油茶CoUXS1基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

为了揭示油茶UDP-葡萄糖醛酸脱羧酶基因的序列特点和结构功能,为该基因的深入研究和开发应用奠定基础。根据油茶种子EST文库中调取的UDP-葡萄糖醛酸脱羧酶基因序列,设计特异引物,利用RT-PCR技术获得该基因全长cDNA克隆,并对其序列进行生物信息学分析。结果表明：该基因阅读框为1032 bp,编码344个氨基酸,具有典型的UXS家族模体序列。与海岛棉GhUXS3基因亲缘关系最近,定位于细胞质,有较强的亲水性,将该基因命名为CoUXS1,GenBank登录号为JN017094。     

鸭梨多酚氧化酶基因cDNA全长的克隆和生物信息学分析

为了从分子水平深入了解鸭梨多酚氧化酶结构特点,基于已知的鸭梨多酚氧化酶基因cDNA片段序列设计引物,以鸭梨果实总mRNA为模板,对该基因cDNA 5’端和3’端未知序列进行了RACE扩增,最终获得鸭梨多酚氧化酶基因cDNA全长序列。该序列长度为2126 bp,开放性读码框位于136~1917 bp之间,可编码593个氨基酸残基。对该基因所翻译的氨基酸序列进行生物信息学分析,结果表明基因编码的多酚氧化酶属酪氨酸酶超级家族成员,三级空间结构为可溶性球状蛋白,不具备跨膜结构,在细胞中的定位应该位于类囊体腔中。这些生物信息的获得将为今后应用生物技术开展鸭梨多酚氧化酶的调控从而抑制鸭梨果实褐变提供十分重要的参考资料。     

牡丹类psDHN-YSK2基因全长cDNA的克隆与表达分析

为了获得牡丹类脱水素基因的全长cDNA序列,推测其在休眠解除进程中的生物学功能,以不同低温处理时间的牡丹花芽为供试材料,末端快速扩增方法克隆全长cDNA序列,实时定量PCR分析其表达模式。结果表明牡丹类脱水素基因全长cDNA序列为1187 bp,包括831 bp的开放阅读框,114 bp的5’非编码区和242 bp的3’非编码区。其编码的蛋白具有两个植物脱水素蛋白特征性K片段,根据Close的分类方法,属于YSK2类脱水素蛋白。系统发生分析表明psDHN-YSK2基因与葡萄亲缘关系最近。在花芽内休眠解除前期随着低温处理时间的延长psDHN-YSK2表达呈上调趋势。本研究克隆了牡丹psDHN-YSK2的全长cDNA序列,分析了其在花芽内休眠解除过程的表达趋势,暗示了其参与了牡丹花芽的内休眠过程。     

风信子DFR基因全长cDNA的克隆及序列分析

以蓝色风信子完全露出蓝色的花蕾为材料,利用RT-PCR和RACE技术,获得风信子DFR基因的全长cDNA。该cDNA全长1252 bp ,开放阅读框为1098 bp ,编码366个氨基酸。 Blast搜索结果显示,风信子DFR基因核苷酸序列与其它植物已报道的DFR基因具有66 %～77 % 的相似性,氨基酸序列有62 %～73 %的相似性。聚类分析表明, 最先与风信子聚类合并的是鸢尾,其次与其它单子叶植物聚类,最后与双子叶植物聚类。     

枳2个F-box基因cDNA全长的克隆及其亚细胞定位分析

利用生物信息学方法,以拟南芥TIR1和F-box cDNA序列为模板,对柑橘EST数据库进行同源检索,筛选出柑橘TIR1和F-box基因的cDNA序列,并以枳花cDNA为模板,根据以上cDNA序列设计5'末端和3'末端扩增的特异引物,利用5'RACE和3'RACE技术,分别获得该基因的5'和3'末端,序列拼接后获得枳的TIR1和F-box cDNA全长。分别命名Pt-TIR1和Pt-F-box,大小分别是2 048,1 695 bp,在GenBank的登录号分别是FJ502240和FJ502241,其分别编码569和468个氨基酸全长。生物信息学分析表明,Pt-TIR1和Pt-F-box的cDNA序列中分别有microRNA393和microRNA394的识别位点,其与其他植物的F-box一样有着高度保守的序列即F-box结构域。构建Pt-TIR1和Pt-F-box亚细胞定位载体35S-GW-GFP-FJ502237/FJ502238,基因枪转化洋葱表皮细胞,暗培养24 h后激光共聚焦显微镜下观察。亚细胞定位结果表明Pt-TIR1和Pt-F-box均定位于细胞核中。转录因子Pt-TIR1和Pt-F-box均具有核定位功能。     

金花茶CnBCH基因cDNA全长克隆及生物信息学分析

利用CODEHOP和RACE方法,从珍稀观赏植物金花茶(Camellia nitidissima)花瓣中克隆得到了β-胡萝卜素环羟化酶(β-carotene hydroxylase,BCH)基因的cDNA全长,命名为CnBCH。碱基序列分析结果表明,该CnBCH基因全长1 089 bp,包含58 bp的5'非翻译区(untranslated regions,UTR)、105 bp的3'UTR和927 bp编码308个氨基酸的开放阅读框。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白质为不稳定亲水性蛋白,分子量为34.42 k D,无信号肽,含有4个跨膜结构域,一个脂肪酸羟化酶超家族(FA_hydroxylase super family)功能结构域以及BCH功能结构域(PLN02601);CnBCH二级结构以α-螺旋为主,其次为无规则卷曲,β-折叠所占比例最少。氨基酸序列比对分析结果显示,CnBCH与茄科、蔷薇科等植物BCH蛋白同源性都在70%以上,与柿树(Diospyros kaki T.)BCH同源性最高。本研究为进一步了解CnBCH基因的功能及其在金花茶花瓣类胡萝卜素合成中的作用提供了帮助。     

疣粒野生稻泛素结合酶基因的全长cDNA序列克隆与分析

从已构建疣粒野生稻消减cDNA文库中随机挑取阳性单克隆经测序得到ESTs, 通过生物信息学分析, 选取与泛素结合酶具有同源功能的EST以RACE技术分离克隆到1个疣粒野生稻泛素结合酶基因的全长cDNA序列, 命名为OmE2 (Oryza meyerianaBaill. ubiquitin-conjugating enzyme, OmE2), 该序列长917 bp, 最大开放阅读框为528 bp, 编码的蛋白具有175个氨基酸, 该蛋白的分子量为19.31 kD, 理论等电点为9.32。OmE2蛋白与其他物种的泛素结合酶具有高度的一致性和相似性, 含有泛素结合酶活性位点的保守序列及半胱氨酸残基, 且具有3个跨膜结构域, 推测OmE2是一类泛素结合蛋白兼跨膜蛋白。经RT-PCR分析, OmE2基因是受白叶枯病病原菌胁迫诱导表达的, 是首次从野生稻中发现的可能参与疣粒野生稻胁迫信号传导和抗病应答反应的基因。     

蓖麻RcFAH12基因cDNA全长克隆及生物信息学分析

RACE技术是一项扩增基因末端序列的新技术。本研究以蓖麻籽的RNA为模板,以Gen Bank上FAH12基因序列设计特异引物,运用RT-PCR和RACE技术扩增并获得了特异片段。该片段经PCR、酶切和测序验证,证实所克隆序列为蓖麻FAH12的cDNA全长序列。生物信息学分析,此片段包含1 164 bp组成的开放读码框(ORF),编码387个氨基酸,分子量为44 426.21 Da,p I=8.95。同源性分析结果表明,它与麻疯树、陆地棉、百脉根和杏的FAH12基因的同源性均高于70%。构建了系统进化树,蓖麻和麻风树、橡胶、木薯聚类到一起,这与生物学分类相同,都为大戟科植物。成功克隆蓖麻FAH12基因c DNA全长,这为后续进一步的分子生物学研究提供了帮助。     

革胡子鲶生长激素全长cDNA 的克隆与序列分析

通过RT-PCR和RACE-PCR的方法,克隆了革胡子鲶生长激素基因全长cDNA,其长度为973 bp,包含一个603 bp的开放阅读框架(Open reading frame,ORF),59 bp的5′非编码区和311 bp的3′非编码区(含PolyA 尾25 bp).将革胡子鲶GH cDNA的ORF、5′非编码区和3′非编码区的序列分别与同为鲶形目印度囊鳃鲶、巨鲶鱼、南方鲶和鲶的上述序列进行比对分析,结果表明:革胡子鲶与上述鱼类生长激素ORF的核苷酸与氨基酸序列同源性较高,平均值分别为91.2%和96.4%,ORF区核苷酸的碱基替代类型表现出T/C转换的偏向性,平均值为44.5%,同时表现出转换/颠换偏差,平均值为2.381.5′和3′非编码区序列同源性平均值分别为75.4%和77.0%,保守性低于编码区.     

羊驼垂体催乳素（PRL）基因全长cDNA的克隆及序列分析

[目的]获得并分析羊驼PRL基因cDNA全序列结构,为研究羊驼催乳素（PRL）的各种生物学作用和生产应用提供理论依据。[方法]根据已知的不同哺乳动物的PRL基因cDNA序列,设计羊驼PRL引物,运用RT-PCR方法和cDNA末端快速扩增（RACE）技术获得羊驼PRL基因cDNA全序列。[结果与结论]羊驼PRL基因cDNA序列全长959bp,编码区为687bp,编码229个氨基酸的PRL前体蛋白。预测羊驼PRL蛋白质的空间结构类似人生长激素（GH）,但在81位（成熟肽为51位）为蛋氨酸可能导致蛋白空间结构的不同而影响羊驼PRL的功能;序列比对结果表明,羊驼PRL的 cDNA序列与大多数哺乳动物相似。构建的基因进化树分析结果显示,羊驼PRL与骆驼的亲缘关系最近;同多数哺乳动物一样,羊驼PRL进化速度极缓慢,没有发生人、灵长类、啮齿类、反刍动物的“episodic”式进化。     

马铃薯SoFtsH基因全长cDNA克隆与在干旱条件下表达研究

FtsH (Filamentation Temperature-Sensitive H)是一种ATP和Zn²⁺依赖型金属蛋白酶,广泛存在于原核生物和真核生物中,在真核生物中是多基因家族。FtsH具有ATP酶活性、蛋白水解活性和分子伴侣活性,参与多种胁迫反应。从抗旱马铃薯（Solanum tuberosum）二倍体品系H145中分离得到cDNA-AFLP差异片段,利用RACE技术克隆了SoFtsH cDNA全长序列, 并对其进行分析。结果表明, 该序列包含完整的开放阅读框,长为723 bp, 编码129个氨基酸。SoFtsH具有2个铁氧化还原蛋白结合位点,并存在信号肽序列、跨膜区域和Zn²⁺结合域。SoFtsH基因序列与GenBank数据库中的其他FtsH基因进行同源序列比对, 并构建系统进化树, 发现该基因与番茄、烟草、拟南芥等高等植物FtsH基因同源性达90%以上。半定量RT-PCR和Northern Blot杂交结果表明SoFtsH基因在干旱胁迫下叶片和根系里的表达量明显增加, 且在抗旱品系H145与干旱敏感品系H214中表达模式不同。说明SoFtsH基因在马铃薯抗旱中起作用。     

人参PgPP2C2基因的克隆及生物信息学分析

2C型蛋白磷酸酶(PP2C)是最大的蛋白磷酸酶家族,PP2C蛋白在响应不同非生物胁迫中发挥着重要作用。为了探究人参Pg PP2C2基因的功能,基于实验室前期转录组数据库,从人参中克隆了一个2C型蛋白磷酸酶基因,命名为Pg PP2C2,并对Pg PP2C2基因的序列、编码蛋白质的结构进行分析,预测了其功能。研究结果表明,该核苷酸序列的开放阅读框为1 269 bp,编码422个氨基酸。其编码蛋白质属于亲水性蛋白,无信号肽,未形成跨膜结构域,包含2C家族丝氨酸/苏氨酸磷酸酶催化结构域。通过蛋白互作分析,发现Pg PP2C2蛋白与HOG1 (参与渗透调节的丝裂原活化蛋白激酶)和NBP2 (NAP1-binding蛋白2,参与HOG途径的蛋白)的互作分数分别高达0.996和0.984,推测Pg PP2C2蛋白可能参与渗透胁迫调节及磷酸化过程。本研究结果可为后期进一步研究PgPP2C2基因的功能和开展人参种植调控提供理论基础。     

枸杞LbCO基因的克隆与生物信息学分析

CONSTANS(CO)基因是高等植物叶片中光周期途径的关键成分,生物钟及光信号控制CO基因的表达。本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)品种之一‘宁杞7号’叶片为实验材料,通过转录组测序结果筛选,利用RT-PCR技术扩增得到‘宁杞7号’的CO基因cDNA全长序列,命名为LbCO。利用生物信息学手段对所获得的序列进行结果及功能预测,结果显示:LbCO基因的cDNA序列全长1224 bp,编码407个氨基酸,分子质量为44.83 k D,理论等电点pI=5.58,不稳定指数为39.66,是一种稳定的非分泌蛋白。该蛋白亚细胞定位于细胞核,二级结构中无规则卷曲占比最高(54.48%),其次为α-螺旋(28.99%)。系统进化分析表明枸杞LbCO蛋白与其它物种的CO蛋白具有较高的同源性,其中与辣椒属CO蛋白亲缘关系最近。本研究为后续进一步探讨该基因编码的蛋白在调控枸杞花期研究方面提供理论参考。     

薏苡Waxy基因的克隆与生物信息学分析

薏苡Waxy基因是控制薏苡直链淀粉合成的关键基因,对其进行生物信息学分析,为深入研究该基因的作用奠定基础并为进一步改良糯性新材料提供理论支撑,以薏苡的嫩茎为实验材料,采用RT-PCR方法克隆薏苡Waxy基因,使用NCBI、DNAMAN及ExPYSy等一系列在线软件及工具,对薏苡Waxy基因的编码区,氨基酸序列及蛋白质的结构和功能进行生物信息学分析,研究表明薏苡Waxy基因有13个内含子,全长1 845 bp,编码由614个氨基酸,属于糖基转移酶超家族,薏苡与高粱亲缘关系较近,同源性达93%;该蛋白其中α螺旋占35.18%,无规则卷曲所占比例33.22%,保守性较强,通过对该蛋白保守性分析发现:糖基转移酶、糖原/淀粉合成酶和淀粉合成酶催化区3个保守性结构域。     

沙棘PEPCK基因的克隆与生物信息学分析

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)是调节植物糖异生途径的限速酶。本研究从沙棘果实的转录组测序结果中筛选出PEPCK基因序列,利用RT-PCR技术对其进行克隆,利用生物信息学相关方法分析其编码蛋白的理化性质和结构特征。结果表明,该基因开放阅读框(open reading frame, ORF)长度为1 989 bp,编码一个由662个氨基酸组成的亲水性蛋白,主要由α-螺旋(30.21%)、β-折叠(17.22%),无规则卷曲(47.13%)和β-转角(5.44%)组成,其ORF序列与克莱门柚(Citrus clementina)同源性最高,氨基酸序列与川桑(Moras notabilis)和洋蓟(Cynara cardunculus var. scolymus)的有较高的同源性。该结果为进一步研究沙棘PEPCK蛋白功能以及揭示植物糖异生途径的调控机制提供理论基础。     

雪菜BjSnRK2C基因的克隆及生物信息学分析

SnRK2家族基因编码植物体内一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是ABA通路中影响植物抗逆能力的关键调控基因。基于SnRK2成员c DNA的保守区序列信息,利用RT-PCR与SON-PCR相结合的方法从雪菜中克隆了一个SnRK2全长c DNA序列,命名为BjSnRK2C。测序结果显示,该c DNA序列全长1 380 bp,包含一个137 bp的3'-非翻译区,一个214 bp的5'-非翻译区,一个1 029 bp的完整开放阅读框,编码342个氨基酸,在Gen Bank数据库的登录号为MF983711。BjSnRK2C蛋白激酶理论分子量为38. 2 ku,理论等电点为5. 61,属于亲水性蛋白,存在2个显著跨膜结构域,含有30处磷酸化位点,没有信号肽,最可能定位的位置是在细胞质上。BjSnRK2C蛋白激酶的二级结构具有130个α-螺旋、126个无规则卷曲、59个延伸链和27个β-转角。BjSnRK2C蛋白包含1个丝氨酸/苏氨酸酶活性结构域和1个ATP结合位点,同拟南芥AtSnRK2. 8蛋白激酶亲缘关系最近,处在同一进化分枝。雪菜BjSnRK2C蛋白激酶的三级结构与拟南芥AtSnRK2. 8蛋白激酶极为相似,推测它们具有类似的功能。BjSnRK2C蛋白激酶的C末端仅含有结构域Ⅰ,缺少结构域Ⅱ,暗示雪菜BjSnRK2C基因在参与非生物胁迫过程中很可能也是不依赖ABA调控通路的。研究结果可为今后深入研究BjSnRK2C功能奠定理论基础。     

砂藓RcPIP2基因的克隆及生物信息学分析

水通道蛋白是一类较小的跨膜蛋白质,在植物抵御非生物胁迫过程中具有非常重要的作用。为了研究砂藓水通道蛋白基因的生物学功能,利用干旱处理转录组测序获得的序列信息,克隆获得1个水通道蛋白家族中质膜内在蛋白基因序列,命名为RcPIP2。生物信息学结果显示,RcPIP2基因全长序列为1 267 bp,包含807 bp的开放阅读框,编码含有268个氨基酸残基的蛋白质。该蛋白质分子质量预测为28.3 ku,理论等电点为6.64,为疏水性较强的稳定性蛋白;无信号肽,为非分泌型蛋白;含有6个跨膜结构域。保守结构域分析发现,RcPIP2具有膜内在蛋白(MIP)家族信号序列、高等植物高度保守序列HINPAVTFG和2个天门冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(NPA)基序。二级结构包括α螺旋(37.31%)、β折叠(20.9%)、无规则卷曲(38.43%)。三级结构预测发现,RcPIP2蛋白质的立体结构为典型的四聚体形式,由4个圆筒状亚基和中间的孔道构成。系统进化树分析表明,RcPIP2与小立碗藓中的PIP2蛋白质亲缘关系较近,聚为一类。由此推测,RcPIP2基因为水通道蛋白家族成员。     

辣椒推定WRKY基因cDNA的生物信息学分析

本研究在利用同源克隆法分离到一个推定的辣椒WRKY 转录因子的基础上,采用多种生物信息学方法对该序列进行特征分析和功能预测, 以获得该基因及其编码蛋白更多的功能提示。方法: 应用B1ast、ORF Finder、Wolf Psort、DNAMAN等软件或数据库, 进行序列的相似性比较, 开放读码框预测、保守域和编码蛋白质的功能等分析。结果: 我们得到的WRKY序列是该基因家族中的一个全长cDNA序列, 该基因编码的蛋白具有WRKY保守结构域和锌指结构特征, 亚细胞定位预测结果显示该蛋白定位于细胞核。结论: 辣椒WRKY新基因是一新成员, 进化上保守有保守性, 可能在在调控植物的生长发育以及干旱、高温、高盐等逆境应答过程中起重要调节作用。因此, 这一辣椒WRKY新基因有进一步研究的价值。     

长穗偃麦草EeDREB2基因的克隆与生物信息学分析

为了进一步研究EeDREB2基因的结构和功能特点并为转基因小麦挖掘有效的候选基因,应用同源克隆的方法从长穗偃麦草中克隆出EeDREB2基因,通过生物信息学的手段对EeDREB2基因进行初步的分子特征分析。结果显示,该基因全长1035 bp,编码344个氨基酸,理论上的等电点为4.85,分子量为37485.49 Da,属于亲水性蛋白,有20个磷酸化位点。亚细胞定位预测显示EeDREB2基因定位在细胞核中,表达谱分析预测表明EeDREB2在根、茎、叶、花、种子中都表达,其中叶中表达量最高。同源性分析发现,EeDREB2与TaDREB4B同源性最高。EeDREB2基因的克隆为转基因小麦的抗逆性研究提供了有效资源。     

绵羊intelectin基因cDNA克隆与序列分析

【研究目的】克隆并分析绵羊intelectin基因;【方法】十二指肠粘膜组织提取总RNA,分别以上游电子克隆的拼接体和下游保守区为模板设计引物进行RT-PCR,PCR产物与pMD-19T载体连接后转化E. coli JM109,筛选阳性克隆并测序;【结果】克隆的绵羊intelectin基因与牛、猪、人、大鼠的同源性分别为93%、87%、83%、79% ,预测的氨基酸序列包含FBG结构域。【结论】成功克隆了绵羊intelectin-2基因,并注册GenBank (Accession. EF624459)