盐生植物盐地碱蓬质膜Na^＋/H^＋逆向转运蛋白基因片段的克隆及其序列分析

为研究盐地碱蓬(Suaeda salsa)Na+长距离运输的分子机制,根据其他植物质膜Na+/H+逆向转运蛋白SOS1基因的保守序列设计一对简并引物,以盐地碱蓬根系总RNA为模板,采用RT PCR方法克隆出SOS1基因片段,以期为盐地碱蓬SOS1全长基因的克隆、表达调控等研究奠定基础。序列分析结果表明,该基因片段长度为736 bp,编码244个氨基酸;该序列与其他高等植物SOS1核苷酸序列的同源性在74%以上,氨基酸序列同源性则在61%以上。     

拟南芥高亲和性K+载体蛋白基因cDNA克隆及其序列特征分析

以NaCl胁迫处理的拟南芥幼苗叶片为材料,用RNA提取试剂盒抽提总RNA,通过RT-PCR技术和DNA序列测定分析,证实获得了拟南芥高亲和性K⁺载体蛋白基因(AtHKT1)的cDNA序列。该cDNA全长1521 bp,包括506个氨基酸和1个终止密码子序列,且与原序列(accession number AF237672)同源性为99.34%,但与其他科植物HKT1基因同源性较低,注册该基因到GenBank中,注册号为AY685182。利用生物信息学相关软件分析预测AtHKT1基因蛋白质功能和结构,结果发现,该蛋白分子量为57.45 kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1～40个氨基酸属信号肽序列;第152～500个氨基酸属Trk H阳离子转运体蛋白保守结构域,并存在蛋白激酶C,酪氨酸蛋白激酶,依赖cAMP/cGMP蛋白激酶磷酸化,糖基化和豆蔻酰化等功能位点;该基因编码的蛋白有10个跨膜结构,N末端、C末端及中部等多个跨膜区具疏水性,符合载体类运输蛋白特点。表明本研究获得了拟南芥AtHKT1基因。     

马铃薯块茎GBSSⅠ基因的cDNA克隆及其序列特征分析

以马铃薯普通栽培种“甘农薯2号”块茎为材料,利用RNA提取试剂盒提取总RNA,通过RT-PCR技术和DNA序列测定分析,证实获得了马铃薯颗粒结合淀粉合成酶(GBSSI)基因的cDNA序列。该cDNA全长1824bp,包括607个氨基酸和1个终止密码子序列,且与原序列(accessionnumberX58453)同源性为99.78%,但与其他科植物GBSS基因的同源性较低,注册该基因到GenBank中,注册号为EU403426。利用生物信息学相关软件分析预测GBSSI基因cDNA序列编码的蛋白质功能和结构,结果发现,该蛋白与其他15种植物GBSS蛋白一样,具有3个完全保守区域,并具许多重要功能位点,且与农杆菌淀粉合成酶具有相似三级结构模型,表明该蛋白具淀粉合成功能。     

马铃薯块茎GBSSⅠ基因的cDNA克隆及其序列特征分析

以马铃薯普通栽培种"甘农薯2号"块茎为材料,利用RNA提取试剂盒提取总RNA,通过RT-PCR技术和DNA序列测定分析,证实获得了马铃薯颗粒结合淀粉合成酶(GBSS I)基因的cDNA序列.该cDNA全长1 824 bp,包括607个氨基酸和1个终止密码子序列,且与原序列(accession number X58453)同源性为99.78%,但与其他科植物GBSS基因的同源性较低,注册该基因到GenBank中,注册号为EU403426.利用生物信息学相关软件分析预测GBSS I基因cDNA序列编码的蛋白质功能和结构,结果发现,该蛋白与其他15种植物GBSS蛋白一样,具有3个完全保守区域,并具许多重要功能位点,且与农杆菌淀粉合成酶具有相似三级结构模型,表明该蛋白具淀粉合成功能.     

桑树中拟南芥同源基因mNHX1的克隆及其功能研究

通过RT-PCR法从桑芽的全RNA中逆转录合成了桑芽cDNA库,以此为模板,用PCR技术克隆了拟南芥的同源基因mNHX1,该基因是编码植物细胞液泡膜上Na+/H+逆向运转蛋白的基因。用农杆菌法将mNHX1导入拟南芥,获得了过量表达转基因植株,并进行了功能研究。从51个转基因抗性植株中共筛选到18个纯系。结果表明,转mNHX1基因的拟南芥种子在含有100~200 mmol/L NaC l的MS培养基上,种子的发芽率明显高于野生型。同时,在含有150、250 mmol/L浓度NaC l的基质中,转基因植株的抗盐性能明显高于野生型。根据已报道的At-NHX1同源基因的功能推断,mNHX1所编码的细胞液泡膜上Na+/H+逆向运转蛋白是桑树抗盐性能的一个极其重要的因素。     

唐古特白刺质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的克隆与表达分析

土壤中过多的Na⁺会导致植物产生盐害,严重影响植物的生长和发育。质膜型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白SOS1介导植物细胞内过量的Na⁺外排,在植物抵御盐胁迫过程中起着重要的作用。唐古特白刺隶属于蒺藜科白刺属,是中国特有的盐生植物,主要生长于西北地区的荒漠或盐渍化荒漠,具有极强的抗逆能力。应用简并RT-PCR及RACE技术克隆获得唐古特白刺Na⁺/H⁺逆向转运蛋白NtSOS1基因(GenBank登录号KC292267)。序列分析显示,该 cDNA全长4 008 bp,包含3 492 bp的开放阅读框,编码分子量为127.59 kDa的蛋白质。疏水性分析预测NtSOS1基因编码蛋白N端具有11个跨膜结构域,C端具有一个面向胞质的长亲水尾部,包含保守环核苷酸结合区域、自我抑制基序及磷酸化位点等多个活性调控结构域。NtSOS1氨基酸序列与葡萄、霸王、拟南芥等植物的SOS1序列同源性较高,分别可达71.77%,68.94%,62.65%。系统发育分析表明NtSOS1基因为质膜型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白,与液泡型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白属于不同分支。半定量RT-PCR结果显示冷、热、盐和干旱胁迫都可以诱导NtSOS1基因的表达,同时,NtSOS1基因随着盐处理浓度增加呈现出先上升(0~300 mmol/L)后下降(400 mmol/L)的趋势。结合植物的生境特点和NtSOS1表达模式分析,该基因表达水平的升高可能在唐古特白刺适应恶劣生境的过程中发挥积极作用。本研究的开展为利用NtSOS1基因进行作物与牧草改良并深入研究唐古特白刺抗逆分子机制奠定了基础。     

猪Cathepsin B 基因cDNA分子克隆、序列分析及遗传多态性分析

采用 RT-PCR 结合克隆测序的方法,从猪肌肉组织总 RNA 中克隆出了猪组织蛋白酶 B(Cathepsin B,CTSB)基因的 cDNA 序列,并推导出其编码的氨基酸序列.猪 CTSB 基因开放阅读框(ORF)全长1 008 bp,编码335 个氨基酸.同源性分析结果表明,猪与人、鼠、牛的 CTSB 基因 cDNA 编码区(CDS)同源性分别为 85%、81%、90%,推测的氨基酸序列同源性分别为 81%、79%、91%.利用同源性结合序列特征预测表明该蛋白具有信号肽和前肽序列.蛋白质结构同源建模分析表明,该蛋白具有木瓜蛋白酶家族的典型空间结构,包括1个底物结合凹槽和3个相互靠近的活性位点.另外采用 PCR-SSCP 方法,在147头个体中分析了CTSB基因第6内含子内的SS-CP位点多态性,检测到3个等位基因6种基因型.FF基因型个体的各项嫩度指标最高,其最大剪切力与硬度值分别为6.56 kg和23.55 kg·s,极显著地高于 EE 和 EF 基因型个体(P<0.01),平均剪切力为4.85 kg,显著地高于EF基因型个体(P<0.05).     

植物Na+/H+逆向转运蛋白与植物耐盐性的研究进展

植物通过外排Na+和液泡区隔化Na+来减少Na+的毒害,这一过程由Na+/H+逆向转运蛋白来完成。通过概述植物Na+/H+逆向转运蛋白的基本特征、与植物耐盐性的关系及其分子生物学研究现状,为阐明植物复杂的盐胁迫机理和利用基因工程手段提高植物耐盐性奠定了基础。     

蒙古冰草肌动蛋白基因片段的克隆与组织表达分析

本研究利用同源序列法分离蒙古冰草Actin基因同源片段,并分析蒙古冰草Actin基因在根、茎、叶中的表达特征。根据禾本科植物小麦Actin基因的保守序列设计1对引物A1,经RT-PCR扩增,从蒙古冰草cDNA中克隆到1个长度为541 bp的Actin基因片段,使用DNAman和DNAUSER等分子生物学软件进行序列分析,结果表明,该序列编码179个氨基酸,并推测该片段具有Actin超基因家族的保守结构域,含有1个ATP结合位点,抑制蛋白结合位点和胶溶蛋白结合位点;该基因片段的氨基酸序列与小麦Actin基因的同源性为99%,与玉米同源性为96%,与水稻同源性为93%。组织器官特异性表达分析结果表明,该基因在根、茎、叶中的表达量恒定。将该基因片段命名为MwACT1,并在GengBank中登记注册,登录号为FJ490410。     

柞蚕腺苷酸转移酶基因的克隆与序列分析

腺苷酸转移酶(adenine nucleotide translocase,ANT)是线粒体内膜上的转运蛋白家族成员。从柞蚕(An-theraea pernyi)蛹全长cDNA文库中获得了柞蚕腺苷酸转移酶基因(ApANT)的cDNA序列(GenBank登录号FJ788509)。对该基因进行生物信息学分析表明:ApANTcDNA全长1 282 bp,含有1个903 bp的开放阅读框(ORF)序列,编码300个氨基酸;ApANT与烟草天蛾(Manduca sexta)等鳞翅目昆虫的ANT基因在核苷酸和氨基酸序列水平分别具有80%和90%以上的同源性,说明ANT蛋白在这些昆虫中是高度保守的;与其它已知鳞翅目昆虫的ANT蛋白一样,ApANT蛋白含有3个线粒体穿膜结构域,并且这3个保守结构域之间也显示出较高的相似性。     

Sequence analysis of Toll-like receptor genes 1-10 of goat (Capra hircus)

This study involved cloning and sequencing of the coding regions of all 10 Toll-like receptor (TLR) genes of goat. Goat TLR 1-10 gene sequences revealed a high degree of nucleotide identity with sheep and cattle sequences (>90%) and 75-85% with pig, mouse and human sequences. At the amino acid level, 85-99% similarity was observed with sheep and cattle and 60-85% with pig, mouse and human. TLR9c DNA of goat showed the highest amino acid identity to that of sheep (99%) while TLR8 cDNA showed the lowest identity of 88.7% to that of sheep. Variations were seen in the number of leucine rich repeats (LRRs) of goat TLRs as compared to other ruminant species with maximum differences in the TLR3 gene. Phylogenetic analysis through molecular evolution and genetic analysis (MEGA) software and multi dimensional scaling revealed a high degree of conservation of goat TLRs with those from other species. However when the TIR domain of all the TLRs were compared, goat TLR7 TIR alone showed a high divergence of 19.3 as compared to sheep sequences. This is the first report of the full-length cDNA sequences of all the 10 TLR genes of goats which would be a useful tool for the study of evolutionary lineages and for phylogenetic analysis.     

Identification of two allelic forms of ovine CD4 exhibiting a Ser183/Pro183 polymorphism in the coding sequence of domain 3

The ovine CD4 cDNA sequence from four sheep sources (Australian Merino, Indonesian Thin Tail, Canadian cross bred, Prealpes du sud) predicts a protein of 455 residues with position 130 in the V2 domain exhibiting a W instead of C suggesting that, like the white whale, dog and cat sequences, sheep CD4 contains only two disulphide bonds. The sequence shows 73% amino acid identity and 83% nucleotide identity to a CD4 sequence from the white whale and significant identity to a partial sequence (314 residues) of bovine CD4 (87% amino acid identity, 93% nucleotide identity). Phylogenetic analysis showed that the ovine CD4 sequence forms a clade with the pig, white whale, dolphin, dog and cat CD4. Two forms of ovine CD4 were identified which differ by a single base pair (T/C) in their cDNA sequence at position 622. This polymorphism is also present in sheep genomic DNA in Hardy-Weinberg equilibrium, suggesting that at least two alleles of CD4 exist in the ovine genome with no selection for a particular allele. This polymorphism changes the first codon position of amino acid 183 and results in a Pro/Ser substitution in the N-terminal region of domain 3 of the CD4 protein.     

具有丙酮酸脱氢酶功能的家蚕Bm-l(1)基因的克隆及序列结构与表达研究

丙酮酸脱氢酶(PDH)是丙酮酸脱氢酶复合体(PDC)中的前件酶,参与生成柠檬酸循环(TCA)的起始物乙酰辅酶A,决定生物体内营养成分的分配。利用电子克隆、RT-PCR和cDNA末端快速扩增(RACE)等方法克隆了与果蝇lethal(1)G0334基因类似的具有丙酮酸脱氢酶功能的家蚕Bm-l(1)基因。Bm-l(1)基因的cDNA全长为1 630 bp,由1 200 bp的完整ORF序列、186 bp的5'-UTR和207 bp的3'-UTR组成,含8个外显子和7个内含子,编码蛋白为399个氨基酸残基,分子质量43.93kD,pI 8.07。Bm-l(1)基因编码蛋白的69-365氨基酸残基为E1-dh结构域,该结构域为硫胺素焦磷酸依赖性脱氢酶所特有。蛋白质二级结构预测结果表明α螺旋占28.8%,β折叠占12.0%。采用Clustal W进行多序列比对发现,Bm-l(1)基因编码蛋白与赤拟谷盗等昆虫的PDH具有63%以上的序列相似性,且保守区域高度一致。Bm-l(1)基因mRNA在家蚕整个卵期、幼虫期、蛹期和刚羽化的成虫中,以及5龄3 d幼虫的头部、丝腺、生殖腺、脂肪体、中肠和血液6种组织中都有较高的转录水平,且存在较小的组织差异性。     

Cloning, expression and bioinformatics analysis of the duck TLR 4 gene

1. Toll-like receptors (TLRs) are type I transmembrane proteins that play an essential role in the innate immune system. Studies on the structure and function of TLRs can be applied to the development of new approaches to control diseases of humans and animals.

2. A 3432-bp cDNA encoding duck toll-like receptor 4 (duTLR4) was cloned from duck splenic lymphocytes using RT-PCR and rapid amplification of cDNA ends.

3. The encoded protein, which was predicted to contain 843 amino acids, had a molecular weight of 96·01?kDa and included an archetypal toll/interleukin-1 receptor domain, a transmembrane domain, and a distinctive arrangement of extracellular leucine-rich repeat regions similar to chicken TLR4, human TLR4, and mouse TLR4. The duTLR4 showed 82·1% amino acid sequence identity with previously described chicken TLR4, and 43·2–45·2% sequence identity with mammalian homologs.

4. RT-qPCR analysis indicated that the duTLR4 gene was strongly expressed in the liver, kidney, spleen, intestine, and brain.     

野桑蚕铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆分析与原核表达

超氧化物歧化酶是野桑蚕保护酶体系的重要酶类。利用RT-PCR方法克隆出野桑蚕铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)cDNA(EMB I登陆号:AM410997),其开放阅读框ORF长465 bp,编码154个氨基酸。同源性及系统进化分析表明,推导出的氨基酸序列与3种果蝇的同源性平均为69.3%,与线虫为57%,各物种中与Cu/Zn结合的残基高度保守。利用ExPASy的ScanProsite以及PSort和TMpred对此编码的蛋白质结构和功能域分析,预测出其具有2段Cu/Zn-SOD特异序列,且该蛋白不存在信号肽以及跨膜区。将Cu/Zn-SOD cDNA克隆到pET-28 a(+)表达载体,测序鉴定后以IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳鉴定其表达的融合蛋白质分子量为19.4 kD。     

家蚕Mod基因的序列分析及表达与亚细胞定位研究

已知多数含BTB/POZ结构域的锌指蛋白对生物体的发育、分化及染色体重组等具有重要的调节作用。从已构建的家蚕蛹cDNA文库中筛选到一条编码MOD(mdg4)蛋白的基因序列(GenBank登录号:DN237077)。该基因序列的ORF长1 080 bp,编码359个氨基酸残基,蛋白含有BTB保守结构域和FLYWCH保守结构域,与黑腹果蝇、冈比亚按蚊、赤拟谷盗和埃及伊蚊的MOD多序列比对,其同源性不超过40%。表达、纯化带有His标签的家蚕MOD蛋白(BmMOD),并用纯化的融合蛋白免疫新西兰兔获得多克隆抗体。实时荧光定量PCR显示BmMod基因mRNA转录水平在家蚕蛾期及5龄幼虫的卵巢最高,推测BmMod基因在家蚕生殖腺发育过程中产生一定作用。利用纯化的BmMOD蛋白多克隆抗体进行Western blotting分析也表明该蛋白在家蚕蛾期及5龄幼虫卵巢中的表达量最高,验证了BmMod在家蚕生殖腺发育中的功能。亚细胞定位结果显示BmMOD蛋白几乎完全定位于家蚕卵巢上皮细胞(BmN)的细胞核中。     

土耳其东毕吸虫原肌球蛋白基因的克隆

根据日本血吸虫原肌球蛋白cDNA序列和曼氏血吸虫的原肌球蛋白cDNA序列M27512的保守区设计引物，采用RT-PCR方法，成功克隆了土耳其东毕吸虫的原肌球蛋白全长cDNA序列。测序结果表明，TM序列全长1125bp，5’非翻译区为1bp～124bp，3’非翻译区为980bp～1125bp，开放阅读框为125bp～979bp，编码284个氨基酸。将该序列与其他血吸虫的序列进行同源性比较，结果与埃及血吸虫的TM同源性为90％，与曼氏血吸虫、日本血吸虫的TM同源性均为88％，该基因已经提交GenBank，序列号为》N560898。     

RACE法扩增梅花鹿β-防御素-1(siBD-1)全长cDNA

为了获得梅花鹿β-防御素-1（sika deer β-defensin-1,siBD-1）cDNA全序列,本试验以梅花鹿舌黏膜组织内提取的总RNA为模板,根据前期已获得的siBD-1 cDNA的已知部分序列设计引物,采用5'-RACE和3'-RACE技术分别扩增5'-和3'-末端序列,将此扩增产物克隆入pMD18-T载体,进行PCR、双酶切鉴定及序列测定与分析。结果表明,成功克隆出长度约为172和299 bp的siBD-1 cDNA 5'-和3'-末端序列,从而得到418 bp的siBD-1 cDNA全序列（GenBank登录号：HM588696.1）,其中包含89 bp 5'-非翻译区（UTR）、192 bp的开放阅读框（ORF）、终止密码子TAA、118 bp的3'-UTR和Poly（A）16。同源性比对结果显示,siBD-1 cDNA与水牛的肠防御素（BEBD）同源性最高,为90.6%,与牛（EBD、LAP、TAP、BNBD-4）、山羊（GBD-1、GBD-2）、驯鹿（reBD-1）、绵羊（sBD-1、sBD-2）和骆驼（caBD-1）的防御素cDNA的同源性较高,分别为83.2%、83.1%、87.3%、87.0%、87.5%、87.5%、84.4%、79.9%、77.1%和70.5%;与马（hoBD-1）和猪（pBD-1）的同源性较低,为60.3%和72.4%;而与人（hBD-2）的同源性最低,为16.0%。siBD-1成熟肽由38个氨基酸残基组成,其中包含9个带正电荷的氨基酸残基。     

鸳鸯鸭MHC-Ⅰ α链基因的克隆与分子进化分析

根据GenBank中登录（登录号：AB115244）的鸭MHC-Iα链序列设计并合成1对引物,采用RT-PCR技术从鸳鸯鸭脾脏组织中克隆出鸳鸯鸭MHC-Iα链基因,并进行T-A克隆和序列测定。结果表明,所获得的鸳鸯鸭MHC-Iα链基因长909 bp,编码303个氨基酸的多肽,含一个完整的鸳鸯鸭MHC-Iα链胞外区成熟肽基因。序列比较发现,鸳鸯鸭MHC-Iα链基因与GenBank登录的其它品种的鸭MHC-Iα链核苷酸同源性为89.4%～91.0%,与人和其他动物的MHC-Iα链胞外区成熟肽基因的氨基酸同源性为11.1%～79.3%,表明MHC-Iα链胞外区成熟肽基因存在着种的多样性,且亲缘关系越近,同源性越高。鸳鸯鸭MHC-Iα链胞外区成熟肽基因的成功克隆为进一步研究鸭MHC-I基因表达、生物学活性和应用奠定基础。