向日葵BADH基因部分序列的克隆与分析

[目的]为进一步利用向日葵BADH基因提供理论和实践依据。[方法]以电子克隆技术为基础,通过RT-PCR获取向日葵BADH基因的部分序列,并进行测序。[结果]通过RT-PCR获得了一段基因序列。该PCR产物经1.0%琼脂糖凝胶电泳呈现出一条长为1584bp左右的特异性条带,与预期设计的1581 bp的扩增片段相符;与电子克隆得到的相应序列比对结果表明,两者一致性高达99.22%。其编码蛋白含有与酶功能密切相关的保守氨基酸序列,与其他物种的BADH具有较高的一致性。[结论]成功克隆了向日葵BADH基因的部分序列。     

榛子甜菜碱醛脱氢酶基因BADH的克隆及在越冬过程中的表达特性分析

甜菜碱是高等植物体内一种重要的渗透调节物,甜菜碱醛脱氢酶(Betaine aldehyde dehydrogen-ase,BADH)是甜菜碱合成的关键酶之一,本文基于Solexa技术对平榛花芽转录组测序结果的分析采用RACE-PCR技术克隆到一个平榛BADH基因,命名为ChBADH(HQ700873)。ChBADH cDNA全长1 691 bp,具有一个1 512 bp的潜在编码区,编码503个氨基酸,预测其蛋白质相对分子量54.7 ku,理论等电点为5.44。Ch-BADH具有BADH家族保守的VSLELGGKSP功能活性位点和特征多肽序列,序列比较和生物信息学分析结果显示ChBADH在保守结构域和其他植物来源的BADH享有高度的一致性。以ACTIN为内参,对ChBADH基因在四个时期平榛的表达模式进行了初步的研究,荧光定量结果表明,ChBADH在寒冬时期被强烈的诱导表达,是非冷适应时期的3.5倍,推测该基因可能与榛子花芽越冬有紧密关系。     

新疆耐盐植物藜的甜菜碱醛脱氢酶基因(CaBADH)的克隆、盐胁迫表达分析及植物表达载体的构建

[目的]为开展植物耐盐基因工程提供候选基因.[方法]研究以新疆耐盐植物藜为材料,利用同源克隆技术从藜中克隆到BADH基因,并通过RT-PCR方法对其在不同盐胁迫下的表达进行了初步分析,随后将该基因构建至高效植物表达载体pCN2300上.[结果](1)经测序分析并与藜科其他植物进行同源性比对显示,得到的序列为藜的BADH基因,开放阅读框长度为1 503 bp,编码500个氨基酸;(2)以BADH基因核心序列设计引物对此基因在盐胁迫下的表达进行了RT-RCR分析,发现其本底表达量较高,以100 mmol/L NaCl处理2、5、12和24 h后其表达量没有明显增加趋势,而以50 mmol/L- NaCl或KCl长期胁迫后其表达量则比对照和100 mmol/L时的表达量高;(3)经双酶切鉴定,已成功将CaBADH基因构建到植物表达载体pCN2300,得到重组质粒pCN2300-CaBADH.[结论]研究为进一步从生理和分子水平阐明藜的耐盐机制提供了一定参考.并为通过转基因技术获得耐盐作物新品种打下基础.     

转BADH基因玉米自交系的抗旱耐盐性分析

试验以T_4代转BADH基因玉米自交系(受体亲本为"丹988")为基础材料,逐年加代纯化,通过PCR检测、Southern blotting以及实时荧光定量PCR法(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)来验证BADH基因在T_5和T_6代株系中能否稳定的遗传及表达,同时对T_6代转化株系进行抗旱耐盐性鉴定,对T_5与T_6代转基因玉米各株系的农艺性状进行了调查分析。结果表明:外源BADH基因以单拷贝的形式整合到玉米基因组中,且BADH基因在转基因植株各组织中均有表达,其中在叶中的表达量最高,达到1.1,而在根中的表达量只有0.1;在不同株系间的表达量也不同。对T_6代阳性植株进行干旱与盐胁迫处理后,测定脯氨酸、POD活性等生理生化指标,结果表明都明显高于受体亲本;T_5与T_6代转基因株系在株高、茎粗、穗长等农艺性状上与受体亲本无差异。该试验获得了与对照受体亲本"丹988"相比抗旱耐盐性较强、且农艺性状无显著差异的转基因玉米自交系。     

川芎甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及序列分析

以川芎(Liqusticum churning Franch Hort)为材料,采用RT-PCR和RACE方法,从新鲜的嫩叶中克隆出甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的cDNA序列。克隆到的cDNA序列全长为2 211 bp,编码一条由508个氨基酸残基组成的多肽,其核酸序列与人参的BADH基因的cDNA序列同源性为86%,对应编码氨基酸序列同源性为91%。将得到的序列提交GenBank,序列号为HM352764。与其他植物BADH的氨基酸序列比对,川芎BADH具有相同功能区域,包括N-端信号肽、底物结合及酶催化位点,因而可以参与甜菜碱的合成反应。对川芎BADH与其他植物BADH的氨基酸序列的进化分析表明,其与五加科人参的同源性较近。     

Bt基因的克隆及植物表达载体的构建

试验将从质粒pB110上克隆得到的Bt基因的片段,连接到高效的植物表达载体质粒pBI121上,此重组质粒经过限制性内切酶酶切分析和PCR鉴定,证明含有抗虫基因的植物表达重组质粒已构建成功。     

耐盐基因Hall的克隆及表达载体的构建

以酵母菌株BWGI-7A基因组DNA为模板,利用PCR方法,扩增出耐盐基因Hall,测序表明该基因全长为885个核苷酸,与已发表的序列NC_001148比较,同源性99.3%.将该基因插入表达载体pYES2的BamHl和EcoKI酶切位点之间,构建表达载体pYES2-Hall,序列测定完全正确,为植物表达载体的构建打下基础.     

植物表达载体pGMAR-BADH的构建

将甜菜碱醛脱氢酶基因BADH和植物表达载体pGMAR通过内切酶BamHI和KpnI双酶切,T4连接酶进行连接反应。重组质粒在大肠杆菌菌株DH5α内扩增,提取并纯化质粒。经鉴定,基因BADH已被完整、正确的插入到pGMAR载体中,并成功将BADH插入到载体pGMAR的两个MAR序列之间。     

四翅滨藜BADH基因的克隆、序列分析及其原核表达

在构建四翅滨藜(Atriplex canescens)全长cDNA文库中通过随机克隆测序并进行EST分析基础上,得到1个四翅滨藜甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)的cDNA序列,命名为AcBADH。AcBADH cDNA包含1个长度为1 500 bp的完整开放阅读框,编码500个氨基酸,属于ALDH-SF超家族,其核酸序列与中亚滨藜的BADH基因的同源性为98%,对应编码氨基酸序列同源性为99%。将得到的序列提交GenBank(登录号:JF776157)。与其他植物BADH的氨基酸序列比对,AcBADH具有相同功能区域,包括N-端信号肽,底物结合及酶催化位点,因而推测可以参与甜菜碱的合成反应。对AcBADH与其他植物BADH的氨基酸序列的进化分析表明,AcBADH与鞑靼滨藜、中亚滨藜的亲缘关系较近。将AcBADH基因与原核表达载体pET28a连接,进行融合表达,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达出分子质量约58 kD的蛋白。     

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的克隆及序列分析

以藜科植物山菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的保守区设计引物，通过RT-PCR技术，从三角叶滨藜cDNA中分离了两个BADH基因片段BADH3和BADH5，并利用巢式PCR、cRACE以及3′-RACE获得全长BADH3。测序结果表明，BADH3和BADH5之间的核苷酸同源性为81％，其推测的氨基酸序列同源性80％。全长BADH3核苷酸序列长1815bp，79～1578bp为一个开放阅读框架，推测的氨基酸序列全长500个氨基酸残基，相对分子质量为54700，pI为5．5。其核苷酸序列和推测的氨基酸序列与山菠菜同源性分别为95％和93％。由三角叶滨藜3′端部分BADH基因的克隆gBADH1和gBADH2推测的外显子序列分别与BADH5和BADH3完全一致，且gBADH1和gBADH2的内含子插入位置和大小有较大差异。表明三角叶滨藜BADH基因是一个多基因家族，至少存在2个成员。     

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及植物表达载体的构建

通过RT PCR技术从盐生植物三角叶滨藜总RNA中,扩增并克隆了BADH68基因。该基因全序列显示,核苷酸序列长1520bp,12～1515bp为1个开放阅读框架,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,其核苷酸序列与菠菜和山菠菜同源性分别为89%和95%。利用BamHI和SacI酶切位点将BADH68基因连接到pCAMBI A2301的多克隆位点,并把35S启动子和nos终止子分别连接到BADH基因的上游和下游的多克隆位点上,获重组植物表达质粒pCAMATBADH682,并转入根癌农杆菌LBA4404中,获LBA4404(pCBAMATBADH682)菌种。     

四倍体刺槐转甜菜碱醛脱氢酶基因的研究

 利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens Conn)介导法,将山菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因转入四倍体刺槐(Robinia pseudoacacia L.)。结果表明,以愈伤组织作为外植体、液体分化培养基(MS+6-BA 2.0 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1)活化农杆菌、转化培养基中2 0 mg·L-1乙酰丁香酮、菌液浓度OD600值0.3-0.7、预培养1～2d、浸染4～8 min、共培养4～8 d、延迟1 5 d选择的条件下,4 00 mg·L-1头孢霉素可有效     

天麻抗真菌蛋白cDNA克隆及植物表达载体的构建

采用RT-PCR技术扩增出天麻抗真菌蛋白(Gastrodia antifungal protein,GAFP)的cDNA序列,通过pGM-T载体转入大肠杆菌JM109克隆,在培养基上筛选重组质粒酶切鉴定,阳性克隆经限制性内切酶Xba1和Sac1酶切与同样酶切的植物表达载体pBI121连接,构建天麻抗真菌蛋白(GAFP)的植物表达载体pBI121-GAFP。结果,天麻抗真菌蛋白(GAFP)的植物表达载体构建成功。     

海岛棉DREB基因的克隆及植物表达载体的构建

根据GenBank上公布的棉花GhDREB1基因序列设计特异性引物,从海岛棉中克隆了一个与DREB类基因同源的cDNA序列,命名为XHDREB。序列分析表明,该cDNA序列长度为651 bp,推测含有216个氨基酸,分子量为24.6 kDa,等电点为9.46。同源性分析表明,它与GhDREB1的氨基酸序列同源性为85.19%。所编码蛋白具备DREB1转录因子的特征:含有58个氨基酸组成的AP2 DNA结合域以及两个DREB1/CBF特征氨基酸序列PKKRAGRKKFRETR和DSAWR。然后将XHDREB基因连接到pCAMBIA2300-35SOCS质粒上,构建了植物表达载体。     

玉米淀粉分支酶基因片段的克隆和植物表达载体的构建

应用聚合酶链式反应技术(PCR)扩增了玉米淀粉分支酶的cDNA基因片段,并将其克隆到pMD18-Tvector载体上,对重组子进行了PCR检测和限制性内切酶分析,测定了DNA全序列。结果表明：克隆片段全长为935bp。将反义 正义基因片段插入到pB1121 35S启动子下,构建成表达质粒pCJSBE2b。通过花粉管通道法将其导入玉米自交系,获得了转基因植株。