cDNA文库构建策略及其分析研究进展

 cDNA文库构建和筛选是基因克隆的重要方法之一，它是目前发现新基因和研 究基因功能的基本工具。从cDNA文库中可以筛选到目的基因，并直接用于该基因的表达。经典 cDNA文库存在克隆的片段短等缺点，而全长cDNA文库则能提供完整的mRNA信息，从而克隆cDNA全长；对文库进行均一化处理即均一化cDNA文库，可以增加克隆低丰度mRNA的机会；差减cDNA文库在研究生物体某一时期基因差异表达上具有重要的意义；改进的固相cDNA很大程度上提高了建库的效率和质量。本文以阐述基本原理为主，介绍几种近年来常用的cDNA构建的方法及其优缺点。  

电子克隆技术及其在植物基因工程中的应用

电子克隆是随着基因组计划和EST计划的实施而发展起来的,是利用生物信息学手段进行基因克隆的新方法。它具有投入低、速度快、技术要求低和针对性强等优点。因此,电子克隆技术必将成为植物基因工程中获得新基因的重要手段。阐述了电子克隆应用所依据的数据库与生物信息资源,介绍了利用电子克隆获得功能基因的方法,及其在植物基因工程中的应用现状与前景。  

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的克隆及序列分析

以藜科植物山菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的保守区设计引物，通过RT-PCR技术，从三角叶滨藜cDNA中分离了两个BADH基因片段BADH3和BADH5，并利用巢式PCR、cRACE以及3′-RACE获得全长BADH3。测序结果表明，BADH3和BADH5之间的核苷酸同源性为81％，其推测的氨基酸序列同源性80％。全长BADH3核苷酸序列长1815bp，79～1578bp为一个开放阅读框架，推测的氨基酸序列全长500个氨基酸残基，相对分子质量为54700，pI为5．5。其核苷酸序列和推测的氨基酸序列与山菠菜同源性分别为95％和93％。由三角叶滨藜3′端部分BADH基因的克隆gBADH1和gBADH2推测的外显子序列分别与BADH5和BADH3完全一致，且gBADH1和gBADH2的内含子插入位置和大小有较大差异。表明三角叶滨藜BADH基因是一个多基因家族，至少存在2个成员。  

猪Ghrelin的基因克隆及其组织中mRNA分布的研究

从猪下丘脑、胃等组织中提取总RNA，根据已发表的猪Gkklin mRNA序列设计合成引物，通过反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)进行cDNA扩增，获得了282bp的片段，克隆于pMD-18T载体后进行序列分析，确认PCR产物为Ghrelin cDNA。检测结果表明：初生仔猪的下丘脑和90d生长猪下丘脑、胃底部、十二指肠、空肠、回肠、胰腺、肝脏、肾脏、心脏等部位组织中均有Ghrelin mRNA分布。  

沙棘克隆生长及其生态学意义

克隆生长赋予沙棘生理整合和觅养行为等特性,使其不仅能够适应干旱缺水的环境,并且具有较高的繁殖及生存有效性,通过林缘扩散和林窗更新维持群落持久性及稳定性。同时,沙棘能通过克隆生长产生大量彼此联结的分株,形成庞大的地下网络结构,从而有效地保持水土、防风固沙、稳固土壤基质,并为其他植物的定居创造有利条件。  

苎麻CCoAOMT基因全长cDNA克隆与序列分析

【目的】试图分离和克隆苎麻内源咖啡酰辅酶A甲基转移酶基因。【方法】采用RACE技术克隆基因，对序列应用ClustaW 1.82软件进行在线分析，将苎麻mRNA序列、mRNA编码区序列以及氨基酸序列与已报道的其它植物的相应序列进行多重序列排列比较并构建系统树。【结果】获得了苎麻CCoAOMT cDNA全长序列(GenBank注册号：AY651026)；苎麻咖啡酰辅酶A甲基转移酶是氧甲基转移酶类；苎麻CCoAOMT基因mRNA序列与已报道的其他植物的相应序列不能聚为一类，其差异明显大于其它植物间的差异。苎麻CCoAOMT基因mRNA编码区序列与玉米（Zea mays：ZMA242980、ZMA242981）的同源性高于其他植物。推导的苎麻CCoAOMT酶蛋白氨基酸序列与杨树（Populus balsamifera：AJ224894、AJ224896）、美洲山杨（Populus tremuloides：PTU27116）的同源性高于其他植物。【结论】苎麻CCoAOMT基因cDNA与其它植物的相应序列具有同源性。  

百合叶片总RNA提取方法比较及优化

为筛选出适合百合叶片RNA提取方法,以铁炮百合‘白天堂’组培苗叶片为材料,比较了改进的CTAB、SDS及传统的Trizol、CTAB、SDS方法提取RNA的效果。结果表明：不论传统及改进的SDS法和Trizol法均不能有效去除百合叶片组织中的多糖、蛋白等杂质,传统CTAB法提取RNA存在DNA污染。针对百合叶片组织富含多糖多酚的特点,改进了CTAB法,采用醋酸钠及无水乙醇去除多糖,酚/氯仿反复抽提去除蛋白,DNaseⅠ去除DNA,LiCl有效沉淀RNA。采用此方法提取的RNA条带清晰,经紫外光谱分析D260/D280比值为2.0,D260/D230为2.1,电泳28S、18S条带清晰,比值约为1.5。RT-PCR结果表明,改进的CTAB法提取的总RNA可直接用于分子克隆和基因表达分析等分子生物学实验。  

牦牛心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因的克隆及序列分析

【目的】对牦牛H-FABP基因进行克隆和序列分析，以期为进一步开展牦牛该基因与其肉质性状的相关分析，进行分子标记辅助选择以及基因定位、表达等研究提供理论基础。【方法】用特定引物对牦牛H-FABP基因进行PCR扩增并进行T-A克隆和测序，在此基础上使用RepeatMasker、DNAMAN4.0、BioEdit4.8.10、Clustal W1.81等生物信息学软件进行序列分析。【结果】牦牛H-FABP基因(已在NCBI上登录，登录号为DQ026674)由4个外显子和3个内含子组成，CDS序列全长为402 bp，前体氨基酸数为133个。4个外显子大小分别为73 bp、173 bp、102 bp和54 bp；3个内含子大小分别为3 460 bp、1 892 bp和1 495 bp；外显子与内含子的连接区序列遵循通常的基因组成规律。外显子和内含子个数与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼各物种相同。牦牛H-FABP基因序列中，重复序列所占比率为13.07%。内含子Ⅰ含有5个重复元件，包括1个SINE/Artiodactyls元件、1个SINE/MIR3元件、1个SINE/Bov-tA1元件和2个SINE/MIR元件；内含子Ⅱ无重复元件；内含子Ⅲ有3个重复元件，其中SINE/MIR元件、LINE/L2元件、SINE/Artiodactyls元件各1个。SINEs短重复序列所占比率为11.85%，哺乳动物分散性重复序列MIRs比率为6.44%。LINEs所占比率为1.22%，小于SINEs元件。其中，LINE1、BovB/Art2、L3/CR1重复元件以及LTR类反转录元件和DNA转座子元件在牦牛该基因区域中不存在。不同物种间在该基因编码区核苷酸序列和氨基酸序列上有较高的保守性。牦牛与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼各物种在H-FABP基因编码区核苷酸序列上同源性大小分别为99.8%、97.8%、97.0%、92.8%、88.8%、83.3%、83.1%、76.4%、68.7%；相应的氨基酸序列间同源性大小为100%、96.9%、96.9%、92.4%、88.7%、85.7%、85.7%、77.4%、69.9%。【结论】牦牛H-FABP基因由4个外显子和3个内含子组成，其中外显子I、外显子Ⅱ、 外显子Ⅲ 和外显子Ⅳ大小分别为73 bp、173 bp、102 bp和54 bp，内含子I、内含子Ⅱ和内含子Ⅲ大小分别为3 460 bp、1 892 bp和1 495 bp。牦牛该基因区域含有较为丰富的重复序列元件且外显子与内含子的连接区序列遵循通常的基因组成规律。牦牛与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼9个物种在H-FABP基因编码区核苷酸及氨基酸序列上具有较高的保守性。