草地早熟禾SnRK2.2基因克隆及非生物胁迫响应分析

逆境胁迫期间蔗糖非发酵相关的蛋白激酶2(SnRK2)通过磷酸化在植物胁迫信号转导途径中起关键作用,参与代谢和应激信号之间的相互作用。为发掘并利用草地早熟禾(Poa pratensis L.)SnRK2家族基因,本研究利用RT-PCR技术得到SnRK2.2基因,借助生物信息学及实时荧光定量PCR技术分别对其进行分子特征、组织部位以及非生物胁迫下该基因表达模式的研究。研究结果：草地早熟禾SnRK2.2包含典型STKc＿SnRK2结构域、蛋白激酶ATP结合信号区、N-肉豆蔻酰化位点等功能域,其与燕麦、小麦同源性最高;实时荧光定量PCR结果表明,草地早熟禾SnRK2.2基因在组织部位中相对表达量为穗>叶>茎>根,该基因可积极响应干旱、盐、低氮、低磷、ABA、BR诱导处理。研究结果为丰富草坪草SnRK2抗逆机制提供理论基础。     

紫花苜蓿SAUR基因家族的鉴定及其在非生物胁迫中的表达模式研究

SAUR(small auxin-up RNA)是植物早期响应生长素的一类基因,参与植物生长发育与非生物胁迫响应等一系列生物过程。在拟南芥、水稻、棉花等物种中已经对SAUR基因家族进行了系统鉴定与分析,但是,在世界上最重要的豆科牧草紫花苜蓿中关于SAUR基因家族的研究尚未开展。本研究利用生物信息学的方法在紫花苜蓿参考基因组共鉴定到433个MsSAUR成员,并对其基因组位置、基因结构、启动子顺式作用元件以及不同组织中的表达模式进行了分析。同时,利用紫花苜蓿在不同非生物胁迫下的转录组数据,发现有5、11、19以及12个MsSAUR成员分别响应干旱、盐、冷以及碱胁迫,MsSAUR14/94/254可以同时响应干旱和盐胁迫,MsSAUR297可以同时响应干旱、盐以及碱胁迫,MsSAUR306可以同时响应干旱、盐以及冷胁迫。本研究结果可为后期通过基因工程技术创制高产抗逆新种质提供重要的候选基因。     

草地早熟禾蛋白激酶CIPK24基因克隆及非生物胁迫响应分析

CIPK蛋白家族是Ca²⁺介导的植物信号通路中关键蛋白家族,当植物受到逆境胁迫时,CBL-CIPK网络可调节离子运输进而适应逆境环境,其中CIPK24作用显著。为探究禾本科草坪草CIPK家族基因的作用,本研究以草地早熟禾(Poa pratensis L.)为试验材料,采用RT-PCR技术对草地早熟禾CIPK24基因进行克隆,并应用生物信息学及qRT-PCR技术,对非生物胁迫条件下该基因的表达方式及组织特异性进行研究。研究结果显示,草地早熟禾CIPK24包含典型的结构域CIPK＿C,其属于AMPKA＿Clike superfamily,与黑麦草(Lolium perenne L.),大麦(Hordeum vulgare L.),二粒小麦(Triticum turgidum L.)CIPK24同源性高达94.20%,90.62%,88.62%。草地早熟禾CIPK24基因的表达水平存在组织特异性,叶>茎>根。CIPK24基因积极响应干旱、氮素、磷素、盐胁迫,其中,无氮、低氮、无磷、高盐环境显著促进其表达。本研究为丰富草地早熟禾CIPK家族在非生物胁迫下的调节...     

紫花苜蓿CAMTA基因家族鉴定及其在非生物胁迫下的表达模式分析

钙调蛋白结合转录激活因子(CAMTA)是一类重要的钙调素结合蛋白,在激素信号转导、发育调控和环境胁迫耐受中发挥着重要作用。本研究采用生物信息学技术,基于紫花苜蓿“新疆大叶”参考基因组,对紫花苜蓿中CAMTA家族成员进行鉴定,并对这些基因的理化性质、系统发育树、保守结构域、染色体上位置、顺式作用元件、转录表达谱进行分析和验证。结果表明,共鉴定出17个MsCAMTA基因,MsCAMTA家族成员可划分为3个亚家族,亚家族成员在基因结构、保守基序位置上较为相似。染色体定位结果显示,MsCAMTA家族成员不均匀地分布在7条染色体上。启动子区具有大量响应低温、盐胁迫及植物激素信号相关的顺式作用元件。此外,采用RT—qPCR对盐(300 mmol·L^-1 NaCl)、模拟干旱(400 mmol·L^-1甘露醇)、低温(10℃)和脱落酸(100μmol·L^-1)处理下紫花苜蓿叶片中MsCAMTA1、MsCAMTA3、MsCAMTA11和MsCAMTA12的表达模式进行了初步研究。结果表明,4个MsCAMTA候选基因在各胁迫处理下均有一定程...     

紫花苜蓿MsHB1基因的克隆及表达分析

HD-Zip(Homologous structural Domain-leucine Zip,同源结构域-亮氨酸拉链)蛋白是植物特有的转录因子,其中HB1属于HD-ZIP I亚族。通过调节植物体内的内源激素含量变化,HB1转录因子可以提高植物对干旱、高盐等不利环境的抵抗能力。本文为探究紫花苜蓿HB1基因的生物学功能,采用RT-PCR技术成功克隆了MsHB1基因。其编码区长867 bp,编码288个氨基酸。氨基酸序列分析结果表明,HB1蛋白为不稳定蛋白。系统发育树分析表明HB1蛋白与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)同源蛋白的亲缘关系接近。构建MsHB1的原核表达载体,在大肠杆菌BL21中成功诱导紫花苜蓿MsHB1蛋白表达,Western Blot也证实MsHB1蛋白表达成功。表达分析显示：MsHB1基因在紫花苜蓿根、茎、叶中均有表达,在不同发育阶段中,幼嫩的叶片中表达最高。MsHB1在NaCl和ABA处理时的基因表达水平升高,推测MsHB1可能在紫花苜蓿高盐等胁迫应答方面发挥着重要的作用。     

太行鸡CYP19A1基因克隆及生物信息学分析

试验旨在克隆蛋鸡CYP19A1基因,对其遗传结构进行生物信息学分析并探究其在太行鸡不同组织中及不同产蛋量个体中的表达情况。以河北省太行鸡为研究对象,通过设计引物对CYP19A1基因CDS区进行克隆测序,运用生物信息学软件对其功能结构进行预测。结果显示,CYP19A1基因含有一个1 509 bp的开放阅读框（ORF）,编码502个氨基酸。同源性比对和系统发生树分析结果表明,太行鸡CYP19A1基因与鸭的同源性较高（90.7%）,并且在不同物种间高度保守。对CYP19A1蛋白理化性质进行预测分析发现,该蛋白为亲水蛋白,蛋白分子式为C₂₆₀₂H₄₁₀₃N₆₇₅O₇₁₉S₃₆,分子质量为57.51 ku,理论等电点为5.99,其中含量最高的是亮氨酸（为14.0%）。蛋白质二级结构由α-螺旋、延伸链、β-折叠及无规则卷曲4种结构组成,所占比例分别为58.95%、2.18%、3.93%和34.93%。组织表达谱分析发现,CYP19A1基因在不同组织中均有表达,但其在卵巢中表达量最高。实时荧光定量PCR结果显示,CYP19A1基因在太行鸡高产组卵巢中的表达量显著高于低产组（P<0.05）。上述结果为研究太行鸡CYP19A1基因提供了重要的研究数据,为进一步挖掘太行鸡高产基因提供了参考。     

草地早熟禾蛋白激酶OSK4基因的克隆及对非生物胁迫响应分析

本研究以草地早熟禾(Poa pratensis L)为试材,对蔗糖非发酵1相关蛋白激酶SnRK1b亚家族OSK4基因进行克隆、生物信息学分析,并分析不同组织部位以及干旱、氮素、磷素胁迫下该基因表达情况.研究结果:草地早熟禾OSK4基因包含典型的 STKc_AMPK_alpha,UBA_SnRK1_plant,AMPKA...     

紫花苜蓿MsJMT基因的克隆及其与育性的关联分析

以实验室前期对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)不育系BSA-Seq分析为背景,为探究茉莉酸类对其育性的影响,本试验采用PCR法,成功从紫花苜蓿基因组中克隆了一个全长1 047 bp,功能为控制茉莉酸O-甲基转移酶合成的基因,命名为MsJMT。分析表达模式后发现,该基因编码氨基酸348个,编码蛋白为不稳定非分泌亲水蛋白。亚细胞定位结果为核质表达。构建基因进化树后,验证其氨基酸序列与5种豆科植物相似度达99%以上。利用qPCR技术分析其对紫花苜蓿花苞育性的时空表达差异,结果显示不育系全时期表达量比保持系高且在Ⅲ时期两者差异极显著(P<0.01)。而茉莉酸含量测定结果则相反,为不育系全时期低于保持系,且保持系Ⅲ时期含量最高。利用外源茉莉酸甲酯喷施处理Ⅲ时期花苞,结果为在0.5 mmol·L^-1,1 mmol·L^-1水平下花药提前开裂。研究结果表明MsJMT可能通过茉莉酸通路影响紫花苜蓿育性。     

不同非生物胁迫对紫花苜蓿WL712幼苗生长和生理特性的影响

紫花苜蓿WL712为美国引入品种,在我国南方地区已有一定范围的种植,具有高产量和高品质的优点,但该品种对部分非生物胁迫具有较差的耐受性。为了探究该品种对南方地区不同胁迫的响应,本研究以生长21 d的WL712幼苗为试验材料,对其模拟了5种南方常见的胁迫,分别为高温、低温、干旱、渍水以及盐胁迫,通过测定生长指标及叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、相对电导率、丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性共8个生理指标来分析其综合生理抗逆性。结果表明,南方地区的5种胁迫皆对紫花苜蓿的生长生理造成了显著的抑制作用（P<0.05）,其中高温、低温及渍水胁迫下,WL712的生长情况相对其他两种胁迫更差,其株高、根长和生物量受到严重抑制,渗透调节物质（可溶性糖和可溶性蛋白）在胁迫下的提升效果相对较弱;其叶绿素含量的积累则在低温和渍水胁迫下受到严重抑制,叶片和根系中3种抗氧化酶（POD、SOD和CAT）对活性氧的清除能力相对较弱。综上所述,WL712自身具有相对较差的耐热性、耐寒性以及耐渍水能力,其中对低温和渍水尤其敏感,因此在南方地区进...     

紫花苜蓿MsSOS1基因的克隆与表达分析

Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因SOS1（salt overly sensitive 1）是植物在抵御盐胁迫过程中一个重要的必需基因之一。本研究在紫花苜蓿（Medicago sativa）叶片中克隆得到一个MsSOS1基因,编码859个氨基酸,具有一个CAP-ED superfamily结构域、一个Crp superfamily结构域和一个Na⁺/H⁺ Exchanger superfamily结构域。与鹰嘴豆、大豆、羽扇豆、花生和葡萄的一致性分别是91%,87%,85%,84%和77%。实时荧光定量PCR分析表明,MsSOS1基因在根、茎、叶和花中均有表达,其中在根中的表达量最高,花中最低。此外,MsSOS1基因在4℃、PEG和ABA的胁迫中的表达均受到调控,推测该基因的表达与紫花苜蓿的抗逆性有关。     

鹅ACSL1基因克隆及其在鹅肥肝形成中作用的初步研究

本研究旨在克隆鹅长链酯酰辅酶A合成酶1(ACSL1)基因,并研究其在填饲诱导鹅肥肝形成中的作用,为揭示ACSL1在鹅肥肝形成过程中的作用提供依据。以前期抑制消减杂交文库筛选的部分ESTs序列为基础,通过RT-PCR扩增鹅ACSL1基因CDS、并用实时定量等技术检测该基因在皮脂、腹脂、肝脏等10个组织中的表达情况及填饲对其在肝脏中表达的影响,同时与填饲后鹅肝脏总脂质、甘油三酯(TG)、肝质量等指标进行相关分析。结果发现:鹅ACSL1基因CDS全长2100bp,编码699个氨基酸。保守结构区预测发现,其蛋白质跟其他物种一样,也存在2个保守功能区(ATP/AMPmotif和FACSmotif)和1个跨膜结构域,它与鸡、牛、人、小鼠ACSL1基因的同源性分别为93%、80.4%、78.5%、77.3%;该基因主要表达于腹脂、皮脂、肝脏,而在其他组织表达相对较低;填饲能引起ACSL1mRNA在鹅肝脏的表达丰度极显著增加(P0.01),且与肝质量、肝内TG和总脂质呈显著正相关;同时,填饲导致其在朗德鹅肝脏中的表达丰度显著高于四川白鹅(P0.05)。结果提示:填饲引起ACSL1mR-NA在鹅肝脏中极显著增加(P0.01),且其增加幅度存在着品种间差异(P0.05)。     

IFITM1基因克隆及其在不同生长阶段牦牛各组织中的表达分析

为鉴定牦牛IFITM1基因并分析其在不同生长阶段牦牛5种组织中的转录水平和蛋白表达量.本研究采用根据普通牛IFITM1基因设计的引物,PCR扩增牦牛IFITM1基因并利用生物信息学软件分析其序列,结果显示,获得牦牛546 bp的IFITM1基因cDNA序列,其中编码(CDS)区为375 bp,编码124个氨基酸残基.牦...     

小鼠SMC1A基因原核表达系统的构建及其生物信息学探讨

为了探讨SMC1A基因特点及其蛋白的结构和功能,通过PCR扩增SMC1A基因,将其构建至pET-28a(+)原核表达载体上,经PCR鉴定及测序鉴定后,对SMC1A基因的相关生物信息学特性进行初步探讨.结果 显示:克隆获得的小鼠SMC1A基因可编码1233个氨基酸,同源性分析发现,其与大鼠源、恒河猴源和人源的SMC1A基...     

西农萨能奶山羊SLC7A5基因克隆及其功能初步研究

本研究旨在通过对奶山羊SLC7A5基因的克隆、生物信息学及组织表达谱分析,探究SLC7A5基因在奶山羊乳蛋白合成中的功能.实验以西农萨能奶山羊为研究对象,利用PCR技术克隆萨能奶山羊SLC7A5基因CDS序列,并使用多款生物软件和在线工具进行生物信息学分析,同时分析其组织表达情况.结果表明:成功克隆得到奶山羊SLC7A...     

低温胁迫对紫花苜蓿生理指标的影响

以俄罗斯杂花苜蓿和3个紫花苜蓿抗寒品系为试验对象,通过0℃,4℃低温胁迫处理,以22℃(室温)为对照,测定3个紫花苜蓿抗寒品系茎、叶的可溶性糖(SS)、游离脯氨酸(FP)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(SP)的含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢梅(CAT)、抗坏血酸地氧化物酶(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的活性。以明确低温胁迫对紫花苜蓿的生理影响,及各项生理指标变化有效作用阈值与紫花苜蓿抗寒耐受能力的相关程度,筛选出了对紫花苜蓿抗寒性指示作用较敏感的生理指标及其有效作用阈值。结果表明:温度阈值上限SS为0℃,FP为4℃,SP为0℃,MDA为4℃,SOD、CAT、APX及GPX活性低温处理下的变化差异不显著,表明这些生理指标在低温胁迫时反应不敏感。     

鸡降钙素基因克隆及其在COS-1细胞中的表达

采集新扬州产蛋鸡的腮后腺组织直接提取总RNA进行反转录聚合酶链式反应(RT-PCR),扩增产物进行克隆、测序,获得新扬州鸡降钙素(CT)基因序列。测序表明,CT基因核苷酸长度为417bp,编码139个氨基酸。与GenBank上发表序列相比较,核苷酸相似性为99.8%,在第135位处存在G→C的有益突变。与从GenBank下载读取的红点鲑、大马哈鱼、河豚、斑马鱼、人、家鼠、绵羊、犬8个物种序列进行比较分析,核苷酸相似性分别为:74.0%、63.3%、59.5%、55.6%、52.8%、50.6%、48%和42.2%。将该基因片段克隆进真核表达载体pCEP4,构建重组质粒pCEP4-CT,所获重组质粒经过酶切、测序鉴定,在PEI作用下转染CT细胞,通过间接免疫荧光试验(IFA)检测到了CT在COS-1中的表达。本研究为利用pCEP4-CT调控机体骨钙代谢、防治蛋鸡骨质疏松症奠定了基础。     

金草鱼Serpinc1基因克隆及其序列分析

获取金草鱼Serpinc1基因序列,研究金草鱼与草鱼Serpinc1基因的差异,并预测金草鱼Serpinc1基因序列的特征及其编码蛋白的高级结构。本研究利用RT-PCR克隆测序技术获得金草鱼Serpinc1基因序列,分析其与草鱼Serpinc1基因的差异,并通过生物信息学方法预测金草鱼Serpinc1基因序列的特征及其编码蛋白的高级结构。结果显示,金草鱼Serpinc1基因与草鱼相比共有4个核苷酸位点发生改变(c.1091TA、c.1116AT、c.1176TG和c.1179CT),其中仅有1个位点(c.1091TA)为错义突变,导致第364位缬氨酸(Val)转变为谷氨酸(Glu)。生物信息学预测结果表明,金草鱼Serpinc1基因开放阅读框长度为1 353 bp,共编码450个氨基酸,分子量为50.89 kDa,理论等电点为6.58,不稳定指数为34.55,属于不稳定蛋白;编码氨基酸包含20种标准氨基酸,其中亮氨酸最多(10.2%),而色氨酸(Trp)含量最少(1.3%);整条肽链的亲疏水平均值为-0.213,表现为亲水性;包含4个糖基化位点和37个磷酸化位点;蛋白质二、三级结构以α结构和功能及其发挥该功能的活性位点的验证奠定了基础,为金草鱼出血性疾病相关分子标记的筛选提供了理论基础。     

紫花苜蓿GPAT基因家族鉴定及在盐碱胁迫下的表达模式分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT)是甘油生物合成的限速酶,参与多种脂类的生物合成途径,在植物生长发育和抗逆过程中具有重要作用。为了解GPAT基因在紫花苜蓿(Medicago sativa)应对非生物胁迫过程中的作用,本研究利用生物信息学方法共鉴定出73个紫花苜蓿MsGPATs基因。研究表明,MsGPAT基因在染色体上不均匀分布,大多数基因存在大片段复制现象。系统进化树分析将其分为3个亚组。基因结构和蛋白质保守基序分析表明MsGPAT基因家族成员多数含有2～3个外显子或11～12个外显子,至少含有1个保守基序。顺式作用元件分析表明不同MsGPATs基因含有不同的光、生长素和胁迫应答元件。基因表达谱分析显示,分别有10,5,18个MsGPATs基因积极响应高盐、高碱和混合盐碱胁迫,可作为紫花苜蓿耐盐碱研究的候选基因。     

金华猪PPARGC1A基因克隆、生物信息学分析及组织表达研究

试验旨在研究过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子1α（PPARGC1A）在金华猪和大白猪中的遗传特征和表达情况,探究PPARGC1A基因在mRNA水平和蛋白质水平的表达模式。以金华猪和大白猪为试验动物,分别提取背脂组织的总RNA,根据GenBank中公布的猪PPARGC1A基因序列（登录号：NM_213963.2）设计编码区和实时定量PCR引物,以猪GAPDH基因和β-actin蛋白作为内参,应用多种生物信息学方法对PPARGC1A基因编码蛋白进行功能分析,并通过实时荧光定量PCR及Western blotting检测其在金华猪背脂中的表达水平。结果表明,金华猪PPARGC1A基因CDS区全长2 361 bp,编码786个氨基酸,该蛋白分子大小90 336.01 u,其中丝氨酸（ser）所占比例最高（13.7%）,色氨酸（Trp）所占比例最低（0.8%）。同源性比对结果显示,金华猪PPARGC1A基因与山羊、牛和绵羊的同源性较高,分别为95.0%、94.9%和94.9%,在物种进化中具有较强的保守性;金华猪PPARGC1A蛋白不稳定指数为74.88,属于不稳定亲水蛋白,无跨膜结构,其二级结构由α-螺旋、延伸链、β-转角及无规则卷曲4种结构组成,所占比例分别为26.59%、5.73%、5.73%和61.96%,PPARGC1A蛋白同源建模经折叠、弯曲等一系列复杂的过程获得三级结构模型;实时荧光定量PCR试验和Western blotting试验结果一致,显示PPARGC1A基因在背脂较厚的金华猪中表达量显著低于瘦肉型的大白猪（P<0.05）。本研究为探明PPARGC1A基因对猪脂肪沉积的分子生物学功能提供了理论基础。     

盐碱胁迫对苗期紫花苜蓿生理特性的影响

以紫花苜蓿公农1号为试验材料,研究了在不同浓度的盐碱胁迫下,苗期紫花苜蓿生理生化特性指标(可溶性糖、脯氨酸、束缚水和自由水、叶片持水力)的变化情况。结果表明,随着盐碱胁迫浓度的增大,公农1号中可溶性糖和脯氨酸的含量均有一定的上升趋势,最大值分别达到87.16%和753.49 μg/g;束缚水与自由水比率随着盐碱浓度的增加逐渐增大,经盐碱处理7 d后,束缚水/自由水达到0.94;而随着盐碱胁迫浓度的增大,离体叶片持水力下降了12%~48%。