荔枝APETALA1（AP1）同源基因cDNA全长克隆及其表达研究

 应用RT-PCR方法克隆得到荔枝AP1同源基因cDNA全长,命名为LcAP1（基因登录号：JN214349）。LcAP1基因开放阅读框738 bp,编码245个氨基酸,推测蛋白质分子量为28.39 kD,等电点为9.69。序列分析显示,LcAP1基因编码的蛋白在1 ~ 61氨基酸含有1个MADS盒结构域,在89 ~ 179氨基酸有1个K盒结构域。蛋白质二级结构预测表明,LcAP1基因编码的蛋白有3个α螺旋,2个β折叠区,8个β转角。同源分析表明,LcAP1基因在不同植物中的一致性为72% ~ 82%。半定量RT-PCR分析表明,在‘三月红’荔枝花芽分化期,LcAP1基因在成熟叶、幼叶、老茎、嫩茎、花芽和花梗中均表达,在花芽中表达最多。     

荔枝FLOWERING LOCUST(FT)同源基因cDNA全长克隆及其表达

应用RT-PCR方法在首次克隆获得荔枝AP1同源基因cDNA全长基础上,又得到2个荔枝FT同源基因cDNA全长,分别命名为LcFT1和LcFT2(基因登录号分别为:JN214350、JN214351)。LcFT1基因开放阅读框522 bp,编码174个氨基酸,推测蛋白质分子质量为19.65 ku,等电点为8.68。LcFT2基因开放阅读框522 bp,编码174个氨基酸,推测蛋白质分子质量为19.56 ku,等电点为7.34。蛋白质二级结构预测表明,LcFT1和LcFT2蛋白都具有4个α螺旋,10个β折叠区。同源分析表明,LcFT1和LcFT2基因在不同植物中的一致性为72%～82%。半定量RT-PCR分析表明,三月红荔枝花芽分化期LcFT1和LcFT2基因只在叶中表达,并且在成熟叶中表达量最多。研究将有助于进一步了解荔枝开花的分子机理及其成花的生物学发育过程。     

龙眼水通道蛋白基因(DLPIP1)的克隆与表达分析

应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时,发现PIP1蛋白在龙眼低温胁迫中上调表达。应用RACE技术克隆龙眼水通道蛋白基因全长cDNA,命名为DLPIP1,基因登陆号为JN572691,长度为1 132 bp,包括1个900 bp的开放阅读框,编码299个氨基酸序列,同源性分析表明,DLPIP1在21个不同植物中的一致性为90%~93%。应用生物信息学软件对DLPIP1氨基酸序列分析表明,含有7个跨膜区,有2个NPA单元,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致。氨基酸序列比对发现,该序列与其他物种PIP质膜水通道蛋白氨基酸序列有很高的同源性。利用实时荧光定量技术对DLPIP1在低温胁迫下不同组织表达谱分析表明,DLPIP1在龙眼根、茎、叶中都有表达,在根中的表达量最高,其次是茎和叶。DLPIP1在低温胁迫时,随着低温胁迫时间的延长而发生变化。这说明DLPIP1蛋白在龙眼低温逆境过程中起作用。     

低温胁迫下龙眼碳酸酐酶基因（CA）的克隆与表达分析

 应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时发现碳酸酐酶（CA）蛋白下调表达。利用RT-PCR方法克隆CA基因的全长cDNA,GenBank登录号JN033201,长度为1 119 bp,包括1个966 bp的开放阅读框,编码321 bp的氨基酸序列,同源性分析表明,12个不同植物同源性为81% ~ 88%。龙眼CA基因具有典型的CA结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,CA在龙眼根、茎、叶中都有表达,为组成型表达,在叶中的表达量最高,茎和根中的表达量最少。CA基因在低温胁迫下随着低温胁迫时间的延长而发生变化。将CA在大肠杆菌中表达,获得1个约40.5 kD的外源蛋白。推测CA表达与低温胁迫有关。     

观赏桃查尔酮合成酶基因的克隆及其序列分析

 以观赏桃品种‘红雨垂枝’为试材,采用SON-PCR方法从叶片中快速获得了查尔酮合成酶基因全长序列,命名为PphCHS,GenBank登录号为JN391444,其长度为2353 bp,具有一个1140 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码379个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,PphCHS与已报道的其他植物的CHS推导的氨基酸序列具有高达90%以上的相似性;氨基酸聚类分析表明：观赏桃首先与樱桃李聚类,其次与草莓。生物信息学分析表明：PphCHS蛋白含有查尔酮合酶家族的特征多肽序列RLMMYQQG CFAGGTVLR,不含信号肽序列。     

白菜病程相关蛋白1基因cDNA全长的克隆与分析

 以水杨酸处理后的‘苏州青’白菜为材料, 通过RT2PCR和RACE技术, 获得了白菜病程相关蛋白PR-1基因的cDNA全长序列。该基因与甘蓝型油菜PR-1基因氨基酸序列的同源性为91% , 与拟南芥的同源性为78% , 与其它植物的同源性为57%～60%。Southern杂交表明该基因在白菜基因组中的拷贝数至少为2个。半定量RT2PCR分析表明, 2 mmol/L的水杨酸处理后12 h, 该基因的表达量达到高峰。     

温州蜜柑线粒体基因的克隆与表达分析

 根据其它植物atp6、cob和coxⅡ基因保守区设计特异引物, 利用RT - PCR技术从‘国庆1号’温州蜜柑cDNA中分别扩增出特异性片段, 将其克隆至pBluescrip t ( sk + ) 载体上进行测序。同源性分析表明, 所克隆的atp6、cob和coxⅡ与其他植物的对应氨基酸区域同源性分别达到85%、98%和96%以上。RT - PCR分析表明它们在叶片、花瓣以及不同时期的花蕾中都有表达, 在幼果中没有表达。Southern分析表明它们在温州蜜柑基因组DNA中为多拷贝。     

香蕉α-淀粉酶基因家族的系统进化分析

α-淀粉酶(Amy)是一类关键的淀粉水解酶,在香蕉果实成熟淀粉降解转化为可溶性糖的过程中发挥着重要作用。本研究基于香蕉基因组数据,通过生物信息学的方法对香蕉α-淀粉酶基因的基本理化性质、二级结构预测、亚细胞定位、内含子和外显子结构和保守结构域进行初步的预测与分析,并构建系统发育树。结果表明,编码香蕉α-淀粉酶的基因有12个,根据在染色体的位置命名为MaAmy1~12,MaAmy基因家族编码的氨基酸的范围在79~914个,编码的蛋白相对分子量介于8.8~103.2kD之间,12个MaAmy蛋白中有8个偏酸性,3个偏碱性。不稳定指数分析发现,8个MaAmy蛋白为稳定蛋白;疏水性分析表明,所有的MaAmy蛋白为亲水性蛋白;香蕉MaAmy家族最多的含有13个内含子;进化分析表明,MaAmy家族分4个亚家族。     

甜瓜自毒胁迫响应基因CmFe-SOD的克隆及表达分析

【目的】克隆根系分泌物介导的甜瓜自毒胁迫响应基因Fe-SOD,分析基因序列特征和表达情况,探讨其功能。【方法】以甜瓜幼苗为材料,通过RT-PCR技术克隆Fe-SOD基因,命名为CmFe-SOD,进行生物信息学分析和亚细胞定位;通过qRT-PCR技术分析CmFe-SOD在自毒胁迫后甜瓜幼苗叶片和根系中的表达模式。【结果】CmFe-SOD基因组DNA全长1 255 bp,开放阅读框918 bp,编码305个氨基酸。生物信息学分析显示CmFe-SOD为酸性亲水蛋白,无信号肽和跨膜区域,二级结构中无规则卷曲比例最高,与三级结构预测结果一致,基因序列包含典型的Fe-SOD蛋白结构域。同源性分析表明,不同来源Fe-SOD在氨基酸序列上具有较高同源性,CmFe-SOD蛋白与黄瓜的关系较近。通过洋葱内表皮GFP荧光定位观察发现,CmFe-SOD定位于细胞质;qRT-PCR结果显示,根系分泌物处理后甜瓜幼苗叶片中CmFe-SOD基因表达水平整体呈增加趋势,在24 h时表达量最高;在根系中呈现先增加后下降趋势,6 h时表达量最高。【结论】CmFe-SOD基因在进化上较保守,参与了甜瓜根系分泌物介导的自毒胁迫响应,自毒胁迫后在叶片中表达量呈持续上升的趋势,在根部呈现先上升后下降的趋势。     

甜瓜中甜菜碱醛脱氢酶基因CmBADH的克隆及非生物胁迫下的表达分析

 以甜瓜（Cucumis melo L.）‘TS-2’为材料,根据GenBank 登录的植物甜菜碱醛脱氢酶氨基 酸保守序列设计兼并引物,利用RT-PCR 和3′、5′RACE 技术从甜瓜叶片中克隆到1 个甜菜碱醛脱氢酶基 因,命名为CmBADH,在GenBank 中的注册号为：JN091961.1。生物信息学分析表明,该基因全长1 856 bp, 编码503 个氨基酸,BADH 蛋白大小约54 kD,理论pI 为5.182。甜瓜BADH 蛋白与麻疯树同源性最高, 为82.96%。该基因编码蛋白有4 个强的跨膜螺旋结构。PlantCare 分析结果显示该基因序列具有茉莉酸甲 酯、防御与胁迫、玉米醇蛋白代谢途径、低温、光响应、分生组织表达、生理周期调控等顺式作用元件 和干旱诱导的MYB 结合位点。实时荧光定量PCR 表明,CmBADH 受盐、干旱、低温、高温诱导,其表 达均呈现先上升后下降的趋势;CmBADH 还随外源ABA 诱导时间的延长呈现上升表达的趋势。     

杧果叶绿素a/b结合蛋白基因cDNA全长克隆及其序列分析

采用RT-PCR方法克隆得了杧果叶绿素a/b结合蛋白基因(Cab)cDNA全长序列,命名为Mcab(GenBankaccession No.FJ907952)。Mcab基因全长为915bp,编码264个氨基酸,推测蛋白质分子质量为28.19ku,等电点为5.35。同源性分析表明,Mcab基因在不同植物中的一致性为72%～85%。实验分析表明,杧果Mcab基因编码的蛋白中第63～232位有一个捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域,并且在木本植物中非常保守。亚细胞定位分析显示Mcab蛋白被定位于叶绿体,它所编码的蛋白质在绿色植物光合系统中起着重要作用。蛋白二级结构预测显示,Mcab蛋白有8个α-螺旋,5个β折叠区,21个β-转角。研究将有助于进一步了解杧果光合作用的分子机制。     

科技文摘

正胡萝卜抗冻蛋白AFP基因的克隆与序列分析以胡萝卜幼苗为材料,提取基因组DNA,根据GenBank中的已知序列设计引物,利用聚合酶链式反应技术(PCR)体外扩增获得胡萝卜抗冻蛋白基因(AFP),将其连接到pGEM-Teasyvector载体上,并对其进行生物学信息分析。结果表明:克隆的AFP基因片段全长1…206…bp,…其中编码区长1026…bp,共编码341个氨基酸,蛋白质分子量为38.048…ku,等电点为5.43,该蛋白为亲水性分泌型蛋白,有信号肽存在;其蛋白质二级结构以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为主。与GenBank中(A91926.1)     

银杏类黄酮糖基转移酶基因全长序列克隆及表达分析

 以银杏（Ginkgo biloba L.）雄株叶片为试材,采用同源基因克隆及RACE-PCR方法,克隆到了类黄酮糖基转移酶（UDP-glycose：flavonoid glycosyltransferase,UFGT）基因GbUFGT的全长cDNA序列,其在GenBank中的注册号为JN640564.2。该基因编码区长1 491 bp,编码496个氨基酸。GbUFGT蛋白具有保守的PSPG基序、UDP–葡萄糖基转移酶和UDP–葡萄糖醛酸基转移酶结构域,与其他植物中的UFGT蛋白同源性较高。GbUFGT基因组序列与其cDNA序列相同,无内含子。半定量RT-PCR结果表明,GbUFGT在整个银杏叶片发育期均可较高水平的表达,且不同发育期表达水平无明显变化,属非发育时期特异性基因。     

菠菜NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及分析

依据已知NBS-LRR类抗病基因的P-loop和GLPL两个保守结构域设计简并引物,对抗菠菜霜霉病商业杂交种RZ51-147、自交系12S3和12S4的基因组DNA进行PCR扩增、克隆和序列测定,共获得23条具有完整开放阅读框且含有NBS结构的抗病基因同源序列(resistancegeneanalogs,RGAs),编号为SP1~SP17、SP19~SP24,其在NCBI中的登录号为KX914865~KX914887。核苷酸比较分析结果表明,这23条RGAs大多与甜菜中推测的一些抗病蛋白基因或其他相关蛋白基因具有较高的同源性,其中SP1、SP2、SP5、SP6、SP10、SP11、SP12、SP13等8条序列均与甜菜RF45类抗病蛋白有着86%以上的同源性;SP3、SP4、SP8、SP9、SP24等5条序列与甜菜RPP13类抗病蛋白的同源性在85%以上,与向日葵抗霜霉病基因PI8相应区域的氨基酸序列相似性为32.20%~33.52%,且在进化树上聚为一类,推测其可能与抗霜霉病相关。同源进化分析结果表明,除SP7外,其余序列均为non-TIR-NBS-LRR类抗病基因,并与推导的氨基酸序列多重比较结果一致。     

莲种子防御素基因序列分析及表达载体构建

从莲种子发育中期胚cDNA文库中克隆得到的防御素基因cDNA全长561bp,GenBank登录号为EF421192。分析发现该基因234bp的开放读码框编码77个氨基酸的多肽序列,除信号肽序列外与其它不同来源的植物防御素基因有较高同源性,将其命名为NnDefensin。NnDefensin蛋白带有30个氨基酸的信号肽,具有8个半胱氨酸的高度保守结构等典型的植物防御素特征,成熟肽部分含有γ–硫素蛋白功能结构域。在系统进化上NnDefensin与单子叶植物中的粳稻和小麦的同源蛋白,以及车前草同源蛋白亲缘关系较为接近。通过PCR扩增克隆莲胚防御素基因片段并连接到载体pBI121和带有花生油体蛋白种子特异启动子的载体pAhOleo17.8︰GUS中,成功构建了35S启动子控制的植物表达双元载体pBI121-NnDef和种子特异表达双元载体pAhOleo-NnDef,为该基因的功能鉴定及通过基因工程方法提高转基因植物以及种子的抗病能力奠定基础。     

西瓜抗病基因同源序列的克隆与分析

以植物丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶类（STK）抗病基因产物催化结构域l的保守氨基酸序列设计简并引物,以西瓜基因组DNA为模板进行PCR,扩增,得到大约500bp的目的条带。重组质粒经PCPo检测后进行测序,获得1个有效序列,可以编码完整的氨基酸序列。同源性分析表明其具有STK保守结构域,与已经克隆的Pto、LrlO和Lectin等基因在氨基酸水平上的同源性为40．O％～54．O％。     

白菜GLDH 基因cDNA的克隆及序列分析

 以白菜品种‘苏州青’ cDNA 为模板, 采用RT-PCR、巢式PCR、3’RACE和5’RACE技术, 获得了L - 半乳糖酸- 1, 4 - 内酯脱氢酶(EC 1.3.2.3, GLDH) 基因cDNA 2 034 bp全长序列。序列分析表明, GLDH基因cDNA序列编码601个氨基酸。其氨基酸序列与花椰菜GLDH基因具有98%的同源性, 与拟南芥GLDH基因具有90%的同源性。该基因在GenBank中登录号为AY899298。     

龙眼APETALA1(AP1)同源基因的克隆与序列分析

根据植物APETALA1(AP1)同源基因的高度保守性,设计合成一对特异引物,从龙眼基因组DNA中扩增出一条长400bp左右的基因片段,插入到pMD-T载体中。测序后分析表明,扩增得到了龙眼AP1同源基因片段。该片段序列包含两个内含子(长96bp和165bp),编码区编码36个氨基酸。与其它植物AP1同源基因的相应区域氨基酸序列具有较高的同源性,其中与花椰菜AP1基因同源性高达91%,与欧亚种葡萄、苹果、柑橘、枇杷的AP1基因同源性都在80%以上。     

马蔺cbf转录因子的克隆及序列分析

根据GenBank已发表的拟南芥cbfs转录因子基因序列设计特异性引物, 采用PCR和RT-PCR方法, 从鸢尾科野生花卉马蔺基因组DNA和cDNA中克隆出cbf转录因子基因片段, 将其克隆到pMD18-T-Vector上。经序列测定及分析表明, 两种途径得到的cbf基因序列相同, 基因全长642 bp, 可编码213个氨基酸。同源性分析表明该基因的核苷酸序列和推导的氨基酸序列与其它植物cbf类基因具有同源性, 尤其与拟南芥cbf1和黄瓜cbf1基因有很高的同源性, 氨基酸同源性高达97%。鉴于同cbf1基因高的同源性, 初步确定克隆到马蔺cbf1转录因子基因, 命名为Ilcbf1, 在GenBank中登录号为DQ131497。     

甘蓝型油菜紫色酸性磷酸酶基因类似物的生物信息学分析

利用生物信息网络数据库,对甘蓝型油菜紫色酸性磷酸酶基因(PAP)类似物编码的蛋白进行生物信息学分析,以预测该蛋白的理化性质、分子结构与生物学功能。结果表明:该基因编码的蛋白含481个氨基酸,其蛋白的分子式为C2520H3714N666O719S19,分子量为55.45kDa,等电点为6.35,为亲水性分泌型蛋白,并且不稳定;存在3个跨膜螺旋区域及3个卷曲螺旋结构,含有1个信号肽、39个潜在磷酸化位点和3个N-糖基化修饰,存在6种类型特定的功能位点,主要定位于高尔基体;氨基酸序列同源性分析表明,该基因编码的蛋白与甘蓝型油菜PAP12家族具有较近的亲缘关系,直系同源于甘蓝型油菜PAP12-5;二级结构主要为无规则卷曲、延伸链和α?螺旋,具有较为明显的10个螺旋和26个折叠;具有PAP的保守结构域,属于金属磷酸二酯酶超家族成员;根据保守结构域及功能位点分析发现该基因属于紫色酸性磷酸酶类,可能属于甘蓝型油菜PAP基因家族成员,预测其编码产物在植物磷高效利用与吸收中发挥重要的生理功能。生物信息学分析及结合蛋白的结构与功能预测分析可为深入研究甘蓝型油菜PAP提供理论指导。