野大麦CIPK基因的亚细胞定位

为明确野大麦CIPK基因在植物亚细胞水平上的定位情况,以已知细胞质膜定位的拟南芥AtCBL1基因和液泡膜定位的AtCBL3基因作为参照,构建了这两个基因分别与红色荧光蛋白基因（RFP）融合的植物表达载体（参照载体）,以及野大麦CIPK基因与绿色荧光蛋白基因（GFP）融合的植物表达载体（目标载体）,利用基因枪转化法将参照载体和目标载体共转化洋葱上表皮细胞,瞬时表达后利用激光共聚焦显微镜进行共定位分析。结果表明,该基因主要定位于细胞膜和细胞核,为进一步深入分析该基因的功能提供了重要依据。     

水稻水通道蛋白OsPIP2-6的亚细胞定位研究

[目的]探讨水稻水通道蛋白OsPIP2-6的亚细胞定位。[方法]克隆了水稻中的重要通道蛋白OsPIP2—6基因,构建了瞬时表达载体,通过基因枪法在洋葱表皮中进行瞬时表达,并通过激光共聚焦显微镜进行了观察。[结果]水稻水通道蛋白OsPIP2-6主要定位在细胞质膜上,证明了OsPIP2-6是个水通道蛋白。[结论]为植物水通道蛋白的深入研究提供了理论依据。     

水稻水通道蛋白OsPIP2-6的亚细胞定位研究（摘要）

[目的]探讨水稻水通道蛋白OsPIP2-6的亚细胞定位。[方法]克隆了水稻中的重要通道蛋白OsPIP2-6基因,构建了瞬时表达载体,通过基因枪法在洋葱表皮中进行瞬时表达,并通过激光共聚焦显微镜进行了观察。[结果]水稻水通道蛋白OsPIP2-6主要定位在细胞质膜上,证明了OsPIP2-6是个水通道蛋白。[结论]为植物水通道蛋白的深入研究提供了理论依据。     

真盐生植物盐穗木HcWD-40蛋白的亚细胞定位

[目的]WD-repeat蛋白是一类结构高度保守的蛋白质家族,常分布于细胞质或细胞核内,具信号转导、染色体组装,转录调控等多种功能.实验对极端耐盐的藜科真盐生植物盐穗木的WD-40蛋白进行亚细胞定位,初步探讨该基因参与盐穗木耐盐抗旱的机制.采用绿色荧光蛋白(GFP)基因为报告基因,对真盐生植物盐穗木HcWD-40基因的表达产物进行亚细胞水平定位.[方法]PCR扩增获得序列正确的HcWD-40,构建pCAMBIA 1301-1-HcWD-40-mGFP融合基因表达载体,采用伯乐(Bio-RAD)基因枪介导的方法转化到洋葱表皮细胞中,28℃暗培养16～24 h后,以仅表达GFP的洋葱细胞作为对照,利用激光共聚焦显微镜观察GFP在洋葱表皮细胞中的分布.[结果]重组载体pCAMBIA 1301-1-HcWD-40-mGFP可成功转入洋葱表皮细胞且HcWD-40蛋白正确表达.激光共聚焦显微镜检测结果表明该基因表达产物分布于细胞质与细胞核中.[结论]目的蛋白HcWD-40定位于细胞质和细胞核内,可能间接或直接参与多种细胞过程的调控.     

紫云英根瘤中特异表达CCPs基因的同源分析及表达定位

将紫云英根瘤中特异表达的编码CCPs(cysteine cluster protein)同源多肽的蛋白AsF259在大肠杆菌表达菌株(DH10B)中进行体外诱导表达,分别检测其在洋葱表皮细胞与紫云英根瘤中的细胞定位,并利用免疫荧光技术,检测紫云英中AsF259基因的时空表达特征。结果表明:AsF259蛋白分布于洋葱表皮的细胞壁、细胞膜、细胞质;基因表达和融合蛋白定位实验显示,AsF259在根瘤中呈特异性表达,在类菌体分化前期大量表达,且AsF259蛋白与类菌体共定位,表明AsF259基因属于NCR家族,在类菌体分化、维持和共生固氮过程发挥重要作用。     

番茄水通道蛋白基因SlAQP的克隆与序列分析

【目的】通过分析克隆得到的番茄水通道蛋白SlAQP基因的cDNA全长序列特征、编码蛋白的细胞定位及其在番茄材料Mirco Tom中经干旱胁迫后的表达模式,为进一步研究番茄在逆境下的抗逆机制及加快番茄抗逆育种积累资料。【方法】采用RACE 技术克隆番茄水通道蛋白基因的cDNA全长,结合生物信息学软件分析该基因的编码蛋白特性;利用基因枪转化法将SlAQP基因与GFP融合的瞬时表达载体（SlAQP::GFP）转入洋葱表皮细胞,对该基因进行亚细胞定位;利用Real time-PCR 分析该基因在番茄品种Mirco Tom中经干旱胁迫下的表达机制。【结果】SlAQP基因（GenBank登录号：HQ433337）cDNA全长为1 107 bp,编码区含852 bp,共编码283个氨基酸。生物信息学软件分析表明,SlAQP基因含有6 个跨膜区,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,且该基因氨基酸序列与其它物种PIP 类质膜型水通道蛋白氨基酸序列具有很高的同源性。11个物种间的聚类分析表明,SlAQP基因编码的蛋白与马铃薯质膜型水通道蛋白遗传距离最近。细胞定位结果确认SlAQP基因编码蛋白在细胞质膜上发挥生物学作用。Southern杂交结果显示,SlAQP基因在番茄基因组DNA中呈单拷贝。Real time-PCR 分析结果证实,干旱胁迫下该基因表达量总体呈下降趋势。【结论】对番茄水通道蛋白SlAQP基因在干旱胁迫后的表达模式分析,预示该基因表达受逆境条件的影响,为今后进一步探讨其在干旱胁迫中发挥的作用提供了重要信息。     

甜瓜谷氨酰胺合成酶的亚细胞定位

在一级结构上的差异,使得植物中胞质型(GSJ)与质体型(GS2)谷氨酰胺合成酶(GS;EC 6.3.1.2)在生理水平上的作用及亚细胞结构中的定位不同.GSI通常定位于细胞质中,而GS2则多定位于细胞质体(叶绿体)中中.为了对课题组从甜瓜(Cucumismelo L.)中克隆到的首个胞质型(M-GSI,GenBank登录号:DQ851867)及质体型(M-GS2,GenBank登录号:AY773090)GS基因的表达产物进行亚细胞定位,本研究在对其进行生物信息学分析和定位预测的基础上,通过将其各自的编码区分别与定位报告基因--黄色荧光蛋白YFP即基因融合,构建重组植物表达载体(pA7-GS1-YFP和pA7-GS2-YFP),在基因枪轰击下转入洋葱内表皮细胞中瞬时表达,再用激光扫描共聚焦显微镜对各表达产物在洋葱内表皮细胞内的分布情况进行了观察和分析.2种手段分析结果均提示,M-GSI定位于细胞质中,而M-GS2则定位于细胞的质体中.对甜瓜谷氨酰胺合成酶进行精确亚细胞定位,为进一步探讨M-GSI和M-GS2在提高植物N素利用效率上的作用奠定了基础.     

水稻抗白叶枯病相关基因的亚细胞定位

利用亚细胞定位技术对水稻抗白叶枯病相关基因的表达产物进行了分析,为基因功能分析提供了重要信息。通过前期基因芯片筛选、半定量/定量PCR的验证及基因功能注释,从高抗白叶枯病水稻品种Y73中筛选了18个潜在的与抗白叶枯病相关的基因,并在烟草叶片细胞中进行亚细胞定位分析。通过观察融合有绿色荧光标记(sGFP)的表达产物,初步了解这些基因在烟草细胞中的表达位置。经过激光共聚焦显微镜观察后发现: 其中4个基因的 sGFP 融合蛋白定位于细胞核上,可能发挥了转录因子的功能;4个基因的 sGFP 融合蛋白定位于细胞质膜上,推测可能与细胞质膜的稳定或控制蛋白转运相关;4个基因的 sGFP 融合蛋白同时定位于细胞核和细胞质膜上;另有6个基因的 sGFP 融合表达后没有观察到明显的定位信号。     

甘蓝纤维素合成酶基因BoCesA的克隆与序列分析

为研究甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因在干旱胁迫下的表达模式,通过同源克隆得到甘蓝纤维素合成酶基因的cDNA全长,利用生物信息学软件分析该基因的特征;构建含BoCesA和GFP的融合表达载体,通过基因枪转化洋葱表皮细胞试验对该基因进行亚细胞定位;利用荧光定量PCR分析基因在不同组织中的表达情况及干旱胁迫下的表达模式。甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因的cDNA全长为2 721bp,编码906个氨基酸,在N端含有锌指结构域和2个跨膜区,C端含有6个跨膜区,除包含植物纤维素合成酶基因共有的保守区外,还包含2个高突变区。通过氨基酸序列比对分析,发现甘蓝的该基因与拟南芥的AtCesA3基因同源性较高。亚细胞定位表明BoCesA基因初步定位于细胞质膜上。荧光定量PCR分析表明该基因在叶中的表达量高于茎和根中的表达量,在NaCl、PEG处理下BoCesA表达量呈现先升高后下降的趋势。通过对甘蓝纤维素合成酶BoCesA基因在NaCl、PEG胁迫下的表达分析,预测该基因对干旱胁迫有响应,它的表达受干旱胁迫的影响,这为进一步研究基因功能奠定了基础。     

青枯菌Ⅲ型分泌系统HrcN原核表达与亚细胞定位

为探究青枯菌Ⅲ型分泌系统（type Ⅲ secretion system，T3SS）HrcN在致病过程中的功能，分别克隆青枯菌CBM613菌株的hrcN基因并连接至pET30a和pRI-eGFP载体，转化寄主细胞，开展原核表达及亚细胞定位研究。结果显示，HrcN蛋白是T3SS的结构组分之一，具有ATP酶活性，可在胞内水解ATP酶为效应蛋白的分泌过程提供能量。蛋白亚细胞定位预测表明，青枯菌HrcN蛋白定位于细胞内膜和细胞质，激光共聚焦定位结果显示，HrcN蛋白部分在叶绿体表达，部分在细胞内膜和细胞质表达，与蛋白亚细胞定位预测结果基本一致。据此推测HrcN是一种定位于细胞内膜上的外周蛋白，该结论为后续研究青枯菌T3SS的功能及其致病机制奠定基础。     

梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-1和HaFT-2克隆及表达分析

根据前期梭梭干旱转录组测序得到的Unigene序列,成功克隆2个梭梭14-3-3蛋白基因,分别命名为HaFT-1和HaFT-2,并对其进行基因表达分析。结果表明:HaFT-1基因在梭梭的根、种子中均可表达,且根中表达最强;HaFT-2基因在梭梭同化枝中表达最强,根的表达量次之。干旱胁迫后HaFT-1和HaFT-2基因的表达量均下调。本研究初步分析HaFT-1、HaFT-2基因的表达模式,为进一步研究该基因功能奠定基础。     

文心兰OnRR10基因的克隆及表达分析

为了鉴定控制文心兰花瓣衰老的关键基因,从文心兰花瓣中提取总RNA,利用RACE技术,得到OnRR10基因（登录号:MN337795）。该基因全长630 bp,编码209个氨基酸大小的蛋白质。蛋白质二级结构分析表明,OnRR10蛋白为亲水性蛋白,定位于细胞核中。同源序列比对及系统进化分析显示,OnRR10基因属于YesN家族。兰科中,OnRR10蛋白与小兰屿蝴蝶兰OnRR10亲缘关系最近。实时荧光定量分析表明,OnRR10基因在文心兰花发育的A时期（花苞期）和F时期（衰老早期）表达量达到最高值;基因表达似不受生物钟控制;细胞分裂素处理后表达分析表明,短时间内受6-BA刺激基因表达量急速上升。结果表明,OnRR10基因可能通过细胞分裂素作用而参与文心兰花瓣衰老过程。     

番茄匍柄霉SlCmr1基因克隆及其敲除载体的构建

【目的】克隆番茄匍柄霉（Stemphylium lycopersici）SlCmr1基因,并构建SlCmr1基因敲除载体,为研究该基因功能打下基础。【方法】根据NCBI数据库提供的番茄匍柄霉基因组信息设计引物,PCR扩增得到SlCmr1基因的DNA全长和CDS序列,并对SlCmr1基因编码的蛋白进行生物信息学分析。利用SlCmr1基因上、下游1100 bp左右的序列设计引物,分别PCR扩增SlCmr1基因的上、下游片段,通过酶切连接的方法将SlCmr1基因的上、下游序列分别插入载体pCX62,构建SlCmr1基因敲除载体。【结果】SlCmr1基因的DNA全长为3275 bp,CDS长度为3018 bp,有3个内含子,编码蛋白序列全长1005 aa,分子式为C₄₈₈₂H₇₆₄₂N₁₄₀₄O₁₄₉₉S₆₁,分子量为111.94 kD,理论等电点为（pI）6.64,半衰期30 h,不稳定指数58.72,亲/疏水性平均值为-0.424,预测亚细胞定位于细胞核,存在2个相邻的ZnF_C2H2结构域和1个GAL4结构域,推测SlCMR1为不含跨膜区域的非分泌、不稳定可溶性蛋白。分别将SlCmr1基因上、下游序列插入pCX62载体,成功构建了基因敲除载体pCX62-SlCmr1。【结论】SlCmr1可能是真菌调控色素合成的关键基因,在真菌的次级代谢产物合成中发挥重要作用。     

苦荞FtCAD-1和FtCAD-2基因克隆及组织表达分析

【目的】克隆苦荞肉桂醇脱氢酶（CAD）基因并分析其组织表达特性,为深入研究CAD基因在苦荞果壳形成中的分子调控机制提供理论依据。【方法】基于苦荞转录组测序结果,从苦荞厚果壳品种云荞1号和薄果壳品种小米荞克隆CAD基因,对其序列进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测CAD基因在不同果壳厚度类型（厚果壳苦荞和薄果壳苦荞）不同组织的表达情况。【结果】从薄果壳苦荞和厚果壳苦荞中均克隆获得2条苦荞CAD基因,且这2条基因序列在薄果壳苦荞与厚果壳苦荞中均完全一致,命名为FtCAD-1和FtCAD-2。FtCAD-1基因的开放阅读框（ORF）长度为876bp,编码291个氨基酸残基,为疏水性的稳定酸性蛋白,定位于细胞核和细胞质;FtCAD-2基因的ORF长度为1083bp,编码360个氨基酸残基,为亲水性的稳定酸性蛋白,定位于细胞质。FtCAD-1和FtCAD-2蛋白均具有CAD蛋白3个典型的保守结构域,且不具有跨膜结构域和信号肽,属于非分泌蛋白。FtCAD-1与数据库目标蛋白2cf5.1.B的结构相似度为74.74%,而FtCAD-2与数据库目标蛋白5z0c.1.A的结构相似度为63.03%。FtCAD-1与拟南芥的第一类CAD蛋白（AtCAD4和AtCAD5）的亲缘关系较近;FtCAD-2与拟南芥的第二类CAD蛋白（AtCAD2、AtCAD3、AtCAD6等）的亲缘关系较近。FtCAD-1和FtCAD-2基因均在种仁中的相对表达量最高,且厚果壳苦荞与薄果壳苦荞间无显著差异（P>0.05）。FtCAD-1基因在厚果壳苦荞叶、花和果壳中的相对表达量显著（P<0.05,下同）或极显著（P<0.01）高于薄果壳苦荞,尤其是在厚果壳苦荞果壳中相对表达量是薄果壳苦荞的16倍。FtCAD-2基因除了在薄果壳苦荞果壳中相对表达量显著高于厚果壳苦荞外,在其他组织中的相对表达量均表现为厚果壳苦荞高于薄果壳苦荞。【结论】FtCAD-1属于第一类CAD基因,具有明显的组织表达特异性,推测其在苦荞木质素生物合成过程中发挥重要调控作用。     

红花CtMYB-TF1基因的克隆与表达分析

为了探索R2R3-MYB转录因子与植物类黄酮的次生代谢调控之关系,及对植物花青素合成代谢的作用,以红花花瓣为试验材料,采用RT-PCR结合RACE技术,从红花(Carthamus tinctorius)中克隆获得1个全长1 260 bp的调控花青素代谢的 CtMYB-TF1基因。结果表明,该基因序列可编码249个氨基酸,其蛋白质分子质量为28.08 ku;红花CtMYB-TF1蛋白分子式为C_(1220)H_(1930)N_(358)O_(378)S_(13),是一种不稳定的碱性亲水蛋白;由系统进化树分析可知,红花 CtMYB-TF1与葡萄 VvMYBPA1亲缘关系较近;通过RT-qPCR技术对表达体系进行基因表达量的检测分析,红花 CtMYB-TF1基因在花期的各个时期相对表达量均高于红花CtANS基因,并且随着花期的延长红花 CtMYB-TF1基因和CtANS基因的相对表达量也有增高,其中在花期的第5天红花 CtMYB-TF1基因的相对表达量出现峰值,说明 CtMYB-TF1基因对CtANS基因具明显的上调作用,可为构建高产、稳定的红花基因工程改良细胞株提供参考。     

小麦TaARF20基因克隆及表达分析

【目的】克隆TaARF20基因,并分析其表达特性,为解析小麦生长素响应因子（ARF）基因家族成员的调控机制提供理论依据。【方法】以普通小麦为材料,利用同源克隆技术获得TaARF20基因的cDNA全长序列,利用生物信息学软件分析其序列特征,并通过亚细胞定位试验明确TaARF20蛋白的作用部位。将TaARF20基因与表达载体PcoldTF连接,转化大肠杆菌中进行原核表达。采用实时荧光定量PCR检测TaARF20基因在普通小麦不同组织及普通小麦和多子房小麦不同发育时期幼穗中的表达模式。【结果】TaARF20基因包含1个内含子和2个外显子,编码区（CDS）长度为1116 bp,编码371个氨基酸残基,蛋白分子量约40.38 kD,理论等电点（pI）为4.96,脂溶性系数为19.80,疏水性系数为0.985,不稳定系数为50.51,属于不稳定蛋白,定位在细胞核中,含有ARF家族蛋白的保守结构域和B3 DNA结合域,主要由α-螺旋（18.06%）、无规则卷曲（59.57%）和延伸连（22.10%）组成。启动子区含有激素响应、光响应和低温响应等多个顺式作用元件。TaARF20蛋白与二粒小麦ARF20的氨基酸序列相似性最高,亲缘关系也最近。TaARF20融合蛋白在原核系统中成功表达。TaARF20基因在小麦的根、叶、幼穗和籽粒中均有表达,但在幼穗中的相对表达量最高。对于长度为3和4 cm的幼穗来说,普通小麦TaARF20基因的相对表达量低于多子房小麦,但对于长度为5、6、8和9 cm的幼穗,普通小麦TaARF20基因的相对表达量高于多子房小麦。【结论】TaARF20基因在小麦穗生长发育中发挥重要调控作用,推测其是调控穗型、穗大小或穗粒数的关键基因。     

陆川猪CSRP3基因克隆及其组织表达差异分析

【目的】克隆陆川猪的富含半胱氨酸和甘氨酸蛋白3(CSRP3)基因,并对其进行生物信息学和组织表达谱分析,为研究CSRP3基因在陆川猪肌肉生长过程中的作用机制打下基础。【方法】根据NCBI已公布的野猪CSRP3基因序列设计特异性定量引物和克隆引物,运用RT-PCR克隆CSRP3基因并进行生物信息学在线分析,采用实时荧光定量PCR检测CSRP3基因在陆川猪各组织中的表达差异。【结果】陆川猪CSRP3基因编码区(CDS)全长854 bp,编码194个氨基酸残基,与NCBI已公布的野猪CSRP3基因CDS序列相比存在5处同义碱基突变,且陆川猪与野猪氨基酸序列相似性达100.0%;陆川猪CSRP3基因的编码蛋白分子量为20935.82 Da,分子式为C₉₆₄H₁₄₀₄N₂₆₂O₂₇₄S₁₉,理论等电点(pI)为8.89,不稳定系数为39.11,表明其是偏碱性的稳定蛋白;CSRP3蛋白二级结构主要由无规则卷曲构成,三级结构可能有一种模型;陆川猪CSRP3蛋白除有多个磷酸化位点之外,无跨膜结构和信号肽;陆川猪CSRP3基因在心脏中表达量最高,背最长肌次之,在肝脏中的表达量最低。【结论】CSRP3基因在陆川猪心脏中表达量最高,背最长肌次之且明显高于其他组织,说明该基因可能对肌肉生长有一定影响。     

关岭牛FABP3和FABP4基因的分子特征及其组织表达分析

【目的】探究关岭牛心脏型脂肪酸结合蛋白 （FABP3）和脂肪型脂肪酸结合蛋白 （FABP4）基因的分子特征及其在不同年龄段和不同组织中的表达差异,为揭示牛FABP3和FABP4基因对脂肪酸的调控作用机制提供理论依据。【方法】通过RT-PCR扩增关岭牛FABP3和FABP4基因蛋白编码区（CDS）序列,采用ProtScale、 ProtParam、 SOPMA、SWISS-MODEL、 TMHMM-2.0、 SignalP-5.0及NetPhos-3.1等在线软件进行生物信息学分析,同时以实时荧光定量PCR检测FABP3和FABP4基因在3日龄关岭犊牛、 24月龄关岭牛 （成年）及24月龄杂交牛 （关岭牛×利木赞牛）各组织中的表达情况。【结果】关岭牛FABP3、 FABP4基因CDS序列全长分别为402和399 bp,对应编码133和132个氨基酸残基,其蛋白二、三级结构以无规则卷曲和延伸链为主,均无跨膜结构域和信号肽,且为稳定的亲水性蛋白。关岭牛FABP3、FABP4氨基酸序列分别存在26和21个磷酸化位点,其中又以苏氨酸磷酸化位点为主;关岭牛FABP3和FABP4蛋白与FABP1、 FABP6、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）、脂蛋白脂肪酶（LPL）及激素敏感脂肪酶（LIPE）等存在互作关系。基于FABP3和FABP4氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树均显示,关岭牛与牦牛的亲缘关系最近,其次是绵羊,与鸡和斑马鱼的亲缘关系较远。FABP3和FABP4基因在关岭牛和杂交牛各组织中均有不同程度的表达,其中, FABP3基因以在心脏中的相对表达量最高,且在成年牛中的相对表达量极显著高于犊牛和杂交牛（P<0.01,下同）; FABP4基因以在脂肪中的相对表达最高,且在犊牛中的相对表达量极显著高于成年牛。【结论】关岭牛FABP3和FABP4基因具有较高的遗传保守性,且以在心脏和脂肪中的表达水平较高,与脂肪酸代谢密切相关。     

玉米漆酶ZmLac5基因拟南芥遗转转化

旨在模式生物拟南芥中获得玉米漆酶ZmLac5基因过表达转化体,以研究该基因功能。分离玉米自交系掖478根部总RNA,反转录PCR法获得玉米漆酶基因ZmLac5全长,测序与序列分析表明,ZmLac5 cDNA的开放阅读框为1 758 bp,编码一个由586个氨基酸组成的蛋白质。同源性比对和进化树分析显示该基因与高粱Sb03g039570.1和谷子Si000813m在进化上亲缘关系较近。采用In-Fusion试剂盒构建了过表达载体pCUB-Ubi::ZmLac5,通过电击法将过表达载体导入根癌农杆菌LBA4404中,并成功转化拟南芥(Columbia ecotype),获得PCR阳性T1代植株62株,转化率为1.28%,T2代阳性植株60株。本研究为基于模式生物体过表达分析该基因生物学功能奠定了分析基础。     

小麦低分子量麦谷蛋白基因XYGluD3-LMWGS1在毕赤酵母中表达的探索

以已构建的含有小麦低分子量麦谷蛋白基因XYGluD3-LMWGS1的重组质粒pGEM-XYGluD3-LMWGS1为模板,利用设计的序列特异引物,扩增基因XYGluD3-LMWGS1编码区,构建成巴斯德毕赤酵母表达载体pPIC3.5K-XYGluD3-LMWGS,将其线性化后用电激法导入甲醇型酵母（Pichia.pastoris）菌株GS115中;利用pPIC3.5K特征引物进行PCR鉴定,筛选得到重组转化子,将重组转化子进行蛋白诱导表达,经SDS-PAGE电泳检测,XYGluD3-LMWGS1基因未能在毕赤酵母中成功表达。