葱蝇过氧化氢酶基因的克隆及生物信息学分析

过氧化氢酶(catalase,CAT)对昆虫的生长发育和代谢活动具有重要意义,是昆虫清除H2O2 的关键酶.昆 虫在滞育期间代谢速率很低,而CAT的活力与代谢强度有关,因此滞育期的昆虫是研究该酶的良好材料.本研究 基于葱蝇转录组unigene序列信息,设计特异性引物并首次通过PCR技术克隆了葱蝇过氧化氢酶基因全长cDNA, 命名为DaCAT,其全长为2073bp,开放阅读框1518bp,编码505个氨基酸,推测其相对分子质量为5.68×104, 等电点为7.72.该研究对其进行了生物信息学分析并建立了系统发育树,分析表明该基因编码的氨基酸序列具有2 个保守结构域及多个酶活性位点,与其他物种CAT具有较高的同源性,其中和拟果蝇Drosophilasimulans 亲缘关 系最近,相似率为89.3%,采用SWISS-MODEL对其进行了蛋白质同源建模及3D 结构预测分析,为进一步研究 DaCAT基因在葱蝇滞育期间的代谢表达、酶活力测定以及具体功能奠定了基础.     

过氧化氢酶优良基因菌株的筛选及其酶学性质研究

[目的]筛选出宽pH和宽温度适应范围的过氧化氢酶高产菌株。[方法]采用初筛与复筛相结合的方法筛选菌株,并采用紫外分光光度法和Amano改进滴定分析法测定酶活,经划线培养纯化获得过氧化氢酶高产菌株。[结果]试验测得该菌株产过氧化氢酶的适宜pH值为6.0～8.0,适宜温度为40～50℃,最适pH值和温度分别为7.0和50℃,最高酶活可达160 U/ml,且其pH值稳定性及热稳定性均较好。[结论]该试验筛选得到的过氧化氢酶高产菌株所产的过氧化氢酶具有宽泛的pH值和温度适应范围,对进一步将该过氧化氢酶基因克隆和重组到模式黑曲霉菌中进行过氧化氢酶的生产具有重要意义。     

仿刺参过氧化氢酶基因全长cDNA的克隆及表达分析

研究仿刺参（Apostichopus japonicus）免疫相关基因的功能和作用机制可为仿刺参养殖病害的防控提供科学依据。克隆了仿刺参过氧化氢酶（catalase）基因的全长cDNA序列,全长1 885 bp,其中5′\|非翻译区（5′\|untranslated region,UTR）长76 bp,3′\|UTR长306 bp,开放阅读框（open reading frame,ORF）1 503 bp,编码500个氨基酸,预测蛋白分子量为56.56 kDa。氨基酸序列比对结果显示,仿刺参Catalase与三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）和紫海胆（Strongylocentrotus purpuratus）的相似度最高,为75%。仿刺参catalase cDNA推导的氨基酸序列具有过氧化物酶定位信号PTS2、与还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 结合的氨基酸残基及与其它物种高度保守的Catalase近端血红素配体签名序列（351RLFSYSDTH359）。系统进化分析显示仿刺参处于无脊椎动物分支中,和紫海胆位于同一小支上。实时定量PCR结果显示,catalase mRNA在仿刺参肠、体壁、肌肉、呼吸树、体腔细胞和管足中均有表达,在肠中表达量最高。在细菌脂多糖LPS刺激后4 h,体腔细胞中catalase mRNA表达量显著升高,表明仿刺参的catalase基因在应对外来病原菌刺激的免疫应答中发挥了重要作用。     

板栗过氧化氢酶基因CmCAT的克隆与原核表达

【目的】旨在克隆板栗CmCAT基因全长cDNA序列,分析其编码蛋白相关信息并进行原核表达研究。【方法】采用RT-PCR技术从板栗品种"石丰"中克隆获得CmCAT基因,用生物信息学方法对获得的cDNA序列及推定的氨基酸序列进行分析。构建原核表达载体pET28a-CmCAT,经PCR和酶切鉴定后转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达。【结果】板栗CmCAT基因开放阅读框(ORF)为1 479 bp,共编码492个氨基酸,推测蛋白分子质量为56.883 kDa,理论等电点pI为5.83,GenBank登录号为KY312851。其核苷酸序列与核桃(Juglans regia)CAT基因序列相似性最高,为85%。遗传进化分析表明,板栗CmCAT与核桃的亲缘关系最近。SDS-PAGE电泳分析表明,在30℃条件下,0.2 mmol/L IPTG诱导6 h表达量最佳,诱导的目的蛋白分子量约为60 kDa,其主要以包涵体的形式存在。【结论】成功克隆了板栗CmCAT基因,并对其编码蛋白的理化性质进行了预测分析,在大肠杆菌中获得了大量的表达,为其进一步的生物学功能研究奠定了基础。     

柞蚕血液过氧化氢酶(CAT)活性的研究

本试验对柞蚕(Antheraea pernyi）血液过氧化氢酶（Catalase,CAT）的活性进行了研究。在幼虫期,CAT活性随龄递减。同一龄期内,CAT活性在龄初时较低,然后迅速上升,在盛食期前后保持较高水平,将眠时迅速降至该龄最低点,就眠后又上升。化蛹后,CAT活性迅速升高,至蛹中期达峰值,随后下降直至羽化。不同性别间CAT活性雄性高于雌性。不同品种间CAT活性存在较大差异,抗病2号高于青6号,显著高于三里丝。接种柞蚕核型多角体病毒（Antheraea pernyi Nuclear Polyhedrosis Virus,ApNPV）后,血液CAT活性先下降,然后迅速上升,3个品种均出现两个活性峰,抗病2号的两个活性峰分别出现在接种后第3天和第6天,青6号则出现在第4天和第6天,而三里丝出现在第5天和第7天,且抗病2号的活性峰高于青6号,显著高于三里丝。研究认为,柞蚕血液CAT活性与蚕的生长发育、体内代谢、抗病性密切相关,其活性大小可作为衡量品种抗病性强弱的一个生理指标。     

椿叶花椒与川椒过氧化氢酶活力的比较研究

对两个花椒树种的过氧化氢酶活性进行了研究。结果表明椿叶花椒比川椒的酶活性高7．98％。这对花椒的抗寒性研究具有重要意义．     

陆稻过氧化氢酶基因（OsCATB-lh） 的克隆及生物信息学分析

为深入了解陆稻过氧化氢酶(CAT)基因的序列特点和生物信息学信息,以粳型陆稻品种泸旱3号为材料,利用同源克隆技术成功获得1条陆稻CAT基因序列(Gen Bank登录号:KR133179)。该序列全长1 739 bp,其中编码区ORF全长1 479 bp,编码492个氨基酸。生物信息学分析发现,此基因是位于水稻基因组第6号染色体的单拷贝基因。对其编码蛋白分析表明,其具有过氧化氢酶保守结构域,属于CAT家族。与水稻CAT基因序列(Os CATB)进行比较发现,Os CATB-lh与水稻Os CATB基因核苷酸序列一致性达到99%,存在6个核苷酸差异位点;与水稻Os CATB蛋白序列一致性为99%,有3个氨基酸变异位点。     

银杏漆酶同源基因片段的克隆与分析

[目的]克隆银杏漆酶同源基因,为今后深入研究漆酶在银杏体内的功能提供基础。[方法]在提取银杏雄株叶片基因组DNA的基础上,利用PCR的方法克隆银杏漆酶同源基因片段。[结果]获得了一段基因序列,经对该基因片段的核苷酸序列分析表明,它与桃漆酶同源基因在结构上高度保守,相似性高达68％。[结论]成功克隆了银杏漆酶同源基因的部分序列。     

豌豆过氧化氢酶活性的研究

以豌豆(Pisum sativum L.)中的过氧化氢酶(CAT)为研究对象,研究了CAT的特性及活性变化,结果表明,豌豆中CAT的最适温度为30℃,最适pH值为7.6。甲醇和乙醇对豌豆中CAT活性的影响均表现为低浓度有激活作用、高浓度为抑制作用。金属离子Cu2+对CAT活性有一定的激活作用,而Mg2+和Na+对CAT活性有一定的抑制作用。     

转过氧化氢酶基因KatG棉花的抗旱性

以导入过氧化氢酶基因KatG的第3代转基因棉花为供试材料，通过大田试验，从卡那霉素检测出来的棉花植株中，经PCR筛选出阳性植株并进行抗旱性研究。结果显示，转基因棉花发芽率达86%以上，苗期叶绿素含量有显著增加；在苗期、蕾期和花期水分胁迫下，转KatG基因棉花在蕾期与花期的过氧化氢酶（CAT）活性显著增加；净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂摩尔分数(Ci)和光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）显著高于对照；农艺性状的分析表明，转基因棉花抗旱性有明显提高；在干旱胁迫条件下，转KatG基因棉花表现出优良的生长和生理优势，可提高棉花抗旱能力。     

樱桃CBF基因的克隆及序列分析

CBF(CRT/DRE-binding factor)基因是一种低温响应转录因子基因,CBF蛋白能够与很多低温相关基因的启动子结合,使其表达,从而增强植物抗冷能力。本研究利用已经公布的CBF序列的保守区设计特异引物,对樱桃砧木吉塞拉6号的cDNA进行扩增,成功获得CBF的全长序列。序列分析结果表明,其开放阅读框为723 bp,编码240个氨基酸,具有典型的AP2结构域及CBF特有的两段短肽序列。氨基酸序列同源性分析表明,该CBF与蔷薇科植物同源性较高,与其他科属植物同源性较差。     

Aspergillus niger 乳糖酶基因的克隆及序列分析

利用PCR及RT-PCR技术从黑曲霉(Aspergillus niger)菌株DL116中克隆到了乳糖酶基因组DNA,cDNA序列(GENBANK ACCESSION No.EF103141)。序列分析表明,乳糖酶基因组DNA序列长3368bp,其中含有8个内含子,cDNA编码区长2967bp,共编码988个氨基酸,氨基酸序列中共含有12个潜在的糖基化位点。并将此基因与不同来源的乳糖酶基因进行了同源性比较。     

水稻稻瘟病抗病基因的克隆

水稻是重要的粮食作物,稻瘟病严重影响水稻的产量和品质。实践证明,培育和合理利用抗病品种是控制该病害最经济有效和对环境最安全的途径。然而,往往具有单一抗病基因的水稻品种在广泛种植一段时间以后就丧失了抗病性。因此,对稻瘟病的防治一般从两方面着手,一方面需不断地发掘和创造新抗原;另一方面,抗病基因是植物-病原物互作中的一个关键因子,克隆抗病基因是研究植物抗病机制、揭示植物-病原物互作机理和了解寄主与病原菌共进化规律的基础,为控制和防治该病害提供全新的理论与途径。     

橡胶树树皮HbbHLH基因三端序列的克隆及表达分析

[目的]为今后深入了解茉莉酸诱导橡胶树乳管分化的分子机理奠定基础。[方法]根据bHLH转录因子基因保守区设计引物,以橡胶树树皮RNA反转录第一链cDNA为模板,获得橡胶树树皮组织bHLH基因的EST序列,以此序列设计巢式引物,应用3′RACE技术对其三端序列进行克隆,并利用半定量RT-PCR分析该基因在茉莉酸处理后4 h、8 h、1 d、2 d、3 d的表达情况。[结果]克隆共得到1 084 bp的HbbHLH基因3端序列,序列分析发现该基因属于MYC型HLH结构域。表达分析结果显示,茉莉酸处理后,bHLH基因在8 h内表达逐渐增强,1 d、2 d时表达稳定最高,3 d时表达水平开始减弱。[结论]茉莉酸对HbbHLH基因的表达具有调控作用。     

人胰岛素基因的克隆及其乳腺特异性表达载体的构建

从人血中提取人基因组DNA,根据GenBank登陆的人胰岛素基因序列设计引物,通过longPCR技术克隆了人胰岛素基因,并将该基因克隆入pMD18T载体构建pMI,将pMI和质粒pBEBT通过酶切连接构建成重组质粒pBEBI。结果成功扩出长为1.6kb的人胰岛素基因并构建了乳腺特异性表达载体。     

麻核桃CBF基因的克隆与生物信息学分析

CBF基因是植物CBF抗冷途径的枢纽,对增强植物抗冷能力极为重要。本研究根据已知的核桃CBF基因序列设计通用性引物,对麻核桃cDNA进行PCR扩增,成功获得麻核桃CBF基因全长序列,命名为JhCBF。JhCBF全长820 bp,包含一个645 bp的开放读码框（ORF）,编码214个氨基酸。序列分析表明JhCBF与其他物种来源的CBF具有较高的同源性,其中,与桦木科白桦的同源性最高,为61.22%;JhCBF含有一个预测的AP2结构域及CBF特有的两段短肽序列。系统进化树分析表明JhCBF与桦木科白桦的亲缘关系最近,最先聚为一类。     

油桐种子FADX基因的克隆和序列分析

[目的]克隆油桐种子FADX基因全长cDNA。对该基因作生物信息学分析,为进一步研究该基因的功能提供参考。[方法]以未成熟的油桐种子为材料,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RTPCR方法,克隆得到FADX基因全长cDNA,应用Antheprot软件和InterProScan对该基因进行了生物信息学分析。[结果]该序列5'端和3'端非编码区序列长度分别为13、47 bp,含有1个开放阅读框(14～1 174 bp),编码386个氨基酸,含有典型的脂肪酸脱氢酶结构域;相对分子量是44 343.0,理论等电点为8.33。二级结构预测表明,该蛋白α螺旋含量占29%,β折叠占32%,转角占6%。[结论]该蛋白属于脂肪酸脱氢酶。     

百日草几丁质酶基因片段克隆及其序列分析

[目的]克隆百日草几丁质酶的基因片段,并对其序列进行分析.[方法]以百日草“梦境”系列为材料,提取其叶片总RNA,并根据其他植物几丁质酶基因保守序列设计简并引物,通过RT-PCR克隆百日草几丁质酶基因片段（ZEchi）,并对该基因序列进行分析.[结果]克隆得到的片段长度为227 bp,共编码75个氨基酸残基;核苷酸同源性分析表明,ZEchi与已报道的其他植物几丁质酶基因同源性达70％以上,其中与葡萄的同源性最高,为74％;氨基酸同源性分析表明,该几丁质酶多肽属于18家族几丁质酶,且与已报道的其他植物几丁质酶氨基酸序列具有70％以上的相似性;氨基酸聚类分析表明,该几丁质酶多肽与白车轴草和蒺藜苜蓿的几丁质酶聚类;生物信息学分析表明,由该基因片段编码的多肽为非跨膜蛋白,主要含α螺旋和随机线圈螺旋等二级结构.[结论]该研究为进一步研究几丁质酶基因的功能奠定了基础.     

峨边花牛肌肉生长抑制素基因cDNA克隆及序列分析

[目的]为改良峨边花牛地方品种、提高产肉率及种质资源的保存奠定基础和提供技术依据。[方法]以从乐山峨边花牛骨骼肌中提取总RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增获得肌肉生长抑制素基因(MSTN)cDNA片段,将其克隆到T载体上,通过PCR鉴定阳性克隆并对其进行测序鉴定。[结果]通过PCR扩增,得到峨边花牛MSTN基因cDNA的全序列,全长1 135 bp,包含全部的MSTN编码序列,共有3个外显子。将峨边花牛MSTN基因在GenBank上与比利时双肌牛及皮埃蒙特双肌牛比较后发现,峨边花牛在上述2种品种双肌牛的突变位点碱基未发现异常。[结论]成功地克隆峨边花牛的MSTN基因并对其进行测序对于后期表达载体的构建奠定了基础。     

侧金盏花CBF转录激活因子基因片段的克隆

[目的]探索CBF转录激活因子基因在侧金盏花中是否存在。[方法]以侧金盏花基因组DNA为模板,根据拟南芥CBF基因序列的保守区设计1对特异性引物,通过PCR扩增获得1个DNA片段,将其克隆到pUCm-T载体中,转化大肠杆菌TG1,筛选阳性克隆并对其进行测序鉴定。[结果]测序结果显示通过PCR扩增获得的基因片段长448 bp。在GenBank中检索,该序列与从拟南芥和其他作物中克隆的CBF同源基因序列同源性较低,说明是一个新的基因片段,初步认定该片段是侧金盏花CBF基因片段。[结论]该研究为进一步克隆侧金盏花CBF转录激活因子基因全长序列、鉴定其生物学意义奠定了基础。