白,预测蛋白分子质量为37.4 ku,理论等电点是8.55,属于亲水性蛋白.中间球海胆Y-box前体蛋白的氨基酸序列包含3个结构域:氨基酸N末端,亲水结构域C末端和冷休克结构域(cold shock domain CSD),其中CSD区为Y-box蛋白家族中保守结构域.海胆Y-box蛋白质二级结构中无规则卷曲占88.22％,延伸链占9.97％,α-螺旋1.98％,无β-折叠.氨基酸序列与其他物种氨基酸序列的同源性为22.37％～41.26％,在保守结构域CSD区同源性达到75％以上.实时定量PCR检测,Y-box基因在中间球海胆体腔液、管足、围口膜、雄性性腺、雌性性腺、肌肉和肠7个不同组织中均有表达,但差异不显著.温度胁迫下,中间球海胆Y-box基因的表达均表现为下调,并且随着温度的升高,Y-box基因的表达量呈现逐渐下降的趋势.     

鳜胃泌素与胆囊收缩素基因cDNA全长的克隆与表达特征

为探明鱼类消化液分泌的相关调控因子,采用RACE技术分别克隆了鳜(Siniperca chuatsi)两种肠道激素——胃泌素(gastrin,GAS)与胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)基因的cDNA序列。鳜GAS基因cDNA全长581 bp,5′非翻译区长100 bp,3′非翻译区长145 bp,开放阅读框长336 bp,编码111个氨基酸;鳜CCK具有2种类型:CCK1与CCK2,CCK1 cDNA全长为843 bp,5′非翻译区长60 bp,3′非翻译区长369 bp,开放阅读框414 bp,编码137个氨基酸;CCK2 cDNA全长846 bp,5′非翻译区长112 bp,3′非翻译区长332 bp,开放阅读框403 bp,编码134个氨基酸。鳜GAS与CCK成熟肽C末端具有相似的八肽结构(DYQGWVDF/DYLGWMDF),仅在C末端第3位和第6位氨基酸发生替换。荧光定量PCR分析表明,鳜GAS mRNA主要表达于肠和幽门垂,CCK1与CCK2 mRNA在脑中表达量最高,在肠和幽门垂也有较高表达,表明GAS与CCK同为消化调控因子,而CCK还是神经分泌因子。鳜GAS与CCK mRNA表达贯穿于整个幼体早期发育阶段(孵化后0～22 d),前期表达水平较高,后期表达水平较低,并趋于平稳,GAS与CCK mRNA发育表达水平变化可能与这一时期消化道生长发育旺盛有关。     

草鱼胞质苹果酸脱氢酶(cMDH)的序列克隆及分析

以实验室构建的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肠道cDNA文库苹果酸脱氢酶(cMDH)EST序列为基础,采用末端快速扩增法(RACE),从健康雌性草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肠道细胞RNA中获得1391 bp的草鱼肠道cMDH的cDNA序列(NCBI登录号:EU569765)。结果显示:该序列包含62 bp的5′非编码区(5′-UTR),330 bp的3′非编码区(3′-UTR),典型加尾信号AATAA位于polyA起点上游16 bp。开放阅读框ORF长999 bp,共编码333个氨基酸,预测蛋白等电点为6.67,大小为36 kDa。多序列比对显示草鱼胞质苹果酸脱氢酶具有典型的苹果酸脱氢酶功能区保守序列,该酶与斑马鱼cMDH相似度最高达到95.5%,与模式植物拟兰介的相似度为57.8%,其预测三级结构具有典型cMDH功能区。Southern杂交结果表明草鱼cMDH属于多拷贝基因家族。     

抑制差减杂交法克隆牙鲆变态早期差异表达的基因

为了克隆变态早期牙鲆头部差异表达的基因，采用抑制差减杂交法，以变态前的仔鱼头部表达的RNA作为驱动RNA，建立了牙鲆变态早期的差减cDNA文库，并利用相对定量RT-PCR对其进行了筛选。差减库的平均插入片段558bp左右，阳性率为81．8％。随机测定的45个克隆，在剔除假阳性克隆后，共得到22个不同的基因，其中13个为已知cDNA的同源基因，而另外9个为已知蛋白的同源基因，分别为prolactin receptor-like，COL1A1，M3-muscarinic receptor，Sfrs3，tropomyosin，ribosomal protein L27，ribosomal [rpteom S12，GAPDH，COL1A3。在所有22个基因中，COL1A1基因在差减库中的分布频率最高，为22．2％。RT-PCR检测结果表明，在所检测的11个基因中，所有基因在右眼移动前后的牙鲆头部均有表达，只是体现在表达水平上的不同。     

Heat-stability and primary structure of the major alginate lyase isozyme LbAly35 from Littorina brevicula

Previously we isolated the major alginate lyase isozyme LbAly35 from a marine snail Littorina brevicula and showed that this enzyme was significantly heat stable in a broad pH range compared with other molluscan alginate lyases (Hata et al., Fish Sci 75:755?C763, 2009). LbAly35 showed practically no similarity to other molluscan alginate lyases in the N-terminal amino-acid sequence of 20 residues and no cross-reactivity with anti-abalone alginate lyase antiserum. These led us to consider that the primary structure of LbAly35 is considerably deviated from other molluscan enzymes. Thus, in the present study, we first compared the thermal stability of LbAly35 with an abalone alginate lyase, HdAly, and found that the first order inactivation rate constants for LbAly35 at 40 and 45?°C were 1/20 and 1/45 of those for HdAly, respectively. Then, we cloned cDNAs encoding LbAly35 and characterized its deduced amino-acid sequence comparing with those of other molluscan alginate lyases. The cDNAs were amplified by polymerase chain reaction (PCR) and 5??- and 3??-RACE PCRs from the L. brevicula hepatopancreas cDNA using degenerated primers synthesized on the basis of partial amino-acid sequences of LbAly35. The cDNA covering the entire translational region of LbAly35 comprised 1,093?bp and encoded an amino-acid sequence of 296 residues. The amino-acid sequence consisted of an initiation methionine, a putative signal peptide for secretion (22 residues), a propeptide-like region (10 residues), and a mature LbAly35 domain of 263 residues. Although the N-terminal region of LbAly35 was significantly deviated from those of other molluscan alginate lyases, the catalytic domain of LbAly35 showed ~45?% identity to other molluscan enzymes which had been classified under polysaccharide-lyase-family-14 (PL-14). In addition, the amino-acid residues crucially important for the catalytic actions of PL-14 enzymes were also conserved in LbAly35. Accordingly, LbAly35 was regarded as a member of PL-14 as other molluscan alginate lyases despite the significant deviation of its N-terminal region.     

中华鲟神经内分泌多肽7B2基因克隆及组织特异性表达

以中华鲟(Acipenser sinensis)脑垂体总RNA为模板,采用RT-PCR和RACE方法,获得中华鲟神经内分泌多肽(7B2)基因的3个重叠片段,测序后拼接得到986 bp全长基因序列,其中包括5'端非翻译区(5′-UTR)14 bp、3′端非翻译区(3-′UTR)261 bp和开放阅读框711 bp。翻译编码236个氨基酸。其中前43个氨基酸为7B2的信号肽。经BLAST比对发现中华鲟7B2蛋白的同源性与斑马鱼(Danio rerio)的相似性最高为82%。系统发育分析表明,中华鲟与斑马鱼亲缘关系最近。半定量RT-PCR分析表明:在脑中7B2 mRNA表达量最高,心脏、性腺、胰等组织中表达次之,肠、肾、皮肤等组织中少量表达,肝和鳃几乎不表达。     

奥利亚罗非鱼DMO cDNA的分离和克隆

采用RTPCR和RACE法分离和测定了奥利亚罗非鱼DMOcDNA的全序列。得到1571bp[不含poly(A)]的全长cDNA,包括148bp5’非翻译区,1230bp阅读框以及含Poly(A)信号AATAAA的193bp3’非翻译区[不包括Poly(A)]。阅读框共编码409氨基酸,与尼罗罗非鱼DMO编码的氨基酸序列进行比较,同源性为96.3%,表明DMO在同一物种中差别较小。而与尼罗罗非鱼,红鳍东方豚,虹鳟,青鱼将,鼠,人等动物的DMRT1编码的氨基酸序列进行比较,同源性分别为:25.7%,25.8%,24.3%,29.7%,22.5%,22.0%,这说明DMO和DMRT1可能是两个不同的基因。     

草鱼的两种新型免疫球蛋白基因IgZ-2和IgM-IgZ

在草鱼中新发现的两种免疫球蛋白重链的cDNA和基因组序列,其中的一种IgZ命名为IgZ-2,以区别于已报道的IgZ,另一种只有两个恒定区,一个恒定区与IgM相似而另一个与IgZ相似,这一特征与已报道的鲤的IgM-IgZ相似,故同样称为IgM-IgZ。分泌型IgZ-2的cDNA序列包含1889bp,编码539个氨基酸,其3'编码区包含267bp,但缺乏5'非编码区及部分可变区序列。分泌型IgM-IgZ的cDNA全长为1316bp,编码361个氨基酸,其5'非编码区包含3bp,3'非编码区包含227bp。膜结合型IgM-IgZ由两个膜外显子与CH2中的一个剪切位点剪切而成。氨基酸序列比对结果显示IgZ-2和IgM-IgZ的恒定区存在保守的半胱氨酸。系统进化树分析显示,草鱼IgZ-2以较高的支持率与斑马鱼IgZ聚为一枝,再与草鱼IgZ、草鱼IgM-IgZ和鲤IgM-IgZ这一枝聚为一类。用半定量RT-PCR检测IgZ-2和IgM-IgZ在4条草鱼的器官/组织中的表达,发现分泌型IgZ-2、分泌型IgM-IgZ和膜结合型IgM-IgZ在4条鱼中的表达存在个体差异,但主要都在免疫器官中表达。