苹果NADP依赖的苹果酸酶基因克隆、序列和表达分析

【目的】克隆苹果（Malus×domestica B.）中苹果酸代谢的关键酶基因MdNADP-ME，进行序列特征分析，研究MdNADP-ME在苹果中组织表达的情况。【方法】利用RT-PCR技术获得苹果MdNADP-ME1,2,3全长的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析，采用荧光实时定量PCR技术研究MdNADP-ME1,2,3的组织表达。【结果】测序结果显示，获得的3个NADP-苹果酸酶基因（MdNADP-ME1、MdNADP-ME2 和 MdNADP-ME3； GenBank 登录号为JX971883、JX971884和JX971885），其ORF分别为1 512、1 782和1 926 bp，推测其分别编码503、593和641个氨基酸的多肽。氨基酸序列和结构分析显示，这3个基因均含有5个保守的氨基酸区域（motif I-V），含有2个功能结构域：malic和NAD_bind_1_malic_enz。进化树分析结果显示，MdNADP-ME1 和MdNADP-ME2属于双子叶植物细胞质NADP-ME型，MdNADP-ME3属于双子叶植物质体NADP-ME型。荧光实时定量PCR结果表明，MdNADP-ME1-3在被检测的组织中均有表达，但表达差异明显。【结论】MdNADP-ME1-3属于植物NADP-ME家族，结构高度保守，并且在苹果的不同组织中有不同表达模式。  

棉花咖啡酸-O-甲基转移酶基因的克隆及特征分析

 【目的】克隆棉花木质素合成关键酶基因GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3全长cDNA序列,分析其在不同组织部位的表达情况并进行原核表达研究。【方法】根据棉花纤维特异表达cDNA文库分析得到的EST序列设计引物,采用RT-PCR技术克隆基因,用生物信息学方法对获得的cDNA序列及推定的氨基酸序列进行分析。采用半定量RT-PCR方法研究GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3在不同组织中的表达。构建了基因的原核表达载体,经酶切鉴定后转化到大肠杆菌BL21（DE3）中并诱导表达。【结果】从发育的棉花纤维中克隆了3个COMT基因cDNAs, GhCOMT1（GenBank登录号为FJ479708）、GhCOMT2（GenBank登录号为FJ479709）和GhCOMT3（GenBank 登录号为FJ848869）分别具有1 101 bp、1 098 bp、1 071 bp的开放阅读框,各自编码366、365和356个氨基酸。GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3在棉花各个组织中都有表达,GhCOMT1和GhCOMT2在根部的表达量最高,GhCOMT3在茎中表达量最高。SDS-PAGE电泳分析表明,3个蛋白的最佳诱导表达条件均为0.2 mmol•L-1IPTG在37℃下诱导6 h。【结论】从棉花中克隆了3个木质素合成关键酶基因GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3,为进一步的生物学功能研究及其应用奠定了基础。  

甜菜WRKY转录因子全基因组鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】WRKY转录因子是一类植物响应生物、非生物胁迫,对生长发育都起重要调控作用的转录因子。在甜菜全基因组信息分析的基础上,鉴定WRKY家族基因(Bv WRKYs),解析其组织特异性及盐、热胁迫下的表达情况,为该类基因的功能研究提供参考,为观赏甜菜和石竹目其他观赏植物的基因工程打下基础。【方法】以75条拟南芥WRKY蛋白为参考,根据WRKY保守蛋白序列(PF03106)利用hmm和BLAST同源性搜索对甜菜WRKY家族基因进行鉴定。利用Map Inspect、GSDS2.0、MEGA5.0、DNAMAN5.0、Web Logo 3、MEME生物信息学工具对甜菜WRKY家族基因染色体定位、系统发生关系、基因结构、蛋白质保守结构域、保守元件进行预测和分析。利用RNA-seq和q RT-PCR分析甜菜WRKY组织表达特异性,盐胁迫、热胁迫条件下WRKY表达情况。【结果】甜菜WRKY家族基因包含40个成员,其中39条不均匀地分布在9条染色体上,另外1条定位到随机片段上。根据WRKY保守域特征并与拟南芥WRKY蛋白进化分析,可将40个成员分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3类,Ⅰ类有9个成员,Ⅱ类有26个成员,Ⅲ类有5个成员。根据进化关系Ⅱ类可进一步分为Ⅱa(1个)、Ⅱb(4个)、Ⅱc(9个)、Ⅱd(5个)和Ⅱe(7个)5个亚类。基因结构分析发现,甜菜WRKY外显子和内含子数目具有高变异性(2—7个外显子),即使同一亚类内也都差异较大。保守元件分析显示同一类或亚类内成员具有相同的保守元件。WRKY保守域分析发现2个WRKY七肽域变型:WRKYGKK和WRKYGEK。每个WRKY至少在2个组织中表达,30个WRKY在叶中表达,40个WRKY在花序中均有表达,36个WRKY在幼叶中有表达,38个WRKY在直根中有表达,39个WRKY在幼苗中有表达,36个WRKY在种子中有表达。各WRKY表达量差异较大,可分为低表达、高表达基因两类,如Bv WRKY23、Bv WRKY3、Bv WRKY11、Bv WRKY7、Bv WRKY6、Bv WRKY26、Bv WRKY4、Bv WRKY40、Bv WRKY24、Bv WRKY2和Bv WRKY28在各组织中均有较高表达,而Bv WRKY38、Bv WRKY13、Bv WRKY36、Bv WRKY35、Bv WRKY5和Bv WRKY34在各组织中均表达较低。热胁迫条件下Bv WRKY16、Bv WRKY21、Bv WRKY20、Bv WRKY22、Bv WRKY32、Bv WRKY33和Bv WRKY34上调表达;盐胁迫条件下Bv WRKY1、Bv WRKY6、Bv WRKY19、Bv WRKY31和Bv WRKY33呈现不同程度上调表达;Bv WRKY33对热、盐2种胁迫均有明显响应。【结论】甜菜WRKY蛋白结构高度保守,基因序列长度和内含子数量变化很大,在不同组织中呈现出多种表达模式,部分WRKY响应热或盐胁迫,对甜菜逆境生理调控起重要作用。  

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。  

黄颡鱼DMRT1基因cDNA全长克隆及其表达分析

利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆了黄颡鱼DMRT1基因cDNA全长序列,并利用实时荧光定量RT-PCR技术对该基因在黄颡鱼成体不同组织及不同发育阶段的表达情况进行研究。结果表明,黄颡鱼DMRT1基因cDNA序列全长1 381bp,其中5′端非翻译区30bp,3′端非翻译区454bp[不包括poly(A)],开放阅读框885bp,编码295个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,黄颡鱼DMRT1基因与革胡子鲶同源性最高(为81%),与黑鲷、虹鳟、斑马鱼、青鳉的同源性分别为60%、59%、64%和52%,与小鼠、人的同源性较低,分别为42%和44%。实时荧光定量RT-PCR分析表明:DMRT1基因在黄颡鱼胚胎发育阶段及胚后发育的1～51d仔鱼均有表达,且在胚后发育的第31天表达量最高;在成体,只在雄性精巢中特异性表达,其他组织均无表达,且性腺发育阶段的Ⅳ期精巢表达量最高,表明该基因可能在黄颡鱼雄性性腺的形成或功能维持上具有重要作用。  

玉米2个光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与光诱导表达模式

 【目的】分析玉米2个光敏色素A基因(ZmPhyA1和ZmPhyA2)的蛋白结构及可能存在的功能区段,明确其响应于不同光线处理的表达模式。【方法】通过RT-PCR方法获得ZmPhyA1和ZmPhyA2编码的完整cDNA序列,推断2个基因编码蛋白的保守结构域,利用酵母双杂交测试其结构域间的物理互作,利用半定量RT-PCR技术分析不同光处理条件下ZmPhyA1和ZmPhyA2的表达模式。【结果】遗传进化树分析表明,ZmPHYA2与高粱光敏色素A的遗传关系要比与ZmPHYA1更近。ZmPHYA1与ZmPHYA2蛋白中含有1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个His Kinase A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构。ZmPHYA1与ZmPHYA2自身和相互之间可以通过其C端539个氨基酸区段进行相互作用。ZmPhyA1和ZmPhyA2在黑暗、远红光和蓝光条件下表达量较高,在红光和白光条件下较低,并且前者的表达量均低于后者。【结论】ZmPHYA1与ZmPHYA2蛋白是2个具有功能的光受体蛋白,自身和相互之间可能通过C端539个氨基酸区段互作形成复合体,二者的表达水平受不同光质的调控。  

Harpinxoo多克隆抗体制备、鉴定与应用

 以纯化harpin蛋白为抗原免疫新西兰白兔，制备兔抗Harpin蛋白的多克隆抗体，经ELISA法测定抗体效价为1：2000，经亲和层析纯化，Western blot分析制备抗体与原核细胞体外表达的harpin蛋白可以特异性结合，表明该抗体的特异性良好。应用该抗体验证harpin编码基因在转基因水稻中在翻译水平的正常表达。因此，兔抗harpin抗体的成功制备，为进一步深入研究harpin的生物学功能、细胞定位以及在其他植物中的表达等奠定基础。  

枣树花分生组织特异基因ZjAP1的克隆与表达分析

以枣树(Ziziphus jujuba Mill)为试材,通过反转录RT-PCR和快速扩增cDNA末端的方法,从花萼片组织中克隆获得一个花分生组织特异性基因的全长序列(SQUA/AP1同源基因),命名为ZjAP1(GenBank登录号:EU916199)。生物信息学分析ZjAP1cDNA序列的开放阅读框长度为738bp,编码245个氨基酸,保守域含有SQUA/AP1家族典型的MADS盒蛋白、K盒结构域。ZjAP1的氨基酸序列与其他植物SQUA/AP1具有很高的相似性,进化树分析表明,ZjAP1和其他物种的AP1起源于相同的祖先。半定量RT-PCR分析表明,ZjAP1在花芽、花蕾、花、幼果中都有表达,在结果枝中整个花发育过程中一直有表达,在营养枝和膨大的果实及种仁组织中没有表达,说明ZjAP1与花发育的调控有关。  

鲤鱼白细胞介素-1β全长cDNA的克隆·鉴定及其差异表达分析

[目的]进行鲤鱼白细胞介素-1β（IL-1β）全长cDNA的克隆、鉴定及其差异表达分析。[方法]利用DD-RTPCR方法获得差异表达cDNA片段,对有丝分裂原刺激的鲤鱼外周血白细胞cDNA文库进行筛选,克隆了鲤鱼IL-1β的全长cDNA,并进行了序列分析和差异表达分析。[结果]获得的阳性克隆含有1个大小为831 bp编码276个氨基酸的完整开放阅读框。聚类分析表明,鲤鱼IL-1β氨基酸序列与日本鲤鱼紧密聚为一支,氨基酸序列的同源性达95%,之后聚类顺序依次为鲫鱼、斑马鱼、猪、牛、马、人和小鼠。差异表达分析表明,经有丝分裂原刺激后前期（4 h）白细胞中IL-1β的表达量显著增大,但随着时间推移（12,24 h）并非一直较同期大,表达量总体趋势成峰形。[结论]为进一步研究IL-1β在体内的表达方式、功能特点和调控机理以及在炎症反应、应急反应和免疫应答的作用机制奠定了基础。  

沙冬青胚胎晚期发生丰富蛋白基因序列及表达特性分析

从沙冬青叶片EST文库中获得了胚胎晚期发生丰富蛋白(LEA)基因cDNA全长序列,命名为AmLEA14。序列分析表明该基因全长579bp,含有一个459bp编码152个氨基酸的开放阅读框,推测编码的蛋白质分子质量为16.6ku。二级结构预测显示此编码蛋白属于第4类LEA蛋白。系统发生分析表明,此编码蛋白与大豆LEA14蛋白(P46519.1)的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,AmLEA14的表达量在低温、干旱、盐胁迫条件下升高,但是主要在低温胁迫后期富集。推测AmLEA14基因可能在沙冬青抵御低温、干旱、盐胁迫中发挥作用,主要是参与沙冬青的低温防御机制。