低温胁迫下山葡萄叶片酵母cDNA文库构建

【目的】葡萄栽培过程中,由低温造成的冷害或冻害严重影响葡萄的生长发育、果实品质和产量。山葡萄是葡萄抗寒育种的重要种质资源,本文通过构建低温胁迫下山葡萄叶片酵母cDNA文库,为葡萄抗寒分子机理研究提供物质基础。【方法】以抗寒山葡萄左山-1(V. amuerensis cv.Zuoshan-1)扦插盆栽苗为材料,提取4℃低温处理0、2、4、8、12、24 h后叶片总RNA,采用SMART技术反转录为cDNA,经纯化和短片段去除后克隆至pGADT7三框质粒载体上,经过纯化后获得初级cDNA文库,对初级文库进行扩增、提取文库质粒后转入酵母Y187菌株中,制作扩增的酵母文库,并对文库质量进行鉴定。【结果】经检测所构建的3个读码框初级文库库容分别为1.7×10⁶、2.0×10⁶和1.9×10⁶ cfu,重组率为100%,插入的片段长度主要分布在500～2 000 bp;电泳检测和测序结果表明,插入片段所对应的编码蛋白类型丰富,具有良好的多态性。最终获得的Y187酵母文库滴度为4.0×10⁸ cfu·mL     

PCR快速筛选棉纤维cDNA文库分离全长cDNA序列

建立了一种利用PCR-96孔板法快速筛选棉纤维cDNA噬菌体文库,分离全长基因序列的技术体系．首先根据已知EST片段设计一至两对特异PCR引物,通过在96孔滴定板上逐级稀释cDNA文库,利用特异引物以及特异引物与通用引物组合逐级从cDNA文库中筛选目标克隆,最终可获得目标全长cDNA。     

福州地区小菜蛾全长cDNA文库构建与分析

采用ZAP Express cDNA Gigapack Ⅲ Gold Cloning Kit试剂盒,构建了小菜蛾(Plutella xylostella)的全长cDNA文库.利用TRIzol试剂盒提取小菜蛾成虫总mRNA,通过Oligo试剂将mRNA反转录成cDNA,再以第一链cDNA产物为模板合成第二链cDNA,该cDNA产物经分级分离和体外包装,即获得小菜蛾cDNA原始文库,其滴度为1.5×106pfu.mL-1.扩增后的cDNA文库的滴度为1.4×1010pfu.mL-1.取适量扩增文库稀释并铺平板,挑取20-25个独立噬菌斑,用M13±通用引物PCR扩增后,测得文库的重组率大于95%,插入cDNA片段的长度平均为1.25 kb.该文库的构建,可为小菜蛾抗药性基因的相关研究提供一个平台.     

利用改进的SMART法构建花生种皮全长cDNA文库

SMART法是目前全长cDNA文库构建的重要方法之一。在研究多种构建全长cDNA文库的方法基础上,吸收和改进了SMART法,对特异引物和PCR条件进行可行性的优化,成功构建了高质量的花生种皮全长cDNA文库,改进后的方法更经济、简便易行。经过涂平板测定和酶切反应快速鉴定表明,原始文库的滴度为1.23×106cfu.mL-1,重组率达93.3%,全长率为59%。插入片段大小多在1.0～2.0kb,所占比例为70%,平均大小在1.1kb左右,采用涂平板均匀扩增得到的扩增文库滴度达到了3.84×109 cfu.mL-1,可用于长期保存。     

干旱胁迫下甘蔗苗期根系全长cDNA文库构建及EST序列分析

[目的]构建甘蔗根系全长cDNA文库,并进行测序,为分离克隆甘蔗抗旱候选基因奠定基础.[方法]在干旱胁迫条件下,以新台糖22号甘蔗根系为材料,采用SMART技术构建cDNA文库,并进行EST序列分析.[结果]文库构建质量鉴定结果显示,文库库容量为1.0×106 PFU/mL,重组率约95%,文库插入片段长度在500~2000 bp,平均长度约1102.1 bp.挑选526个阳性克隆进行单向测序后,共获得523个ESTs序列,去除载体、接头序列以及长度低于100 bp的序列后,进行聚类分析并组装,共得到468个Uni-ESTs,其中congtig 29个,singlets 439个,分别占总数的6.5%和93.5%.通过与NCBI非冗余蛋白库进行BLASTX比对,发现444个Uni-ESTs在GenBank有同源序列,占94.87%;获得24个未知蛋白功能基因,占5.13%.[结论]构建了干旱胁迫下甘蔗苗期根系全长cDNA文库,获得523个ESTs序列和468个Uni-ESTs,并获得一批新的未知蛋白功能基因.     

砂糖桔全长cDNA 文库的构建及病程 相关蛋白基因的克隆与分析

为从分子水平上了解影响砂糖桔生理代谢、生长发育、病虫害抗性和品质的众多基因,以无籽砂糖桔幼叶为材料,应用SMART技术构建了cDNA文库,检测文库发现其库容量达到1.36×106,重组率为95%,插入片段绝大多数分布在0.6~2kb之间,有36%的插入片段是全长cDNA。随机挑选224个克隆进行测序,获得了1个病程相关蛋白基因的全长cDNA序列。将基因序列提交Gen Bank,编号为KJ000019。基因的CDS长429bp,5′UTR为43bp,3′UTR为235bp,编码长度为143个氨基酸残基的蛋白。基因位于第8染色体上,有1个长度为193bp的内含子,基因编码的蛋白质分子量为15.4ku,等电点为6.96。该蛋白N端含有长度约为22aa的信号肽序列,指导蛋白分泌到细胞外;剩余部分是一个典型的Barwin保守结构域,具有几丁质酶的活性,在受到细菌、真菌侵染时可以分解部分真菌和细菌的细胞壁,发挥抗病作用。     

策略构建小黑杨茎形成层全长cDNA文库

为了研究小黑杨木材形成过程中的关键基因,以2年生小黑杨茎形成层组织为试验材料提取RNA,采用SMART (RNA 转录过程中的5′末端转换机制) 技术合成cDNA第一链,通过LD-PCR合成双链cDNA。利用SfiⅠ限制性酶酶切后将其连接到质粒载体pDNR-LIB上,采用电穿孔法将重组质粒转化到大肠杆菌感受态细胞DH5α中,构建全长cDNA文库。文库质量鉴定表明:原始文库滴度为2.18×106 pfu/mL,扩增后的文库滴度为5.46×109 pfu/mL,重组率为96%。插入片段长度在0.5～2.0 kb之间,平均长度为1.12 kb,表明构建的小黑杨茎形成层cDNA文库较为理想。      

镉胁迫下旱柳无性系耐镉性变异及生理变化

以10个旱柳Salix matsudana无性系为试验材料,研究了水溶液中镉胁迫时旱柳耐镉性性状的遗传特性、耐镉性强弱及叶片生理性状变化。结果表明：水溶液中镉质量浓度为30～60mg·L^-1时,旱柳地上部镉质量分数、地上部生物量、根系生物量、地上部镉积累量、根系镉积累量和叶绿素质量分数等6个性状的耐镉性遗传力较高。在此条件下,10个旱柳无性系耐镉性强弱顺序为13号〉8号〉16号≈18号≈9号〉2号≈4号〉10号〉3号〉5号。镉胁迫下,旱柳叶片生理性状变化表现为：叶绿素和可溶性蛋白质量分数降低、膜透性减少、丙二醛质量分数增加、脯氨酸质量分数变化无一致规律。     

120日龄金华猪骨骼肌酵母双杂交cDNA文库的构建

选用Clontech SMART技术,在酵母菌株中构建猪骨骼肌全长cDNA文库,文库容量约为1.6×106cfu,插入的双链cDNA片段的长度在500～2 250 bp,文库重组比率为93.75%.该文库可以用于进一步的酵母双杂交筛选.     

毛白杨酵母单杂交体系的建立

[目的]通过建立酵母单杂交文库筛选出与毛白杨特异性调控元件结合的候选蛋白,为研究毛白杨木材合成相关基因奠定基础.[方法]采用模板基因PCR方法,分别将ABRE-box、AC-box及-317-Box三次重复序列连接至pAbAi诱饵质粒上,再将诱饵载体转入酵母中;使用磁珠法获得mRNA,采用SMART技术合成cDNA,以cDNA为模板进行LD-PCR并将产物纯化后与pGADT7-Rec载体共转化诱饵酵母,同时进行文库的构建与筛选.[结果]以pBI121质粒为模板扩增获得的ABRE/AC/-317-GUS片段约为650 bp.以Kpn I对重组质粒pAbAi-ABRE/AC/-317-GUS进行单酶切,获得约5000 bp的大片段与650 bp的小片段;测序结果表明,插入序列与ABRE/AC/-317序列一致且方向正确.在SD/Ura培养基中,当AbA为100 ng/mL时,酵母菌落数为0,建库时AbA为100 ng/mL.cDNA与pGADT7载体共转化的酵母Y 1HGold(pAC-AbAi)细胞稀释100倍后,在SD/-Leu培养基上长出89个克隆,含AC-box的诱饵酵母所建库容量为1.3×106,且无rRNA污染.酵母转化产物在SD/-Leu/AbA(100 ng/mL)培养基上长出18个克隆,大于250 bp的有13个克隆;测序和同源分析结果表明,成功筛选到5个候选蛋白,主要是蛋白激酶、核小体蛋白及功能未知蛋白,这些蛋白可作为与AC元件结合的候选蛋白.[结论]建立的毛白杨酵母单杂体系可用于进一步筛选与木材合成相关的基因.     

PK-15细胞酵母双杂交三框cDNA文库构建及鉴定

[目的]构建PK-15细胞酵母双杂交三框cDNA文库,为深入研究猪伪狂犬病病毒(PRV)与宿主细胞间的相互作用机制打下基础.[方法]提取PK-15细胞总RNA,采用SMART和LD-PCR合成全长的双链cDNA(ds cDNA),并对其进行均一化和SfiI酶切处理.处理后的ds cDNA分别连接3种阅读框pGADT7-SfiI载体,将连接产物转化至大肠杆菌BH5α构建三框cDNA初级文库,取三框cDNA初级文库进行混合扩增,通过滴度测定和PCR鉴定其库容量和基因重组率,最后收集文库细菌提取文库质粒.[结果]3种读码框cDNA文库的库容量分别为3.0× 106、2.0× 106和2.0× 106 CFU,文库实际扩增基数>150万CFU;一号和三号读码框的基因重组率均为100%,二号读码框的基因重组率大于93%.cDNA文库外源基因插入片段长度在500~3000 bp.cDNA文库质粒浓度约1.0 mg/mL,质粒收获量约3.0 mg.[结论]构建的PK-15细胞酵母双杂交三框cDNA文库具有较高的重组率和库容量,符合酵母双杂交筛选要求,可用于研究PRV与PK-15细胞间的相互作用机制.     

水稻抽穗期基因酵母双杂交cDNA文库的构建及分析

为研究水稻开花调控的分子网络,构建了水稻品种中花11幼穗分化前倒二叶叶片的酵母双杂交cDNA文库。制备了高质量的总RNA,用Oligo(dT)引物反转录合成cDNA第一链和Long Distance PCR合成双链cD-NA,通过SMART同源重组交换技术在酵母菌株AH109中建立酵母双杂交所需的水稻倒二叶叶片cDNA文库。文库质量检测结果表明:cDNA文库的转化率为1.178×106/3μg pGADT7-Rec,文库滴度为2.65×108 cfu/mL,重组率为94.7%,插入片段长度为350～2 000bp。该文库可用来筛选水稻抽穗期基因的互作蛋白。     

酵母双杂交筛选与小黑杨PsnWRKY70相互作用的蛋白质

小黑杨PsnWRKY70是能够响应盐胁迫的转录因子。为了进一步探究该转录因子在参与盐胁迫应答途径中与哪些蛋白质之间存在相互作用关系,本研究以140 mmol/L NaCl溶液处理过的小黑杨叶片为材料,利用热稳定核酸酶(DSN)构建了均一化的pGADT7-DEST酵母双杂交cDNA文库,将PsnWRKY70基因亚克隆至pGBKT7载体,形成BD-WRKY重组质粒,并以之为诱饵蛋白表达载体筛选小黑杨酵母双杂交cDNA文库。经过2轮酵母双杂交筛选以及回转验证试验,初步选出了5种与PsnWRKY70相互作用的蛋白质。对所筛选出的5种蛋白质进行保守结构域分析发现:有2种预测蛋白(HP1和HP2,其中HP1包含ClpP结构域),1种环化酶相关蛋白(CAP1),1种包含RNA识别基序的蛋白(RRM)以及1种泛素样修饰蛋白酶(Ulp1);对CAP1、HP1、RRM、HP2和Ulp1的毛果杨同源基因编码区上游2 000 bp范围内的顺式作用元件进行分析发现:CAP1、HP1、RRM、HP2和Ulp1的毛果杨同源基因上游启动子区均富含能够特异性结合WRKY转录因子的W-box。采用GST-pull down技术验证CAP1、HP1、RRM、HP2、Ulp1蛋白全长与PsnWRKY70转录因子之间是否存在直接的相互作用关系,将等量的His-X(X:CAP1、HP1、RRM、HP2或Ulp1)融合蛋白分别上样于正常谷胱甘肽琼脂糖树脂以及结合了GST或GST-WRKY蛋白的谷胱甘肽琼脂糖树脂中,SDS-PAGE电泳分离互作蛋白,最终Western blot结果显示:在体外状态下,HP1、RRM和Ulp1蛋白能够直接与PsnWRKY70相互作用,而CAP1和HP2则不能直接与PsnWRKY70相互作用。      

过表达玉米ZmSC1基因增强转基因拟南芥的耐盐性

旨在从玉米中克隆耐盐相关基因ZmSC1,分析其分子特征并在拟南芥中研究其耐盐性的生物学功能。以玉米B73为试验材料,克隆ZmSC1全长序列,与其他物种进行同源性比对,解析其盐诱导表达模式和亚细胞定位情况,将ZmSC1转入到拟南芥突变体atsc和野生型中,观察在盐处理下种子萌发率和主根根长情况,利用荧光定量PCR分析相关逆境（140 mmol·L^-1胁迫）基因的表达量。结果表明,ZmSC1基因全长为423 bp,编码141个氨基酸,ZmSC1和小麦、拟南芥中已知的TaSC1、AtSC1具有较高保守性。烟草细胞瞬时表达、玉米原生质体亚细胞定位研究表明ZmSC1定位于细胞膜中。生物学功能研究发现在140 mmol·L^-1的NaCl的盐处理下,相比较于拟南芥突变体,回补植株拟南芥的种子萌发率和主根根长得到了明显改善,这说明ZmSC1基因可以回补拟南芥同源基因AtSC1突变体植株在盐胁迫下的表型。ZmSC1基因过表达拟南芥植株的种子萌发率和主根根长也显著高于野生型植株。荧光定量PCR结果显示相较于野生型,在过表达植株中AtRD29A、AtSOS2、AtSOS3、AtCDPK1等胁迫相关基因的表达量也明显增强。研究结果表明TaSC1、AtSC1的同源基因ZmSC1对提高拟南芥的耐盐性具有重要作用。     

过表达谷子SiANT1对水稻耐盐性的影响

【目的】高盐胁迫是影响作物产量的主要因素之一,谷子(Setaria italica L.)具有耐逆性强的特点,从谷子中筛选耐盐基因对于利用基因工程的手段培育耐盐作物新品种具有重要意义。【方法】分析谷子AP2/ERF类转录因子类基因SiANT1在豫谷一号幼苗期在高盐、低氮、PEG模拟干旱处理条件下的表达模式;进而利用农杆菌转化法将SiANT1转入模式作物水稻品种Kitaake;分别用0.9%盐水和自来水浸泡过表达SiANT1水稻和野生型Kitaake的种子,观察其萌芽期的表型并统计发芽率;用含0.9%Na Cl的Hogland营养液室内处理水稻幼苗10 d,65℃烘48 h之后称量干重;同时将其种植在大田,在水稻孕穗前用0.9%盐水灌溉一次,统计成熟后过表达SiANT1水稻各株系和野生型的单株籽粒重、株高、单株分蘖数,对其耐盐性进行评价;利用定量Real time-PCR方法,验证分析转基因水稻株系中SiANT1及其可能的下游基因的相对表达情况。【结果】谷子SiANT1蛋白(XP004985124.1,SiANT1)属于AP2亚族,与高粱(XP021318293.1,Sb ANT1)和玉米(XP008658933.1,Zm AP2)亲缘关系较近;豫谷一号中SiANT1的表达受高盐胁迫(100 mmol·L-1 Na Cl)诱导;将SiANT1和LP0471118-Bar-ubi-EDLL载体连接,利用农杆菌转化法将SiANT1转入到水稻基因组中,筛选得阳性T0植株,繁殖两代得T3代种子;自来水浸泡下,过表达SiANT1水稻种子萌发率和野生型相差不大,萌芽率为90%以上;0.9%盐水浸泡下,过表达SiANT1水稻种子萌发明显受到抑制,与野生型相比,过表达SiANT1水稻种子露白推迟,但最终(处理120 h)萌芽率达到80%以上;室内水稻苗期用0.9%Na Cl处理后,过表达SiANT1水稻的单株干重较受体Kitaake增重14.11%—37.42%,在1%水平上呈显著差异;大田水稻成熟后过表达SiANT1株系单株籽粒重较受体Kitaake增产56.12%—76.58%,在5%水平上呈显著差异,单株分蘖数增多、株高增加,但与野生型无显著差异;半定量RT-PCR分析表明,过表达SiANT1的3个水稻株系都在RNA水平上表达SiANT1;定量Real time-PCR结果表明,过表达SiANT1的3个水稻株系间SiANT1的相对表达量有所差异,但较受体而言,都极显著增加,并且其内源耐盐相关基因Os SOS1和Os ZFP182的相对表达量分别较受体提高1.1—1.7倍和1.6—2.3倍。【结论】Os SOS1和Os ZFP182是耐盐相关基因已被证实,SiANT1具有一定的耐盐性,过表达SiANT1水稻可能是通过增加下游基因Os SOS1和Os ZFP182的表达从而提高耐盐性。