玫瑰GASA4-like基因的克隆及其序列分析

从大马士革玫瑰(Rosa damascena)中利用同源克隆结合RACE的方法首次获得了一个GASA4-like基因的cDNA和DNA序列全长(GenBank登陆号FJ595792,FJ595793),并利用TAIL-PCR的方法克隆了其部分启动子序列。结果表明,玫瑰GASA4-like基因包含4个外显子,3个内含子,开放阅读框为327bp,编码108个氨基酸序列。对推导的氨基酸序列分析发现,N末端1~26个氨基酸是一信号肽序列,C末端含有12个保守的半胱氨酸残基,具有GASA基因家族共同的一些结构特征。系统进化分析表明,玫瑰GASA4-like与分生组织中表达的GASA蛋白聚为一类。启动子顺式作用调控元件分析表明,GASA4-like基因上游318bp的部分启动子含有诱导表达调控元件和一些转录因子的结合位点;最后,对GASA4-like基因可能的生物学功能进行了预测。     

甘蔗SPSB基因5′侧翼序列的克隆及生物信息学分析

蔗糖磷酸合成酶(SPS)是蔗糖合成途径的关键限速酶,对蔗糖的合成和碳水化合物的分配具有重要的调控作用。采用染色体步移法技术克隆获得了甘蔗SPSB基因5′端侧翼序列,并对其序列进行生物信息学分析。分离获得了4 399 bp的5′侧翼序列,该序列除具有启动子核心序列TATA-box和增强子元件CAAT-box等典型的真核生物启动子基本元件外,还含有多种光应答元件、激素响应元件,以及与缺氧、干旱、低温诱导有关的顺式作用元件和一些组织调控表达有关的顺式调控元件,表明ScSPSB启动子可能具有逆境应答、激素应答及组织特异表达特性,值得开展进一步的功能研究。     

油果实中查尔酮合成酶基因PsCHS的克隆表达分析及其启动子的分离

从成熟果实均一化全长cDNA文库中分离了编码CHS基因的全长cDNA序列,命名为PsCHS,根据其序列设计引物,采用Genome Walking方法从基因组DNA中分离获得PsCHS基因上游的调控序列,命名为PsCHSp,PsCHS基因全长1 442bp,其中ORF 1 176bp,编码392个氨基酸;采用APA-Walking技术,获得该基因的5ˊ端调控区,经在线软件预测,启动子序列含有典型的结构特征元件TATA-box和CAAT-box,还包含光响应元件、厌氧诱导元件、胚乳表达相关元件、MYB结合位点以及激素响应元件;RT-PCR结果显示,PsCHS基因在果实发育的前期表达量较高,花后40d表达量最高,随后开始下降,果实成熟期表达量较低。分离获得的PsCHS基因属于查尔酮合成酶基因家族成员之一,查尔酮合成酶(Chalcone synthase,CHS,EC 2.3.1.74)是类黄酮合成途径中的一个重要酶,该基因可能对类黄酮的合成起到调控作用。     

谷子胁迫诱导型启动子SiRLK35P的分离及生物信息学分析

本研究以谷子"豫谷1号"为材料,结合相关数据库检索,以谷子幼苗提取的基因组DNA为模板,经PCR特异扩增SiRLK35上游1 893 bp调控序列,命名为SiRLK35P。结合PLACE数据库,对SiRLK35P进行生物信息学分析,并对其诱导表达情况进行了预测。结果显示,SiRLK35P中含有ABRELATERD1(ACGT)、GCCCORE(GCCGCC)等多种顺式作用元件,部分元件已知与不同逆境胁迫及应答相关,预测该启动子可能参与谷子胁迫响应,调控下游基因在胁迫等逆境条件下的表达水平,从而对谷子在胁迫下的应答进行调控。该研究为定向改良谷子抗逆特性、培育谷子抗逆新品种提供了候选材料。     

木薯MeSSSIV基因启动子克隆及序列分析

木薯是热带典型的高淀粉、抗逆、抗旱作物.可溶性淀粉合成酶(SSS)是植物淀粉合成过程中的关键酶之一.根据已发表的拟南芥SSSⅣ基因序列,通过同源比对从木薯AM560、KU50基因组中获得木薯MeSSSⅣ基因的cDNA序列以及该基因部分启动子序列,设计特异引物,从木薯栽培种KU50基因组DNA中克隆了MeSSSⅣ基因系列1068 bp(该序列包含978 bp的启动子调控序列及90 bp的基因编码序列).序列分析表明,启动子调控序中除含有典型的真核生物核心启动子区域外,还含有多个TATA-box、CAAT-box等启动子元件以及多种与脱水、激素和光响应相关的顺式作用元件,特别是发现CGACGOSAMY3、DOFCOREZM、SREATMSD、SURE等与糖信号相关的重要顺式元件,这些元件预示MeSSSⅣ基因的表达可能与糖信号相关.以上结果说明,MeSSSⅣ可能参与木薯多种代谢过程,其表达可能受多种调控因子的调节.     

茶树CsH1基因结构及其内含子信息分析

利用cDNA-AFLP方法对低温胁迫下茶树基因表达差异进行了分析,获得1个低温特异表达的cDNA片段。为了获取该片段所代表基因的结构信息,在成功克隆其基因全长cDNA序列(GenBank登录号:EU716314)的基础上,设计引物,从茶树品种‘龙井43’的叶片中克隆获得了该基因全长DNA序列,命名为茶树CsH1基因(JF836005)。基因结构分析表明:CsH1基因包含2个外显子和1个内含子,外显子和内含子的剪接符合GT-AG原则,其中2个外显子的碱基序列长度分别为236 bp和608 bp,内含子为388 bp。经序列分析发现该内含子具有启动子及激素调控元件,可能对CsH1基因的特异性表达有调控作用。茶树CsH1基因的结构及其内含子信息为茶树低温特异基因的表达和抗寒途径分子调控提供了序列信息。     

盐芥GRP7基因的克隆和逆境表达分析

【目的】从抗逆植物盐芥中分离GRP7(glycine-rich RNA-binding protein7,GRP7)基因,为进一步揭示GRPs基因在盐芥逆境应答中的作用机制及生物学功能奠定基础。【方法】利用盐芥GRP7基因的EST序列设计特异引物,克隆GRP7基因的全长序列,对其保守结构域和系统进化树进行分析,并对TsGRP7基因的启动子区进行预测;利用qRT-PCR技术,检测GRP7基因在不同逆境胁迫、不同组织中的表达情况。【结果】TsGRP7基因编码区全长522bp,编码173个氨基酸;TsGRP7蛋白的N端第9~82位氨基酸之间有1个RNA识别基序(RRM),RRM中含有保守的RNP-1和RNP-2亚结构域;多重序列比对和系统进化树分析表明,盐芥和拟南芥亲缘关系较近;启动子序列分析表明,盐芥GRP7启动子区含有HSE热激响应元件、LTR低温应答元件等多个逆境相关的顺式作用元件,表明盐芥GRP7基因参与逆境响应。qRT-PCR分析表明,盐芥GRP7基因在不同逆境胁迫条件及不同组织中表达不同。【结论】盐芥GRP7基因参与低温、高盐、PEG等逆境响应。     

白桦开花调控相关基因FLC、LFY和SOC1的克隆及表达分析

为研究LFY、FLC及SOC1开花调控关键节点基因在白桦花时调控中的作用,从白桦转录组数据中获得了LFY和FLC的全长cDNA序列,分别命名为BpLFY和BpFLC。获得的BpLFY基因编码区长1215 bp,编码405个氨基酸,分子量为45.3 kD。BpFLC基因cDNA编码区长627 bp,编码209个氨基酸,分子量为11.4 kD,这2个基因分别属于FLO-LFY和MADS超家族。对3个基因的启动子进行分析,发现3个基因启动子区均含有2个花粉特异表达的顺式作用元件。通过实时定量PCR对BpLFY、BpFLC及Bp-SOC1在白桦茎尖、叶片、雄花序和叶腋中表达模式的分析结果表明,BpSOC1和BpFLC在白桦各个组织部位均表达,而BpLFY只在雄花序和发育中的腋芽中表达,且在叶片中BpFLC可抑制BpSOC1的表达。     

花生共生受体类蛋白激酶基因的克隆及生物信息学分析

共生受体类蛋白激酶（symbiosis receptor-like protein kinase, SYMRK）是控制植物与微生物共生的关键调控基因,利用基因组步移技术,克隆得到花生symrk的全长基因及其560 bp的ATG上游序列。采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的常规理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位和高级结构等进行了预测和分析,结果表明Ah-symrk由15个外显子和14个内含子组成,cDNA全长3 042 bp,包含2 781 bp的ORF,编码926个氨基酸,为疏水性酸性蛋白质,定位于细胞膜;ATG上游序列包含3个与根特异表达有关的顺式作用元件root motif tapox1;RT-PCR验证,该基因在花生根中特异性表达。     

陆地棉Ghuhrf1基因及其启动子的克隆与功能分析

在分子育种过程中,优良基因和组织特异表达启动子的缺乏是制约棉花纤维品质改良的重要因素之一。分析转录组数据库中差异基因表达谱发现,Ghuhrf1为开花当天胚珠优势表达基因,推测该基因可能参与或调控棉纤维的合成。根据其EST序列设计引物,通过RACE技术获得Ghuhrf1基因的全长cDNA序列。荧光定量PCR分析表明,Ghuhrf1在开花当天的胚珠中显著表达。通过同源序列分析获得Ghuhrf1的上游启动子Ghuhrf1 Pro。Ghuhrf1 Pro全长为1 417 bp,含有GC box、CAAT box、CAT box、CCGTCC box和ACGT motif等顺式作用元件和组织特异性调控元件。根据组织特异性调控元件的分布位置构建了4个不同程度的缺失体转化烟草和拟南芥进行分析。GUS组织化学染色结果表明,全长启动子Pro和缺失体Pro1（-1 180～+226 bp）、Pro2(-867～+226 bp)、Pro3(-726～+226 bp)都能特异地驱动Gus基因在转基因拟南芥的叶片边缘尖部和莲座叶基部等分化生长旺盛部位表达,说明与分生组织表达相关的CAT box元件和CCGTCC box元件在启动子种子特异表达中起到重要的作用。同时,通过启动子缺失分析也表明,Ghuhrf1基因可能不是直接参与棉纤维的合成,而是间接的参与棉纤维原始细胞分化起始的调控。该结果为棉花纤维品质基因Ghuhrf1的功能研究提供了参考,并为棉花分子育种工程提供了新的调控元件。     

偏肿革裥菌漆酶基因克隆及启动子序列分析

以优化后的漆酶培养基为基础,通过RT-PCR和RACE技术相结合,从偏肿革裥菌 Lenzites gibbosa 菌株中获得编码漆酶基因的cDNA及Genomic DNA的全长序列,Genomic DNA大小为2 165 bp.通过比较该漆酶基因的cDNA和Genomic DNA的全长序列,发现该基因包含11个外显子和10个内含子.cDNA序列的全长为1 873 bp,其中包含一个完整的ORF,长度为1 563 bp,编码520个氨基酸.序列在氨基酸水平上与彩绒革盖菌 Trametes versicolor 的相似性评价最高,相似性达83%.通过SEFA-PCR的方法,扩增得到漆酶基因起始密码子上游长986 bp的启动子序列.分析表明,该启动子区域上除分布有TATA-box、CAAT-box以及AP2等基本的转录起始元件外,还存在有多个潜在的顺式作用元件序列位点,包括7个MRE元件、2个STRE元件、1个HSEs元件、7个氮因子结合位点等.这些结果表明,不同的外源诱导物可以调节偏肿革裥菌漆酶基因的表达.     

甘蔗乙烯受体Sc-ERS启动子的克隆与序列分析

【目的】克隆甘蔗乙烯受体Sc-ERS基因启动子序列,分析Sc-ERS基因启动子序列的作用元件。【方法】采用基于热不对称交错式PCR原理的染色体步移技术,从甘蔗ROC22基因组DNA中克隆Sc-ERS基因启动子序列,利用启动子预测软件PlantCARE和PLACE在线工具对Sc-ERS启动子序列的作用元件进行预测。【结果】克隆获得Sc-ERS启动子序列1410 bp, 该序列与玉米ERS25、ERS14核苷酸同源性分别为82%和80%。PlantCARE 在线分析结果表明,该序列具有启动子基本作用元件TATA-BOX和CAAT-BOX,还含有参与光响应元件、干旱诱导MYB 结合位点、茉莉酸甲酯响应元件、水杨酸响应元件、胚乳表达顺式调控元件、热胁迫响应元件等。【结论】从甘蔗基因组DNA中克隆获得乙烯受体Sc-ERS基因上游1410 bp的启动子序列,该序列含有多个特异性调控元件,推测Sc-ERS基因的表达可能受生理周期、激素、干旱、光照等因素调控。     

斑节对虾金属硫蛋白全基因DNA克隆及生物学信息分析

为深入研究斑节对虾(Penaeus monodon)金属硫蛋白MT(Pm-MT)基因参与斑节对虾性腺发育调控的分子机制,根据Pm-MT基因的c DNA序列,利用普通PCR和染色体步移(Genome Walking)技术获得Pm-MT基因的DNA全长序列,该基因序列DNA全长为2 744 bp,由2个内含子和3个外显子组成。其中启动子区域为806 bp,2个内含子长度分别为1 194、242 bp,3个外显子长度分别为22、78、77 bp。在启动子区域预测到转录因子糖皮质激素应答元件和雌激素应答元件与卵巢发育密切相关。     

籽粒高效特异性表达启动子的克隆与表达分析

启动子是调控基因表达的重要元件,本研究从燕麦中克隆了燕麦球蛋白基因的启动子序列,经过比对发现新克隆的启动子序列长960 bp,与参考序列AY795082存在9个SNPs。对启动子组成元件进行分析表明,该启动子含有胚乳特异表达所必须的5个Skn-1(GTCAT)基序;在启动子的正链第622 bp和830 bp处存在胚乳表达相关的顺式调控元件GCN4;在启动子的正链550 bp和负链869 bp处有两个O_2位点,曾在玉米中被验证为醇溶蛋白代谢顺式调控元件;在启动子的869 bp处有一个回文结构ACATGTCATCATGT,该序列是胚乳特异表达所必需的。除了上述与胚乳特异性表达有关的元件,该启动子序列中还有许多与逆境响应有关的序列元件。利用上述启动子驱动GUS基因表达试验证明,该启动子启动功能基因表达的强度约为参考序列的5倍,为利用转基因技术改良小麦籽粒性状提供了良好的基因表达驱动元件。     

甘蔗乙烯受体Sc-ERS启动子的克隆与序列分析

【目的】克隆甘蔗乙烯受体Sc-ERS基因启动子序列,分析Sc-ERS基因启动子序列的作用元件。【方法】采用基于热不对称交错式PCR原理的染色体步移技术,从甘蔗ROC22基因组DNA中克隆Sc-ERS基因启动子序列,利用启动子预测软件PlantCARE和PLACE在线工具对Se-ERS启动子序列的作用元件进行预测。【结果】克隆获得sc．ERS启动子序列1410bp,该序列与玉米ERS25、ERS14核苷酸同源性分别为82％和80％。PlantCARE在线分析结果表明,该序列具有启动子基本作用元件TATA．BOX和CAAT—BOX,还含有参与光响应元件、干旱诱导MYB结合位点、茉莉酸甲酯响应元件、水杨酸响应元件、胚乳表达顺式调控元件、热胁迫响应元件等。【结论】从甘蔗基因组DNA中克隆获得乙烯受体Sc-ERS基因上游1410bp的启动子序列,该序列含有多个特异性调控元件,推测sc．ERS;~因的表达可能受生理周期、激素、干旱、光照等因素调控。     

红平菇HP1漆酶基因及启动子克隆和序列分析

以优化后的漆酶培养基为基础,将RT-PCR、RACE技术相结合,从红平菇菌株中获得漆酶基因cDNA全长及Genomic DNA全长序列,Genomic DNA大小为2 344 bp。通过对漆酶基因cDNA全长和Genomic DNA全长序列的比较,结果显示该基因包含13个外显子和12个内含子。基因cDNA全长为1 746 bp,其中包含1个完整的ORF,长度为1 590 bp,编码529个氨基酸。序列在氨基酸水平上与桃红侧耳Pleurotus salmoneostramineus的氨基酸序列具有较高的同源性,相似性达97%,与齿耳菌Steccherinum murashkinskyi漆酶氨基酸序列相似性达到72%。通过SEFA-PCR的方法,扩增得到漆酶基因起始密码子上游长1 126 bp的启动子序列。分析表明,该启动子区域上除分布有TATA-box、CAAT-box、AP2等基本的转录起始元件外,还存在多个潜在的顺式作用元件序列位点,包括4个MRE元件、2个CreA热击元件、2个STRE元件、1个NIT2元件、1个HSEs元件、1个XRE异生物质反应元件、4个氮因子结合位点等。不同外源诱导物可以调节红平菇HP1漆酶基因的表达。     

番茄根特异表达基因LeGRP2启动子的克隆及其在拟南芥的表达分析

目的克隆获得番茄根特异表达启动子,为利用基因工程技术创制番茄新种质奠定基础。方法利用Clontech公司的基因组步移(genome walking)技术,扩增番茄根特异表达基因LeGRP2的上游调控序列,并构建植物表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥,以GUS为报告基因研究该调控序列的组织表达特异性。结果以番茄基因组DNA为模板,经过2次基因组步移,获得了LeGRP2基因上游1959bp的调控序列(GenBank登录号:EU262719),分析发现含有9个与根特异表达相关的顺式作用元件ROOTMOTIFTAPOX1。转基因拟南芥的组织化学染色分析表明,GUS基因主要在拟南芥的根部特异表达。结论克隆获得了番茄LeGRP2基因启动子,该启动子主要在转基因拟南芥根部表达GUS基因,具有较强的根表达特异性。     

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。     

葡萄LEAFY基因启动子的克隆与序列分析

为探明葡萄LEAFY基因的表达调控规律,应用PCR技术从藤稔葡萄中克隆了1个长1 833 bp的DNA片段,该序列含有2个内含子区域,编码402个氨基酸,与葡萄LEAFY同源基因VFL有99%的同源性.应用基因组步移法克隆了LEAFY基因的5′侧翼序列925 bp,拼接后的LEAFY基因及启动子序列共2 692 bp(GenBank登录号EF222286).用PLACE、PlantCARE在线启动子预测工具分析表明:该序列含有启动子的特定结构,如TATA-box,CAAT-box等,另外含有一些顺式作用元件如MYB结合位点、ABA响应元件、光响应元件和一些其他的调控序列,说明葡萄LEAFY基因的表达可能受MYB、ABA和光等的调控.用FootPrinter在线工具对葡萄与拟南芥等其他4种植物的LEAFY同源基因启动子进行比较,发现不同植物的启动子既有保守性,又有多样性,转录因子结合位点的分布相似,但也有区别,暗示了LEAFY基因表达调控的精确性或多样性.