籽粒苋AhNAD-ME的序列特征与表达

NAD(P)-苹果酸酶催化苹果酸氧化脱羧,产生丙酮酸和CO₂,伴随NAD(P)的还原。在C₄植物中,苹果酸酶参与了C₄光合作用。本研究对克隆的双子叶C₄植物籽粒苋NAD-苹果酸酶基因(AhNAD-ME)编码的氨基酸序列进行了生物信息学分析,结果表明, AhNAD-ME具有苹果酸酶的完整功能域,包括苹果酸N端结构域和苹果酸酶的NAD结合结构域;进化树表明, 该序列属于NAD-ME的α亚基,该亚基定位于线粒体基质中。半定量RT-PCR分析表明,该基因主要在叶片和茎中表达,表达量随光照时间延长而增加。将AhNAD-ME基因重组到原核表达载体pEASY-E1中,电击法转化到大肠杆菌Transette (DE3)菌株中,IPTG诱导其高效表达,表达的融合蛋白的分子量与预期相符,主要以包涵体形式存在。     

水稻OsHDT703基因的可变剪接体分析

为了克隆水稻HD2蛋白基因OsHDT703,并分析其存在的可变剪接体。利用生物信息学分析,结合RT-PCR、TA克隆和测序等方法,鉴定1个水稻中全新的HD2蛋白成员(OsHDT703)。结构域分析发现,在其N端含有HD2家族的NPL保守结构域。选取来源于7个物种的16个HD2蛋白,构建蛋白进化树,结果发现,OsHDT703蛋白与OsHDT702蛋白处于同一分支; OsHDT701则处于另一分支,说明水稻中HD2家族蛋白可能存在功能分化。根据预测的不同剪接体设计4对特异性引物,以粳稻中花11叶片和幼穗c DNA为模板,利用RT-PCR扩增,结合TA克隆,通过测序比对,成功鉴定到4种不同可变剪接体序列。由于3号(OsHDT703. 3)和4号(OsHDT703. 4)剪接体的CDS序列完全相同,所以证明OsHDT703至少存在4种不同可变剪接体。综上所述,鉴定到水稻中1个全新的HD2蛋白,命名为OsHDT703,并且鉴定出至少4种存在可变剪接体,为后续深入研究该基因生物学功能奠定基础。     

小麦SBP基因家族生物信息学分析

SBP基因家族是植物所特有的一类重要转录因子,含79个氨基酸残基保守结构域,主要参与植物生长发育、生理生化过程。为进一步探讨小麦SBP基因家族的基因功能,通过比对小麦最新基因组数据,结合公布的Chinese Spring的基因组数据,采用生物信息学方法对其基因结构、染色体分布、蛋白保守结构域、系统进化树及表达谱进行分析。结果获得了50个SBP基因,命名为TaSBPs,根据染色体编号排列为TaSBP1～TaSBP50。结果表明,50个小麦TaSBP基因分布于除4B、4D染色体外的其余19条染色体上,编码192～1 104个氨基酸,基因外显子数量2～11个变化不等;串联重复和片段复制是小麦SBP家族基因扩张的主要模式; 7种作物SBP基因的系统进化树可分为4个类别,同一类之间的结构较为相似;小麦50个TaSBP基因家族含有10个motif,推测小麦TaSBP基因家族应都含有motif1、motif2、motif4。50个TaSBP基因都在13个组织器官中检测到转录本,不同组织器官中TaSBP基因的表达存在明显的差异。     

家蚕黄酮合酶I基因BmFNS I的克隆与干涉载体的构建

黄酮类化合物广泛存在于动植物中,具有多种生理活性,黄酮合酶I基因可以催化多种黄酮类化合物的生物合成.根据NCBI已登录的其他物种黄酮合酶I基因的氨基酸序列,与家蚕基因组和EST数据库进行电子克隆获得家蚕的同源基因BmFNS I.克隆测序结果表明该基因长1 451 bp,7个外显子.根据基因序列推测其编码蛋白由345个氨基酸构成,179～295间氨基酸为一2-氧戊二酸和Fe(II)依赖性的加氧酶家族成员的结构域.RT-PCR检测该基因在本试验所调查的家蚕中肠有高表达.最后将该基因片段亚克隆至具有2个反向T7启动子可以用于体外诱导合成dsRNA的L4440载体.     

黄瓜CsWRKY23基因的生物信息学及表达分析

WRKY转录因子是植物中广泛存在的一种转录因子,参与植物的生物胁迫与非生物胁迫。采用RTPCR克隆黄瓜CsWRKY23基因cDNA序列,对序列进行结构域、基因结构分析,构建系统发育树,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在黄瓜根、叶组织中的表达。结果表明:CsWRKY23的cDNA开放读码框全长1 431bp,含有5个外显子,4个内含子;编码476个氨基酸,含有两个WRKY结构域,编码蛋白的分子量为52.2kDa、等电点为6.43;系统发育分析表明CsWRKY23与拟南芥AtWRKY33同源。qRTPCR结果表明该基因响应低温胁迫,并在根、叶组织中的表达均上调。本研究为进一步鉴定该基因在非生物胁迫的功能奠定了基础。     

三个陆地棉水孔蛋白基因的克隆与表达分析

从陆地棉SSH-cDNA文库的测序结果中得到一条具有完整ORF的陆地棉水孔蛋白基因序列,将其命名为GhAQP2。以该基因编码的氨基酸序列为探针,在棉花EST数据库经同源搜索得到2个相似性较高的EST,利用RACE技术获得其全长cDNA序列,将其基因命名为GhAQP3和GhAQP4。基因结构分析发现GhAQP2和GhAQP3各有4个外显子,3个内含子;GhAQP4有3个外显子,2个内含子。生物信息分析表明3个基因编码蛋白均含有6个跨膜区,2个NPA结构域,其氨基酸序列具备MIP超家族典型的蛋白保守区序列特征。多序列比对发现3个基因的氨基酸序列与其他物种PIP2类水孔蛋白氨基酸序列具有很高的同源性。qRT-PCR分析表明,GhAQP2在纤维伸长后期优势表达,GhAQP3在下胚轴和子叶中高表达,GhAQP4在纤维伸长前期优势表达,推测3个基因在不同的组织中发挥作用。GhAQP2在20DPA优势表达,为研究该基因在纤维伸长向次生壁加厚期转化过程中的表达调控提供了重要信息。     

烟草β-胡萝卜素羟化酶基因的特征分析

β-胡萝卜素羟化酶基因在植物类胡萝卜素的合成代谢过程中起着关键的作用。烟草中的类胡萝卜素是烟叶香气物质的主要前体物之一。本研究克隆了烟草4个β-胡萝卜素羟化酶基因。烟草β-胡萝卜素羟化酶基因与其它作物的BCH基因具有相似的结构,由7个外显子和6个内含子组成。其编码的蛋白包含BCH蛋白的保守结构域,即脂肪酸羟化酶超家族保守域。进化分析表明,烟草Nt BCH蛋白与番茄、枸杞、辣椒等茄科作物的BCH蛋白遗传距离较近。组织特异性表达分析表明,Nt BCH1和Nt BCH2基因主要在叶和花中表达,Nt BCH3和Nt BCH4主要在根和花中表达。从本研究结果推断,可以通过调控Nt BCH1和Nt BCH2基因的表达控制烟叶中类胡萝卜素的含量。     

牦牛CTGF基因克隆、蛋白功能及组织表达分析

为获得牦牛CTGF基因的CDS区序列及其编码蛋白的结构和功能,并研究该基因在肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌等组织中的mRNA表达水平.以类乌齐牦牛为研究对象,采取RT-PCR方法获得类乌齐牦牛CTGF基因CDS序列,荧光定量PCR(qPCR)方法检测该基因在其5个组织中的mRNA表达水平.结果显示:牦牛CTGF基因含2个CpG岛,开放阅读框长度为1050 bp(登录号:MT968972),可编码349个氨基酸,CTGF编码蛋白存在信号肽,为水溶性不稳定的表面蛋白,共存在21个磷酸化位点和7个糖基化位点,在内质网和微体(过氧物酶体)中分布较多,有3个完整的保守功能结构域.荧光定量结果显示,CTGF基因在类乌齐牦牛肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌组织中均有表达,且在肝脏中表达水平最高.旨在为CTGF基因在调控牦牛肌肉生长发育方面提供参考数据.     

大豆TRK-HKT家族基因结构及逆境胁迫响应机制

植物TRK-HKT家族基因广泛介导植物Na+/K+运输,参与植物耐逆境胁迫调控。本研究以6个大豆钾利用效率差异品种为材料,利用in silico技术克隆到4个大豆TRK-HKT家族成员(Gm HKT1;1、Gm HKT1;2、Gm HKT1;3和Gm HKT1;4),采用q RT-PCR技术解析这些基因在低钾及逆境胁迫下的表达机制。结果表明,Gm HKT1;2在大豆幼苗根中对低钾胁迫的响应明显高于其他3个基因,且钾高效大豆品种这种响应更明显;同时Gm HKT1;2对不同逆境胁迫(低温、干旱、高盐和ABA)也有较强的响应。蛋白结构分析表明,仅Gm HKT1;2具有4个MPM结构域,4个保守的氨基酸残基空间上形成一个"漏斗样"结构,充当K+/Na+转运通道,通过邻近的ATP结合结构域,为K+/Na+转运提供能量。基因结构分析显示,这些基因均含3个外显子和2个内含子,不同基因间的第一个外显子和内含子片段大小差异显著,导致各基因的基因组DNA(g DNA)大小各异。启动子分析揭示,大豆TRK-HKT家族成员包含参与种子功能定位和各种激素及逆境胁迫应激反应的重要顺式作用元件;进化上该家族基因位于第一进化分支,含保守的Ser–Gly–Gly–Gly基序。     

雷蒙德氏棉Plant U-box(GrPUBs)基因家族生物信息学分析

PUBs蛋白调控了作物的生长发育及响应非生物胁迫和生物胁迫的过程。为探讨棉花中U-box类型泛素连接酶家族,本研究利用生物信息学方法分析了二倍体雷蒙德氏棉中PUBs的数目、进化、基因结构、结构域分布及基因表达模式。结果表明,雷蒙德氏棉中有93个Gr PUBs基因家族成员,基因长度为1 101~11 191 bp。亚细胞定位预测结果表明,Gr PUBs编码产物大部分定位在细胞质和细胞核中,少数定位在胞外基质线粒体中。根据除U-box以外所含结构域将该家族成员分为7类,分别含有UFD2结构域、ARM结构域、激酶结构域、只含U-box、WD-40、TPR以及异构酶结构域。Gr PUBs基因家族染色体定位显示,基因在13条染色体上均有分布,但分布不均匀。在第5条染色体最多,有11条基因序列,第4、第12和Scaffold染色体上的基因最少,仅有2条。基因结构分析表明,基因内含子的数目变化较大,在0~17之间,且具有相似结构的基因,其编码蛋白聚为一类。基因表达模式分析发现。几乎1/3的基因在花中优势表达,个别基因在开花后10 d、20 d、30 d和40 d的种子中表达量高于在叶和花中的表达,如Gorai.006G251300。本试验为深入研究U-box类型泛素连接酶在棉花生长发育及抗逆的机理提供了理论指导。     

甘蓝、大白菜和甘蓝型油菜EXO70A1基因的克隆与表达特性

从甘蓝、大白菜与甘蓝型油菜中分离出EXO70A1基因,对该基因的序列进行生物信息学分析, 然后转化酵母Y187, 应用半定量RT-PCR检测BoEXO70A1基因的表达特性。结果表明, 3种芸薹属植物EXO70A1序列长度均为1 917 bp,相似性97.1%, 它们的gDNA序列均为单一序列,长度分别为3 797、3 752和3 770 bp,一致度达91.0%,均由12个外显子及11个内含子组成,除了第4、第5、第6、第8个内含子外,其余内含子的保守性低于外显子; 推导的3种蛋白质序列(BnEXO70A1、BrEXO70A1和BoEXO70A1)的相似度与一致性分别达99.8%与98.1%,其二级结构、三维结构及理化特性高度相似。EXO70A1基因的11个内含子的剪切位点均符合“GU-AG”法则,剪切受体(AG)的前20~50个碱基存在一段保守的序列“CU(A/G)A(C/U)”; 3种芸薹属植物与拟南芥EXO70A1基因的12个外显子的对应序列长度完全相同,所构成的编码区的序列一致性达90.1%,相应的蛋白质序列的相似度与一致性分别达99.8%与93.7%; 分子进化分析表明, EXO70A1在整个EXO70蛋白家族中及不同的植物间表现出较高的保守性; BoEXO70A1在酵母细胞Y187呈现弱表达; EXO70A1在甘蓝的雄蕊、幼茎、幼嫩花瓣、雌蕊、幼根及叶片中均能表达,可能属于组成型表达基因,但是其表达量在不同发育时期的不同器官中存在差异,授粉前雌蕊中最高,雄蕊中最低。由此可知,EXO70A1在芸薹属植物中整体高度保守, 但在酵母转化株和甘蓝各器官中的组成型表达有所差异,推测EXO70A1在植物细胞中具有多种重要的功能。     

普通小麦TaDep1基因克隆与特异性标记开发

OsDep1 (dense and erect panicle 1)控制水稻产量性状,影响穗长、直立性和着粒密度。根据水稻OsDep1基因序列,采用同源克隆技术克隆了普通小麦第5同源群染色体上的TaDep1基因,它包含5个外显子和4个内含子,与水稻OsDep1基因结构相似。TaDep1-A1、TaDep1-B1和TaDep1-D1的编码序列长度分别为918、888和900 bp,编码305、295和299个氨基酸残基。在普通小麦品种中检测到5个TaDep1-A1等位变异、4个TaDep1-B1等位变异和2个TaDep1-D1等位变异。根据TaDep1-A1和TaDep1-B1位点不同等位变异间的SNP和InDel,开发了3对显性互补标记和1个共显性标记,可以准确鉴别不同等位基因。共显性标记dep19是根据TaDep1-B1第5外显子一个30 bp的InDel开发的,可准确区分TaDep1-B1c与TaDep1-B1a、TaDep1-B1b和TaDep1-B1d。用这些标记对406份小麦品种进行检测,不同基因型的千粒重、株高、穗长、小穗数和穗节间均差异不显著,说明TaDep1基因与我国现有小麦品种的产量性状相关不显著。     

萝卜扩展蛋白基因RsEXPB1克隆与表达特征分析

本文根据GenBank中扩展蛋白序列设计特异引物,从萝卜高代自交系"NAU-LVYH06"中克隆到一个扩展蛋白基因RsEXPB1(GenBank accession No.GQ387363,GQ387364).其编码区基因组序列长度为1 430bp,包括4个外显子和3个内含子;RT-PCR获得长度为898 bp的cDNA,开放读码框(ORF)为29～820 bp,推导编码263个氨基酸,含有1个组氨酸(His-Phe-Asp,HrD)功能域,ORF和推导蛋白序列与拟南芥AtEXPB3(GenBank accession No.NM118965)同源性分别为87%、92%.半定量RT-PCR检测到该基因主要在萝卜生育前期的幼叶、肉质根木质部和韧皮部中表达,且表达丰度可能与该部位细胞生长分裂状态相关,差异较明显.     

贵州省2个猪种APOA5基因比较分析

摘 要：根据GenBank中报道的猪载脂蛋白A5 (apoA5)基因序列设计3对引物,通过PCR方法分别对可乐猪和贵州白香猪的apoA5基因进行扩增、测序,将两个猪种apoA5基因序列进行比对,并找出基因变异位点。结果表明：可乐猪apoA5基因DNA长为2474bp,白香猪apoA5基因DNA长为2473bp,分别包含三个外显子,两个内含子。两猪种apoA5基因编码区长皆为1092bp,编码363个氨基酸。白香猪apoA5基因序列与可乐猪相比,存在12个突变位点,其中6个位点为颠换,5个为转换,1个为缺失,两者核苷酸同源性为99.6%。这为进一步研究猪apoA5基因的多态性、生物学活性以及与猪生产性状相关性研究奠定了一定基础     

海南疣粒野生稻乙烯受体的保守序列分析

本研究用自行设计的乙烯受体(ERS)保守引物从海南疣粒野生稻基因组DNA中克隆获得长度为1454bp的乙烯受体基因片段，推测该片段由2个内含子和3个外显子组成，外显子总长为974bp，编码324个氨基酸。与栽培稻(O.sativa)乙烯受体基因基因组DNA(os DNA)可比对序列的相似性达81．84％，推导出其mRNA与栽培稻的乙烯受体基因cDNA(OsERS)相应片段的同源性高达95．59％，而与栽培稻(Oryza sativa subsp Indica)ERS2相应片段的同源性为71．05％。     

棉花转录因子基因GhMYB的克隆及特征分析

从棉花中克隆了1个MYB基因,命名为GhMYB(Gen Bank No.HQ234875)。该基因c DNA全长1264bp,具有1个774 bp的开放阅读框,5'非编码区为250 bp,3'非编码区为240 bp,编码256个氨基酸,预测分子量约为28.867 k Da,等电点为8.56,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。GhMYB基因组序列长度为1355 bp,包含2个外显子和1个内含子。氨基酸同源分析发现,GhMYB与来自可可、陆地棉和巴旦木的MYB同源性较高。亚细胞定位结果表明,GhMYB:GFP融合蛋白定位于细胞核中。SDS-PAGE电泳分析表明,p ET-28a-GhMYB最佳诱导表达条件为1.0 mmol·L-1 IPTG在37℃下诱导4 h。电子表达谱分析表明,GhMYB基因在棉铃中特异表达,在根和叶中受水涝胁迫的诱导表达。     

pGH和IGF-Ⅰ双基因共表达载体的构建及转双基因猪的获得与检测

旨在构建可高效表达pGH基因和IGF-Ⅰ基因的双基因共表达载体,制备转双基因(pGH+IGF-Ⅰ)猪,以期探索pGH基因和IGF-Ⅰ基因对猪生长发育的影响,为节粮型高瘦肉率新品种猪的培育奠定理论基础。从长白猪耳样中提取总RNA,经反转录RT-PCR获得pGH基因不含终止密码子的编码序列和IGF-Ⅰ基因完整的编码序列,经酶切连接克隆至pc DNA3.1(+)真核表达载体上,构建pc DNA3.1(+)-pGH-IGF-Ⅰ双基因共表达载体。将其转染PK15细胞,Q-PCR检测2个目的基因在PK15细胞中的表达情况。将构建的双基因共表达载体用纳米材料包裹后转染长白猪精子,采用精子载体法制备转双基因猪。PCR及测序鉴定转双基因阳性个体,Q-PCR检测2个目的基因在转双基因猪体内的表达情况。PCR及测序鉴定追踪检测转双基因猪体内pGH基因和IGF-Ⅰ基因的稳定情况。RT-PCR及测序结果表明,成功克隆了长白猪的pGH基因和IGF-Ⅰ基因的编码序列。酶切和测序分析表明成功构建了双基因真核共表达载体,转染PK15细胞后,Q-PCR检测表明,pGH基因和IGF-Ⅰ基因均在mRNA水平成功表达。母猪妊娠获得13头仔猪,经PCR及测序检测,其中4头仔猪为转双基因阳性,转双基因阳性率为30.76%。Q-PCR检测外源pGH基因与IGF-Ⅰ基因在转双基因猪体内成功表达。1~7月龄均可检测到外源pGH基因与IGF-Ⅰ基因,证明2个外源基因在转双基因猪体内稳定存在,并未随着生长而丢失。在转双基因公猪的精液中均能检测到2个外源基因,证明外源基因存在稳定传代的可能。     

蒙古马肌生成抑制基因(MSTN)的克隆及序列分析

肌生成抑制基因(MSTN)在发育和成熟的骨骼肌中特异表达,并对肌肉发育和再生具有负调控作用。依据马肌生成抑制素(MSTN)编码序列设计引物,以蒙古马基因组DNA为模板,利用PCR技术,扩增出MSTN基因的几个片段后,测序并按顺序拼接,得到DNA全序列。序列分析结果表明,MSTN基因由2个内含子和3个外显子组成,碱基数量分别为第一外显子373 bp、第二外显子374 bp、第三外显子381 bp;第一内含子1 833 bp、第二内含子2 018 bp,共有4 979个碱基。该序列首次登录到GenBank,登录号为AY840554。     

棉花肉桂醇脱氢酶基因GhCAD6的克隆及正义、反义与RNAi干扰载体的构建

肉桂醇脱氢酶(CAD)催化木质素单体合成的最后一步反应,将肉桂醛还原生成相应的肉桂醇.采用PCR方法从棉花中克隆了GhCAD6基因1 569 bp的基因组序列,序列分析表明GhCAD6基因由5个外显子和4个内含子组成.为了研究GhCAD6基因的功能,构建由棉纤维组织特异性启动子E6驱动的GhCAD6基因正义、反义表达载体;同时克隆了GhCAD6基因的一段417 bp高度保守的NBD区序列,构建了GhCAD6基因的RNAi干扰载体,并将上述载体转入农杆菌菌株LBA4404中.为通过转基因技术深入研究GhCAD6基因在棉纤维发育和木质素代谢途径中的作用创造条件.