凡纳滨对虾HSP10基因序列与低温表达分析

[目的]克隆分析凡纳滨对虾HSP10基因,为研究其在寒冷耐受过程中发挥调控功能提供参考依据.[方法]搜索EST库获得凡纳滨对虾HSP10基因序列,再通过RACE-PCR扩增获得凡纳滨对虾HSP10基因cDNA全长序列,对其进行生物信息学分析,并通过荧光定量PCR分析HSP10基因的组织表达及低温胁迫下表达量的变化.[结果]凡纳滨对虾HSP1基因cDNA全长720 bp,包含306 bp的开放阅读框,编码102个氨基酸.以各物种的HSP10蛋白序列构建系统进化树,能较好反映各物种间的进化关系.荧光定量PCR分析结果显示,凡纳滨对虾HSP10mRNA在各组织中呈遍在表达,其中以肌肉中的表达量最高.低温表达谱分析结果显示,凡纳滨对虾HSP10mRNA在低温处理凡纳滨对虾的各组织中均呈下调表达,当处理温度降至13℃,其在肝胰腺中表达量降至最低.[结论]凡纳滨对虾HSP10在结构和进化上较保守,其mRNA表达量在低温胁迫下呈下降趋势,可能在寒冷耐受过程中发挥负调控作用.     

凡纳滨对虾COPE基因序列及低温表达分析

通过对已知耐寒候选基因-COPE基因的克隆和研究,为凡纳滨对虾耐寒性状的分子机理研究提供依据。运用同源克隆和RACE-PCR技术获得凡纳滨对虾COPE基因(LvCOPE)全长cDNA序列,对其进行了生物信息学分析,采用荧光定量PCR研究了LvCOPE基因的组织表达谱及其在低温胁迫下表达量的变化。结果显示,LvCOPE cDNA全长1217 bp,包含888 bp开放阅读框,编码296个氨基酸残基,具有保守的TPR结构域。各物种COPE蛋白序列构建的系统进化树能准确反映各物种间的进化关系。Lv-COPE mRNA在各组织中呈遍在表达,在肌肉组织中表达量最高。低温表达谱分析显示,LvCOPE mRNA在低温处理对虾的肝胰腺、心、鳃、肌肉等组织中均呈下调表达,随着处理温度由15℃降至11℃度,其在肝胰腺中表达量逐渐降到最低。因此,LvCOPE在结构和进化上保守,在低温胁迫时呈下调表达,可能在寒冷耐受过程中发挥负调控功能。     

蜈蚣藻多糖对凡纳滨对虾免疫相关基因表达的影响

[目的]研究蜈蚣藻多糖对凡纳滨对虾免疫相关基因表达的影响,为今后将蜈蚣藻多糖开发成凡纳滨对虾免疫增强剂提供理论依据.[方法]将试验凡纳滨对虾随机分为4组,其中A组（对照组）对虾投喂基础饵料,B、C、D组对虾分别喂食含有0.1％、0.2％和0.3％蜈蚣藻多糖的药饵,饲养15d后采用实时定量PCR对各组凡纳滨对虾的肝胰腺组织真核细胞翻译起始因子5A、巨噬细胞移动抑制因子、血蓝蛋白、酚氧化酶原、C凝集素、溶菌酶、热休克蛋白70等7个免疫相关基因的表达水平进行检测.[结果]投喂基础饵料和投喂蜈蚣藻多糖药饵的凡纳滨对虾在外表和行为上无明显差别,且均未出现对虾死亡现象.与A组相比,B、C、D组对虾肝胰腺组织中血蓝蛋白、酚氧化酶原、热休克蛋白70等3个基因的表达量明显升高,且均表现为D组＞C组＞B组＞A组;而真核细胞翻译起始因子5A、巨噬细胞移动抑制因子、C凝集素、溶菌酶等4个基因的表达量无明显变化.[结论]蜈蚣藻多糖可影响凡纳滨对虾的非特异性免疫功能,今后可将蜈蚣藻多糖用于对虾病害防治,以减少化学药物的使用.     

凡纳滨对虾肌球蛋白轻链基因MLC的克隆及表达分析

以生长性状分离凡纳滨对虾家系的肌肉组织,构建凡纳滨对虾生长性状差减cDNA文库,斑点杂交筛选获得MLC基因,克隆获得全长编码区序列.序列分析表明序列包含462 bp的开放阅读框,推测编码的蛋白质为153氨基酸,预测的分子量为17.5ku,等电点为4..67.通过荧光定量PCR的方法研究了MLC基因在凡纳滨对虾不同组织和不同生长期的肌肉组织中表达情况,显示MLC基因在凡纳滨对虾的心脏、肝胰腺、肌肉、胃、肠、眼柄、鳃和血等组织或器官中都有表达,在肌肉组织中表达量最高,在肝胰腺中表达量最低;在日龄为45d的对虾肌肉组织中表达量最高,在日龄为10 d的对虾肌肉组织中表达量最低.     

凡纳滨对虾烯醇酶基因Enolase的克隆及表达分析

以生长性状分离的凡纳滨对虾家系的肌肉组织.构建凡纳滨对虾生长性状差减cDNA文库.斑点杂交筛选获得Enolase基因,克隆获得全长编码区序列.序列分析表明,序列包含1 305 by的开放阅读框.推测编码的蛋自质含434个氨基酸.预测的分子量为47.4 ku,等电点为5.67.通过荧光定量PCR法研究了Fnolase基因在凡纳滨对虾的不同组织和不同生长期的肌肉组织中的表达情况,结果显示,Fnolase基因在凡纳滨对虾的心脏、肝胰腺、肌肉、胃、肠、眼柄、鳃和血等组织或器官中都有表达;在肌肉组织中表达量最高,在肝胰腺中表达量最低;在日龄为125 d的对虾肌肉组织中表达量量高,在口龄为80 d的对虾肌肉组织中表达量最低.     

凡纳滨对虾内质网膜转运通道蛋白基因Sec61γ的克隆及表达分析

以生长性状为指标分离凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei家系的肌肉组织,构建凡纳滨对虾生长性状差减cDNA文库,进行斑点杂交筛选获得内质网膜转运通道蛋白基因Sec61γ基因,克隆获得cDNA全长编码序列及部分非编码序列。序列包含270 bp的开放阅读框,推测编码的蛋白质为89个氨基酸,预测的相对分子质量为10 300,理论等电点为10.58。通过荧光定量PCR的方法研究了Sec61γ基因在对虾不同组织和不同生长期肌肉组织中的表达情况,结果表明:Sec61γ基因在对虾的血液以及心脏、肝胰腺、肌肉、胃、肠、眼柄等器官或组织中都有表达,其中在肌肉组织中表达量最高,在肠中表达量最低;在对虾不同生长期肌肉中的表达量各不相同,在10日龄的对虾肌肉组织中表达量最高,为45日龄的对虾肌肉组织中表达量的27.6倍。     

凡纳滨对虾内质网膜转运通道蛋白基因Sec61γ的克隆及表达分析

以生长性状为指标分离凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei家系的肌肉组织,构建凡纳滨对虾生长性状差减cDNA文库,进行斑点杂交筛选获得内质网膜转运通道蛋白基因Sec61γ基因,克隆获得cDNA全长编码序列及部分非编码序列。序列包含270 bp的开放阅读框,推测编码的蛋白质为89个氨基酸,预测的相对分子质量为10 300,理论等电点为10.58。通过荧光定量PCR的方法研究了Sec61γ基因在对虾不同组织和不同生长期肌肉组织中的表达情况,结果表明：Sec61γ基因在对虾的血液以及心脏、肝胰腺、肌肉、胃、肠、眼柄等器官或组织中都有表达,其中在肌肉组织中表达量最高,在肠中表达量最低;在对虾不同生长期肌肉中的表达量各不相同,在10日龄的对虾肌肉组织中表达量最高,为45日龄的对虾肌肉组织中表达量的27.6倍。     

凡纳滨对虾CTNNBL1基因克隆及表达分析

[目的]明确CTNNBL1基因在凡纳滨对虾抗病过程中的功能作用,为深入探讨对虾抗病免疫机制提供参考依据.[方法]采用RACE-PCR克隆凡纳滨对虾CTNNBL1基因(LvCTNNBL1),利用在线软件进行生物信息学分析,并进一步分析其组织表达特征及应答白斑综合征病毒(WSSV)和副溶血弧菌感染的表达模式.[结果]LvCTNNBL1基因cDNA全长1906bp,其中开放阅读框(ORE)长1692 bp,编码563个氨基酸,含有1个CTNNBL结构域.同源性分析发现LvCTNNBL1蛋白与大型溞(Daphnia magna)同源蛋白的相似度最高,为77%.基于CTNNBL1基因序列的系统发育进化分析结果显示,凡纳滨对虾被聚为无脊椎动物一类,与同为节肢动物的大型溞、西方蜜蜂(Apis mellifera)和美洲鲎(Limulus polyphemus)的亲缘关系较近.LvC TNNB L1基因在凡纳滨对虾中呈组成型表达,以在肠道中的表达量最高、表皮中的表达量最低.注射感染WSSV后,LvC TNNB L1基因在凡纳滨对虾血细胞中的表达量呈先下降后上升趋势,在所有检测时间点与对照组间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01,下同)差异;注射感染副溶血弧菌后,LvCTNNBL1基因在凡纳滨对虾血细胞中的表达量呈先上升后下降趋势,感染后12h内较对照组极显著升高.[结论]LvCTNNBL1基因表达量在病毒和细菌感染时发生明显变化,可能参与了凡纳滨对虾的抗病免疫途径.     

凡纳滨对虾WDS基因克隆及其表达分析

[目的]分析WDS基因在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)各组织中的表达情况及应对不同病原感染时的表达变化,以揭示WDS在动物体除生殖外其他生理活动中的功能作用.[方法]采用RACE-PCR克隆凡纳滨对虾WDS基因(LvWDS)cDNA序列,利用在线生物信息学软件进行序列分析,并以实时荧光定量PCR分析LvWDS基因在凡纳滨对虾不同组织中的表达情况及不同病原感染后的表达变化.[结果]LvWDS基因(GenBank登录号MH330316)cDNA序列全长1880 bp,其中,开放阅读框(ORF)978 bp,5'端非编码区(5'UTR)183 bp,3'端非编码区(3'UTR)719 bp,编码325个氨基酸.LvWDS氨基酸序列含有7个WD40重复序列(保守结构域),与拟穴青蟹(Scylla paramamosain)WDS氨基酸序列的相似性最高,为99%,基于WDS氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示LvWDS与拟穴青蟹WDS的亲缘关系最近.LvWDS基因在凡纳滨对虾精囊中的相对表达量最高,在血细胞、鳃和肠道等免疫组织中处于较高表达水平,在肌肉组织中的表达水平最低.经白斑综合症病毒(WSSV)和副溶血弧菌(Vib-rio parahaemolyticus)感染后,凡纳滨对虾血细胞、鳃和肠道组织中LvWDS基因的相对表达量均不同程度发生变化.[结论]WDS进化十分保守,其在不同物种中的功能稳定.LvWDS除了在凡纳滨对虾生殖发育中发挥重要作用外,可能还与免疫相关,在凡纳滨对虾抗病免疫中发挥作用.     

桃NAC家族基因生物信息学分析及其响应低温胁迫的表达特征

NAC(NAM-ATAF1/2-CUC2)是植物特有的具有多种生物功能的一类重要转录因子,在植物应对非生物胁迫、激素信号应答与器官形成中发挥重要作用。为了解桃NAC蛋白(PpNAC)及其在桃低温胁迫过程中的响应,采用生物信息学方法和qRT-PCR系统分析了桃NAC家族基因的成员、结构、功能和低温胁迫下的表达。结果表明,桃NAC家族共有119个成员,命名为PpNAC001~PpNAC119。PpNACs的氨基酸长度在68~862 aa,平均氨基酸长度为352 aa,分子量为7.2~96.1ku,等电点为4.3~9.5。除PpNAC119定位在染色体骨架上之外,其余基因均定位在桃的8条染色体上。基因结构和保守基序分析表明,位于同一亚族的成员基因结构相似,外显子数量和长度基本相同,并且同一亚族中的成员所含motif的种类和排列顺序基本相似,推测同一亚族的成员可能具有相同的功能,而不同亚族之间的差异可能与他们的功能特异性有关。对PpNACs蛋白启动子区2 000 bp的序列进行顺式作用元件分析,结果表明,脱落酸响应原件、光响应原件、茉莉酸甲酯响应原件、赤霉素响应原件、低温响应原件和生长素响应原件在筛选到的所有原件中占比较大。qRT-PCR结果显示,在4 ℃低温胁迫2、6 h,部分基因表达量上调不明显;低温胁迫12 h,16个NAC基因的表达量均显著上调。     

玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4克隆及其低温胁迫下的表达模式

[目的]克隆玉米蔗糖转运蛋白基因ZmSUT4,并明确其组织表达特性及在低温胁迫下的表达模式,为深入研究SUT4基因响应低温胁迫的作用机理提供理论依据.[方法]以玉米自交系黄早四幼苗为材料,采用RT-PCR克隆其ZmSUT4基因,分析其生物学信息,构建系统发育进化树,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其组织表达特异性及低温胁迫(4℃)下不同组织中的表达模式.[结果]克隆获得的ZmSUT4基因(GenBank登录号MK541991)全长为1621 bp,开放阅读框(ORF)长度为1506 bp,编码501个氨基酸,编码蛋白的分子量53.36 kD,理论等电点(pI)8.84,具有12个跨膜结构,定位于细胞膜上,既属于易化扩散载体(MFS)家族成员,也属于蔗糖/H+共转运体(GPH)超家族成员,其中第25~447位氨基酸是MFS家族蛋白的保守结构域,第17~484位氨基酸是GPH超家族成员的蔗糖运转子保守结构域GPH-sucrose.ZmSUT4蛋白的氨基酸序列与单子叶植物SUT4蛋白同源性较高,为86%~96%,聚集在同一分支上;与双子叶植物SUT4蛋白同源性较低,为62%~65%,说明该类蛋白在不同物种间高度保守.ZmSUT4基因在玉米的根、茎和叶中均有表达,以根中的表达量最高,其次是叶,茎中的表达量最低.低温胁迫下,ZmSUT4基因在不同组织中表达量模式不同,根和叶中ZmSUT4基因表达量均在胁迫24 h达最大值,分别是低温胁迫前(0 h)表达量的2.21和2.62倍,茎中的ZmSUT4基因表达量在胁迫6 h达最大值,是低温胁迫前表达量的3.01倍.[结论]ZmSUT4基因受低温胁迫诱导表达,推测其是调控玉米响应低温胁迫的关键基因.     

鹅ASC基因序列分析与组织表达差异研究

炎症小体作为固有免疫的重要组分在机体免疫反应和疾病发生过程中具有重要作用,ASC基因是炎症小体中连接胞浆受体和Caspase-1的关键蛋白.为进一步了解鹅的炎症系统,参考NCBI上公布的预测序列(XM_013201308.1)设计引物,克隆了马岗鹅ASC基因(go-ASC),并进行了生物信息学分析和组织表达差异研究.结果显示,go-ASC基因完整ORF长663 bp,共编码220个氨基酸.同源性分析显示,go-ASC基因序列与哺乳类动物的同源性较低(41.0%～52.6%),结构域也存在较大差异,仅含有CARD结构域,缺乏PYD结构域.组织表达结果显示,go-ASC基因主要在血液和粘膜上皮组织表达,在肌肉组织中表达量最低.     

斑马鱼g型溶菌酶基因序列分析及其原核表达

【目的】实现斑马鱼g型溶菌酶在大肠杆菌中表达,以获得高纯度且具溶菌活性的融合蛋白,为探究g型溶菌酶在斑马鱼抗菌过程中的作用机制及其开发利用打下基础。【方法】通过ClustalW、ExPASy、SignalP-5.0 Server及PSIPRED等在线软件对斑马鱼g型溶菌酶进行生物信息分析,经密码子优化后合成斑马鱼g型溶菌酶基因,亚克隆至pET-28a（+）表达载体并转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞,以IPTG进行诱导表达,并通过非干扰型蛋白浓度测定试剂盒和溶菌酶测定试剂盒（比浊法）测定其浓度及溶菌活性。【结果】从GenBank检索获得的斑马鱼溶菌酶基因g1（NM_001002706.1）和g2（XM_002664371.5）分别命名为Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2。Zeb-Lys-g1基因开放阅读框（ORF）长591 bp,共编码196个氨基酸残基,其编码蛋白分子量约21.6 kD;Zeb-Lys-g2的ORF长576 bp,共编码191个氨基酸残基,其编码蛋白分子量约21.1 kD;2种斑马鱼g型溶菌酶序列中均含有2个半胱氨酸残基及3个保守的催化残基位点（Glu、Asp和Asp）。Zeb-Lys-g1的N端含有17个氨基酸的信号肽,而Zeb-Lys-g2不存在典型的信号肽结构,但其三级结构均具有多个α-螺旋结构。在基于溶菌酶序列相似性构建的系统发育进化树中,Zeb-Lys-g1序列与金鱼g型溶菌酶序列的亲缘关系最近,而Zeb-Lys-g2序列与鲈形目和鲽形目鱼类的g型溶菌酶序列亲缘关系较近。将合成的斑马鱼g型溶菌酶基因（Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2）亚克隆至pET-28a（+）表达载体并转化BL21（DE3）感受态细胞,20 ℃下经IPTG（终浓度0.5 mmol/L）诱导16 h,可获得融合蛋白Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2,纯化后的浓度分别为1.01和1.66 mg/mL,对应的溶菌活性分别为689.68和44.39 U/mg。【结论】鱼类g型溶菌酶的基因变异较保守,经密码子优化及全基因合成方式合成的斑马鱼g型溶菌酶基因Zeb-Lys-g1和Zeb-Lys-g2可通过原核表达获得高纯度、高溶菌活性的融合蛋白,为探究斑马鱼溶菌酶的抗菌机制提供了技术支持。     

青稞LTP蛋白基因bltl4．2的克隆及其在低温下的表达

为了解LTP蛋白基因bltl4．2在青稞中的功能,以青稞品种“昆仑12号”为实验材料,克隆得到编码该基因的eDNA序列全长470bp,其中包括249bp的开放阅读框,编码82个氨基酸残基,相对分子质量7709．8,理论p16．52,不稳定系数27．36,是一个稳定的蛋白质。LTP蛋白有2个跨膜区,1-19位置的是从膜内到膜外,57-76位置的是从膜外到膜内,总平均亲水性0．522,是一个高度亲水的小分子蛋白质。序列比对显示编码该蛋白的基因与大麦bltl4．2基因具有较高的同源性（98．9％）。通过RealtimePCR检测得到blH4．2基因在4℃下处理48、24和12h的表达量分别是0h的14．6、13．6和8．3倍,SPSS分析显示bltl4．2基因在不同低温胁迫时间下表达差异显著,说明该基因对青稞的耐寒性起到一定的作用。     

不结球白菜响应ABA和低温基因WRKY18的克隆及表达分析

[目的]WRKY转录因子是植物特有的一类转录因子,广泛参与植物的生长发育、生物及非生物胁迫响应。克隆和鉴定不结球白菜共同响应ABA和低温的WRKY基因,对研究不结球白菜抗逆分子机制和改良其抗逆性具有重要意义。[方法]采用电子克隆的方法在NCBI数据库中进行不结球白菜WRKY18基因全长拼接,然后在不结球白菜‘苏州青’中,克隆到1个与低温及ABA响应相关的WRKY基因,通过生物信息学手段和实时定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析了该基因的序列结构特征及其在低温和ABA处理下的表达变化。[结果]该基因全长为1080bp,含有978bp的开放阅读框,编码326个氨基酸,与油菜及拟南芥的WRKY18直系同源,氨基酸序列相似性分别为87%和73%,命名为BcWRKY18。序列分析表明,该编码蛋白为核蛋白,不含跨膜区,无信号钛,具有WRKYGQK基序(motif)约60个氨基酸残基的WRKY保守结构域,为WRKY转录因子家族成员。系统聚类分析指出了BcWRKY18蛋白的保守性及其在开花植物中的进化关系;序列结构和同源建模分析指出了BcWRKY18蛋白的保守结构域、蛋白质的二级及三级结构分布模型;qRT-PCR检测了BcWRKY18基因在ABA和低温胁迫下的表达,表明低温和ABA都能诱导BcWRKY18基因表达,其表达模式都存在相似的过程,且BcWRKY18基因对ABA的响应比对低温的响应更快、更明显。[结论]从不结球白菜中克隆获得1个新的WRKY类转录因子基因BcWRKY18,基因表达分析发现BcWRKY18可能存在对ABA和低温的共响应及自身反馈调控。     

桂花己糖激酶基因家族成员的序列及表达分析

  目的  研究桂花Osmanthus fragrans己糖激酶家族成员序列特征及表达变化规律。  方法  选取3个不同花色桂花品种‘堰虹桂’O. fragrans ‘Yanhong Gui’、‘玉玲珑’O. fragrans ‘Yulinglong’、‘金球桂’O. fragrans ‘Jinqiu Gui’,从转录组数据中筛选得到HXK同源基因,进行序列分析和系统进化树分析,并利用实时荧光定量PCR检测不同品种桂花不同组织及不同发育阶段的OfHXKs基因表达情况。  结果  筛选得到OfHXK1~OfHXK4基因,分析表明不同品种桂花OfHXK1、OfHXK3和OfHXK4基因核苷酸序列相似性均高于99%。OfHXKs基因编码461~510个氨基酸残基,均包含2个保守的磷酸化作用位点和1个糖结合位点。OfHXK1和OfHXK2具有N端膜锚定结构,与拟南芥Arabidopsis thaliana AtHXK1与AtHXK2聚为一支;无跨膜区域的OfHXK3与AtHXK3亲缘关系较近,推测二者具有催化作用但无糖信号传导功能;OfHXK4蛋白腺苷结合位点处多出11个氨基酸残基,与AtHKL1和AtHKL2亲缘关系较近。4个桂花HXK基因成员在桂花1年生茎、2年生茎、嫩叶、成熟叶和花序中均有表达。随着花开放的进程,整体上OfHXK1、OfHXK3和OfHXK4基因的表达量呈现先上升后下降的趋势,而OfHXK2基因在3个品种花序发育过程中表达模式不同。  结论  根据序列分析与进化树分析,推测桂花OfHXK1~OfHXK4均具有催化己糖磷酸化的功能,OfHXK1和OfHXK2具有糖信号感知和转导的功能。OfHXK1、OfHXK3和OfHXK4基因随花序发育呈现有规律升降的表达模式,可能与其参与糖类物质代谢有关。图6表4参30