花生(Arachis hypogaea L.)CaM cDNA基因的克隆

提取花生幼嫩叶片总RNA,以逆转录cDNA第一链为模板,合成5'端和3'端引物,PCR扩增并克隆得到花生钙调蛋白基因的2个异型基因.序列分析表明,PCaM-1和PCaM-2均由447个核苷酸组成,共编码148个氨基酸.2个cDNA的核苷酸序列同源性为84%,编码区的氨基酸序列同源性为96%,仅有5处替换:F-L、T-A、M-T、M-T和L-F.     

茶树巯基蛋白酶抑制剂基因的cDNA克隆与序列分析

对多种已知植物巯基蛋白酶抑制剂(cystatin)基因的氨基酸序列进行比对分析,根据其高度保守的氨基酸序列设计一对简并引物,并从茶树品种龙井43鲜叶中提取总RNA,用RT-PCR法扩增出一204bp的cDNA特异片段,然后通过3’/5’RACE的方法,分别扩增出3’端和5’端的序列,从而获得茶树巯基蛋白酶抑制剂基因的cDNA全长序列,所得序列全长627bp,编码101个氨基酸,分子量约11.062KDa。该基因在推测的氨基酸序列中含有巯基蛋白酶抑制剂家族中高度保守的、与其活性有关的QXVXG结构,且经Blast分析表明,该基因序列与其他植物巯基蛋白酶抑制剂基因的氨基酸序列同源性为54%~77%。     

茶树八氢番茄红素脱氢酶cDNA全长克隆与表达分析

八氢番茄红素脱氢酶是类胡萝卜素生物合成途径的关键酶之一。本实验采用3’/5’RACE和RTPCR技术成功扩增出茶树八氢番茄红素脱氢酶基因（PDS）的3’端和5’端序列,序列拼接获得全长cDNA序列,命名为CsPDS,并将其登录至GenBank,登录号KF646537。经生物信息学分析,所得基因cDNA序列全长为2295 bp,开放阅读框（ORF）1749 bp,编码582个氨基酸,预测分子量约为64.86 kDa,理论等电点（PI）为6.77,属于亲水性蛋白。该基因编码的氨基酸序列与柿树PDS序列的同源性达到87%,多序列比对表明茶树PDS具有高度保守区域,基于邻接法的进化树显示与柿树、葡萄的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果显示,CsPDS在‘黄金芽’体内表达没有受抑制,表明‘黄金芽’黄色白化可能不是在CsPDS基因转录水平异常而引起。     

一个辣椒倍半萜环化酶cDNA克隆及其经紫外线和CuCl2处理后的表达特征

从经紫外线处理的辣椒（Capsicum annuum)叶片mRNA建立的cDNA库中筛选出1个长度为1955bp的克隆，SCCCA＃2。该cDNA编码560个氨基酸的蛋白，与SCCCA＃1分别有80．0％和77．2％的核苷酸和推测氨基酸序列同源性，但在3′非翻译区核苷酸同源性很小，此外，还与烟草的TEAS，天仙子的CVS，辣椒的EAS（can5588),番茄的germacrene合成酶基因，棉花的（＋）-delta-cadinene合成酶基因等倍半萜环化酶基因分别有78．0％，71．6％，74．8％，74．6％，40．0％－50．0％的氨基酸序列同源，认为这是1个辣椒倍半萜环化酶的cDNA，Northern blot分析表明，正常情况下SCCCA＃2在辣椒叶片中不表达，而在紫外线，CuCl2作用下有不同程度的表达。     

茶树无色花色素还原酶基因克隆及表达分析

采用EST测序技术和3′RACE技术,获得了茶树儿茶素代谢途径中的一个重要酶—无色花色素还原酶的全长基因,在GenBank的登录号为EF205148,序列全长1 301 bp,其中开放阅读框长1 029 bp,编码342个氨基酸,3′端有一个明显的多聚腺苷酸加尾信号,推测的蛋白分子量约为37.5 kD,理论等电点为5.81。将该基因重组到表达载体pET-32a(+)中进行原核表达,经IPTG诱导、SDS-PAGE检测,结果表明茶树无色花色素还原酶基因能在大肠杆菌BL21中表达,电泳检测到一条大约60 kD的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符。同源性分析表明茶树无色花色素还原酶基因编码的氨基酸序列与其他植物具有较高的相似性,例如与亚洲棉、草莓和葡萄的相似性分别为70%、68%、71%。利用半定量PCR技术检测总儿茶素含量不同的4个茶树品种中与类黄酮合成相关的黄酮醇合成酶(FLS)、二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)、无色花色素还原酶(LAR)、花色素合成酶(ANS)等7个基因的表达情况,结果表明DFR和LAR基因的表达量与茶树中总儿茶素含量呈一定的相关性,而其他基因则与其相关性不大。     

巴西橡胶树CBF1基因的克隆和序列分析

通过RT-PCR技术从橡胶树中克隆了CBF基因家族的保守区,并通过5＇端RACE和3＇端RACE技术克隆了全长为1121 bp的cDNA序列,通过BLAST工具搜索Genbank数据库.结果表明,该cDNA序列同其他植物中的CBF家族基因高度同源,认为该cDNA序列就是橡胶树中的CBF基因.利用genescan和ClastalX工具对该序列进行分析,推测其编码区为693bp,编码231 Aa,并包含一个AP2 DNA结合域.氨基酸同源性分析结果表明,来自橡胶树的CBF基因氨基酸序列与热带起源的作物同源性较高,而与北方种植作物相似性较低.     

茶树品种“小雪芽”冷诱导锌指蛋白基因cDNA研究

分析了低温诱导型新梢白化茶树品种“小雪芽”叶片低温诱导锌指蛋白基因cDNA序列。该序列长度为698bp,与大豆锌指蛋白mRNA同源性为83％,与蓖麻锌指蛋白mRNA同源性为82％;具有可编码230个氨基酸的开放阅读框。与“福鼎大白茶”冷诱导锌指蛋白eDNA序列相比,该eDNA序列在50—51位上核苷酸AT缺失,第143位的A被置换为G,第654位T缺失。其翻译的蛋白质氨基酸序列与“福鼎大白茶”同源性达到99％,但有3个位点的氨基酸变异。该基因表达丰度明显低于“福鼎大白茶”。研究认为,基因结构差异,引起表达强度和蛋白质氨基酸序列的差异,可能是引起“小雪芽”品种对低温敏感的重要因素。     

茶氨酸合成酶基因的全长cDNA克隆及序列分析

采用SMART RACE技术成功克隆了安吉白茶茶氨酸合成酶基因（TS）的全长cDNA序列,并将其登录Genbank,登录号为JN226569。TS基因的cDNA全长为1503bp,开放阅读框（ORF）为1071bp,编码356个氨基酸。经生物信息学分析,TS蛋白的氨基酸残基数为356,分子量为39250.3Da,理论等电点（PI）为5.79,其氨基酸序列中可能不存在卷曲螺旋结构。TS蛋白不存在信号肽序列,不发生跨膜运动,属于亲水性的非分泌蛋白,其磷酸化位点有26个。通过亚细胞定位预测,安吉白茶TS蛋白是一种细胞质蛋白。克隆茶氨酸合成酶基因的全长cDNA序列,对于利用生物技术手段改良茶树品种,以调控茶树中茶氨酸的含量具有重要意义。     

茶树亲环素基因cDNA全长的分析鉴定与原核表达

通过对茶树新梢cDNA文库大量随机测序,获得了一个编码亲环素的全长基因,在GenBank登录,登录号为DQ904327。茶树亲环素基因cDNA全长949 bp,其中开放阅读框全长495 bp,编码蛋白质含有164个氨基酸,分子量约为17.47 kD,等电点约为8.54,它具备5’端非编码区的“CAAT”标志及3’端非编码区的”AATAAA”poly-A加尾信号。其推测的氨基酸序列经与26条其他生物亲环素蛋白氨基酸序列进行CLUSTAL W多序列联配并以Neighbor-Joining法进行进化树构建后,发现与水稻和小麦的相似性较高,达到85%以上。根据亲环素基因开放阅读框序列设计引物,构建了原核表达载体pET/Csin-Cyp,并在大肠杆菌BL21(DE3)中成功诱导出了一个分子量为23 kD的亲环素融合蛋白。     

木奈果实中花青素合成酶基因PsANS的克隆及原核表达分析

根据NCBI数据库中已知的蔷薇科植物花青素合成酶基因序列设计特异引物,从本实验室已经构建好的木奈成熟果实均一化全长cDNA文库中筛选分离得到了一个编码花青素合成酶的cDNA:基因命名为PsANS,登录号:JN560957。该cDNA长1 478 bp,包含137 bp 5’非编码区,267 bp 3’非编码区,开放阅读框长度为1 074 bp。PsANS编码358个氨基酸,分子量为40.41 ku,理论等电点为5.35。经BLAST分析对比发现,PsANS氨基酸序列与甜樱桃、苹果和草莓的ANS氨基酸同源性都很高,分别为98%、93%和89%。将PsANS亚克隆到原核表达载体pGEX-6P-1和pET-32a上,在大肠杆菌BL21中经1mmol/L ITPG诱导表达获得了木奈PsANS融合表达蛋白,其分子量大小与预期的一致,进一步确认本试验克隆得到的PsANS为木奈花青素合成酶基因。     

康乃馨ACC氧化酶cDNA的克隆及其序列分析

以康乃馨(DianthuscaryophyllusL.)花瓣为材料,用改进的异硫氰酸胍一步法提取总RNA,根据已报道的康乃馨ACC氧化酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylicacidoxidase,ACO)基因的序列设计并合成一对引物,通过RT-PCR方法获得一约1.2kb特异片段,把该片段连接到PGEM-Teasyvector上进行测序,其全长共1156bp,编码区915bp,共编码304个氨基酸残基。序列分析结果表明该序列与国外SavinKw报道的康乃馨ACC氧化酶基因的cDNA序列完全相符。推断该基因在康乃馨种内可能是完全或高度保守的。      

花生(Arachis hypogaea L.) CaM基因克隆与序列分析

提取花生(Arachis hypogaea L.)幼嫩叶片基因组DNA,合成5'端和3'端引物,进行PCR并克隆测序,得到CaM基因组的2个异型基因PGCaM-1和PGCaM-3,登录Genebank并注册为AY517933、AY572856。序列分析表明,PGCaM-1序列全长1425 bp,在第25个氨基酸之后有一个长度为973 bp的内含子,PGCaM-3序列全长447 bp。两个异型基因的开放读码框均由447个核苷酸组成,共编码148个氨基酸,同属于EF手型CaM超家族成员,核苷酸和氨基酸序列的同源性分别为96%和98%,与已知花生CaM cDNA序列及氨基酸均有极高的同源性,序列之间的差异可能引起表达和功能上的差异。     

茶树硝酸根转运蛋白基因NRT2.5的克隆及表达分析

通过RACE克隆从茶树[Camellia sinensis (L.)]叶片中获得NRT2.5基因cDNA全长序列。所得基因序列全长为2 457 bp,其中开放阅读框为1 362 bp,编码454个氨基酸,推测蛋白分子量为48.7 kD,理论等电点为9.63。生物信息学分析表明,该基因与可可树、拟南芥等的NRT2.5基因具有高度同源性,且其编码的蛋白质具有NRT家族共有的结构特征。实时定量PCR分析表明,NRT2.5基因在茶树不同组织中均有表达,但主要在成熟叶和根中表达;不同氮浓度处理后,茶树NRT2.5基因在低浓度下的表达量高于高浓度下。     

中国水仙NtPI基因的克隆与表达分析

采用RACE技术从中国水仙‘金盏银台’(Narcissus tazetta var.chinensis)花芽中获得1个与花器官发育有关的MADS-box基因,命名为NtPI(GenBank登录号:JQ326272).该基因全长804 bp,含有1个618 bp的开放阅读框,编码205个氨基酸,具有典型的MADS结构域和K结构域,与仙客来水仙(Narcissus cyclamineus)同源性最高,达98％.系统进化树显示,NtPI属于B类MADS-box基因家族的PI/GLO类基因.半定量RT-PCR分析表明,该基因在‘金盏银台’和‘玉玲珑’2种水仙花朵的各个部位均有表达,但表达的水平有所不同.在‘金盏银台’中,雄蕊和雌蕊的表达量大于花瓣和副冠,而在‘玉玲珑’花瓣和副冠中,表达丰度远远大于雄蕊和雌蕊.