甘蓝型油菜ADC基因片段的克隆及序列分析

[目的]克隆甘蓝型油菜精氨酸脱羧酶(ADC)基因的cDNA片段,为进一步获得ADC基因全长及研究其的生物学功能奠定基础.[方法]以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)品种中双6号的花蕾为材料,设计简并引物,采用同源克隆法扩增ADC基因的cDNA片段.[结果]成功扩增获得8个不同的ADC基因拷贝,按长度将其分为1011、999、981 bp 3类,8个拷贝核苷酸序列之间的同源性为81%~99%,其推导氨基酸序列之间的同源性为86%~99%.1011 bp片段包含3种不同的序列S1 ~S3,序列间存在9个单核苷酸多态性(SNP)位点.999 bp序列包含S4和S5,具有3个SNP位点,两个区段出现连续碱基缺失.981 bp序列包含S6~S8,发现14个SNP位点,且第67位核苷酸出现无义突变,4个区段发生碱基缺失.序列S4~S8共同缺失第632~634、642~650位的核苷酸小片段.氨基酸同源比对和系统进化分析结果表明,8个不同ADC基因拷贝与芥菜(Brassica juncea L.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)、盐芥(Thellungiella halophila L.)等物种的ADC基因同源性高,亲缘关系近.[结论]所获得的8个基因拷贝即为来自于甘蓝型油菜ADC基因的片段.     

甘蓝型油菜FAD2基因cDNA片段的克隆和序列分析

为了提高油菜的油酸含量，继而培育高油酸油菜品种，从甘蓝型油菜成熟叶片中分离总RNA，经反转录合成cDAN第一条链，以此为模板进行多聚酶链式反应，产物为一长654bp的DNA片段，经克隆和序列测定表明，其核苷酸序列与GenBank中甘蓝型油菜FAD2基因在比较区的同源性达100％。     

甘蓝型油菜BnaWRKY30-like基因cDNA序列克隆 及生物信息学分析

WRKY 转录因子是植物所特有的一个超级基因家族,能调控植物生长发育过程及逆境反应。根据转录组测序获得的 EST 序列设计引物, 利用 RT-PCR 及 RACE 技术克隆了甘蓝型油菜WRKY30 基因 cDNA 全长序列, 并运用生物信息学手段对序列进行了分析及预测。结果表明：BnaWRKY30-like 基因全长cDNA序列中包含102 bp 的5′-UTR序列,188 bp 的3′-UTR序列以及942 bp的完整ORF,编码313个氨基酸。该转录因子蛋白相对分子量为35 319.85D,等电点为 6.22,基本氨基酸中含量最高的丝氨酸（Ser）,313个氨基酸中含有41个酸性氨基酸,34个碱性氨基酸,在121～182区域含有一个典型的WRKY结构域。亚细胞定位预测发现该转录因子定位于细胞核的可能性最高。蛋白质的二级结构预测表明共有α-螺旋占26.20%,延伸链占10.54%,β-转角占4.47%,无规则卷曲占58.79%。BnaWRKY30-like基因编码的蛋白具有典型的WRKY转录因子特征,与拟南芥WRKY30基因亲缘关系近,可能在油菜早期生长发育过程及盐胁迫中的发挥调控作用。     

甘蓝型油菜PEP转运子BnPPT1基因的克隆、序列分析和表达模式

磷酸烯醇式丙酮酸/磷酸转运子基因(Phosphoenolpyruvate/phosphate translocator 1, PPT1) 是细胞质体碳水化合物转运的一个关键基因,在植物莽草酸代谢和脂肪酸生物合成途径中起着重要作用。根据十字花科拟南芥PEP转运子AtPPT1基因序列与油菜数据库BBSRC Brassica DB中相应ESTs设计全长引物,以甘蓝型油菜(Brassica napus) 幼嫩叶片基因组DNA和种子cDNA为模板,克隆到了甘蓝型油菜PEP转运子基因全长序列,命名为BnPPT1。该基因基因组gDNA全长为2 075 bp,含有8个内含子,编码区长度为1 224 bp,编码407个氨基酸。序列比对结果表明,BnPPT1与同属于十字花科拟南芥AtPPT1转运子同源性很高,仅有个别氨基酸的差异。进一步采用半定量RT-PCR分析表明,BnPPT1基因在油菜各器官中表达差异很大,在幼嫩的子叶和茎中有较高丰度的表达,在中早期发育的种子中表达丰度逐步升高,种子成熟后期没有表达,暗示该基因在油菜籽粒中油份等物质积累中有重要功能。     

甘蓝型油菜WRI1基因cDNA的克隆与序列分析

通过RT–PCR方法克隆了甘蓝型油菜湘油15号5个WRI1基因cDNA。测序结果显示,BnWRI1–1大小为1 248 bp,BnWRI1–2和BnWRI1–3大小为1 254 bp,BnWRI1–4、BnWRI1–5大小为1 242 bp;聚类分析结果显示,所克隆WRI1基因cDNA在进化关系上属于AP2/ERF转录因子家族,同拟南芥AtWRI1(At3G54320)同处1个分支,并且所克隆基因cDNA来自甘蓝型油菜不同的基因组;通过核苷酸序列比对分析,得到所克隆WRI1基因cDNA单核苷酸变异位点40个;特异性酶切位点分析显示,来源于A基因组的BnWRI1–1、BnWRI1–2、BnWRI1–3第892位与来源于C基因组的BnWRI1–4和 BnWRI1–5第880位的核苷酸发生变异,导致Bcl I识别位点的变化;酶切试验结果表明,采用BclI酶可区分甘蓝型油菜的AtWRI1–like WRI1 基因的A或C 基因组来源。     

蒙古绵羊HOX基因片段的克隆及序列分析

为探讨HOX在蒙古绵羊CO2的体轴发育与细胞分化中的特异性表达情况,选用已报道的HOX基因保守区序列设计简并引物,对蒙古绵羊CO2的基因组进行了PCR扩增,经克隆和DNA测序,得到的片段为117bp,编码39个氨基酸,Blast及DNAStar软件分析证明克隆到了3个Hox片段.     

元宝枫CHS基因片段的克隆及序列分析

[目的]对元宝枫叶片查尔酮合成酶(CHS)基因片段进行克隆及序列分析.[方法]以元宝枫的红叶新品系1～6号为试材,采用CTAB法提取其夏季与秋季叶片总RNA,搜索GenBank数据库中已报道的CHS基因序列,BLAST比对,然后用DNAMAN、Primerpremier5软件设计兼并引物来扩增其目的片段,采用RT-PCR方法扩增CHS基因片段并连接到pMD18-T载体上,阳性克隆经PCR检测后进行测序.[结果]得到一段1 365 bp的序列,序列分析表明,该片段编码365个氨基酸,与鸡爪槭、毛果槭的查尔酮合成酶(CHS)基因核苷酸序列同源性在90％以上.[结论]该研究首次从元宝枫中克隆出了CHS基因,为有效利用该基因奠定了基础.     

油菜脂肪酸延长酶基因fae1片段的克隆与SNP分析

 脂肪酸延长酶基因fae1是调控油菜芥酸合成的关键基因。本研究利用GenBank中的fae1基因序列AF490462为模板设计引物，通过多聚酶链式反应（PCR）从白菜、甘蓝和甘蓝型油菜（包括2个人工合成种）的12个不同品种中扩增出长1 007bp的fae1基因片段。PCR产物经与克隆载体pGEM-T vector连接和序列测定，获得12个品种的fae1基因片段的DNA 序列。对来自12个不同品种的fae1基因序列进行比较分析表明：fae1基因具有高度序列保守性，扩增长度均为1 007 bp，核苷酸序列相似度达98%以上，氨基酸序列的保守性更高。在1007 bp的区间内共发现23个SNP(single nucleotide polymorphism)位点，其中有11个单核苷酸变异导致了编码氨基酸的改变。人工甘蓝型油菜和天然甘蓝型油菜的fae1基因片段未发现明显差异。发现了高芥酸品种与低芥酸品种的fae1基因、以及A基因组与C基因组的fae1基因特有SNP位点。     

甘蓝型油菜FAD2基因调控序列的克隆及瞬时表达分析

油酸去饱和酶FAD2（fatty acid desaturase 2）是广泛存在于植物中的一种能催化油酸脱氢生成亚油酸的还原酶。根据GenBank上已知的甘蓝型油菜FAD2基因设计引物,以甘蓝型油菜（Brassica napus L.）叶片总DNA为模板,进行TAIL-PCR扩增,获得约1.4 kb片段并测序。序列比对结果说明该片段为已知的FAD2基因编码区上游序列。将该片段进行不同长度的5′端缺失,并用缺失后的序列替换pBI221-LUC质粒上的CaMV35S启动子,构建了甘蓝型油菜瞬时表达载体,进行油菜原生质体瞬时表达的初步研究,结果表明该序列5′端-669 bp至-1019 bp对报告基因表达水平有较大的影响。结合启动子预测分析结果,此片段中可能存在的赤霉素应答元件、光调控元件等顺式作用元件对FAD2基因的表达调控具有重要作用。     

油菜原花色素合成途径基因的克隆及进展

原花色素是类黄酮生物合成途径的终端产物,其基因调控网络在拟南芥、葡萄等基因组已经测序的植物中得到充分阐释。种皮中原花色素的积累与种子颜色、种子休眠和寿命有关。油菜种皮中原花色素的积累决定种皮颜色,同时影响种子的油分含量。本文综述了通过图位克隆、同源克隆和电子克隆等途径克隆油菜原花色素合成途径基因的进展,分析了在油菜中已经克隆的部分原花色素合成途径基因与种皮颜色的关系,提出了如何利用已经公开的油菜、白菜基因组序列通过筛选BAC文库得到基因不同拷贝的全长序列的综合路径,列举了笔者运用该方法已经克隆的部分原花色素合成途径基因拷贝数,以期揭示油菜原花色素形成积累的基因调控网络。     

RACE方法在甘蓝型油菜基因克隆中的应用

将Invirtogen公司开发的一种RACE技术应用于甘蓝型油菜基因家族成员的克隆,克隆了查尔酮异构酶基因家族的全部6个成员和类黄酮3′-羟化酶基因家族的2个成员。应用结果表明:该方法具有低成本、高效率、能克隆全长基因的特点,适合甘蓝型油菜等多倍体物种基因家族成员的克隆。     

甘蓝型油菜生物节律钟输出基因BnGI的克隆和表达分析

利用同源克隆的方法,以拟南芥GIGANTEA基因为种子序列,在甘蓝型油菜中克隆得到GI基因,命名为BnGI。序列分析结果表明:该基因编码区全长为3 516bp,编码1 171个氨基酸,与白菜GI基因序列同源性达99%,与拟南芥GI基因同源性达87%。成熟蛋白的等电点为6.59,分子量为127.15kDa,亚细胞定位预测在细胞核定位。荧光半定量检测结果表明:BnGI基因在根、茎、顶端分生组织、叶、花等中均有表达,但表达水平具有组织特异性。     

“冷俊”槭查尔酮异构酶基因(CHI)片段克隆及序列分析

以槭树品种"冷俊"为试材,利用RT-PCR技术,根据GenBank中登录的相关物种查尔酮异构酶基因(CHI)的保守序列设计简并引物,提取其秋季变色期叶片中的总RNA并扩增出CHI基因的cDNA片段。测序结果表明,该片段长553 bp,编码183个氨基酸。序列分析表明,该片段与龙眼、橄榄、山茶、沙梨等的同源性在81%～90%以上,证明已成功克隆到槭树变色期叶片CHI基因的cDNA片段,在GenBank中登录号为KC121346。     

Cloning and Expression Level Analysis of Two BnaANT Candidate Genes in Brassica napus

AINTEGUMENTA （ANT） gene has been proved to have a novel function on controlling the organ size and the seed weight in Arabidopsis thaliana, the research on its orthologous gene in Brassica napus will be of potential interest to elucidate the molecular mechanism of rapeseed development and increase the rapeseed output. A SMART cDNA library of the flower bud from B. napus cultivar Zhongshuang 9 was constructed, and the full-length cDNAs of two homologous BnaANT candidate genes were cloned by PCR in B. napus, namely BnaX.ANT.a （GenBank accession no. DQ211969） and BnaX.ANT.b （accession no. DQ211970）. They shared 87.1 and 83.4% amino acid identity with ANT of A. thaliana, respectively. There is 87.4% amino acid identity between BnaX.ANT.a and BnaX.ANT.b. By quantitative real-time PCR, the obviously differential expression levels of the two BnaANT candidate genes were detected in the 28 DAF seeds of the big and small grains B. napus lines, the expression abundance of BnaANT in the 28 DAF seed of 9311 was over three times compared to that of 9260, which indicates that these two BnaANT genes are also likely related to the floral organ size and the seed weight in B. napus.     

Molecular Cloning and Sequence Analysis of the Toc33 cDNA in Brassica napus Line Cr3529

Two primers, designed according to the Arabidoposis thaliana Toc33 sequence, were used to amplify the full coding region of the Toc33 cDNAs in leaves of a chlorophyll-reduced (Cr) mutant Cr3529 and its wild type 3529, Brassica napus,by RT-PCR technique. The RT-PCR results showed that the fragment homologous to Toc33 was expressed in Cr3529 as well as 3529 seedlings. PCR fragments were inserted into the pMD18-T vector and transferred into E. coli, then two cDNA clones, BnToc33-c and BnToc33, were obtained. Sequence analysis showed that the two sequences were 894 bp and the nucleotide and the deduced amino acid sequences were highly homologous to those of A. thaliana. There were three diverged nucleotides between the Cr3529 and the 3529 Toc33 cDNAs, i.e., GGT/AGT, TTG/TTT, AGG/AGT, all of which belonged to missense mutation. The amino acid replacement ((Leu/Phe) caused by TTG/TTT mutation located in the membrane anchor domain may result in chlorophyll-reduced character in Cr3529.     

甘蓝型油菜BnClo1基因克隆、表达载体的构建及原核表达

【目的】克隆甘蓝型油菜(Brassica napus)油体钙蛋白(caleosin)基因BnClo1,并进行原核表达研究。【方法】在获得甘蓝型油菜BnClo1基因全长cDNA的基础上,根据BnClo1基因编码区设计1对特异引物,以甘蓝型油菜种子总RNA为模板,通过RT-PCR获得了约750bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定。随后将该蛋白成熟肽cDNA片段克隆到原核表达载体pTYB12中,构建融合表达载体pTYB12-BnClo1,转化到Escherichia coli ER2566(DE3)中进行表达。【结果】测序结果显示,RT-PCR获得的cDNA全长768bp,包含完整的开放阅读框738bp,编码245个氨基酸残基,caleosin分子量为28.1kD。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,以20℃、4mmol·L-1IPTG诱导该基因表达效果最好,诱导产物为一个与理论值相符的83.1kD的融合蛋白intein-caleosin。【结论】克隆了油菜BnClo1基因,并在大肠杆菌中进行了优化表达。为进一步纯化和鉴定目的蛋白,及研究其功能奠定了试验基础。     

幼叶黄化油菜突变体Cr3529中Toc33 cDNA的克隆和序列分析

 分别提取甘蓝型油菜幼叶黄化突变体Cr3529和野生型近等基因系3529幼叶期总RNA,反转录合成cDNA,根据拟南芥Toc33基因的编码区序列设计引物,RT-PCR扩增出叶绿体外膜转运机器构件蛋白基因Toc33。扩增产物与T载体连接,转化E.coli。获得cDNA克隆,分别命名为BnToc33-c和BnToc33,长度均为894 bp,与拟南芥Toc33cDNA有着较高的同源性。突变油菜Cr3529与野生型3529在Toc33的基因序列上有3处碱基存在差异,均为错义突变,其中一处位于TOC33蛋白的跨膜区域     

Bt毒蛋白基因导入甘蓝型油菜获得转基因植株

以甘蓝型油菜湘油13号为试验材料,建立了高效稳定的子叶柄再生体系,以4～5d无菌苗的子叶柄为外植体,6-BA含量为4.5mg/L时,不定芽的再生频率最高.同时探索了影响根癌农杆菌介导转化甘蓝型油菜子叶柄的各种因素,并将Bt毒蛋白基因导入甘蓝型油菜品种湘油13号,获得了转基因植株,Southernblot分子检测证明,Bt毒蛋白基因已整合到油菜基因组中.