苹果基因邻近未知序列的PCR扩增与测序方法

本文提出的方法是首先利用已知基因序列设计三个巢式PCR引物p14、p15和p16,然后设计3’端为常见酶切位点、5’端为随机引物序列p17的9个酶切位点引物,用p14外引物与9个酶切位点引物进行第一轮PCR扩增,其中前5个反应的退火温度较低可以将酶切位点引物的5’端序列引入到PCR产物中,其余反应则以此PCR产物为模板采用较高的正常退火温度进行,退火温度较高是为了使整个酶切位点引物能稳定地结合到最初反应形成的产物上。为提高PCR产物的特异性和产量,用p15和p16引物分别与p17引物配对进行第二轮和第三轮PCR扩增,电泳检查发现PCR产物条带后进行纯化和测序。为保证序列的正确性,利用测得的DNA序列再设计新引物f3x与p14(或p15)配对,直接用提取的DNA为模板进行PCR扩增和测序。利用此方法成功地获得了苹果FPPS基因邻近的启动子序列528bp和5’UTR序列142bp,并已在GenBank注册（登录号FJ263960）。利用Blastn发现这是GenBank中首次发表苹果FPPS基因启动子序列。这说明用该方法获取基因邻近的未知序列是可行的。     

苹果基因邻近未知序列的PCR扩增方法

利用已知基因序列设计3个巢式PCR引物p14、p15和p16,然后设计3'端为常见酶切位点、5'端为随机引物序列p17的9个酶切位点引物.用p14外引物与9个酶切位点引物进行第1轮PCR扩增,其中前5个反应采用较低的退火温度,目的是将酶切位点引物的5'端序列引入到PCR产物中,其余反应则以此PCR产物为模板采用较高的正常退火温度进行,目的是为了使整个酶切位点引物能稳定地结合到最初反应形成的产物上.为提高PCR产物的特异性和产量,用p15和p16引物分别与p17引物配对进行第2轮和第3轮PCR扩增,电泳检查发现PCR产物条带后进行纯化和测序.为保证序列的正确性,利用测得的DNA序列再设计新引物f3x,将f3x与p14(或p15)配对、直接用提取的DNA为模板进行PCR扩增和测序.利用此方法成功地获得了苹果FPPS基因邻近的启动子序列528bp和5'UTR序列142bp,并已在GenBank注册(登录号FJ263960),利用Blastn发现这是GenBank中首次发表苹果(Malus domestica Borkh.)法尼基焦磷酸合酶基因(FPPS)启动子序列.     

玉米颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS )基因cDNA的克隆及植物表达载体的构建

根据已发表的玉米颗粒结合型淀粉合成酶GBSS（granule-bound starch synthase）基因序列,设计两对引物,其中一对为定点突变的过度引物。从授粉后15d的玉米胚乳中提取总RNA,以反转录合成的cDNA第一链为模板,首次用定点突变、RT-PCR、融合PCR的方法克隆了GBSS 基因的全长cDNA（1818bp）片段。序列测定表明,该片段与文献报道的序列具有99.72％的同源性。并构建了以胚乳特异表达性的Gt1为启动子,以NOS-ter为终止子的植物表达载体pBI-Gt1-GBSS,其含有NPT‖选择标记基因。以期实现特定时期GBSS基因在玉米胚乳中的大量表达。     

用PCR法从cDNA文库中快速克隆基因

以λgtll为载体,构建家兔睾丸文库.平板扩增6×105pfus,提取λDNA作为PCR模板.根据GenBank已发表spl0cDNA的同源序列,选择高度保守区域设计5'端引物(SP5'),另加与构建文库载体λgtll序列互补的正向(FP)或反向引物(RP)共同配对组成PCR循环引物.利用SP5'+Rp或SP5'+FP引物对扩增出sp10cDNA的3'端.根据3'端的测序结果,设计sp10的3'端引物(SP3'),利用SP3'+RP或SP3'+FP引物对扩增出sp10cDNA的5'端.应用该方法成功地克隆了家兔精子膜蛋白sp10cDNA(rsp10),说明该方法是一种快捷可行的cDNA克隆方法.     

甜橙β-胡萝卜素羟化酶cDNA克隆及其瞬间反义表达*

根据已报道的温州蜜柑(Citrus unshiu)β-胡萝卜素羟化酶(BCH)cDNA序列(AF296158)，设计1对引物，以华盛顿脐橙(C.sinensis)成熟果实cDNA为模板，采用PCR扩增出1条长为1057bp的cDNA片段，将此片段克隆入pUCm—T载体，测序结果表明，所得序列与已报道序列同源99．62％，表明所获得的基因是BCH基因。将该基因反义插入到pBI121中构建成反义植物表达载体，其正确性得到测序的鉴定。含有该植物表达载体的根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)在脐橙白皮层中诱导了β-胡萝卜素积累。     

苹果sMdCAX1基因超表达载体的构建及遗传转化

为使sMdCAX1基因能在苹果中高效表达,改善苹果对Ca~(2+)吸收转运的能力,本研究构建了sMdCAX1植物超表达载体并将其通过农杆菌介导法转入长富6号苹果中。根据MdCAX1基因序列设计引物,从长富6号中克隆MdCAX1基因,通过PCR方法截除编码MdCAX1基因的N末端序列,获得sMdCAX1片段。利用重叠PCR方法将sMdCAX1序列中的SacI位点进行定点突变,并在序列两端分别添加BamHI和SacI酶切位点,获得长度为1272bp的突变序列sMd1+2Mu。利用BamHI和SacI双酶切sMd1+2Mu和植物表达载体pYH4215,目的片段经回收、连接、转化和筛选,获得植物双元表达载体pYH4215-sMd1,并将该载体转化农杆菌菌株EHA105。以长富6号无菌试管苗叶片为受体,进行遗传转化获得了转基因植株,经鉴定,有6个株系呈GUS染色阳性,其中2个株系呈PCR阳性。进一步对PCR鉴定阳性的株系进行RT-PCR分析,表明sMdCAX1基因在这2个株系中得到表达。本试验结果为进一步研究苹果MdCAX1基因的功能和通过转基因方法提高苹果果实钙含量奠定了基础。     

香蕉乙烯受体基因RNA干扰表达载体的构建

设汁两对引物，PCR扩增香蕉乙烯受体基因cDNA序列自AUG启始密码子起长538bp区段的正向(记为5‘I)、反向(记为AI’)DNA区段。构建含该正、反向互补重复序列DNA片段的中间载体，经测序证实连接正确后。克隆到植物表达载体pCAMBIA-1301中的GUs基因位置并经双酶切证实。在所得表达载体pCAMBIA-1301-S5’I-AI’中，该插入正反互补重复片段处于35S启动子之后，由此转录的mRNA因两端序列反向互补而形成发夹式RNA，因此可应用于RNA干扰研究。同时，文中对构建含正、反向重复序列插入片段植物表达载体过程中出现的插入片段链内退火引起连接困难等问题进行了分析讨论。     

利用PCR介导的基因置换技术构建阿维链霉菌bkdF-突变株

PCR介导的基因置换技术是一种利用λ噬菌体Red重组系统在微生物中进行基因中断的新方法。实验利用该方法快速构建基因中断载体，并成功地置换了阿维链霉菌（Streptomyces avermitilis）bkdF基因。先合成1对长度分别为58和59nt的引物，其5’端的39nt序列分别与bkdF基因两侧同源，3’端则分别与安普霉素抗性标记盒（aac（3）Ⅳ＋onT）两侧序列一致。以该引物扩增的PCR产物电转化能表达λRed重组酶且含有目标质粒的大肠杆菌（Eschcrichia．coli）菌株BW25113／pU790／pXW1224，获得了阳性重组质粒pXW1230。将该质粒中的大小为4．0kbBglⅡ目的片段插入基因置换载体pHZl35l，再接合转移至阿维链霉菌BJBM9903，筛选得到表型为Apma^RThio^S的接合子。PCR验证并对发酵产物进行HPLC和MS分析，证实该接合子为敞dkdF^-突变株。     

利用甘薯质体同源片段构建多顺反子表达载体

本研究利用质体基因组的进化保守性，根据烟草质体基因组全序列设计引物，从甘薯（lpomoea batatas L．）质体基因组中克隆了两个相邻的功能基因rbcL（GenBank登录号为AY942199）和HaccD（GenBank登录号为AY942200），以此作为定点整合外源基因的同源重组片段。选用水稻质体基因组强启动子prm及psbA3’非翻译区调控选择标记基因aadA和报告基因gfp，构建多顺反子表达盒prm—aadA-gfp-psbA-3＇，之后将表达盒克隆进甘薯质体同源片段中，获得甘薯质体多顺反子定点整合表达载体pSAG，酶切鉴定结果表明所构建的载体符合预期设计。这为后期甘薯质体转化体系的建立和通过质体基因工程手段将更多目的基因导入甘薯进行遗传改良奠定了基础。     

水牛促卵泡素受体(FSHR)基因5′端侧翼序列的克隆与分析

促卵泡素(FSH)是动物脑垂体分泌作用于卵巢卵泡生长、发育、分化、成熟和排卵的重要繁殖激素。由于是生物大分子,不能透过细胞膜,FSH必须与靶细胞膜上的促卵泡素受体(FSHR)结合,经过受体介导将信息传递到靶细胞内,才能发挥其生物学功能。目前国内外已对牛、山羊等多种动物的FSHR基因的cDNA序列进行了克隆测序,但是关于水牛FSHR基因5′端侧翼序列还未见报道。本研究对水牛FSHR基因5′端序列进行克隆和序列分析,其目的是寻找水牛FSH受体基因的SNP突变位点,从而为以后进行FSH受体基因的多态性分析和探索该受体基因在水牛繁殖中的可能作用打下基础。由水牛血液中提取DNA,与根据牛FSH受体基因序列设计的特定引物进行PCR反应,以合成FSHR 5′端侧翼调控区,扩增的该片断经分离、回收和纯化后再插入到pMD18-T质粒中,筛选阳性克隆,将插入了FSHR 5′端侧翼端片断的质粒纯化后进行序列测定和分析,弄清核苷酸序列和假定的氨基酸顺序并通过GeneBank进行同源性分析。结果表明,PCR扩增获得的片段为939 bp,与中国西门塔尔牛该段序列相比,同源性为97.44%,在-720 bp处的1个碱基缺失;与山羊的FSHR基因比较,同源性为94.78%,在-625~-619 bp处有7个碱基的插入;在此激素反应元件3′端一段序列(-530~-526 bp)水牛和山羊的相同均为TGACC,而西门塔尔牛为CGACC,但三者5′端一段序列(-679~-675 bp)没有突变并且相同,均为GGTCA;与人和大鼠FSHR基因不同的是,在牛、水牛和羊的FSHR基因启动子区检索出了TATA盒基元和多个类CAAT盒序列,且在水牛、山羊和牛之间没有碱基差异。因此,对水牛FSHR基因转录启动和表达调控值得进一步研究。     

奥利亚罗非鱼和尼罗罗非鱼SRY基因同源克隆和序列分析

采用人SRY基因保守序列的特异性引物，对奥利亚罗非鱼（Orcocbromis aureus）和尼罗罗非鱼（O．nilotica）雌、雄个体基因组进行PCR扩增，回收其中的600bp片段，分离克隆并双向测序。用DNAStar分析比较所得序列，表明克隆的600bp片段为SRY基因的同源序列。对两种罗非鱼雌、雄个体SRY同源序列进行多序列比较分析（CLUSTAL W分析），表明罗非鱼间SRY同源序列的相似性非常高，但仍存在性别间、种间差异。奥利亚罗非鱼雌、雄间序列相似性为99．5％，尼罗罗非鱼雌、雄间为99．5％，奥利亚罗非鱼与尼罗罗非鱼种间则为98．7％，罗非鱼与人类SRY基因间只有7．1％，结果为进一步研究罗非鱼SRY同源基因与性别决定的关系提供了可能性。根据这些结果构建了罗非鱼系统分类树，表明奥利亚罗非鱼与尼罗罗非鱼具有很近的亲缘关系。     

鸡端粒酶RNA基因的克隆

本研究采用扩增条件优化的PCR扩增技术,以MDCC-MSB1细胞基因组DNA为模板扩增出鸡端粒酶RNA（chicken telomerase RNA,chTR）全长基因,克隆到pMD18-T载体中,经酶切鉴定和PCR鉴定后测定序列。序列分析表明所克隆的鸡端粒酶RNA基因全长465bp,其中模板区的11个核苷（5＇-CUAACC-CUAAU-3＇）合成端粒亚单位（TTAGGG）n。chTR基因的克隆为进一步研究chTR在马立克氏病发病过程中的作用以及马立克氏病的发病机制提供可能的序列基础。     

蓝猪耳胚珠磷脂酶C基因TfPLC1启动子的克隆及载体构建

应用衔接头PCR技术，以蓝猪耳全基因组DNA分别经DraI、EcoRV、PvuII、SmaI消化后与衔接头连接产物为模板，用衔接头引物和TfPLC1基因的特异引物经过多轮的巢式PCR，先后克隆到两个大小为798bp、813bp的TfPLC1基因上游序列；经测序、blastn比较分析和拼接得到一个蓝猪耳TfPLC1基因的启动子序列，共1432bp。序列分析表明它含有类似于TATA box和CAAT box的元件，在其远端上游区域还有多个AT富含区，而且还含有多个胚乳特异表达启动子的元件。将该启动子全序列和5’端缺失的700bp序列与PBI121分别构建了植物表达载体PPP1326和PPP700，用于转化蓝猪耳，以验证该启动子的功能。该启动子的克隆对于研究蓝猪耳胚珠TfPLC1基因的表达调控及功能具有重要意义。     

嗜水气单胞菌aer毒素基因的克隆及核苷酸序列分析

以自行分离的嗜水单胞菌分离株AHCS02为研究对象,分析其产生的aer毒素基因结构.根据GenBank中aer毒素的基因序列（M16495）,设计扩增编码aer毒素成熟蛋白基因的引物,以AHCS02的基因组DNA为模板,PCR扩增出长度为1 332 bp的核苷酸片段,进行pMD18-T载体克隆.酶切鉴定后进行序列测定和分析,结果表明扩增的片段与M16495的同源性达92%,将测得的序列登录GenBank数据库,所得的序列编号为AY136943.分析推导其核苷酸编码的氨基酸序列显示：其编码443个氨基酸,为aer毒素成熟蛋白的基因,与M16495相比,氨基酸差异主要集中在422氨基酸残基至436氨基酸残基的位置上,在这个位置上共有8个氨基酸残基发生变化,其中在435和437氨基酸残基之间有一个氨基酸密码子丢失,氨基酸的同源性达95.5%.证明aer毒素基因的5＇端保守,3＇端变异较大.     

一种改良的从LongSAGE标签中鉴定猪新基因的GLGI方法

将长的基因表达序列标签(LongSAGE)和结合标签的基因序列延伸(GLGI)技术相结合,对GLGI的方法进行改良。(1)将原始GLGI方法中正向引物中长为10bp的SAGE标签特异序列改为17bp的LongSAGE标签;(2)针对不同LongSAGE标签,在PCR反应中给定相应不同的退火温度;(3)在PCR反应中用普通的DNA聚合酶代替高保真酶(Pfu);(4)在PCR反应的克隆中,使用普通的T载体和感受态细胞代替原始方法中特异的载体和感受态细胞。利用改良的GLGI方法分离的EST位于cDNA的3′末端并带有加尾信号和ploy(dA)尾巴。该方法在鉴定低丰度表达的基因时比普通的EST测序方法具有更高的灵敏性。     

Sensitive PCR analysis of animal tissue samples for fragments of endogenous and transgenic plant DNA

An optimized DNA extraction protocol for animal tissues coupled with sensitive PCR methods was used to determine whether trace levels of feed-derived DNA fragments, plant and/or transgenic, are detectable in animal tissue samples including dairy milk and samples of muscle (meat) from chickens, swine, and beef steers. Assays were developed to detect DNA fragments of both the high copy number chloroplast-encoded maize rubisco gene (rbcL) and single copy nuclear-encoded transgenic elements (p35S and a MON 810-specific gene fragment). The specificities of the two rbcL PCR assays and two transgenic DNA PCR assays were established by testing against a range of conventional plant species and genetically modified maize crops. The sensitivities of the two rbcL PCR assays (resulting in 173 and 500 bp amplicons) were similar, detecting as little as 0.08 and 0.02 genomic equivalents, respectively. The sensitivities of the p35S and MON 810 PCR assays were approximately 5 and 10 genomic equivalents for 123 bp and 149 bp amplicons, respectively, which were considerably less than the sensitivity of the rbcL assays in terms of plant cell equivalents, but approximately similar when the higher numbers of copies of the chloroplast genome per cell are taken into account. The 173 bp rbcL assay detected the target plant chloroplast DNA fragment in 5%, 15%, and 53% of the muscle samples from beef steers, broiler chickens, and swine, respectively, and in 86% of the milk samples from dairy cows. Reanalysis of new aliquots of 31 of the pork samples that were positive in the 173 bp rbcL PCR showed that 58% of these samples were reproducibly positive in this same PCR assay. The 500 bp rbcL assay detected DNA fragments in 43% of the swine muscle samples and 79% of the milk samples. By comparison, no statistically significant detections of transgenic DNA fragments by the p35S PCR assay occurred with any of these animal tissue samples.     

小麦AB基因组中一个重复序列的分离、定位与应用

利用102对微卫星引物对5份黑麦（Secale）、4份普通小麦（Triticum aestivum）和1份分枝小黑麦（Triticale）进行SSR分析,引物Xgwm614能在分枝小黑麦中扩增出一个387bp的特异DNA片段（记为FZ387,GenBank登录号为EF179137）,而黑麦未能扩增出。序列比对结果显示该片段与一粒小麦（T. monococcum）（AY485644）和栽培二粒小麦（T. turgidum）（AY494981）A基因组中Gypsy Ty3-LTR反转座子fatima的一部分分别有94%和95%同源性。根据序列同源性比对结果,在FZ387内部设计1对特异引物FaF和FaR。引物Xgwm614F和FaR能在含有A基因组的物种中扩增出约350bp的条带（记为A350）,而其不含A基因组的物种都未扩增出该条带。利用小麦二体和端体代换系材料对其进行定位,结果显示该片段分布在所有A染色体的长臂和断臂上。此外,引物FaF和Xgwm614R能在含有A、B或AB基因组的物种中扩增出约350bp的条带（记为AB350）,而不含AB基因组的材料未扩增出目标条带。利用这两对特异引物对小麦属近缘物种进行PCR扩增,发现只有中国春能够扩增出A350和AB350。序列比对结果和FZ387两侧SSR引物结合区的规律性变化表明该反转座子在进化上可能存在属间多样性和属内相似性。A350和AB350也可以分别作为分子标记检测A染色体和AB染色体。     

金柑LEAFY同源基因克隆与全序列分析

通过PCR扩增,从融安金柑基因组DNA中克隆出一条2 361 bp的DNA片段,该DNA克隆含有1个2 081 bp的LEAFY同源基因全长序列(FcLFY)。金柑LEAFY同源基因包含2个内含子和3个外显子,编码398个氨基酸。比对结果表明,金柑LEAFY同源基因与甜橙、枳的LEAFY同源基因的核苷酸和氨基酸序列的同源性均为98%。该研究为今后从分子水平上研究金柑开花调控机理打下了坚实的基础。     

鸡、猪BPI氨基端的基因克隆和鉴定

为了克隆杀菌/通透性增加蛋白(BP I)N端cDNA,构建重组体pM D 18-T-BP I,并进行序列鉴定,应用RT-PCR技术,参照G enB ank报道的预测序列,从鸡多形核白细胞(PM N)mRNA中扩增出杀菌/通透性增加蛋白(BP I)氨基端95个氨基酸的基因片段,并与pM D 18-T连接,构建BP I氨基端的基因重组体,进行酶切鉴定和序列测定;从猪PM N的总mRNA中扩增出BP I氨基端48个氨基酸的基因片段,进行测序鉴定。获得鸡BP I N端长度为285 bp的基因片段。序列分析证实该片段中有3个点突变,但均不在活性中心;获得猪BP IN端长度为146 bp的基因片段。成功克隆出BP I N端基因,经序列测定,确认为BP I基因,为进一步表达该基因奠定了基础。