茄子低温响应基因SmICE1的克隆及其功能分析

[目的]本文旨在探索茄子SmICE1(Inducer of CBF expression 1)基因在低温响应和花青素合成途径中的功能.[方法]以光敏型茄子品种'蓝山禾线'为材料,通过同源克隆获得SmICE1基因的全长序列,并对其进行生物信息学分析;4℃低温处理4叶期的茄子幼苗,分析SmICE1基因的表达水平;构建植物表...     

玉米ZmMYB59基因启动子的克隆及功能分析

为研究ZmMYB59基因启动子的表达模式,以玉米自交系‘B73’幼苗基因组DNA为模板,克隆ZmMYB59基因2个启动子片段分别命名为MYB59-P-1、MYB59-P-2,构建GUS植物表达载体pCXGUS-MYB-1K,pCXGUS-MYB-2K,并通过农杆菌介导法转化水稻‘日本晴’获得GUS植物表达载体转基因植株。通过PlantCARE软件进行生物信息学分析,发现ZmMYB59基因启动子中具有ABRE和CCGTCC-box等重要的顺式作用元件。GUS染色结果显示:1)pCXGUS-MYB-1K的种子没有着色,表明其未驱动GUS在种子中表达,pCXGUS-MYB-2K的种子胚乳边缘着色,表明其驱动的GUS在种子胚乳边缘表达;2)种子萌发期pCXGUSMYB-1K只有芽尖着色,表明其仅驱动GUS在芽尖表达,pCXGUS-MYB-2K芽尖和根均着色,芽尖着色较深,根维管束细胞少量着色,表明其驱动的GUS主要在芽尖表达,而在根部维管束组织中表达较弱;3)苗期pCXGUSMYB-1K,pCXGUS-MYB-2K植株的根、茎、叶均能着色,但后者着色较深,表明ZmMYB59基因的启动子可能是组成型启动子,同时也说明MYB59-P-1是启动子发挥正常调控功能所必须的,但启动能力不强,推测MYB59-P-2中可能存在增强启动子表达的顺式作用元件。     

玉米蔗糖合酶基因启动子的克隆及功能分析

蔗糖合酶(sucrose synthase,Su Sy)是植物蔗糖代谢中的一类关键酶,在植物的生长发育过程中具有重要功能。以玉米自交系"B73"的基因组DNA为材料,通过PCR扩增出玉米蔗糖合酶基因SH1起始密码子上游1853 bp序列。生物信息学结果显示该序列含有多个CAAT-box和TATA-box等基本作用元件,参与干旱诱导的MYB结合位点,根、胚乳等器官表达响应元件。构建了由SH1启动子驱动报告基因Gus的植物表达载体,通过农杆菌介导法产生了水稻转化株系,Southern印迹结果显示获得了单拷贝的"中花11"转基因植株(PSH1)。组织化学分析和实时荧光定量PCR结果表明,Gus基因在根、茎、叶、叶鞘及颍壳中高效表达,但在花和种子中不表达。综上可知,SH1启动子是一个新颖的营养器官特异型启动子,在作物的品质改良中具有良好的应用前景。     

玉米昼夜节律钟基因CCA1的克隆及表达分析

昼夜节律钟基因CCA1在调解水稻和拟南芥的光周期反应中起着重要作用。本研究利用从水稻和拟南芥中分离到的CCA1基因序列作为靶序列BLAST获取Genbank中的信息,通过RT-PCR方法克隆获得了一条2326bp的玉米CCA1基因cDNA序列。BLAST比对发现其与水稻、大麦和拟南芥的序列相似性分别达73.7%、69.4%和39.8%。利用NCBI中的ORF Finder软件分析,发现该序列包含一个2163bp的开放阅读框,编码720个氨基酸残基,蛋白的分子量约为78819.17Da,等电点为6.468。推测其含有3个myb-DNA结合域、7个N-豆蔻酰化位点、1个G-box蛋白结合域以及1个蛋白跨膜结合域。采用实时荧光定量PCR分析发现,随光照时间的变化,该基因在玉米叶片中的表达量呈现出白天不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势。本研究为进一步研究玉米CCA1基因在调控玉米光周期敏感现象中的功能,阐明玉米光周期敏感机制提供了科学依据。     

甘蔗花叶病毒诱导玉米TPT基因cDNA克隆及功能分析

玉米矮花叶病(MDM)是影响世界玉米生产的重要病害之一,利用转病毒源基因如外壳蛋白(CP)基因等多种植物基因工程技术防治玉米矮花叶病,取得了一定的效果,但存在着防效不高等问题。现拟从植物源获得与抗甘蔗花叶病毒相关的基因,并通过转基因方法获得抗甘蔗花叶病毒自交系。以国内广泛应用的抗甘蔗花叶病毒玉米自交系黄早四为材料,利用cDNA-AFLP差异显示方法,获得了203个差异片段。经反向Northern验证和同源性分析,差异片段中的A9T6与玉米磷酸丙糖转移蛋白(TPT)基因高度同源。为明确TPT在抗病毒病中的作用,根据报道的玉米磷酸丙糖转移…     

玉米ZmPGP1基因启动子的克隆及结构功能分析

为分析玉米ZmPGP1基因启动子的功能,利用巢式PCR方法克隆出了玉米ZmPGP1基因的启动子调控区,并将该启动子与GUS基因融合,通过基因枪法转入玉米(Zea mays)中,分析ZmPGP1启动子表达特性。结果显示,在玉米中克隆出ZmPGP1基因5′端上游1 090bp的启动子序列,该启动子序列包括光响应元件、激素响应元件和胁迫诱导及发育相关顺式作用元件。GUS染色表明ZmPGP1基因在玉米幼苗的茎部、叶子及根中都有表达,其中茎的节间处以及叶鞘部位表达量较高,这与ZmPGP1基因的Real-time PCR分析结果一致。研究结果进一步阐明ZmPGP1基因的功能以及作用机理。     

玉米根部特异性启动子的克隆及功能分析

【目的】从玉米幼根基因组DNA中克隆β-葡萄糖苷酶基因根部特异性启动子序列ZmGLU1P,并对其功能进行分析。【方法】利用PCR技术从玉米品种P138幼根基因组DNA中克隆玉米根部特异性启动子片段ZmGLU1P,将其与GUS基因融合,构建植物表达载体pCAMBIA121-ZmGLU1P,转化到EHA105根癌农杆菌中,通过根癌农杆菌介导法转化烟草NC89,对转化烟草植株进行PCR和Southern杂交检测。采集PCR和Southern杂交检测为阳性的转基因烟草的根、茎、叶,进行GUS活性的组织染色检测。【结果】克隆获得了ZmGLU1P片段,其长度为1 846 bp,与已报道的序列同源性达99%以上。转基因烟草植株的PCR和Southern杂交结果显示,成功地获得了转基因阳性植株;GUS活性检测表明,根中GUS活性最强,而在茎和叶等组织中GUS活性甚微,表明ZmGLU1P片段具有根部特异性启动子功能。【结论】玉米β-葡萄糖苷酶基因上游1 846 bp的片段ZmGLU1P具有根部特异性启动子功能,为根部特异性启动子。     

杉木蔗糖转运蛋白SUT基因的克隆和功能分析

蔗糖转运蛋白又称蔗糖-质子共转运蛋白,简称SUT(sucrose transporter)或者SUC(sucrose carriers),主要担负植物光合产物——蔗糖的跨膜运输与分配调控,在植物体内完成使蔗糖从“源”到“库”的运输。采用CTAB法提取杉木总RNA,通过RT-PCR得到cDNA,设计基因特异性引物,从1年生无性系杉木幼苗嫩叶中克隆SUT基因,并利用生物信息学方法分析SUT的基本结构、进化关系、理化性质。结果表明,在电泳图上总RNA的结构完整,28 S的亮度约为18 S的2倍;A260/A280为2.20,A260/A230为2.31;杉木SUT基因编码区全长为1 782 bp,共编码593个氨基酸,是具有SUT基因家族的典型12个跨膜区;通过系统进化树的分析发现,杉木SUT与无油樟SUT的亲缘性较高,SUT蛋白属于疏水性蛋白。     

油菜FAD2 基因的克隆与功能分析

油酸去饱和酶FAD2基因催化C18∶1脂肪酸脱氢生成C18∶2脂肪酸,直接决定了油料作物的油脂品质,同时对植物的抗冻能力至关重要。通过RT-PCR从甘蓝型油菜品种"中双9号"中克隆了Bn FAD2基因的全长c DNA序列,该基因编码一个长384aa的脂肪酸去饱和酶蛋白,分子量44.2 ku,等电点p I值为8.54,对应的基因组序列无内含子。使用荧光定量RT-PCR发现它在种子发育到25 d时转录水平最高;使用生物信息学手段发现该蛋白具有6个跨膜区,定位在内质网膜上,不含信号肽。将该基因克隆到植物转基因载体p BILP2PTNap中,通过农杆菌LBA4404介导转化了拟南芥fad2基因突变体,使其在种子中超量表达,共获得20株转基因阳性植株。使用气相色谱法比较野生型植株、突变体植株、转基因阳性植株种子中脂肪酸的组成成分,结果发现转基因前后,种子中油酸(C18∶1)的含量从53.8%降低到12.4%~34.1%,亚油酸(C18∶2)含量从2.9%提高到11.5%~62.7%,说明这些转入的Bn FAD2基因在不同植株中均能不同程度地互补fad2突变体的表型,证明克隆得到的油菜Bn FAD2基因具有完整的催化功能。     

蒺藜苜蓿低温胁迫响应基因MtbHLH-1的克隆及功能分析

【目的】克隆蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）低温胁迫响应基因MtbHLH-1,并对其进行序列特征分析,研究MtbHLH-1对牧草蒺藜苜蓿耐低温能力的影响。【方法】利用RT-PCR技术获得蒺藜苜蓿MtbHLH-1全长的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析,采用半定量RT-PCR研究MtbHLH-1的低温（4℃）表达模式。【结果】测序结果显示,cDNA片段全长778 bp,包含一个741 bp完整的开放阅读框,编码246个氨基酸残基,命名为MtbHLH-1,GenBank登录号为JN800447。氨基酸BLAST分析表明,MtbHLH-1氨基酸序列与已报道的其它植物（大豆、拟南芥、烟草、小麦和玉米等）bHLH氨基酸序列具有45%-73%相似性。半定量RT-PCR研究表明,MtbHLH-1在低温胁迫条件下上调表达。【结论】从蒺藜苜蓿中克隆了低温胁迫碱性/螺旋-环-螺旋转录因子MtbHLH-1,半定量分析表明其在蒺藜苜蓿抗冷过程中起作用。     

玉米ZmNAC1基因的克隆与分析

[目的]NAC(NAM,ATAF1,ATAF2和CUC2)转录因子是植物中特有的具有多种生物学功能的转录调控因子,通过与下游靶基因启动子区域内特异的DNA序列结合,调控下游胁迫应答基因的表达,从而发挥其转录调控功能.本研究从玉米自交系B73中分离得到一个玉米NAC转录因子家族基因ZmNAC1,并对其进行氨基酸序列比对、氨基酸组成和系统进化分析,为进一步研究ZmNAC1基因在非生物胁迫反应中的生物学功能奠定基础.[方法]运用RT-PCR技术克隆基因全长cDNA,应用多种生物信息软件分析基因序列特征:氨基酸组成、保守结构域、跨膜结构域.[结果]结果表明ZmNAC1基因全长962 bp,共编码302个氨基酸;Zm-NAC1蛋白的N-末端具有NAC家族典型的NAM结构域;玉米ZmNAC1与高粱SbSNAC1的氨基酸序列一致性达到80.12％;系统进化分析结果表明ZmNAC1可能在植物抗逆过程中发挥重要功能.     

海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析

[目的]海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析.[方法]利用RT-PCR技术,从海岛棉中克隆CONSTANS(CO)的同源基因,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析基因的组织表达.[结果]从新海14号花后9d的纤维中克隆得到了一个棉花CO蛋白基因,命名为GbCO.GbCO cDNA的ORF为1 008 bp,编码335个氨基酸.序列分析表明GbCO和GhCO的相似性只有78.2;,棉花CO蛋白同蓖麻RcCO、苹果MaCO等亲缘关系较为接近.qRT-PCR结果表明,GbCO基因在棉花的根、茎、叶、花瓣等组织中均有表达,但在叶片中的表达相对较高.并且CbCO在棉花胚珠及纤维发育的起始和伸长阶段都有表达,在开花前1d和开花后5d的胚珠中表达量很高.GbCO基因的表达受到光周期的调节,在夜间表达量高于白天.[结论]GbCO基因可能在陆地棉的开花发育中起着重要的作用.     

玉米地方品种Glb1基因克隆及其遗传多样性分析

【目的】了解我国西南地区不同玉米地方品种的遗传多样性,为合理利用这些玉米种质资源提供参考。【方法】以西南地区12份玉米地方品种为材料,对Glb1基因片段进行克隆、测序及序列比对,分析其遗传多样性。【结果】12份玉米材料Glb1基因序列长度为1138-1149 bp,其序列一致性为96.21%。12份材料Glb1基因序列间存在较多的变异位点,大于等于3 bp的插入/缺失有8个,主要位于第81-84、122-128、161-164、368-371、428-442、668-680、966-976和1003-1011 bp。不同玉米地方品种材料间的遗传相似系数为96.50%-100.00%,平均为98.58%。根据聚类分析结果可将12份材料分为五大类,且来源于同一地区的玉米材料趋向于聚为一类。【结论】Glb1基因具有较高的保守性,所选材料间Glb1基因序列存在一定的遗传多样性,利用Glb1基因序列可作为鉴定不同玉米地方品种的一种理想分子标记。     

黄瓜细胞质型谷氨酰胺合成酶基因(GS1)的克隆及其在低氮条件下的表达

【目的】分离和克隆黄瓜谷氨酰胺合成酶GS1基因,分析其序列特征,了解其在低氮条件下的表达情况。【方法】依据黄瓜基因组数据库中Csa015274基因编码区全序列,应用引物设计软件Primer Premier 5.0设计引物,从黄瓜叶片cDNA中克隆该基因,用生物信息学方法对获得的cDNA序列及推定氨基酸序列进行分析鉴定,并用实时荧光定量PCR法研究GS1基因在不同氮素浓度下的表达变化。【结果】分离到GS1基因,GenBank登录号为JQ277263。该基因长1 071 bp,编码356个氨基酸,与甜瓜(Cucumis melo L.)GS1基因同源性高达97%。该基因编码的蛋白是1个不稳定的疏水蛋白,无跨膜结构,无信号肽,存在蛋白激酶C磷酸化位点,酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,N-十四酰化位点,酪氨酸激酶磷酸化位点等活性位点。GS1基因表达模式分析显示,在低氮条件下,该基因下调表达,随着氮素浓度的增高GS1基因的表达量增加。在高浓度的氮素水平下,该基因的表达同样受到抑制。【结论】成功从黄瓜叶片中分离克隆到GS1基因,该基因具有已知物种GS1基因的特征,可用于该基因的功能研究。     

鹅Mel 1c基因的克隆及生物信息学分析

从鹅脑组织中提取总RNA,利用RT-PCR扩增Mel 1c基因c DNA序列。结果表明,Mel 1c基因序列长为1 118 bp;与已报道其他物种的Mel 1c同源性为58.4%~72.2%;氨基酸序列的同源性为74.7%~97.0%;该基因编码的蛋白质为N端在胞内的六次跨膜蛋白,含有信号肽的分泌蛋白,N端亦含有两个糖基化位点;该蛋白也含有G蛋白偶联受体家族的结构域。     

绵羊IGFBP-1基因的克隆及序列分析

试验以凉山半细毛羊为研究对象,采用RT-PCR方法克隆了IGFBP-1基因的CDS全序列,生物信息学方法深入分析其序列。结果表明,IGFBP-1基因的CDS序列为792 bp,编码263个氨基酸,与牛、人、鼠的CDS同源性分别为97%、76%和74%,氨基酸序列同源性分别为97%、69%和71%,Gen Bank登录号为FJ589639.1;IGFBP-1基因的氨基酸分子量为27.8 k D,理论等电点(p I)为5.99;进化分析显示与牛、山羊等哺乳动物关系较近,与鸡、鱼类等亲缘关系较远;IGFBP-1基因存在明显的疏水性区域和亲水性区域,有一个信号肽、一个跨膜区、16个磷酸化位点、6个N-糖基化位点和8个O-糖基化位点;二级结构分析显示无规卷曲、α-螺旋和β-折叠区域分别为61.98%、24.33%、13.69%;三级结构分析显示存在IGFBP_N和甲状腺球蛋白-Ⅰ型功能域。为进一步研究绵羊IGFBP-1基因的功能奠定基础。     

安徽IBV地方株AH1-99株S1基因克隆及序列分析

用RT-PCR技术扩增出IBV AH1-99的S1基因cDNA,将其克隆到pMD18-T载体中进行序列测定和分析.结果表明,该分离株S1基因全长共1 611个核苷酸,编码537个氨基酸;与GenBank中登陆的IBV S1基因核苷酸的同源性为76.5%～92.2%,氨基酸同源性为69.3%～89.8%;在IBV S1基因核苷酸进化关系树中,该分离株同H52、M41和Beaudette等亲缘关系较近,在151位有一个EcoR I 酶切位点,有16个潜在的糖基化位点,前18个氨基酸残基为S蛋白的信号肽.     

转Bt cry1Ah/cry1Ie双价基因抗虫玉米的研究

构建了含有人工改造的抗虫基因Bt cry1Ah、cry1Ie和耐除草剂基因2mG2-epsps的植物表达载体pMUHUESGM,利用基因枪法将表达盒片段转化玉米愈伤组织,以2mG2-epsps基因为筛选标记基因,经草甘膦异丙胺盐筛选获得24株T0代再生植株,其中PCR检测阳性植株有20株。T0和T1代植株的分子检测结果证明了外源基因已经整合到玉米基因组中并能够稳定遗传和表达,转基因株系在田间生物活性检测中表现出较好的抗虫性,这为培育抗虫玉米新品种提供了参考,同时本研究中采用了基因枪片段转化法,提高了转基因的生物安全性。     

牛双芽巴贝斯虫rap-1基因的克隆与序列分析

对牛双芽巴贝斯虫(Babesia bigemina)潜在药物靶标Rap-1的基因进行克隆与序列分析.以兰州株牛双芽巴贝斯虫基因组为模板,经PCR扩增获得了rap -1基因,将该基因克隆到pGEM-T Easy Vector上,对重组质粒进行PCR扩增,对目的基因进行酶切鉴定及序列测定分析.结果表明,rap -1基因长度为846 bp,同源性分析结果显示,克隆序列与GenBank收录的巴西株牛双芽巴贝斯虫的核苷酸序列同源性为99.74％,说明兰州株牛双芽巴贝斯虫的rap-1与GenBank公布的参考基因具有高度同源性,rap-1基因具有很高的保守性.     

3种芸薹属植物ROH1基因的克隆及分析

[目的]通过PCR和RT-PCR技术从甘蓝、白菜和萝卜中扩增ROH1基因序列,分析该基因的基本特性。[方法]采用生物信息学的相关方法进行分析。[结果]甘蓝、白菜、萝卜ROH1基因没有内含子,甘蓝ROH1基因编码398个氨基酸,白菜和萝卜ROH1基因均编码400个氨基酸,3种植物的ROH1蛋白序列与拟南芥已经公布的ROH1(At1g63930)蛋白氨基酸缺少一段连续的氨基酸序列;ROH1属于DUF793蛋白超家族,它没有跨膜结构域和信号肽,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成。同源比对及功能联想分析发现植物中ROH1非常保守,系统发育分析表明甘蓝、白菜和萝卜的关系最近;结构功能分析发现ROH1可能与BYPASS蛋白和AT4G11300蛋白的功能相似。[结论]为研究DUF793蛋白超家族功能提供参考。