家蚕小分子热激蛋白BmHsp19.1基因克隆及在蚕卵中的表达特征

小分子热激蛋白(small heat shock proteins, sHsps)是细胞抵御压力首先反应的蛋白,目前家蚕卵滞育相关的sHsps研究较少.为了更好地了解sHsps在滞育过程中的作用,以转录组筛选出的差异表达基因BmHsp19.1为研究对象,通过生物信息学分析、基因克隆、 PCR等方法对其进行克隆鉴定及在滞育卵、非滞育卵等蚕卵中的表达特征进行分析.结果发现：BmHsp19.1基因ORF框全长507 bp,编码168个氨基酸,理论分子量为19.06 kDa,有典型的Hsp20结构域,属于sHsps家族;qRT-PCR结果显示该基因在滞育卵3～7 d表达量上调,而在非滞育卵中仅在第7 d上调表达,且滞育卵中表达量显著高于非滞育卵,暗示BmHsp19.1基因在蚕卵进入滞育时可能发挥作用,起到了保护机体免受损伤的抗逆作用.结果为解析BmHsp19.1基因功能提供了有用的信息,也为其他昆虫的sHsps研究提供了一些有价值的参考.     

小分子热激蛋白的研究进展

热激蛋白是生物体在遭受胁迫环境时诱导产生的一组进化上高度保守的蛋白质,有利于生物体抵御不良环境。综述了植物热激蛋白家族中小分子热激蛋白的种类、功能,并提出了小分子热激蛋白研究中存在的问题及今后的研究方向。     

植物小分子热激蛋白的进化及表达调控研究进展

小分子热激蛋白（sHSPs）是一类分子质量为15～30KDa的热激蛋白,在植物耐热反应中起着重要作用。笔者详细分析了4种常见的茄科植物番茄、烟草、辣椒、马铃薯和模式植物拟南芥中各种sHSPs基因序列的系统进化关系,并综述了热激蛋白基因在不同胁迫条件下的表达和调控机理。     

异色瓢虫3个小分子热激蛋白序列及低温诱导表达分析

【目的】异色瓢虫(Harmonia axyridis)是一种重要的捕食性天敌昆虫,广泛应用于农林害虫的生物防治中。本研究旨在分析探索低温胁迫条件对3个小分子热激蛋白(small heat shock protein,s HSP)抗寒基因相对表达量的影响,为异色瓢虫低温冷藏及其抗寒机制研究提供科学依据。【方法】在转录组获得异色瓢虫基因序列的基础上,根据特异性引物获得HaHSP47.74(基因登录号:KX161871)、HaHSP21.53(基因登录号:KX161873)和HaHSP21.52(基因登录号:KX161874)基因c DNA的开放阅读框序列(open reading frame,ORF),采用实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR,q RT-PCR)技术测定异色瓢虫3个s HSP基因在不同发育阶段、短时降温和短时降温后恢复处理、低温储存处理下以及不同色斑的表达水平。【结果】在不同发育阶段处理中,HaHSP47.74和HaHSP21.53在蛹期及成虫期高表达;HaHSP21.52在4龄幼虫第4天表达量显著高于对照组。在短时降温处理中,HaHSP47.74在降温至0℃和-5℃时表达量显著高于对照组;HaHSP21.53和HaHSP21.52在降温过程中表达量显著降低。在短时降温后恢复处理中,3个s HSP基因表达量无显著差异。在低温储藏条件下,实验种群:黑底雌瓢虫HaHSP47.74表达水平在储存第5天时显著升高,黄底雌瓢虫HaHSP47.74在储存5—15 d时表达量显著升高;黑底雌瓢虫HaHSP21.53在储存5—20 d时显著性高表达,黄底雌瓢虫HaHSP21.53在15 d时显著性高表达;黑底和黄底雌瓢虫HaHSP21.52无显著性高表达;越冬种群:黑底和黄底雌瓢虫HaHSP47.74、HaHSP21.53、HaHSP21.52在低温储存中均无显著性高表达。【结论】s HSP在异色瓢虫发育阶段可能发挥着作用。短时降温胁迫能够诱导s HSP基因高表达。实验种群在低温储存条件下HaHSP47.74和HaHSP21.53均出现了显著性高表达,表明这两个基因在瓢虫受到冷驯化时起到了作用。此外,不同色斑型异色瓢虫的抗寒机制和抗寒能力有所差异。     

莲草直胸跳甲小分子热激蛋白sHsp20.8基因的克隆及生物信息学分析

[目的]小分子热激蛋白基因对昆虫的生长发育和抵御环境胁迫具有重要作用,本研究在PacBio SMRT测序的基础上,进一步克隆鉴定莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)小分子热激蛋白sHsp20.8基因并进行生物信息学分析。[方法]采用RT-PCR技术克隆鉴定了莲草直胸跳甲sHsp20.8基因的完整CDS;利用各种生物信息学方法对该热激蛋白的理化性质、保守结构域、亲水/疏水性、信号肽、亚细胞定位、跨膜区进行分析,并进行了二、三级结构的预测和系统发育分析。[结果]莲草直胸跳甲sHsp20.8基因完整CDS为543bp,编码180个氨基酸,分子量为20.8kDa,等电点为6.45。编码蛋白含有小分子热激蛋白保守结构域和特征基序,不含跨膜区和信号肽,定位于细胞核。系统发育分析表明小分子热激蛋白基因可以作为昆虫系统进化分析的标志基因。[结论]获得的sHsp20.8基因是sHsps家族成员,结果将为深入研究小分子热激蛋白的功能奠定理论基础。     

小麦小分子热激蛋白TasHSP16.9基因在逆境应答中的表达分析

小分子热激蛋白(s HSP)是一类结构非常保守并具有分子伴侣功能的应激蛋白,可在高温和其他胁迫条件下诱导合成。为进一步研究s HSP在小麦耐胁迫性方面的作用,分析了小麦HSP16.9基因在逆境胁迫下的表达趋势,定量RT-PCR表达谱分析结果显示,高温、低温、干旱、高盐胁迫都诱导小麦Tas HSP16.9表达,表达量均有增加,表明Tas HSP16.9基因可能在小麦抗逆反应中发挥重要作用。     

小分子热激蛋白参与植物抗逆性方面的研究进展

小分子热激蛋白(sHSPs)是植物面临逆境胁迫时,被激活且表达增强的一类蛋白,属于热激蛋白的一个亚家族。sHSPs作为分子伴侣,在植物抵抗高温热害、低温冷害以及种子发育中具有重要的作用。综述了sHSPs的分类、特点和功能,重点讲述了其参与植物抗逆性方面的研究进展,对目前研究中存在的问题进行了讨论,并对今后的研究方向进行了展望。     

舞毒蛾小分子热激蛋白基因分析及对甲萘威胁迫的响应

昆虫小分子热激蛋白(smHsp)是分子质量在12~43 kDa、具有分子伴侣活性的应激蛋白,可以在环境胁迫下帮助蛋白质折叠和转运。本文为明确舞毒蛾的smHsp基因特性及对杀虫剂甲萘威胁迫的响应,从舞毒蛾无参照全转录本文库中鉴定获得6个小分子热激蛋白家族基因,全长基因开放阅读框为444~567 bp,编码147~188个氨基酸,理论等电点为5.58~6.17。根据分子质量大小分别命名为LdHsp17.0、LdHsp18.7、LdHsp19.1、LdHsp20.3、LdHsp21.3和LdHsp21.4。亚致死剂量(LC₅、LC₁₀和LC₃₀)的甲萘威处理可诱导舞毒蛾smHsp家族中LdHsp20.3、LdHsp19.1和LdHsp17.0上调表达,但抑制了LdHsp21.4、LdHsp21.3和LdHsp18.7的表达,且甲萘威处理对smHsp基因表达量的影响存在质量浓度和剂量效应。以上结果为进一步研究舞毒蛾小分子热激蛋白功能及其参与对杀虫剂抗性的机制提供了基础。      

水稻中2个小分子热激蛋白基因启动子的序列分析及功能鉴定

小分子热激蛋白(small heat shock proteins, sHSP),作为一种分子伴侣,在植物逆境胁迫响应中发挥着重要的作用。本研究克隆了水稻中2个编码小分子热激蛋白的基因 Os16.9A和 Os16.9B, Os16.9A和 Os16.9B编码的150个氨基酸,相似性高达99%。 Os16.9A和 Os16.9B的转录方向相反,2个基因的起始密码之间的距离为2.6 kb,它们的启动子均含有CAAT-box、TATA-box、GATA-box以及与热激等胁迫应答有关的顺式作用元件HSE和ACGT aterd1; Os16.9A的启动子还包含响应冷、干旱应答的顺式作用元件LTRE,这些顺式作用元件呈不对称分布,推测这2个基因间的序列具有双向启动子的功能,且这2个基因可能受胁迫诱导表达。该研究将为进一步研究水稻 Os16.9A和 Os16.9B基因的表达调控及其功能提供参考。     

云南切梢小蠹热激蛋白20基因克隆及序列分析

[目的]对云南切梢小蠹(Tomicus yunnanensis)成虫热激蛋白20基因(TynHSP20)进行克隆和序列分析,为研究该虫在高温环境下的抗逆机制打下基础.[方法]采用cDNA末端快速扩增技术(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆云南切梢小蠹成虫TynHSP20基因cDNA序列,并对其序列进行生物信息学分析.[结果]克隆获得的TynHSP20基因cDNA序列长671 bp,含开放阅读框597 bp,5'端非编码序列和部分3'端非编码序列分别为44和33 bp.该基因编码198个氨基酸,预测蛋白质分子量为22.50 kD,等电点为7.86,包含一个保守的α-晶体蛋白结构域.同源性比对分析结果表明,TynHSP20蛋白氨基酸序列与东亚飞蝗、蓼蓝齿胫叶甲、斜纹夜蛾和美洲斑潜蝇的HSP20氨基酸序列相似性均低于20%.系统发育分析结果显示,TynHSP20与沙葱萤叶甲的亲缘关系较近.[结论]成功克隆获得TynHSP20基因cDNA序列,该基因具有小热激蛋白家族的特征,但与其他物种小热激蛋白的同源性较低.     

小菜蛾表皮蛋白基因克隆及表达分析

[目的]克隆小菜蛾表皮蛋白基因(Plutella xylostella cuticular protein,PxyICP),分析其序列特征和发育表达模式,为深入研究PxyICP在小菜蛾表皮形成中的生理功能提供科学参考.[方法]以小菜蛾为试验材料,采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆PxyICP,以生物信息学方法对其序列特征进行分析,并采用实时荧光定量PCR研究PxyICP mRNA在小菜蛾不同发育时期中的相对表达量.[结果]克隆获得的PxyICP基因开放阅读框长531 bp,编码177个氨基酸,相对分子质量约18.90 kD,等电点为5.32.氨基酸序列分析结果表明,小菜蛾表皮蛋白第1~16位氨基酸是参与跨膜蛋白转移的信号肽,且该序列具有昆虫表皮蛋白CPR家族中RR-1型保守基序的典型特征.不同发育时期的实时荧光定量PCR分析结果表明,PxyICP在小菜蛾各发育时期的表达量不同,其中PxyICP在2、3和4龄幼虫、蛹和成虫中的表达量分别是1龄幼虫的2.43、0.51、0.63、3.19和12.32倍,以在成虫的表达量最高.[结论]成功克隆获得PxyICP基因,根据其发育表达模式推测PxyICP蛋白参与小菜蛾成虫表皮的硬化和黑化等生理过程.     

莲NnFUL基因克隆、亚细胞定位及表达分析

为了研究MADS—box A类基因在莲花器官发育中的作用,以莲品种‘大洒锦'(Nelumbo nucifera‘Da sajin')的花蕾为试验材料,利用RT-PCR方法克隆了莲FUL-like基因cDNA序列,命名为NnFUL。NnFUL的cDNA长度为763 bp,其开放阅读框(Open reading frame,ORF)共编码250个氨基酸。该蛋白属于亲水性蛋白,二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲和延伸链组成。系统进化分析表明:NnFUL编码的蛋白与AP1/SQUA亚家族中的FUL-like蛋白聚为一类,与二球悬铃木(Platanus×acerifolia)的FUL-like蛋白具有较高的亲缘关系。亚细胞定位显示该基因位于细胞核中。荧光定量Real-time PCR结果表明:NnFUL在花器官中表达量最高,主要集中在花萼和花瓣中,同时在营养器官中也有表达;因此,NnFUL在花器官发育尤其花萼和花瓣形成中有一定的调控作用。     

甜椒内质网小分子热激蛋白基因(CaHSP22.5)克隆及其在转基因烟草中的表达分析

[目的]克隆甜椒内质网小分子热激蛋白基因(CaHSP22.5),并检测其表达特性,为探究其在植物抗逆中的调控机制提供理论依据.[方法]克隆CaHSP22.5基因并构建其表达载体pBI121-CaHSP22.5,转化农杆菌LBA4404后通过叶盘法转化野生型烟草,即获得CaHSP22.5转基因株系;以转pBI121空载体的野生型烟草为对照组.对转基因株系和野生型烟草进行4℃6 h低温处理,根据幼苗成活率测定CaHSP22.5基因表达对植株耐寒性的影响.采用脉冲振幅调制叶室荧光仪Li-6400测量4℃处理10 h后野生型植株与CaHSP22.5转基因株系叶绿素荧光,根据非光化学淬灭系数(NPQ)值测定CaHSP22.5基因表达对在低温下植株光合作用的影响;使用过氧化氢(H2O2)钛络合物法对烟草叶片中H2O2进行定量分析,通过测定活性氧(ROS)积累程度分析CaHSP22.5对植物光合系统的影响;采用检测柠檬酸合成酶(CS)活性的方法,在体外通过对变性CS复性的影响测定CaHSP22.5的分子伴侣活性.[结果]经低温处理后发现CaHSP22.5转基因株系13号、24号和32号幼苗的平均存活率分别为84%、75%和52%,而野生型烟草的平均存活率为30%,CaHSP22.5转基因株系烟草幼苗成活率菌高于野生型幼苗.低温处理10 h后发现CaHSP22.5转基因植株NPQ较野生型植株显著升高(P<0.05),说明转基因烟草中CaHSP22.5的积累有利于保护光合系统,在低温胁迫下清除ROS.同时发现低温胁迫导致植株ROS产量增加,CaHSP22.5转基因植系与野生型相比ROS积累水平较低.不同浓度的CaHSP22.5均可使变性的CS复性,且其CS活性均高于未添加CaHSP22.5的CS活性.[结论]CaHSP22.5蛋白可增强植株的耐寒性及光合作用,在植物体内可降低ROS积累,减轻脂质过氧化,同时具有分子伴侣活性.     

紫茎泽兰细胞质小热激蛋白HSP17.7基因的cDNA克隆与表达

利用RT-PCR和RACE-PCR技术,从热激处理的紫茎泽兰叶片总RNA中扩增出了细胞质小分子量热激蛋白(sHSP)全长683 bp的cDNA基因序列。在GeneBank上的登录号是EF105483。通过半定量分析,HSP17.7基因编码的热激蛋白在常温下有表达,且叶、茎中的表达量比根中的高;在热激(40℃)和冷处理(4℃)的情况下,根、茎、叶中的表达量均有增加。为研究基因在温度胁迫下的功能,将HSP17.7基因在大肠杆菌中表达。在细胞致死温度(50℃)下,HSP17.7能够改善细胞死亡的现象;4℃条件下,也得到相同结果。这些结果表明,HSP17.7可能在紫茎泽兰耐温度胁迫中发挥作用。     

仙客来热激蛋白基因HSP21.4植物表达载体构建及鉴定

试验以仙客来热激蛋白基因HSP21.4为材料,经PCR扩增的方法在目的片断两端添加SacⅠ位点,然后与植物表达载体pBI121连接,转化感受态大肠杆菌,经PCR和SacⅠ及XbaⅠ酶切验证,确定已将该热激蛋白基因连接到植物表达载体上,将重组质粒命名为pBI-CpHSP21.4,并采用冻融法完成了对pBI-CpHSP21.4质粒的农杆菌转化,为验证该热激蛋白基因的功能及转基因植物表达奠定基础。     

沙田柚热激蛋白HSP90基因的鉴定分析

为探明沙田柚自交不亲和分子机理,以沙田柚(Citrus grandis var.Shatianyu Hort)自交和异交花柱为材料,对其进行转录组测序;通过差异分析获得相关基因,并研究其理化性质。结果表明:获得的Hsp90基因全长2 602bp(GenBank登录号:KU517851),开放阅读框(ORF)全长为2 100bp,编码699个氨基酸,编码的蛋白质分子量为80.55KDa,理论等电点为5.01,含有1个与HSP90超家族(HSP90superfamily)相同的保守结构域。沙田柚Hsp90蛋白氨基酸的同源性与甜橙(XM_006490568)、克莱门柚(XM_006421973)亲缘关系较近,同源性高达99%,属同一进化分支。     

紫茎泽兰细胞质小热激蛋白HSP17.7基因的cDNA克隆与表达

利用RT-PCR 和RACE-PCR 技术,从热激处理的紫茎泽兰叶片总RNA中扩增出了细胞质小分子量热激蛋白(sHSP)全长683 bp的cDNA基因序列。在GeneBank上的登录号是EF105483。通过半定量分析,HSP17.7基因编码的热激蛋白在常温下有表达,且叶、茎中的表达量比根中的高;在热激(40℃)和冷处理(4℃)的情况下,根、茎、叶中的表达量均有增加。为研究基因在温度胁迫下的功能,将HSP17.7基因在大肠杆菌中表达。在细胞致死温度(50℃)下,HSP17.7能够改善细胞死亡的现象;4℃条件下,也得到相同结果。这些结果表明,HSP17.7可能在紫茎泽兰耐温度胁迫中发挥作用。      

小分子热休克蛋白生物学功能的研究进展

根据国内外近年来小分子热休克蛋白的研究概况,对小分子热休克蛋白的分子伴侣功能、稳定细胞结构功能和调节细胞凋亡功能进行综述,并讨论小分子热休克蛋白在生物进化研究中的意义以及应用前景。     

肉鸡HSP70的基因克隆、原核表达及单克隆抗体制备

 【目的】制备高特异性的肉鸡热休克蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）单克隆抗体,研究肉鸡HSP70与热应激损伤的关系。 【方法】 利用RT-PCR方法扩增肉鸡HSP70 mRNA,将其扩增产物克隆到PGEM-T Easy 载体和原核表达载体pET-28a(+)上,进一步转化至大肠杆菌BL-21中,用IPTG诱导表达重组肉鸡HSP70。以纯化的重组肉鸡HSP70制备多克隆抗体,免疫印迹分析说明重组肉鸡HSP70具有很好的免疫原性。以纯化的重组肉鸡HSP70免疫Balb/c小鼠,通过淋巴细胞杂交瘤技术制备单克隆抗体。【结果】获得2株分泌肉鸡HSP70单克隆抗体的杂交瘤细胞株,进一步通过免疫印迹分析筛选出1株高特异性的肉鸡HSP70单克隆抗体,命名为BH70-1。 【结论】免疫组织化学结果显示,单克隆抗体BH70-1是一种理想的抗体。