基因表达文库的构建及其方法分析

基因表达文库构建和筛选技术是80年代初发展起来的用于筛选和克隆基因的基本手段.表达文库中含有大量基因表达信息, 使其成为广大实验室优先建立的文库之一. 迄今为止, 表达文库的构建方法在传统方法的基础上不断被改善, 针对各种类型的目的基因克隆的要求,可以选择不同的载体和方法来构建适当的基因表达文库.本文详细介绍了多种构建基因表达文库的方法,比较它们的构建方法的优点和不足之处,并对它们在实际应用中的作用作了较为全面的分析.     

棉花细菌人工染色体文库构建方法探讨

 细菌人工染色体(Bacterial artificial chromosome, BAC）文库是开展基因组测序、基因图位克隆、分子标记、物理作图等研究的重要基因组资源。本文在构建了二倍体野生棉阿非利加棉（Gossypium herbaceum var. africanum）BAC文库的基础上,就棉花细菌人工染色体基因组文库构建过程中高分子量基因组DNA的提取、部分酶切片段选择、DNA的回收、连接转化以及BAC文库的保存等过程中一些细节和注意事项进行了比较详细的分析比较,希望能为棉花BAC文库的构建提供一些可供借鉴的经验。     

杉木茎段皮层cDNA文库构建及EST分析

在利用ZAP Express cDNA试剂盒构建杉木茎段皮层cDNA文库,随机测序共获得1119条有效序列。利用Sequencher 2.0 Demo软件对EST进行聚类分析与拼接,共获得354个非重复序列（UniGenes）,其中包括129个重叠群（contigs）（占36.44%）和225个独立ESTs（singletons）（占63.56%）。BlastX比对发现仅有16.4%UniGenes和数据库中至少1条序列是高度相似、19.8%为中度相似、14.1%低度相似,而有近50%在数据库中无匹配序列。基因注释发现文库中表达量较高的特征基因有ARP（auxin-repressed protein）、金属硫因蛋白（metallothionein-like protein,MT）、bZIP转录因子。其中ARP（auxin-repressed protein）是值得关注的基因片段,它可能与杉木分枝及茎的伸长有关。     

棉花抗黄萎病相关基因筛选与亚克隆文库构建

以黄萎病菌诱导下差异表达的棉花抗病相关基因片段PR8为探针,利用杂交方法,对优质、抗病海岛棉品种Pima90-53 BAC文库进行筛选。从30 336个BAC克隆中筛选到含有PR8基因片段的4个阳性克隆,分别为127K13,128D14,169J3和178C5。用Sau3AI对其中的169J3克隆进行酶切,回收2~4 kb的DNA片段并连接到载体pUC118BamHI-BAP上,构建了含有该基因片段的亚克隆文库,共含有4 224个克隆。经电泳检测,插入片段在1~3 kb,平均为2 kb。该亚克隆文库的构建为克隆PR8基因奠定了基础。     

白菜硫苷合成相关BrSOT16的克隆、表达及载体构建

磺基转移酶是催化硫酸基团从3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸酯上转移给各种受体分子的酶,在植物生长发育和抗病虫害等方面有重要的作用.本研究以白菜为材料,通过同源克隆得到一个长度为1 020bp的BrSOT16基因.生物信息学分析表明,该基因编码一个含339个氨基酸的稳定亲水蛋白,其分子质量和理论等电点分别为39.25 kD...     

棉花纤维素合酶基因GhcelA1克隆及其载体构建

 根据GeneBank 中GhcelA1（U58283）序列,利用RT-PCR技术,从棉纤维中克隆到GhcelA1 cDNA全长。运用基因重组技术,构建pCAM2300-35S-GhcelA1过表达载体;融合基因表达载体pCAM2300-35S-GhcelA1-EGFP,以及pCAM2300-35S-GhcelA1-RNAi载体,这些载体均通过限制性酶切鉴定和测序验证。农杆菌介导法将融合基因转化棉花子叶,通过激光共聚焦荧光显微镜,在蓝色激发光下观察诱导的愈伤,发现在转化的活体细胞核与质膜内侧有绿色荧光,说明融合基因载体EGFP构建正确,可以在棉花中正常表达。所构建的系列载体可用于转化棉花,促进纤维素在棉纤维中合成与积累。     

转录调控基因GmLEC1的cDNA克隆及其植物表达载体的构建

以高油大豆中豆32 开花后30 d的种子为材料,根据已报道的拟南芥脂肪酸合成相关转录因子LEC1序列设计简并引物,采用同源序列法从大豆种子中分离了大小为850 bp的cDNA片段,测序结果表明,该片段与拟南芥中已克隆的脂肪酸合成基因高度同源,包含完整的读码框,采用酶切连接和gateway技术构建了该基因的超量表达和RNAi植物表达载体.为借助农杆菌介导法将LEC1基因转化到大豆再生植株中,对分离的LEC1基因进行功能验证,培育高油大豆新品种奠定了基础.     

紫杆柽柳cDNA文库构建与硫氧还蛋白基因的克隆

以NaHCO3胁迫的紫杆柽柳(Tamarixandrossowii)为材料建立了cDNA文库。经检测,文库的初始滴度为5.7×105pfu,重组率为96%,插入片段的长度在0.3~3.0kb之间,平均长度为1.2kb,扩增后文库的滴度为4.0×109pfu/ml。对文库克隆进行随机测序,获得了紫杆柽柳的硫氧还蛋白(Thioredoxin)基因序列。生物信息学分析表明获得的硫氧还蛋白基因全长683bp,其中5'非翻译区长56bp,3'非翻译区长204bp,开放读码框长423bp,编码140个氨基酸,蛋白的分子量为15.1kD,理论等电点为5.59,其氨基酸序列中具有硫氧还蛋白的保守活性位点“WCGPC”序列,Clustal分析表明该硫氧还蛋白与蓖麻(Ricinuscommunis)的硫氧还蛋白氨基酸序列同源性高,达65%。本研究构建的cDNA文库为柽柳基因克隆和系统研究柽柳抗逆分子机理奠定了基础。     

山羊基因组文库的构建研究

构建了山羊基因组文库,为筛选山羊乳蛋白基因,构建山羊乳蛋白基因定点整合的转基因敲入载体奠定基础。全血提取基因组DNA,Sau3AΙ部分酶切,分级分离回收15~23 kb片段,将片段插入Lambda BlueSTAR BamHΙ vector,连接并包装后,NotI酶切鉴定。结果表明,文库滴度为3.4×106;共得到1.7×106个有效克隆,插入片断长度在15~23kb范围,成功构建了西农萨能奶山羊基因组文库。     

StSRK2E-like基因的序列分析及表达载体构建

SnRK2作为脱落酸(abscisic acid,ABA)信号转导途径的关键因子,对应答非生物胁迫防御机制的形成具有重要作用。为验证马铃薯SnRK2s的功能,本试验以‘青薯9号’为材料,利用RT-PCR对SnRK2家族中的StSRK2E-like基因进行克隆。序列分析显示,该基因CDS序列为1089 bp,编码蛋白全长为362 aa,相对分子质量为41.06 kD,脂溶指数为89.67,亲水指数为-0.321,为亲水性蛋白;进化分析显示该基因与番茄中同源基因的亲缘关系最近,相似性高达98.44%;该基因上游2000 bp启动子序列中除了含有TATA-box和CAAT-box核心元件,还含有干旱相关元件(MBS)及激素响应元件(TCA-element,ABRE,TGA-element),推测该基因参与干旱和激素胁迫应答。用RT-qPCR定量检测不同干旱胁迫时间下马铃薯根、茎和叶中StSRK2E-like基因表达水平。结果显示:StSRK2E-like基因在胁迫处理下的表达量显著低于对照,该结果表示该基因对干旱胁迫敏感;且随胁迫时间增加,对照组茎和叶中StSRK2E-like基因的表达量下调显著,胁迫组叶中下调显著(P<0.05),推测该基因在马铃薯抵御干旱胁迫过程中扮演着重要角色。StSRK2E-like基因的具体功能需要进一步研究。本试验成功构建pJAM1502-StSRK2E-like表达载体,为后续进行StSRK2E-like基因的功能验证提供试验基础。     

布鲁氏菌omp25基因真核表达载体的构建与分析

摘 要: 【目的】 构建表达流产布鲁氏菌外膜蛋白基因omp25的酿酒酵母表达菌并进行验证。 【方法】 对流产布鲁氏菌疫苗株S19外膜蛋白基因omp25设计特异引物进行PCR扩增,连接到pGM-T载体上,获得pGM-T-omp25,进行PCR扩增、酶切、测序鉴定。将质粒pGM-T-omp25与pGBKT7载体进行EcoRⅠ/SalⅠ双酶切,回收DNA片段,并进行连接,构建pGBKT7-omp25后,转化酿酒酵母菌Y187,并进行PCR鉴定、自激活实验和毒性检测。 【结果】 克隆了流产布鲁氏菌外膜蛋白基因omp25,PCR、酶切、测序表明成功构建了pGBKT7-omp25真核表达载体,获得的转化子酵母Y187菌株无自激活活性,无毒性。 【结论】 成功构建了表达流产布鲁氏菌外膜蛋白基因omp25的酿酒酵母表达菌,为揭示流产布鲁氏菌感染与母畜流产间的分子机制奠定基础。关键词：流产布鲁氏菌;基因omp25;酿酒酵母Y187;真核表达     

小麦TaGAPC定点突变体基因载体构建及其原核表达

为了研究催化活性半胱氨酸Cys154、Cys158残基对小麦细胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶(Ta GAPC)蛋白酶活性的影响,利用重叠延伸PCR法分别将这2个位点的半胱氨酸突变成丝氨酸,并分别连入p ET28a(+)原核表达载体。在25℃条件下,Ta GAPC及其定点基因Ta Cys154S/Ta Cys158S经0.25 mmol/L IPTG诱导后高效表达,SDS-PAGE电泳检测结果显示,目标重组蛋白均为可溶性且大小约为40 k Da,与预测结果一致。在此基础上,经超声波破菌及镍柱纯化获得3种纯化重组蛋白。这为后续Ta GAPC及其定点突变体蛋白酶活性测定及活性位点分析提供试验材料。     

性别决定基因Sry原核表达载体的构建和蛋白检测

动物的性别在畜牧业是一项很重要的经济性状,而哺乳动物的性别决定受睾丸决定基因Sry的启动,获得SRY蛋白并探索它与其他相关因子之间的相互关系对于深入了解该因子的作用机理和寻求高效经济的性别控制方法尤为重要。本研究以小鼠为实验材料,通过PCR、质粒重组、酶切和测序等方法构建小鼠Sry的原核表达载体,使用IPTG诱导蛋白表达、SDS-PAGE电泳和western blotting等方法检测重组表达载体的原核表达。PCR、酶切和测序结果一致显示成功地构建了原核表达载体pET-21b-Sry;使用anti-Sry和anti-His特异性抗体进行的western blotting实验结果验证了蛋白表达的正确性。本实验不仅实现了哺乳动物性别决定因子的Sry原核表达,而其还获得了具有生物活性的SRY蛋白,对于深入研究Sry及其他相关基因的相互作用奠定了实验基础。     

合作猪HMOX1基因过表达载体构建及组织表达分析

为了构建合作猪HMOX1基因过表达载体,并分析其组织表达特征,本研究通过PCR扩增获取合作猪HMOX1基因完整CDS区序列,将其插入到pcDNA3.1(+)过表达载体中,构建pcDNA3.1-HMOX1过表达载体;并通过实时荧光定量PCR检测HMOX1基因在合作猪心、肝、脾、肺、肾、胃、十二指肠和背最长肌中的表达情况。结果显示,成功扩增出合作猪HMOX1基因924 bp的完整CDS区,通过双酶切和测序鉴定,HMOX1基因成功连接到pcDNA3.1(+)过表达载体中。组织表达结果显示,HMOX1基因在合作猪组织中表达量最高是脾脏,显著高于其它组织(P<0.05),其次是肝脏、肺脏、肾脏和心脏,在十二指肠中的表达量最低。研究结果为进一步研究HMOX1基因在合作猪高海拔低氧适应过程中的功能提供了重要参考。     

野生番茄SpIDD1基因的表达分析及其VIGS载体构建

为鉴定野生番茄的SpIDD1基因并探究其功能,以野生醋栗番茄‘PI365967’为试验材料,利用RT-PCR克隆得到SpIDD1基因的CDS序列,全长1 020 bp,编码339个氨基酸,与普通番茄参考基因组序列相比,SpIDD1只存在一个核苷酸位点的差异。蛋白序列比对和结构分析表明,Sp IDD1含有1个核定位信号和4个保守锌指结构域(C2H2·C2H2·C2HC·C2HC),是一个典型的IDD蛋白。系统进化分析表明,SpIDD1与马铃薯和辣椒的IDD蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR显示,SpIDD1在叶、顶芽和果实中的表达较高,并受干旱胁迫的显著诱导。利用TRV-VIGS系统构建了Sp IDD1的基因沉默载体,并成功侵染番茄。研究结果表明,SpIDD1作为一个典型的IDD基因,很可能参与了番茄的干旱胁迫。本研究为进一步研究该基因的功能及作用机理提供理论依据。     

海岛棉纤维发育相关基因GbPDF2酵母单杂交文库构建及其上游基因解析

为研究棉纤维起始发育的分子调控网络,以海岛棉(Gossypium barbadence L.)品种"海渝"开花当天(0 DPA)胚珠为实验材料,利用酵母单杂交技术来筛选棉纤维起始发育相关基因GbPDF2的上游调控转录因子。首先,克隆GbPDF2的启动子(Accession:KJ475468);构建了该启动子的诱饵融合载体(GbPDF2-PRO)-pAbAi,转入酵母细胞中重组为Y1HGold[Bait-pAbAi]菌株。之后,应用Matchmaker Gold Yeast One-Hybrid Library Screening System系统构建酵母单杂交cDNA文库,转化重组酵母菌株,通过同源重组筛选GbPDF2的上游转录调节因子。构建的cDNA文库库容为2.23×106,重组率为95.8%,插入片段大小为300 bp~2000 bp,其中大于1000bp的阳性克隆为109个。cDNA插入片段经测序和Blast同源性分析,筛选出2个生长素响应因子,1个WRKY7转录因子,1个WD-repeatprotein 40等与纤维发育相关的转录调节因子,为研究棉纤维起始发育的信号转导通路奠定了基础。     

普通小麦春化基因VRN3的表达分析及过表达载体构建

通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析了不同发育特性的普通小麦品种VRN3基因的表达,结果表明：VRN3基因在春性品种新春2号叶片中表达呈上升趋势,在雌雄蕊分化期达到最大值,在强冬性品种京841中表达量很低;VRN3在新春2号和京841茎尖中的表达量均极低。以京841的cDNA为模板扩增VRN3基因全长,连接到pCAMBIA3301载体上,构建VRN3基因过表达载体,通过农杆菌茎尖转化法获得了转基因植株,研究结果为春化基因VRN3对小麦春化发育调控的进一步研究提供依据。     

绿色荧光蛋白基因银耳表达载体构建及表达

以银耳芽孢为材料,由载体pEGFP、pCAMBIA1300经过Hind III和EcoRⅠ双酶切、连接、转化,重组质粒酶切验证,笔者成功构建了由双孢蘑菇gpd启动子调控EGFP基因的银耳真核表达载体,命名pCB-BEGFP。采用电击转化法将携带EGFP基因的银耳表达载体pCB-BEGFP转化到银耳芽孢。提取4个转化子基因组DNA,用EGFP基因特异引物 PCR扩增,电泳结果表明有与EGFP基因大小一致的特异带出现;荧光显微镜观察在再生培养基上的转化子可看到很强的绿光;其中一个转化子蛋白SDS-PAGE电泳,结果发现在大约27kD处有一明显的蛋白条带出现,与预期的蛋白分子量相近。以上结果证明EGFP基因转入银耳芽孢中,双孢蘑菇启动子可以调控外源基因的在银耳芽孢中正确表达。