小麦β-酮脂酰CoA合成酶基因KCS的克隆与酵母表达

超长链脂肪酸是生物体内众多重要物质的合成底物。KCS基因编码β-酮脂酰CoA合成酶,该酶具有底物特异性,参与超长链脂肪酸延伸的缩合反应,是超长链脂肪酸合成的限速步骤。为了探究小麦KCS基因在超长链脂肪酸合成中的功能,采用同源克隆的方法从小麦(Triticum aestivum L.)中克隆出KCS基因后,利用生物信息学对其编码序列进行分析,并在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中对其进行真核表达。结果表明,小麦TaKCS6基因的开放阅读框为1 287bp,编码428个氨基酸残基。结构域预测结果显示,TaKCS6蛋白含有III型聚酮合酶脂肪酸延伸酶和C末端3-酰基ACP合酶III结构域,属于KCSs蛋白家族。序列比对分析结果显示,TaKCS6氨基酸序列与拟南芥及其他植物的KCS6氨基酸序列在两个功能结构域上和活性位点保守。酵母表达结果显示,TaKCS6基因编码的蛋白参与C24以上超长链脂肪酸的延伸。     

甘蓝型油菜中KCS6基因的克隆和功能分析

采用基因组步移和RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术,从甘蓝型油菜中双9号中克隆到了KCS6基因。甘蓝型油菜中KCS6基因有两个拷贝:BnKCS6c(与甘蓝的mRNA 99%同源)和BnKCS6a(与白菜的mRNA 99%同源)。这两个拷贝的编码区长度均为1 494bp,含有2个外显子,一个长1 045bp,另一个449bp。种子发育初期KCS6基因在角果皮和种子中表达量高,随着种子成熟表达量迅速降低。两个KCS6的转基因都可以在酵母中正常表达,但不能合成超长链脂肪酸,表明酵母中异源表达的KCS6蛋白没有活性,或KCS6蛋白不能以酵母的脂肪酸作为催化底物合成超长链脂肪酸。     

玉米KCS基因家族的生物信息学分析

蜡质可作为植物生长过程中抵御逆境的第一道 “防护墙” ，其主要成分是超长脂肪酸(Very Long ChainFatty Acids， VLCFAs)的衍生物。β-酮脂酰 CoA合成酶(β Ketoacyl-CoA Synthase， KCS)参与超长链脂肪酸延伸的缩合反应，此反应是超长链脂肪酸合成的限速步骤，决定 VLCFAs的合成速率及碳链的长度。拟南芥 KCS基因家族成员及功能已被鉴定，但玉米 KCS基因家族成员及功能仍不清楚。根据拟南芥 KCS蛋白序列和保守结构特征，对比鉴定出 39个玉米 KCS蛋白，并对其结构域、蛋白质理化性质、组织特异性表达等做出分析。结果表明，玉米 KCS基因家族成员含有相似的保守结构域，按照系统发育将 KCS基因家族成员划分 9个亚家族，该基因家族分布在 9条染色体上。玉米的KCS基因表达模式各不相同，不同玉米KCS基因可能在不同时期表达而调控不同组织的发育。     

碎米荠CarKCS基因全长CDS克隆、序列分析及表达载体构建

根据KCS基因的保守性设计引物,以高神经酸含量的碎米荠叶片DNA为模板(KCS基因无内含子),克隆碎米荠超长链脂肪酸合成的限速酶β-酮脂酰- CoA合酶(KCS)基因全长CDS序列,命名为CarKCS.Blast 比对及序列分析表明,目的片段序列和GenBank上报道的拟南芥KCS18序列同源性达到87％.CarKCS全长1518bp,不含内含子,编码505个氨基酸.生物信息学分析表明,所有的酶功能活性位点的氨基酸都存在,在N端都有两个,C端有一个高度疏水的跨膜结构域;CarKCS与KCS18同属于KCS基因家族的FAE1 - like亚家族.将目的片段连接到pFCC -5941.nap表达载体,经PCR和酶切检测,证明已成功构建了pNapin- CarKCS载体.     

香蕉ROP1基因酵母双杂交体系的诱饵载体构建及毒性与自激活效应检测

用PCR技术获得香蕉ROP1基因片段,构建酵母双杂交系统表达载体pGBKT7-ROP1,测序正确后将重组质粒导入AH109酵母菌株,检测其表达产物对酵母细胞有无毒性作用及对报告基因有无激活作用.结果表明,用PCR技术获得了正确的ROP1基因片段,并正确构建了ROP1基因的酵母双杂交表达载体,并转化到AH109酵母菌株中,含诱饵载体的AH109在SD/-Trp营养缺陷平板上生长良好,说明表达产物对酵母细胞无毒性,含诱饵载体的AH109在His、Trp二重营养缺陷平板上不能生长,说明对报告基因无自激活作用,为下一步利用酵母双杂交系统筛选与ROP1蛋白相互作用的蛋白奠定基础.     

PRSV NIa-pro、NIa-vpg、NIb酵母双杂交诱饵表达载体的构建及自激活检测

用PCR技术获得NIa-pro、NIa-vpg、NIb基因片段,将这些基因分别克隆到pBD-GAL4载体中,构建酵母双杂交系统的诱饵载体pBD-GAL4-NIa-pro、pBD-GAL4-NIa-vpg和pBD-GAL4-NIb.测序正确后,将重组质粒导入YRG-2酵母菌株,检测其表达产物对酵母细胞有无毒性及对报告基因有无激活作用.结果表明,获得了正确的NIa-pro、NIa-vpg、NIb基因片段,并成功克隆到pBD-GAL4诱饵载体中,且转化有诱饵载体的YRG-2在SD/-Trp营养缺陷平板上生长良好,说明表达产物对酵母细胞无毒性,对报告基因也无自激活作用,为下一步利用酵母双杂交系统检测与NIa-pro、NIa-vpg、NIb蛋白相互作用的蛋白奠定基础.     

PRSV NIa-pro、NIa-vpg、NIb酵母双杂交诱饵表达载体的构建及白激活检测

用PCR技术获得NIa-pro、NIa-vpg、NIb基因片段，将这些基因分别克隆到pBD-GAL4载体中，构建酵母双杂交系统的诱饵载体pBD-GAL4-NIa-pro、pBD-GAL4-NIa-vpg和pBD-GAL4-NIb。测序正确后，将重组质粒导入YRG-2酵母菌株，检测其表达产物对酵母细胞有无毒性及对报告基因有无激活作用。结果表明，获得了正确的NIa-pro、NIa-vpg、NIb基因片段，并成功克隆到pBD-GAL4诱饵载体中，且转化有诱饵载体的YRG-2在SD／Trp营养缺陷甲板上生长良好，说明表达产物对酵母细胞无毒性，对报告基因也无自激活作用，为下一步利用酵母双杂交系统检测与NIa-pro、NIa-vpg、NIb蛋白相互作用的蛋白奠定基础。     

油菜脂酰CoA合成酶基因pXT166的鉴定和功能分析

长链脂酰CoA合成酶（ LACSs）在脂肪酸的合成代谢与分解代谢中起着重要的作用,它把游离脂肪酸活化为脂酰CoA硫酯。pXT166经证实具有编码长链脂酰CoA合成酶活性。本研究通过酵母互补实验验证了pXT166具有LACS的酶活性。分析该基因编码蛋白的底物偏好性显示,长链饱和脂肪酸是其优先底物。RT-PCR分析表明,在不同油脂含量的油菜品系种籽中,授粉后35d,该基因在高含油量的种籽中表达更强,表明pXT166参与了油菜种籽中油脂的合成,与种籽含油量相关。     

水杨酸诱导植物抗病性机制的研究进展

水杨酸(SA)是诱导植物抗性的信号分子,可通过诱导植物产生病程相关蛋白(PR蛋白)、调节相关保护酶活性等途径使植物体产生系统获得性抗性(SAR)。SA与具有过氧化氢酶(CAT)活性的水杨酸受体蛋白(SABP)结合后,抑制其CAT活性,导致细胞内过氧化氢(H2O2)浓度升高,H2O2作为第二信使激活植物体内抗性基因的表达。植物体内SA积累使病程相关基因非表达子1(NPR1)低聚体水解还原成单体NPR1后,通过与转录因子相互作用诱导病程相关基因的表达。SA作为信号分子在植物体内的运输、SA合成相关基因及其上调转录因子转化植株后对其抗病性的影响以及SA激活NPR1基因表达的具体方式将是今后的研究重点。     

高粱花叶病毒Hcpro、CP和PIPO基因酵母双杂交载体构建及自激活验证

采用同源克隆技术获得侵染甘蔗高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)的Hcpro、CP、PIPO基因片段.将该基因片段连接至pGBKT7载体,分别构建酵母双杂交诱饵载体pGBKTT-Hcpro、pGBKT7-CP和pGBKTT-PIPO,经PCR、酶切及测序鉴定,证明重组诱饵载体构建成功后,将重组质粒导入Y2H Gold酵母菌株,检测其表达产物对酵母细胞有无毒性及对报告基因有无激活作用.结果表明,含重组诱饵质粒的酵母菌株在SD/-Trp营养缺陷平板上生长良好,表明重组诱饵质粒表达产物对酵母细胞无毒性.含重组诱饵质粒的酵母菌株在SD/-Leu、SD/-Trp/-Ade和SD/-Trp/-His营养缺陷平板上不能生长,表明重组诱饵质粒表达产物对ADE2、HIS3报告基因无自激活作用.研究结果为下一步利用酵母双杂交系统检测与高粱花叶病毒Hcpro、CP、PIPO蛋白相互作用的甘蔗蛋白提供基础.     

三角褐指藻 LPAAT基因在酵母中表达对脂肪酸的影响

从三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）中克隆到1 632bp的溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAAT)全长cDNA,其中包含的开放阅读框被命名为PtLPAAT。在毕赤酵母中异源表达PtLPAAT基因,诱导培养45h时随机选取的3个酵母转化子总脂肪酸含量分别提高了2.68%、11.14%、31.28%;诱导培养72h时同样的转化子总脂肪酸含量分别提高11.59%、18.72%、46.63%。用薄层层析法分离48h后的酵母菌体的甘油三酯,并用气相色谱法测定其脂肪酸,结果显示：与非转基因对照菌株相比,其油酸提高了0.9倍、亚油酸提高了5倍。用荧光定量PCR检测发现PtLPAAT基因的表达量随三角褐指藻油脂不断积累逐渐升高。表明在酵母中表达PtLPAAT基因不仅能够明显地提高其脂肪酸含量,而且还能选择性结合不饱和脂肪酸到甘油三酯中。     

香蕉束顶病毒海口分离物CP基因的原核表达、纯化及其抗血清制备

用PCR方法从感染香蕉束顶病毒(Banana bunchy top virus,BBTV)的香蕉植株幼嫩假茎和叶片总DNA中扩增外壳蛋白(coat protein,CP)基因。回收目的片段,经XhoⅠ和BamHⅠ双酶切后与同样酶切的质粒载体pET30a(+)相连接,酶切验证及测序结果获得了含BBTV CP基因的重组质粒pET30a-CP。将重组质粒转化Codon plus表达菌,在25℃、0.4mmol/L IPTG条件下诱导6h或过夜,经12%SDS-PAGE电泳分析可知,该重组菌表达了一个与预期分子量大小一致的His-CP融合蛋白,约为30ku,且主要以包涵体的形式存在。多次洗涤包涵体后得到高纯度的融合蛋白,用其免疫家兔,获得BBTV CP蛋白抗血清。间接ELISA法测定抗血清效价大于51200。Western blot分析表明,抗血清能与融合蛋白特异性结合。     

大豆长链脂酰辅酶A合成酶基因GmLACS在酵母中的表达

在LACS缺陷型酵母YB525中对已经克隆的大豆长链脂酰辅酶A合成酶基因(GmLACS)进行表达,并对其功能进行了预测.进化树比对分析显示大豆长链脂酰辅酶A合成酶(GmLACS)与其它植物的LACSs具有高度的同源性;酵母互补测试显示GmLACS蛋白能够互补LACS缺陷型酵母YB525,具有长链脂酰辅酶A合成酶活性;底...     

与水稻黑条矮缩病毒p5b互作的水稻基因片段筛选

 由水稻黑条矮缩病毒基因组S5片段第2个开放阅读框（ORF）编码的p5b是一个功能未知的病毒非结构蛋白。构建了酵母双杂交体系的含水稻cDNA表达文库的pGADT7载体,同时将p5b 基因构建到诱饵质粒pGBKT7上（pGBK p5b）,Western Blot和自激活实验结果显示p5b可在酵母中正确表达且无自激活活性。进一步利用p5b蛋白作为诱饵用酵母双杂交筛选水稻cDNA表达文库,鉴定出一些参与光合作用、呼吸作用等重要代谢过程的关键酶基因片段,这些酶可能与p5b蛋白之间存在相互作用,推测这些互作在病株症状发展过程中起作用。     

槟榔植原体膜蛋白基因的克隆及其抗血清制备

根据实验室测得的槟榔植原体膜蛋白基因(Ac Pmp)序列设计1对特异引物mp-FP/mp-RP,以病样槟榔总DNA为模板扩增该Ac Pmp的编码区并连接到p MD19T simple中间载体。将测序正确的阳性菌提取质粒p MD19T-Ac Pmp,经NcoⅠ和XhoⅠ双酶切后回收Ac Pmp片段,然后以正确的编码框连接到原核表达载体p ET32a(+),转化Escherichia coli BL21感受态细胞。含有p ET32a-Ac Pmp的BL21表达菌经IPTG诱导和SDS-PAGE分析表明,在30℃,0.1 mmol/L IPTG条件下诱导4 h,可产生部分可溶性的融合蛋白。利用Ni2+-NTA亲和层析柱法进行纯化并获得高纯度的可溶性融合蛋白。将纯化后的融合蛋白多次免疫家兔,取其抗血清,以融合蛋白(1∶10 000稀释)作抗原,间接ELISA法测定抗血清效价大于125 000。Western Blot杂交结果表明槟榔植原体膜蛋白抗血清能与融合蛋白特异性结合。     

番木瓜环斑病毒CP基因同源区段的克隆及植物表达载体的构建

采用RT-PCR技术对番木瓜环斑病毒CP基因的同源区段进行了克隆和鉴定分析。序列分析结果表明,获得PRSV-CP基因3′端的278bp DNA片段同源率最高。构建了目的基因包含278bp正义链、内含子(PDK内含子)及278bp反义链的RNA介导的植物表达载体p2301-CPU,并通过电激法导入农杆菌中。经PCR及酶切鉴定,证实质粒已被导入获得了农杆菌工程菌株。利用该植物表达载体对番木瓜的遗传转化工作目前正在进行中。     

南美油藤PvFAD7基因的克隆及其表达模式和功能分析

3 FAD基因是α-亚麻酸合成途径中的一个关键限速酶基因，通过调节该基因的过量表达，可提高植物中α-亚麻酸含量。对南美油藤ω-3脂肪酸脱氢酶基因PvFAD7的克隆及其表达模式和功能分析，有利于探明南美油藤种子高含量α-亚麻酸的合成机制，为下一步利用遗传改良生产植物α-亚麻酸奠定理论基础。基于前期南美油藤种子转录组数据，从南美油藤新鲜叶片同源克隆获得南美油藤脂肪酸脱氢酶基因PvFAD7的DNA全长序列，并对其进行生物信息学分析。通过实时荧光定量PCR分析该基因在南美油藤不同器官（成熟叶、新叶、茎、根、果皮、幼嫩种子和成熟种子）中的表达模式，并利用亚细胞定位技术观察该基因的编码蛋白在烟草叶表皮细胞中的定位情况。通过构建过表达载体，介导农杆菌遗传转化获得过表达PvFAD7基因的转基因阳性烟草植株，并对收获的种子利用气相色谱法进行脂肪酸组分的测定。南美油藤PvFAD7基因DNA全长序列为2 222 bp，编码461个氨基酸，包括8个外显子和7个内含子。蛋白多序列比对结果显示南美油藤PvFAD7编码蛋白与同科植物蓖麻和橡胶树同源性最高。生物信息学分析结果表明，PvFAD7蛋白有4个组氨酸保守区，...     

酵母双杂交系统筛选与水稻黑条矮缩病毒P6互作的水稻蛋白

RBSDV编码的非结构蛋白P6为该病毒的沉默抑制子。为了研究P6与寄主水稻间的互作关系,首先利用RT-PCR扩增,获得水稻黑条矮缩病毒P6基因,并将其构建到酵母表达载体pGBKT7上,自激活验证表明,P6蛋白无自激活活性。利用酵母双杂交系统顺序转化法从水稻cDNA文库中筛选,获得4个与RBSDVP6互作的寄主因子,分别为水稻内囊体抗坏血酸过氧化物酶、醛糖1差向异构酶、immutans蛋白基因同源蛋白和一个功能未知蛋白。分析了3个已知功能的寄主因子在病毒侵染过程中的可能功能。     

香蕉束顶病毒海南分离物DNA2编码区的克隆及抗血清的制备

利用PCR方法克隆香蕉束顶病毒海南分离物(Banana bunchy top virus,BBTV-HN)DNA2编码区,将其插入到原核表达载体pGEX-6p-1谷胱苷肽-S-转移酶(GST)基因下游.所得克隆pGEX-HN-B2测序结果表明,插入的DNA2片段为267 bp,且表达相位和理论上设计的完全一致.把此重组质粒转化到E.coli Rosetta(DE3)中,经过异丙硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后出现约33 Ku融合蛋白质表达条带.为获得特异的血清,切下目的表达条带并免疫兔子.经Western-blotting检测,获取的血清可以和表达的33 Ku融合蛋白特异结合,表明已成功获得DNA2编码蛋白的血清.     

利用酵母双杂交系统鉴定玉米Pto蛋白与Pti1蛋白间的相互作用

玉米类Pto以及类Pti1基因参与多种逆境胁迫的信号传导。本研究分别将玉米ZmPto基因、ZmPti1a和ZmPti1b基因插入酵母表达载体pEG202和pJG4-5中,利用酵母双杂交的方法验证玉米类Pto以及类Pti1蛋白的相互作用。结果表明,无论是携带空载体还是携带一个(ZmPti1或ZmPto)融合蛋白的菌株都不能激活报告基因,只有同时携带ZmPti1和ZmPto蛋白的菌株可以激活报告基因,初步确定ZmPto蛋白与ZmPti1蛋白存在相互作用。