油桐种子FAD2基因全长cDNA序列分析

油桐种子中FAD2催化形成的亚油酸是合成桐油酸的直接原料,研究油桐种子中的FAD2基因对提高桐油酸的产量具有实际意义。将油桐对年桐近成熟种子cDNA文库中的16个FAD2克隆子进行CAP3拼接,再进行BLAST比对,并进行DNAMAN分析,结果表明所克隆的基因序列为FAD2全长cDNA序列,其长度为1 537 bp,含有1个完整的编码序列,长度为1 146 bp(106～1 255 bp),编码383个氨基酸。酶蛋白相对分子质量44 144.4 u,等电点为8.57,氨基酸序列N端有6个残基的信号肽序列,有5个跨膜结构域,N端、C端及中间各有一段表现为强亲水性,酶活性中心为3个保守的组氨酸簇。在系统进化上,油桐FAD2基因与千年桐的亲缘最近,与蓖麻、乌桕、橡胶树、麻疯树等大戟科植物的亲缘关系较近,与油橄榄、花生、芝麻等植物的亲缘较远,与油茶的亲缘关系更远。     

油桐ALDH22A1和ALDH2C4基因克隆及其序列分析

为给油桐ALDH基因的结构与功能研究提供理论依据,以葡萄桐的近成熟种子为材料,根据油桐转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了油桐ALDH22A1基因和ALDH2C4基因的全长cDNA序列。ALDH22A1的cDNA序列全长1 782 bp,编码593个氨基酸,该基因编码蛋白质的相对分子质量为65.60 kDa,理论等电点为6.62,蛋白二级结构以α螺旋为主,具有1个明显的跨膜结构,是稳定的非分泌蛋白。ALDH2C4的cDNA序列全长1 506 bp,编码501个氨基酸,该基因编码蛋白质的相对分子质量为54.82 kDa,理论等电点为6.58,蛋白二级结构以α螺旋为主,是不具有跨膜结构的膜外蛋白。BLASTp分析结果表明,这2个基因所编码序列与麻疯树、蓖麻的乙醛脱氢酶一致性最高,高达80%以上,含有醛脱氢酶基因家族的保守结构域。     

杜仲MVA途径相关基因全长cDNA序列特征研究

杜仲幼果和成熟果转录组测序的基础上,分离鉴定了幼果和成熟果MVA途径ACOT、HMGS、HMGR基因全长cDNA序列,并对基因的核苷酸序列及其相应氨基酸序列的组成成分、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二、三级结构、分子系统进化等进行分析。EuACOT基因全长cDNA为1 248 bp,编码416个氨基酸,属于稳定疏水性蛋白,无明显的跨膜区,在进化上分属于不同的分类群,与烟草和番茄的ACOT蛋白间的亲缘关系最为接近;EuHMGS基因全长cDNA为1 356 bp,编码452个氨基酸,属于不稳定的疏水性蛋白,无明显的跨膜区,在进化上分属于不同的分类群,与茶树的HMGS蛋白间的亲缘关系最为接近;EuHMGR基因全长cDNA为1 770 bp,编码590个氨基酸,属于不稳定的疏水性蛋白,有两个较明显的跨膜区,在进化上分属于不同的分类群,与杜仲的HMGR蛋白间的亲缘关系最为接近;以上三个蛋白的二级结构均是以α-螺旋和螺环结构为主的混合型结构。     

油桐LEC1基因的cDNA克隆与序列分析

为了解LEC1(Leafy Cotyledon 1)基因对油桐油脂合成过程的调控机理,以油桐种仁转录组数据库中基因的部分c DNA序列为基础,采用RT-PCR技术从油桐种子中克隆LEC1基因的全长c DNA,并对其进行序列分析。油桐LEC1基因全长c DNA为1 152 bp,编码区为729 bp(142~870),编码243个氨基酸,5′端非编码区和3′端非编码区分别为141 bp和263 bp。该基因编码蛋白质的相对分子质量为27 025.4 Da,理论等电点为6.97;蛋白二级结构以不规则卷曲和α螺旋为主,是不具有跨膜结构的膜外蛋白。经对比发现,油桐LEC1具有典型的HAP3结构特点,在不保守的N端和C端中间有1个十分保守的结构域,与拟南芥、玉米、麻风树、黄连木等的LEC1氨基酸序列高度同源。     

油桐异质型乙酰辅酶A羧化酶accA亚基全长cDNA克隆及序列分析

为了揭示油桐乙酰辅酶A羧化酶accA基因的序列特点和结构功能,从而为该基因的深入研究和开发利用奠定基础,以葡萄桐的近成熟种子为材料,根据油桐转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了油桐乙酰辅酶A羧化酶α亚基全长cDNA序列。测序结果表明:该基因cDNA序列全长2 313 bp,编码770个氨基酸;以其推导出的α亚基氨基酸序列蛋白的等电点pI为8.48,相对分子量为85 902.7 Da,稳定系数为37.33。生物信息学分析结果表明:此蛋白含有4个比较明显的跨膜区,是一个不稳定的非分泌蛋白。模体搜索结果表明:在α亚基上有羧基转移酶域和ACCA功能域;其三级结构中有14个α螺旋,整体呈球型,并有一个向外延伸的结构。该基因已登录到GenBank,命名为VfCTα。     

油桐油体蛋白基因的克隆及序列分析

油桐油体蛋白与油桐脂肪酸储藏密切相关。通过构建油桐cDNA文库和EST文库,用分子生物学手段分离克隆出两个油桐油体蛋白基因的全长cDNA序列。通过分析表明,两个油体蛋白基因的全长cDNA分别为738 bp、838 bp,各包含1个完整的CDS,分别编码137个、154个氨基酸。分别命名为VF_oleⅠ,VF_oleⅡ。通过与其它物种的19条油体蛋白氨基酸序列比对,油桐油体蛋白基因分别与麻疯树oleosin 3和麻疯树oleosin 2的相似性最高,分别为84%、82%。通过软件预测表明,油桐油体蛋白等电点分别为10.315、10.335,都存在跨膜结构域,且存在信号肽剪切位点,中部都存在一个较长的疏水区,C末端都是以α-螺旋为主。     

油桐乙酰辅酶A羧化酶BC亚基全长cDNA克隆及序列分析

以葡萄桐的近成熟种子为材料,根据油桐转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了油桐乙酰辅酶A羧化酶BC亚基基因的全长c DN A序列。该基因c DNA序列全长1 605 bp,编码534个氨基酸。推导出的BC亚基氨基酸序列蛋白的等电点p I为7.98,相对分子量58 262.0 Da,稳定系数为38.13,生物信息学分析表明,此蛋白含有2个比较明显的跨膜区,是一个不稳定的非分泌蛋白。模体搜索结果表明在BC上具有ATP结合位点。三级结构中有16个α螺旋,3个部分形成一个内凹的结构。     

杨树木质素合成酶hct基因的蛋白质序列分析

利用RT-PCR从欧美杨107次生木质部中克隆出一709bp的hct基因片段,其开放阅读框为708bp,编码236个氨基酸,具有HCT共有的DFGWG序列和HXXXQ活性位点,拟表达蛋白含有一个二硫键,属于亲水性稳定型蛋白。克隆片段拟表达蛋白质没有信号肽,也没有跨膜结构域,包含α-螺旋区和少量β-折叠,具有比较多的无规则卷曲。     

油桐桐酸合成酶基因克隆和植物表达载体构建

α-桐酸合成酶是控制亚油酸向α-桐酸(18:3Δ9cis,11trans,13trans)转化的关键酶。本研究以发育中的油桐种子为材料,利用改良TRIzoL法提取总RNA,并根据GenBank中已经登录的α-桐酸合成酶基因FADX的序列,设计特异性引物,采用RT-PCR方法,克隆得到FADX基因全长cDNA,长度为1221bp。通过生物信息学分析结果表明,该序列5’端和3’端非编码区序列长度分别为13bp和47bp,含有一个开放阅读框(14～1174bp),编码386个氨基酸,含有典型的脂肪酸脱氢酶结构域。将所得基因经BamHI和SacI酶切后插入表达载体质粒pBI121,构建反义表达载体pBI121fadx。     

油茶ACP基因的全长cDNA克隆及序列分析

酰基载体蛋白是脂肪酸合成中的关键蛋白质,位于脂肪酸合成酶系的中央,作为脂酰基的载体将脂酰基从一个酶反应转移到另一个酶反应.以油茶近成熟种子cDNA文库和EST文库为基础,采用分子生物学技术分离克隆了油茶酰基载体蛋白基因全长cDNA序列.结果表明：油茶酰基载体蛋白基因的全长cDNA为669bp,包含1个完整的CDS及3′UTR和5′UTR,编码141个氨基酸,该基因被命名为co-acp并提交至GeneBank,登录号是EU717697;油茶酰基载体蛋白基因的推导氨基酸序列与其它15种植物的ACP进行AlignX比较的结果表明,油茶酰基载体蛋白与油橄榄ACP的相似性最高,而且遗传距离最近;预测油茶酰基载体蛋白的二级结构以α螺旋为主,没有跨膜结构域和信号肽,其等电点约为4.995.     

油茶钙调素基因的cDNA克隆与表达分析

在构建油茶近成熟种子cDNA文库的基础上,分离鉴定了油茶钙调素基因CoCaM1、CoCaM2的cDNA序列(Gen Bank登录号:EU856536和FJ649316),它们的长度分别为953 bp和1024 bp,均含有447 bp的开放读码框,编码的149个氨基酸完全相同;它们编码区的核苷酸序列高度一致,仅有25个碱基替代,证实了"多个基因编码一种蛋白"的假设。该蛋白含有19种氨基酸,属于酸性亲水性蛋白,理论等电点4.10,相对分子量16.83 kDa;它含有EF-手臂、半胱氨酸等结构域。该蛋白的亲水性/疏水性、柔性、抗原性具有较好的一致性,并表现高度的柔性。Blast及遗传进化分析表明:该蛋白的氨基酸序列与其它植物钙调蛋白的氨酸序列同源性较高。油茶CoCaM1在花芽到子房形成中的表达量较高;而CoCaM2在果实形成、膨大、油脂积累过程中的表达量较多,而在叶片和成熟种子中较少。这表明它们在花芽发育、果实形成、种子油脂合成积累中发挥着不同的调控作用。     

油茶乙酰辅酶A羧化酶BC亚基全长cDNA克隆及序列分析

以油茶‘湘林1号’品种的近成熟种子为材料,采用简并PCR、RACE、交错PCR等技术,获得了油茶乙酰辅酶A羧化酶BC亚基基因的全长cDNA克隆。该基因cDNA序列全长1 901 bp,含有一个1 599 bp的ORF,编码533个氨基酸残基。BC蛋白的等电点pI为6.88,分子量为58 509.3 u,含两个跨膜结构域,是一个不稳定的非分泌蛋白。模体搜索结果表明在BC上具有N-糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、ATP结合位点等多个功能结构域。同源建模的模型中发现12个α-螺旋,整个BC蛋白为一个内凹的结构。该基因已登录到GenBank,并被命名为co-bc。     

油茶脂氢过氧化物裂解酶基因的克隆与序列分析

以油茶近成熟种子为材料,根据油茶EST文库中已知的脂氢过氧化物裂解酶EST序列,利用3’RACE与5’RACE技术,克隆到脂氢过氧化物裂解酶的全长cDNA序列。该基因全长1648bp,,包含一个1476bp开放阅读框长,编码491个氨基酸,5’与3’非编码分别为52bp、121bp。预测该蛋白相对分子量为54.7779KDa,等电点为6.77,是个叶绿体转运肽,N端包含有22个疏水氨基酸残基组成的序列,不仅具有转运肽富含的丝氨酸,还含有大量转运肽中很少存在的脯氨酸。多序列比对发现油茶脂氢过氧化物裂解酶核苷酸序列与茶的相似性达到96%,因此将该基因命名coHPL。     

杉木木质素合成酶基因CCR的克隆和序列分析

以杉木(Cunninghamia lanceolata)茎叶为材料,根据已报道的肉桂酰辅酶A还原酶(Cinnamoyl-CoA reductase,CCR)基因保守区设计简并引物,采用RT-PCR结合RACE的策略克隆获得杉木CCR基因的全长cDNA(命名为CLCCR),该基因cDNA序列全长1 379 bp,具有一个975 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,简称ORF),编码324个氨基酸,序列分析表明:杉木CCR基因核苷酸序列与已报道的欧洲云杉(Picea abies,CAK18610.1)CCR基因具有87%的相似性;与其他植物氨基酸序列聚类分析显示杉木与松科植物欧洲云杉、马尾松(Pinus massoniana)、火炬松(P.taeda)的亲缘关系较近。     

樟叶越桔糖基转移酶VdUGT1基因克隆及序列分析

根据樟叶越桔Vaccinium dunalianum叶芽转录组测序实验获得的糖基转移酶Vd UGT1基因部分c DNA序列设计引物,采用RACE-PCR技术克隆了全长1 620 bp c DNA序列的Vd UGT1基因,包括1 398 bp c DNA序列的完整开放阅读框,推测编码由465个氨基酸残基组成、相对分子质量为50.89 k D的糖基转移酶Vd UGT1。序列分析表明,Vd UGT1理论等电点为5.53,负电荷残基(Asp+Glu)总数为53个,正电荷残基(Arg+Lys)总数为41个,不稳定系数为48.38,属于不稳定蛋白;其二级结构的主要构件为α-螺旋和随机卷曲,无跨膜结构域,属于亲水性蛋白质。Vd UGT1位于C末端含有尿嘧啶核苷二磷酸糖基转移酶所特有UDPGT功能域,推测与尿嘧啶核苷二磷酸糖的结合有关。该研究为后期Vd UGT1的异源表达和功能研究奠定了基础。     

油桐丙二酰单酰CoA:ACP转酰基酶的克隆与序列分析

为了深入了解油桐丙二酰单酰辅酶A酰基载体蛋白转酰基酶(Malonyl Co A:ACP transacylase,MCAT)在油脂合成代谢过程中的作用,利用RT-PCR技术克隆获得了油桐MCAT基因序列,且命名为Vf MCAT,并利用相关生物软件对该基因序列及其相应蛋白质进行了生物信息学分析。结果表明:Vf MCAT的CDS长为1 179 bp,编码392个氨基酸;该蛋白与蓖麻和亚麻的MCAT同源性均达85%,存在"GXSXG"和"GQGXQ"两个高度保守的motif,在系统进化关系上,其与蓖麻和亚麻的亲缘关系最为接近;分析其氨基酸序列后发现,Vf MCAT的分子量约为41.67 KDa,理论等电点p I为8.43,是一个含有一个跨膜结构域的可溶性稳定蛋白;对其二级和三级结构的预测结果表明,该蛋白主要以α-螺旋和无规则卷曲为主,且最有可能在线粒体中发挥其主要作用,文中由此推测,Vf MCAT在叶绿体中参与了油桐脂肪酸合成代谢。     

毛竹甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因的克隆与序列分析

为了分离毛竹抗逆相关基因,利用RT-PCR和RACE技术,从毛竹叶片中克隆出甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因PeGAPDH的全长cDNA序列(GenBank登录号GU356597)。该序列全长1368bp,完整阅读框1013bp,编码一个具有337个氨基酸残基的蛋白。利用生物信息学软件对PeGAPDH蛋白进行了分析,结果表明:PeGAPDH蛋白分子量为36.643kDa,等电点为6.33;该蛋白含有2个保守区,即N端的NAD+结合区和靠近C端的催化功能区。PeGAPDH是一种亲水性、非分泌型蛋白,定位于膜的表面,属于氧化还原酶系,主要在中间产物代谢和能量代谢中起作用。蛋白质进化树的构建结果表明:PeGAPDH与水稻等禾本科植物来自细胞质中的GAPDH蛋白的亲缘关系很近,同双子叶植物的GAPDH则相差较远。     

珙桐DiZF-CCCH1基因的克隆及表达分析

【目的】珙桐Davidia involucrata有性生殖能力弱是限制其自然更新的主要原因。为研究珙桐种子发育的分子机制,本课题组前期完成了珙桐种子转录组分析,筛选到1个编号为c37849.graph_c0的转录本,其在正常种子中高量表达,而在发育异常的种子中表达量很低,差异表达显著,因此将其作为研究目标。【方法】使用PCR克隆该转录本的全长序列,并利用在线分析工具对其编码氨基酸的序列特征、蛋白结构和系统进化等进行生物信息学分析预测,采用qRT-PCR检测目标基因在珙桐不同组织部位以及种子不同发育阶段中的表达情况。【结果】序列分析确定目标基因为一个编码CCCH型锌指蛋白转录因子的基因,将其命名为DiZF-CCCH1,该基因开放阅读框全长为711 bp,编码236个氨基酸,无内含子,相对分子量26.74 kDa,为不稳定蛋白,其氨基酸序列含有植物特有的RR-TZF结构域,与来源于甜橙Citrus sinensis的CCCH蛋白同源性最高。基因表达模式分析显示,DiZF-CCCH1在种子发育前期的表达量最高,后期表达量降低,在其他组织中仅有微量表达,推测其可能在种子发育过程中发挥重要作用。【结论】对珙桐DiZF-CCCH1基因进行了克隆与初步生物信息学分析,发现其编码的蛋白属于RR-TZF型锌指蛋白,且DiZF-CCCH1可能是珙桐种子发育过程中的重要调控基因,为进一步探索该基因在珙桐生殖发育过程中的功能奠定基础。     

油桐delta 8脱饱和酶基因的全长cDNA克隆及序列分析

桐油是制备生物柴油的优势原料。delta 8脱饱和酶基因与植物膜脂、鞘磷脂的生物合成及细胞信号传递途径有关。通过简并PCR扩增、3’RACE、5’RACE及编码区扩增获得了油桐delta 8脱饱和酶的全长c DNA序列。该基因全长1 787 bp,ORF的长度为1 344 bp,编码447个氨基酸。经过网上比对分析,发现油桐delta 8脱饱和酶与其它植物的此基因具有较高同源性,其中与蓖麻脂肪酸去饱和酶相似度达83%。研究结果为揭示油桐油脂合成途径及分子定向育种奠定基础。     

巴拉圭瓜多竹CCR基因的克隆与分析

肉桂酰辅酶A还原酶(cinnamoyl-Co A reductase,CCR)是木质素生物合成途径中关键酶。本研究依据转录组数据设计特异性引物,采用RT-PCR方法成功地从巴拉圭瓜多竹(Guadua paraguayanan)中克隆得到一个全新的CCR基因的全长cDNA序列,命名为GpCCR。序列分析结果表明,GpCCR包含完整的c DNA开放阅读框(ORF),由1065bp组成,编码354个氨基酸。Blast比对结果显示该蛋白质属于CCR家族蛋白;系统进化树结果显示瓜多竹与禾本科植物大麦、水稻等亲缘关系较近。荧光定量PCR检测显示GpCCR在巴拉圭瓜多竹的茎秆中表达量最高,在叶中表达量最低。