水稻耐盐基因ZFP1及蛋白的生物信息学分析

水稻是我国重要的粮食作物之一,我国水稻生产用全国1/4的耕地养活了1/2以上的人口。我国乃至全世界的土地正在逐渐地盐碱化,盐胁迫成为影响作物产量的一个重要的非生物因素,研究培育耐盐水稻对提高产量具有举足轻重的作用。试验主要对水稻耐盐基因ZFP1及其蛋白进行了生物信息学分析。结果表明,水稻ZFP1蛋白具有疏水性,理论等电点为5.10,是不稳定蛋白,无明显跨膜现象,也不存在信号肽,为膜内蛋白,二级结构中无规则卷曲含量较多,有锌指蛋白的典型结构β-折叠,有1个主要功能结构域Zn F-RBZ,这与RNA出核、合成加工及细胞周期有关。该结果为探索ZFP1蛋白的未知生物学功能提供了新线索。     

大白菜PHK4基因cDNA3'端序列的克隆及分析

采用 3'RACEcDNA末端扩增技术,克隆出大白菜PHK4基因3'端cDNA序列.该序列长810bp,其中编码区序列546bp,编码181个氨基酸,其编码序列、氨基酸序列与拟南芥AHK4基因的同源性分别为90%和96%,说明PHK4基因与AHK4基因编码区的同源性较高,而PHK4基因3'UTR区与AHK4基因3'UTR区的同源性为52%,远低于编码区.     

中国沙棘HrNHX6基因克隆及其在干旱胁迫下的表达分析

【目的】克隆中国沙棘HrNHX6基因,分析其在干旱胁迫下的表达,以期为HrNHX6基因的抗旱功能研究提供参考依据。【方法】对中国沙棘HrNHX6基因进行扩增,并利用生物软件分析HrNHX6基因序列,预测其蛋白结构,在此基础上对干旱胁迫下HrNHX6基因的表达进行分析。【结果】获得的HrNHX6基因属于NHX家族NHX6基因,其编码蛋白质定位于液泡膜,无信号肽,含有13个跨膜螺旋区,具有N-糖基化位点、蛋白激酶磷酸化位点、豆蔻酰化位点、酰胺化位点、糖转运蛋白signature位点等多种类型的修饰位点。qRT-PCR分析结果表明,干旱胁迫下不同组织之间HrNHX6基因的表达水平具显著差异,而不同干旱程度胁迫处理之间HrNHX6基因的表达水平呈极显著差异。【结论】HrNHX6蛋白的结构特性及HrNHX6基因在干旱胁迫下的表达模式表明其与中国沙棘抗旱关系密切且受干旱胁迫诱导。     

耐盐基因HAL1的克隆及植物表达载体的构建

对编码调节离子转运蛋白的基因HAL1进行克隆、序列测定,并对植物表达载体进行构建。基因测序分析表明：该基因含有885个核苷酸,与GenBank上公布的HAL1基因的核苷酸同源性为99.30%,氨基酸序列同源性为99.32%。利用HindⅢ和XbaⅠ切点插入质粒pBY505的Actin启动子与PIN终止子之间,构建成适宜于直接转化法转化植物的表达载体pBHAL1。     

獐茅耐盐基因SOS1的克隆及序列分析

采用RT-PCR和RLM-RACE方法从单子叶盐生植物獐茅(Aeluropus littoralis(Gouan)Parl)中克隆了质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(AlSOS1,JN936862),并对其基因序列进行了分析。Southern杂交试验显示:AlSOS1基因在獐茅基因组中以单拷贝形式存在。AlSOS1基因cDNA全长3 641bp,其中编码区3 420bp,编码一个1 139氨基酸的蛋白。AlSOS1编码蛋白与芦苇、水稻质膜Na+/H+逆向转运蛋白亲缘关系最为接近,达到82%和77%,与双子叶植物拟南芥的亲缘关系仅为58%;系统发育分析显示AlSOS1基因编码蛋白与其他植物质膜型Na+/H+逆向转运蛋白属于同一分支,而与液泡型Na+/H+逆向转运蛋白属于不同的分支;疏水性分析显示AlSOS1基因编码蛋白N-末端具有12个跨膜结构域,C-末端具有一个很长且面向质膜内腔的亲水尾部。这是獐茅SOS1基因编码区首次被完整克隆,将进一步应用于单子叶农作物耐盐性状改良的基因工程之中。     

小麦耐盐相关基因TaRSTR的克隆与功能分析

高盐是限制植物生长和发育的重要非生物胁迫因子。以耐盐小麦RH8706-49根部基因表达谱芯片结果为基础,利用电子克隆和RT-PCR方法克隆了一个盐胁迫时上调表达的基因,命名为TaRSTR(登录号:EU263918)。荧光定量PCR分析证实该基因受盐胁迫诱导表达,亚细胞定位结果显示TaRSTR蛋白定位在细胞核里。TaRSTR过表达提高了转基因拟南芥在盐胁迫下的种子萌发率及成年植株的耐受性。TaRSTR基因过表达可显著提高已知耐盐相关基因At FRY1、At P5CS1和AtRD29B的表达量,推测TaRSTR基因通过这些标记基因提高了转基因拟南芥的耐盐性。上述结果表明TaRSTR基因过表达能提高植株的耐盐性,是植物耐盐的正调节子。     

植物耐盐生理及耐盐基因的研究进展

植物对盐分胁迫的反应和适应是一个复杂的过程.本文就植物耐盐生理和耐盐基因两个方面近年来的研究进行了综述,这对植物抗逆育种研究有重要的指导意义.     

牛BBOX1基因3'UTR变异体的克隆及其多态性分析

为鉴定牛BBOX1基因选择性多聚腺苷酸化的不同变异体及其3'UTR的多态性,采用3'RACE的方法检测出BBOX1基因3个不同3'UTR全长的APA变异体,短APA变异体3'UTR长度为229 bp,长APA变异体3'UTR长度分别为664 bp和678 bp。利用SSCP与测序相结合的方法,在BBOX1基因的3'UTR中检测到10个多态性,其中7个为SNP,分别为c.12TC、c.100AG、c.241TC、c.480TC、c.557TC、c.606TC和c.650TC;3个为插入或缺失突变,分别为c.28_29ins C、c.434_435del GT和c.512_513ins TGC。SNP c.650TC定位在Poly(A)加尾信号PAS3中,使加尾信号序列AAUAAA突变成AACAAA,导致3'UTR长度为678 bp的变异体出现。     

耐盐基因HAL1的克隆及在原核细胞中的表达

以酵母基因组DNA为模板,采用PCR方法得到耐盐基因HAL1,插入原核表达载体pGEX-4T-1的XhoI和EcoRI酶切位点之间,构建原核表达载体pGEX-HAL1;将该载体转化到大肠杆菌中,重组菌株用IPTG诱导表达,其耐盐性比空白菌株提高50%;SDS-PAGE凝胶电泳结果显示有明显表达的蛋白质条带。     

海马齿SpSCL1基因启动子克隆及序列分析

GRAS蛋白是植物特有的一类蛋白家族,在植物的生长发育方面具有重要作用.根据前期分离的海马齿SpSCL1基因的5'端序列,设计特异引物进行Genome Walking,从海马齿基因组DNA中克隆了SpSCL1基因上游的1 254 bp片段.序列分析表明,该序列包含681 bp的启动子调控序列及573 bp的基因编码序列,启动子调控序中除含有典型的真核生物核心启动子区域(-60～-10bp)外,还含有多个TATA-box、CAAT-box等启动子元件以及多种与脱水、耐盐和光响应相关的顺式作用元件.结果预示海马齿SpSCL1可能在抗旱、耐盐以及光敏色素信号转导途径中发挥重要作用.     

大麦黄矮病毒GPV株系基因组末端序列的克隆和分析

利用5′RACE 、3′RACE和RT-PCR完成了大麦黄矮病毒GPV株系5′和3′末端序列的克隆和分析。分析     

家兔BMP7基因3’UTR的克隆及序列分析

【目的】研究家兔BMP7基因3′非翻译区(3′UTR)序列的结构及功能特点。【方法】以家兔肾脏组织为材料,应用3′RACE技术对家兔BMP7基因3′UTR序列进行扩增,并与GenBank中登陆的其他哺乳动物相应序列进行比较分析。【结果】成功克隆了家兔BMP7基因的3′UTR(GenBank号:EU004072);在3′UTR序列末端存在2个切割与胞质多聚腺苷化特异因子(CPSF)结合位点(AAUAAA)和1个11 bp的poly(A)。家兔BMP7基因3′UTR序列与小鼠、人、牛和猪的一致性分别为41.45%,50.30%,47.84%和57.91%,相对不保守。【结论】家兔BMP7基因3′UTR结构特点可能与其基因功能有关。     

新疆盐生植物猪毛菜逆向运输蛋白基因SaNHX1 3’-RACE的克隆及序列分析

以新疆盐生植物猪毛菜(Salsola collina Pall.)为材料提取总RNA,根据NHX1家族同源序列保守区设计1对简并引物,进行RT-PCR扩增,得到猪毛菜逆向运输蛋白基因cDNA中间一段619 bp序列。再用快速扩增cDNA 3’末端(3’RACE)方法,得到约1 000 bp 3’末端序列。将两段序列进行拼接,得到猪毛菜长为1 585bp(Gen Bank登陆号为EU072932)的逆向运输蛋白基因(SaNHX1)cDNA序列,编码370个氨基酸,其编码序列、氨基酸序列与同科耐盐植物盐角草相应序列同源性为85%和87%,研究为进一步克隆猪毛菜NHX1全基因序列和研究其功能打下基础。     

苏云金芽孢杆菌新疆分离株cry3基因的克隆和序列分析

从新疆天山北坡土壤及昆虫上分离到的苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）菌株对鞘翅目害虫具有高毒力,其总DNA约为15 kb,以此为模板,并设计特异引物,扩增出800 bp和550 bp DNA片段,将回收的片段与pBS-T质粒连接,转化大肠杆菌（Escherichia coli）,用蓝白斑法筛选,将阳性克隆子（1号-5,700 bp左右、G4号-3,500 bp左右、G4号-4,720 bp左右）测序,与GenBank中已知的序列进行比对,结果表明1号-5与cry3基因家族的杀虫蛋白基因序列同源性可达84%~100%。     

小菜粉蝶颗粒体病毒lef-3基因的克隆与分析

 【目的】研究杆状病毒lef-3基因的起源与进化,从分子水平明确病毒之间的亲缘关系。【方法】通过常规PCR方法获得小菜粉蝶颗粒体病毒晚期基因表达调控因子lef-3的基因片段,克隆后测序,然后利用软件对lef-3及编码序列进行生物信息学分析。【结果】克隆得到的PiraGV lef-3基因ORF序列中存在4个突变位点,但氨基酸性质未发生改变,推导PiraGV LEF-3蛋白含399个氨基酸残基,分子量为3.99 kD;通过高级结构预测及其编码序列与其它杆状病毒的LEF-3同源性比对表明,该基因可能编码单链DNA结合蛋白;BLAST比对发现lef-3基因只存在于鳞翅目昆虫为宿主的杆状病毒基因组;进化分析表明LEF-3可分为3组,其中GV属的LEF-3聚类为1个组,NPV属的LEF-3聚类为2个组;GV的lef-3基因编码区的选择压力分析表明,大多数lef-3基因间相比较表现为负向选择,但不同lef-3基因间的Ka/Ks不同,也有正向选择;起源分析表明,杆状病毒lef-3基因可能来源于细菌。【结论】获得了小菜粉蝶颗粒体病毒（PiraGV）lef-3基因,通过生物信息学分析推测出了lef-3基因的起源进化规律。     

Cloning and Sequence Analysis of lef-3 Gene from Pieris rapae Granulovirus

To better understand the origination and evolution of lef-3 gene from baculovirus genome and determine the relationships between various viruses at molecular level, late expression factor 3 gene （lef-3） fragments of Pieris rapae granulovirus were obtained through conventional PCR method and sequenced after cloned into T-vector. Then, bioinformatics analysis on lef-3 gene and its encoding sequences were conducted by using bid-softs. Four mutations were appeared in the ORF of cloned lef-3 gene, which did not alter the characteristics of amino acids. It was inferred that PiraGV LEF-3 protein contained 399 amino acids, the molecular weight of which was 3.99 kD. Prediction of the LEF-3 advanced structure and homology comparison between other LEF-3 from various baculoviruses showed that the lef-3 gene might encode the single-stranded DNA-binding protein. The result of BLAST revealed that the lef-3 gene only existed in Lepidoptera host for the baculovirus genome, and the evolution analysis illustrated that lef-3 gene could be divided into 3 groups including one granulovirus （GV） group and 2 nucleopolyhedrovirus （NPV） groups. The selection pressure analysis of GV lef-3 gene coding region showed that the majority of lef-3 genes performed negative selection, while the Ka/Ks differed from different lef-3 gene, to some extent, which also performed positive selection. The origination analysis revealed that lef-3 gene of baculovirus might derive from bacteria. The lef-3 gene of PiraGV was cloned successfully and the possible patterns of origination and evolution were speculated through bioinformatics analysis.     

猪CRYZL1基因的克隆与序列分析

利用SMART-RACE方法,克隆了猪的一个新基因,获得1 506 bp的全长cDNA序列,NCBI登录号为EF576939。序列分析表明,该基因编码349个氨基酸,具有ADH-zinc-N和Qor结构域,与人、牛、小鼠的CRYZL1蛋白分别具有93%、95%、89%的同源性,被命名为猪zeta-crystallin(Quinone Reductase)-like 1(CRYZL1)基因。该基因克隆为进一步研究其功能打下基础。     

荻MsFT1及MsFT2基因的克隆及序列分析

FT(Flowering locus T)基因是最初在拟南芥中发现的一个控制光周期途径开花的一个关键基因,禾本科水稻中发现Hd3a(Heading date 3a)基因被证明与FT的同源且功能相同。该研究采用同源序列法通过水稻Hd3a的m RNA序列在近缘物种甜高粱基因组序列中进行BLAST得到c DNA序列进行引物设计,从禾本科芒属荻中克隆出2条FT的同源基因,命名为Ms FT1和Ms FT2。Ms FT1全长543 bp,编码181个氨基酸;Ms FT2全长540 bp,编码180个氨基酸。Ms FT1和Ms FT2的碱基序列相似性达98%,推导的氨基酸序列相似性达97%,均含有PEBP特异结构域。通过clustal软件将Ms FT1和Ms FT2与其他物种FT基因比较显示与甜高粱的相似性最高达98%、96%,其次是玉米、小麦、水稻等禾本科植物相似度较高。将Ms FT1和Ms FT2氨基酸序列和水稻FT家族18个成员进行对比,Ms FT1及Ms FT2属于FT家族中的FT-like亚族,且与Hd3a处于同一进化分支上。     

棉花GhFAD2-1基因5’UTR内含子的克隆与序列分析

【目的】对棉花~(Δ12)-油酸去饱和酶基因Gh FAD2-1 5'UTR区的内含子进行克隆和序列分析,为研究Gh FAD2-1的表达调控奠定基础。【方法】利用5'RACE技术,克隆Gh FAD2-1的5'UTR序列,结合棉花基因组序列,克隆Gh FAD2-1 5'UTR内含子,并利用PLACE等生物信息学软件对其顺式作用原件进行分析。【结果】棉花A、D基因组的Gh FAD2-1 5'UTR中各含一内含子序列,全长分别为1 103 bp、1 111 bp;Gh FAD2-1成熟mRNA的5'UTR为77bp,转录的起点碱基为T;5'UTR内含子两个剪切位点分别AA-GG、CA-GC。该内含子包括一些典型的与光响应相关的作用元件,以及与激素和胁迫因素相关的应答元件等。【结论】克隆获得了棉花A、D基因组的Gh FAD2-1基因5'UTR内含子序列;明确其转录的起点碱基及5'UTR内含子的剪切位点,为进一步在分子水平上研究Gh FAD2-1功能及其表达调控规律,为植物的遗传改良奠定了基础。     

猪Sirtuin 3基因的克隆与进化分析

从猪十二指肠肠道组织提取总RNA,采用RT-PCR方法克隆了猪Sirtuin3基因,并与GenBank中的9个其他物种的核酸序列进行了同源性分析,采用邻接法构建了分子系统进化树。结果表明克隆的猪Sirtuin3基因长999bp,编码332个氨基酸,前21个为信号肽;猪Sirtuin3与牛、人的同源性最高,分别为86．3％、79．6％,分子进化树也表明猪的Sirtuin3与牛、人的亲缘关系最近。