基于转录组的苋菜LBD基因家族鉴定及蓝光下的表达分析

为了解苋菜LBD基因家族,本研究利用转录组数据筛选和鉴定苋菜LBD基因家族成员,并命名为AtrLBD。结果表明:1)从‘全红’苋菜转录组中共鉴定得到16个AtrLBD基因,均为不稳定蛋白,氨基酸长度在91～351aa,相对分子质量为9.396～38.250ku;二级结构主要以α-螺旋和无规卷曲为主;亚细胞定位预测,AtrLBD定位在细胞核、叶绿体和线粒体;MEME分析结果表明,16个AtrLBD共有10个保守氨基酸序列;2)系统进化树显示,16个AtrLBD与拟南芥LBD蛋白分为第一类(ClassⅠ)和第二类(ClassⅡ)2大类,细分为Class Ia、Ib、Ic、Id、Ie和Class IIa、IIb等7个亚类;miRNA预测结果显示,有4个AtrLBD是miRNA靶基因;3)qRT-PCR结果显示,除AtrLBD4、AtrLBD5、AtrLBD10和AtrLBD16以外,AtrLBD均受到蓝光的诱导表达。上述结果为深入研究苋菜LBD基因家族的功能及进化分析奠定了基础。     

香苏杂交猪IGFBP2基因克隆、组织表达及生物信息学分析

【目的】探究胰岛素样生长因子结合蛋白2基因（IGFBP2）在香苏杂交猪不同生长时期及组织中的表达差异,为进一步分析IGFBP2基因对香苏杂交猪生长发育分子机制提供基础数据。【方法】采用PCR扩增得到香苏杂交猪IGFBP2基因的编码区（CDS）序列,利用在线软件对IGFBP2基因的CDS序列进行生物信息学分析,利用克隆的CDS构建系统发育进化树。使用实时荧光定量PCR检测IGFBP2基因在香苏杂交猪不同阶段各组织中表达情况。【结果】猪IGFBP2基因CDS全长951 bp,共编码316个氨基酸残基,蛋白二级和三级结构以无规卷曲为主,为亲水性稳定蛋白,且IGFBP2蛋白氨基酸序列中以甘氨酸（13.0%）和亮氨酸（12.3%）为主。同源性分析发现,香苏杂交猪IGFBP2基因与野猪、牛、绵羊和山羊的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果显示,IGFBP2基因在3日龄、6月龄和12月龄香苏杂交猪的心脏中相对表达量存在极显著差异（P<0.01,下同）,且3日龄的相对表达量较高;在肝脏中,12月龄的相对表达量显著高于3日龄和6月龄（P<0.05,下同）,3日龄与6月龄无显著差异（P>...     

尼罗罗非鱼P2X4R基因克隆及原核表达分析

[目的]克隆尼罗罗非鱼P2X4R基因,并构建原核表达载体进行诱导表达,为深入研究P2X4R在鱼类中的生物学功能打下基础.[方法]利用PCR克隆尼罗罗非鱼P2X4R基因的3个片段(G1、G2和G3),拼接获得目的基因后连接pCold II载体构建pCold II-P2X4R重组质粒,再转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,以IPTG进行诱导表达.分别采用SDS-PAGE和Western blotting检测分析重组蛋白P2X4R的表达情况,并运用生物信息学在线分析软件对其理化性质、糖基化位点、跨膜区域、亚细胞定位及信号肽等进行预测分析.[结果]克隆获得的尼罗罗非鱼P2X4R基因大小为1108 bp,与pCold II载体重组后转化BL21(DE3)感受态细胞获得的原核表达载体经IPTG诱导可表达获得目的蛋白,在IPTG 1.0 mmol/L、37℃诱导4 h的条件下重组蛋白表达量高于在IPTG 0.1 mmol/L、16℃过夜诱导的表达量.重组蛋白P2X4R的分子量约43.0 kD,其氨基酸数量为354个,理论等电点(pI)为6.78,不稳定指数为37.62,属于稳定蛋白,脂肪族指数为74.35;重组蛋白P2X4R具有3个N-糖基化位点和1个O-糖基位点;该蛋白未见跨膜区,其蛋白几乎100%位于细胞膜内,不含信号肽.[结论]诱导表达获得的尼罗罗非鱼P2X4R蛋白具有3个N-糖基化位点和1个O-糖基化位点,推测其存在糖基化现象,可制备相应抗体用于揭示罗非鱼巨噬细胞的抗原呈递作用机制.     

苋菜AmSPL基因家族转录组鉴定及表达分析

为明确SPL(Squamosa Promoter Binding Protein Like)在苋菜中的功能,基于‘全红’苋菜转录组数据库筛选获得17个SPL家族成员,并进行生物信息学分析预测。结果表明,17 个AmSPL蛋白分别由186~777 个氨基酸组成,相对分子量从20.53~88.27 ku。构建AmSPL与拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)16个AtSPL成员系统进化树,并根据AtSPLs基因家族的分类标准将AmSPL成员分为6组。实时荧光定量PCR分析表明,在黑暗条件下,AmSPLs的表达量均高于蓝光下,推测AmSPLs的表达可能通过某种方式受到蓝光的负调控。预测分析其中的8 个AmSPL可能是miR156的靶基因。     

尼罗罗非鱼CRTC2基因克隆及其表达规律分析

[目的]掌握尼罗罗非鱼活化环磷酸腺苷效应元件结合蛋白调节转录共激活因子2(CRTC2)基因的表达变化规律,并探究饥饿对其表达的影响,为研究尼罗罗非鱼CRTC2基因功能打下基础.[方法]采用RACE-PCR从尼罗罗非鱼肌肉组织中克隆CRTC2基因,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析不同组织/器官中CRTC2基因的表达量.[结果]尼罗罗非鱼CRTC2基因全长6927 bp,其开放阅读框(ORF)2388 bp,5'端非编码区(5'UTR)343 bp,3'端非编码区(3'UTR)4196 bp,编码795个氨基酸,具有保守的CORC-N、CORC-M和CORC-C结构域.由基于CRTC2氨基酸序列同源性构建的系统发育进化树可知,尼罗罗非鱼与红鳍东方鲀的亲缘关系最近.尼罗罗非鱼的白肌、红肌、心脏、脾脏、肝脏、肾脏、脑组织和肠道等8个不同组织/器官中均有CRTC2基因表达,但以脑组织和白肌中的表达量较高;与正常投喂的尼罗罗非鱼相比,饥饿7 d的尼罗罗非鱼白肌CRTC2基因表达无显著变化(P>0.05),但饥饿15 d后CRTC2基因表达显著上调(P<0.05).[结论]尼罗罗非鱼各组织/器官中CRTC2基因的表达具有一定规律性,长期饥饿会影响CRTC2基因表达,即CRTC2可能与糖代谢密切相关,直接或间接影响尼罗罗非鱼的能量吸收和代谢.因此,尼罗罗非鱼CRTC2基因可作为信号转导调控糖代谢的候选基因.     

白斑狗鱼FOXL2基因克隆及其表达

为白斑狗鱼(Esox lucius)性别发育机制和功能分析研究提供基础资料,通过克隆FOXL2基因cDNA序列,对其进行相关生物信息学分析,并进行荧光定量PCR检测FOXL2基因在白斑狗鱼不同时期各组织的表达情况。结果表明:以白斑狗鱼卵巢cDNA为模板克隆得1 483bp的FOXL2基因序列,其编码292个氨基酸与鲑形目鱼类的FOXL2氨基酸序列同源性较高;FOXL2基因在白斑狗鱼性腺、鳃和脑中均有不同程度的表达,在其他组织中基本无表达,卵巢表达量是精巢表达量的12倍,呈明显的性别二态性。推测FOXL2基因可能与白斑狗鱼卵巢发育和功能维持相关。     

茶树CsMAPKK3基因克隆及表达分析

【目的】克隆茶树CsMAPKK3基因,并进行表达分析,为探究CsMAPKK3基因的生物学功能及其抗逆分子机制提供理论支持。【方法】以铁观音为材料,采用RT-PCR克隆其CsMAPKK3基因的全长cDNA序列,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测其在不同组织及逆境胁迫下的表达情况。【结果】克隆获得的CsMAPKK3基因（GenBank登录号:AUD40506.1）cDNA序列全长1941 bp,包含完整开放阅读框（ORF）,长度为1557 bp,编码518个氨基酸残基,蛋白相对分子量为57.52 kD,理论等电点（pI）为5.39,为无跨膜螺旋结构和信号肽的不稳定蛋白,含有多个磷酸化位点,定位于细胞质和细胞核中,属于PKc类型的MAPKK,且具有SPS1、S_TKc等催化结构域,以及D（I/L/V）K激活域和S/T-X_3-5-S/T保守域,与中华猕猴桃PSS35243.1亲缘关系最近,且与拟南芥B亚家族聚为一类。CsMAPKK3基因起始密码子上游1714 bp的启动子区序列含有光响应、逆境响应、植物激素和厌氧诱导等相关的顺式作用元件。CsMAPKK3基因在根、茎、叶、花和果中均有表达,其中在茎和果的表达量较高,显著高于在花中的表达量（P<0.05）,但与根和叶中的表达量均无显著差异（P>0.05）。低温胁迫抑制CsMAPKK3基因表达,而脱落酸（ABA）、高盐和干旱胁迫均能诱导CsMAPKK3基因上调表达。【结论】CsMAPKK3基因表达具有组织表达特异性,且参与茶树ABA、高盐、低温和干旱胁迫响应等逆境胁迫的分子调控。     

鸡IL-2基因克隆及其重组质粒的构建与表达

利用一对自行设计的引物,通过反转录-聚合酶链反应(RT-PCR),从ConA诱导的5周龄SPF鸡脾细胞中扩增出鸡白细胞介素2(IL-2)基因片段,其长度为439 bp,经酶切鉴定,初步确定为鸡IL-2基因.再将该IL-2基因片段定向插入真核表达质粒pcDNA3中,经DNA序列鉴定,表明构建的重组质粒含有IL-2基因,该基因的cDNA序列与Sundick报道的结果基本一致.然后,将IL-2基因片段插入原核表达载体pGEX-4T-1,并导入菌株BL21, 经诱导培养、蛋白提取和SDS-PAGE,获得分子量约为42 000的蛋白条带,表明所克隆的鸡IL-2基因在原核细胞中得到表达.     

铁皮石斛DcbHLH14基因克隆及表达分析

【目的】克隆铁皮石斛转录因子DcbHLH14基因并分析其在非生物胁迫响应中的表达情况,为研究DcbHLH14基因的功能提供理论参考。【方法】通过同源克隆从铁皮石斛叶组织中得到DcbHLH14基因,对其编码的蛋白序列特征和组织表达特性进行分析,并采用qRT-PCR对DcbHLH14基因在低温、干旱和ABA处理过程中的表达量进行分析。【结果】DcbHLH14基因开放阅读框(Open reading frame, ORF)为1 269 bp,与参考序列存在7个碱基差异,仅含有1个外显子且无内含子,编码422个氨基酸。DcbHLH14蛋白的分子式为C₂₀₁₁H₃₁₉₂N₅₈₆O₆₁₃S₁₃,理论分子量为45.8 kD,理论等电点(pI)为5.98,含有bHLH家族保守结构域bHLH-MYC-N和HLH,属于bHLH家族,与鼓槌石斛(Dendrobium chrysotoxum)和春兰(Cymbidium goeringii)bHLH蛋白的氨基酸序列同源性较高,分别为97.16%和86....     

火龙果HpGST基因克隆及表达分析

为探究火龙果（Hylocereus）谷胱甘肽S-转移酶基因（HpGST）的功能,克隆了HpGST基因的cDNA序列,并进行生物信息学及表达分析。结果显示：HpGST序列全长为666 bp,编码221个氨基酸,编码蛋白属于非分泌型不稳定亲水性蛋白,亚细胞定位预测其于细胞质中发挥作用;系统进化树显示其与藜麦亲缘关系较近,属谷胱甘肽转移酶Tau家族;实时荧光定量PCR分析结果显示,HpGST在火龙果不同色泽类型品种果肉中均有表达,在有色素累积的紫肉和粉肉类型中表达量均显著高于无色素累积的白肉类型,表达趋势均为先上升后下降,其表达量与甜菜素含量呈现正相关,且在不同色泽类型品种中表达趋势与甜菜素累积趋势高度一致,推测HpGST基因在火龙果甜菜素合成与分布中发挥重要作用。     

苋菜AtGAI基因密码子偏好性与进化分析

为明确苋菜AtGAI基因密码子的使用特性,采用CodonW、SPSS软件及EMBOSS在线程序分析苋菜AtGAI基因密码子的偏好性,通过中性绘图、ENc绘图和偏倚分析GAI基因密码子偏好性形成的可能原因。结果表明:1)苋菜AtGAI基因的有效密码子数(ENc)、密码子适应指数(CAI)和GC含量分别为50.75、0.195和41.91%,表明其密码子偏好性较弱,偏好使用A/T结尾的密码子;2)CDS序列及RSCU聚类分析表明,苋菜AtGAI基因与双子叶植物中石竹目含甜菜色素的植物偏好性最相近;3)密码子碱基成分和相关性分析发现,GAI基因的密码子偏好性主要受碱基突变的影响;4)密码子使用频率比较分析发现,酵母真核表达系统更适合苋菜AtGAI异源表达,模式植物拟南芥、烟草、番茄和甜菜均可做为苋菜AtGAI基因的遗传转化受体,其中甜菜是其最理想的遗传转化受体。突变压力是GAI基因密码子偏好性形成的主要因素,苋菜AtGAI基因外源表达和遗传转化时需要根据宿主基因偏好性进行密码子优化和改造。     

氮素和红蓝复合光配比对苋菜幼苗亚硝酸还原酶活性及其基因表达的影响

为了研究苋菜亚硝酸还原酶基因NiR对不同铵硝配比及红蓝复合光配比调控氮代谢的响应,采用RT-PCR结合qRT-PCR的方法从大红苋菜中克隆出一个NiR基因,命名为AtrNiR(GenBank登录号:MT374155),对其相对表达量进行分析,并测定材料NiR酶活性.结果表明:1)苋菜AtrNiR基因含一个1 785 b...     

叶面喷施两种典型纳米材料对苋菜积累多环芳烃的影响

为探究叶面喷施硅、锌等是否能够减少作物对土壤有机污染物的吸收机理,选择纳米二氧化硅、纳米氧化锌以及对应的盐作为叶面喷施材料,考察了它们对苋菜生长和吸收累积多环芳烃(PAHs)的影响。结果表明:材料喷施未对植物叶绿素产生显著影响,但均增加了植物干质量。在S1处理中(低浓度污染处理),硅酸钠处理干质量增加了42%;在S2处理中(高浓度污染处理),硅酸钠、纳米二氧化硅、硫酸锌处理干质量分别增加了50.2%、64.0%和77.7%。在S1处理中,与对照(CK)相比,喷施硅酸钠、纳米二氧化硅、硫酸锌和纳米氧化锌处理的苋菜中荧蒽浓度分别降低了46.5%、35.3%、27.4%和25.8%,纳米二氧化硅处理使苋菜中芘的浓度降低了25.6%;在S2处理中,各处理未发生显著变化。研究表明,在一定的条件下,纳米氧化锌和纳米二氧化硅的喷施降低了苋菜对PAHs的累积。     

甘薯响应蔓割病病原菌侵染的IbWRKY7基因克隆与表达分析

为探究IbWRKY7基因在甘薯响应蔓割病病原菌侵染过程中的表达模式,以高抗蔓割病品种‘鄂薯11’为供试材料,克隆到1个新的WRKY家族基因IbWRKY7,进行生物信息学分析;并对‘鄂薯11’和蔓割病敏感品种‘栗子香’在蔓割病病原菌侵染后IbWRKY7基因的表达模式进行分析。结果显示,IbWRKY7的CDS序列全长为945 bp,编码314个氨基酸;推测其编码不稳定的亲水性蛋白,蛋白分子质量为33.92 kU,pI 9.82,含有1个WRKY七肽保守序列和1个C₂HC型锌指结构。IbWRKY7基因上游2 000 bp的启动子区域内存在多种类型的顺式作用元件,如植物激素应答元件Myb、胁迫响应元件MYC和MYB等。多序列比对及系统进化树分析结果表明,IbWRKY7蛋白与日本牵牛花InWRKY7和三裂叶薯ItWRKY7亲缘关系最近。亚细胞定位预测显示IbWRKY7蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明,与蔓割病病原菌侵染0 h相比,侵染2、4、12、24、48、72、96和120 h后,‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量均显著提高(P<0.05);而‘栗子香’的IbWRKY7基因表达量除侵染24 h外的其他7个时间点均显著高于0 h。侵染2~48 h,‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量显著高于‘栗子香’。双因素方差分析结果表明,不同品种和侵染时间点的IbWRKY7基因表达量均存在显著差异。综上,甘薯IbWRKY7基因上游2 000 bp的启动子区域含有12种激素应答和胁迫应答相关的顺式作用元件。IbWRKY7具有WRKY家族的典型结构特征,属于第Ⅲ类WRKY蛋白,氨基酸序列与同源物种相似度高,进化上高度保守。IbWRKY7基因受蔓割病病原菌侵染诱导表达,且在不同蔓割病抗性的甘薯品种中表达量差异显著。     

绵羊繁殖轴相关组织TPH1和TPH2基因表达分析及TPH2基因多态性与产羔数的关系

为探讨TPH1和TPH2基因在绵羊不同繁殖状态下的表达差异及TPH2基因多态性与小尾寒羊产羔数的关系,利用实时荧光定量PCR技术检测该2个基因在不同繁殖状态下成年苏尼特羊(短光照3只,长光照3只)和小尾寒羊(卵泡期3只,黄体期3只)的大脑、小脑、下丘脑、松果体、垂体、卵巢、输卵管、子宫、肾脏和肾上腺等10种组织中的相对表达量;同时采用Sequenom MassARRAY?SNP技术检测TPH2基因单核苷酸多态位点SNP在常年发情绵羊品种(小尾寒羊、湖羊和策勒黑羊)和季节性发情绵羊品种(滩羊、苏尼特羊和草原型藏羊)的多态性,并将基因多态性与小尾寒羊产羔数进行关联分析。结果表明:该2个基因在2个绵羊品种各组织广泛表达,TPH1基因在苏尼特羊下丘脑和松果体中短光照表达量极显著高于长光照(P0.01),在苏尼特羊垂体中短光照表达量显著高于长光照(P0.05),在小尾寒羊垂体和卵巢中卵泡期显著低于黄体期(P0.05);TPH2基因在苏尼特羊卵巢组织长光照下的表达量显著高于短光照(P0.05),TPH2基因在小尾寒羊下丘脑组织中卵泡期的表达量极显著高于黄体期(P0.01)。小尾寒羊中TPH2基因g.107854166CT和g.1078541669CT 2个SNP位点关联分析表明,该2个位点与季节性发情性状和小尾寒羊第1、2以及第3胎产羔数均无显著关联(P0.05)。综上,TPH1和TPH2基因在苏尼特羊绵羊下丘脑和松果体中呈季节性光照节律差异表达,暗示其可能参与季节性发情上游基因的调控,而TPH2基因可能参与调控小尾寒羊下丘脑中激素分泌和卵巢发育,但g.107854166CT和g.1078541669CT不是调控季节性发情和小尾寒羊产羔数的关键位点。     

甜樱桃(Prunus avium L.)LEAFY基因的克隆及表达模式分析

为探索LEAFY基因在甜樱桃花芽分化过程中的表达及作用,以甜樱桃(Prunus avium)‘红蜜'(Hongmi)为试材,利用同源克隆和RACE方法克隆甜樱桃中LEAFY同源基因cDNA全序列,对其序列进行分析,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对该基因在花芽分化过程中的表达量进行鉴定。结果显示:在甜樱桃中具有3中不同长度类型,分别为1 532、1 498和1 410bp,主要由3′UTR区长度不同所导致,开放阅读框长1 233bp,编码410个氨基酸,推测蛋白分子量约为45.6ku,等电点约为6.88。结构预测NCBI序列比对发现其氨基酸序列与其他植物中同源基因相似性均在70%以上,故命名为PaLEAFY。qRT-PCR分析发现,在果实成熟至成熟后33d,PaLEAFY在花芽中的表达量由高变低,果实成熟后45d,PaLEAFY表达量开始急剧升高并维持至69d,69d之后表达量再次升高,并于果实成熟后99d达到最高。此外,PaLEAFY在甜樱桃花的柱头中的表达量最高,其次是花瓣、雄蕊和花萼,在甜樱桃的茎和叶中的表达量非常低。说明PaLEAFY参与甜樱桃花芽分化及花发育过程。     

陆地棉小GTP结合蛋白基因GhROP1和GhROP8的克隆及表达分析

为探究棉花ROP基因在非生物逆境胁迫及外源激素处理下的表达模式,利用同源克隆的方法获得2个陆地棉(Gossypium hirsutum L.)ROP基因GhROP1和GhROP8,通过生物信息学方法分析其理化性质、结构及进化关系,并利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对其组织表达的特异性及不同逆境胁迫和外源激素处理下的表达模式进行分析。结果表明：1)GhROP1和GhROP8基因的开放阅读框(ORF)分别为591和630 bp,各编码197和210个氨基酸,均含有1个保守的RHO结构域。2)多序列比对显示2个GhROPs蛋白均符合ROP蛋白结构特征且与其他物种ROP蛋白具有高度的相似性,聚类分析表明,GhROP1蛋白属于Ⅰ类ROP蛋白,GhROP8蛋白属于Ⅱ类。3)2个GhROPs基因在不同组织中均有表达且存在组织特异性：GhROP1基因在真叶中表达量最高,在根部和茎部表达量较低;GhROP8基因在根部表达量最高,其他组织中均为低表达量。2个GhROPs基因对于干旱、高盐、低温及高温等非生物逆境胁迫和外源脱落酸(ABA)、生长素(IAA)的处理均有响应：2个GhROPs基因表达均受...     

七彩神仙鱼Vasa基因cDNA的克隆及表达分析

源自DEAD-box家族的Vasa基因是生殖细胞的分子标记之一。本研究克隆了七彩神仙鱼（Symphysodon haraldi） Vasa基因的全长序列,并进行了不同组织的表达分析。结果表明：七彩神仙鱼Vasa 基因cDNA序列共2 370 bp,其中5''UTR占123 bp,3''UTR为279 bp,ORF编码655个氨基酸,长1 968 bp。氨基酸序列同源性分析表明七彩神仙鱼的Vasa基因与尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的同源性最高。半定量分析表明,Vasa基因在成熟七彩神仙鱼的性腺中特异表达,在其它组织中无表达信号。qRT-PCR结果显示,Vasa在七彩神仙鱼早期胚胎发育阶段及出膜后50日内均有表达。在受精卵至囊胚期阶段,Vasa基因表达持续增加,在囊胚期至孵化期阶段,表达持续降低。在仔鱼阶段,Vasa分别在25日龄和40日龄出现了最低和最高表达量。繁殖前后比较发现,繁殖前的精巢组织中Vasa表达量比繁殖后的表达量低,而卵巢恰好相反。本研究结果可为研究七彩神仙鱼的性分化、生殖细胞分子标记及其发育提供参考。