玉米泛素结合酶基因家族的生物信息学及表达分析

[目的]利用生物信息学分析玉米泛素结合酶(E2)基因家族的理化性质和功能,并研究低磷处理下泛素E2基因在玉米幼苗不同组织部位的表达情况,为深入研究泛素E2基因响应低磷胁迫的分子机制提供理论参考.[方法]以MEGA 6.0邻接法(NJ)构建拟南芥、水稻和玉米E2基因家族成员的系统发育进化树,利用生物信息学方法对75个玉米E2基因进行序列分析及理化性质预测.对玉米幼苗进行低磷处理,分别在0、1、6和24 h时采集其根部和叶片样品,并分别通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其E2亚家族XVIII成员基因即ZmUBC17、ZmUBC18、ZmUBC48、ZmUBC57和ZmUBC58在玉米幼苗不同组织中的表达情况.[结果]拟南芥、水稻和玉米的E2基因可划分为18个亚家族,各亚家族间基因功能和进化关系较相近,但含有的E2基因数量差异明显,以亚家族VI的成员最多,亚家族X、XII和XV的成员数最少,均为3个,各亚家族中均分别含拟南芥、水稻和玉米E2基因各1个.玉米E2基因的编码区序列(CDS)长度为402~2616 bp,编码133~871个氨基酸,外显子数目数量存在明显差异,以4~6个居多,最少为1个,最多为12个.86.8%的玉米E2蛋白为不稳定蛋白.玉米E2亚家族XVIII成员中,ZmUBC18、ZmUBC48、ZmUBC57和ZmUBC58蛋白UBC结构域序列具有高度相似性,但与ZmUBC17存在明显差异,且这4个基因在玉米根和叶中均有表达,基因表达模式相似,整体上在低磷处理6 h时的表达量最高;低磷处理下ZmUBC17基因在根中不同时间点的表达量变幅较小,但在叶0~24 h时的表达量呈逐渐升高的变化趋势,尤其是24 h时表达量达最高,表明ZmUBC17基因的响应部位是叶片.[结论]玉米泛素E2蛋白可能参与调控对磷元素的吸收,尤其是ZmUBC17基因具有组织表达特异性,在叶片中大量表达,推测ZmUBC17基因通过调控玉米对磷元素吸收和转运间接影响光合作用效率.     

苏云金芽胞杆菌cry1Ia17基因克隆、表达的研究

根据cry1I类基因的全长序列设计引物,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株BtMX2的总DNA为模板扩增出片段长为2.1 kb的cry1I的全长基因,插入大肠杆菌(Escherichia coli)表达栽体pEB,转化大肠杆菌Rosetta茵株,诱导表达出81 ku的蛋白,编码的...     

鸡β-防御素3(Gal-3)基因的克隆、表达及抑菌活性研究

【目的】克隆和表达鸡β-防御素3(Gal-3)基因,并对其抑菌活性进行研究,为寻找替代抗生素的抗菌肽提供试验依据。【方法】利用RT-PCR方法,从鸡心脏中分离并克隆了鸡Gal-3基因,将其与分子伴侣基因SUMO相融合,再将该融合基因与原核表达载体pET-20b连接后转化至BL21(DE3)宿主细胞中,经IPTG诱导后,对表达产物进行SDS-PAGE和Western blot分析;最后,对Gal-3融合蛋白进行纯化,并对表达产物进行体外抑菌试验。【结果】通过RT-PCR扩增获得了约240bp的鸡Gal-3基因,经IPTG诱导获得约26ku的蛋白。IPTG在终浓度为0.6mmol/L,33℃诱导4h,诱导时菌体A600为0.6,蛋白表达量最高,且多数以可溶形式存在,33℃上清中的蛋白含量比37℃上清高。纯化的蛋白对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌均有明显的抑菌活性。【结论】成功克隆并表达了鸡Gal-3基因,其原核表达产物对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌具有一定的抑菌活性。     

果蝇抗菌肽基因（Andropin）的原核表达与活性分析

【目的】克隆果蝇抗菌肽Andropin基因,以期利用原核表达系统生产高活性抗菌肽。【方法】首先化学合成了目的基因的2个片段和1对引物,然后利用重叠区互补PCR法得到抗菌肽Andropin的全基因序列。构建了融合表达载体pET32a-Anp,并转入感受态细胞OrigammiB进行原核融合表达。重组菌株诱导表达后,用His-Tag Purification kit亲和层析柱纯化融合蛋白,纯化的蛋白用肠激酶切割并进行活性分析。【结果】在诱导温度37℃、1mmol/LIPTG诱导培养4h的条件下,可获得高效表达的融合蛋白;融合蛋白的表达量占总蛋白的30%,分子质量约为28ku,可溶性达70%以上;抗菌活性试验表明,表达产物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制作用。【结论】重组工程菌表达得到Andropin的融合抗菌肽,且其具有抗菌生物学活性。     

绍兴鸭α-干扰素基因克隆、表达及活性测定

采用PCR法从绍兴鸭的肝组织基因组DNA中扩增出α-干扰素基因,插入pUC18载体,进行序列测定及分析;将成熟α-干扰素基因亚克隆到表达载体pET-28α( )中,并转化入大肠杆菌BL21进行表达;表达产物经复性后,进行抗病毒活性的测定.测序结果表明,该基因(sxDuIFN-α)由576个核苷酸组成,共编码191个氨基酸.该基因与GenBank公布的鸭α-干扰素基因(X84764,AB128861)的核苷酸序列同源性分别为99.3%和99.1%,氨基酸序列同源性均为97.9%.表达载体经IPTG诱导表达出相对分子量为20.7 kD的DuIFN-α.该产物经细胞病变抑制法测定,显示出具有明显的抗猪水泡性口炎病毒(VSV)及鸭瘟弱毒疫苗毒的活性.     

猪γ干扰素的基因克隆、改造、表达及活性测定

提取经ConA诱导培养的猪外周血白细胞总RNA ,RT -PCR扩增出猪IFN -γ基因并克隆到pGEM -T -easy载体 ,测序结果表明扩增片段是含有信号肽的猪IFN -γ的完整基因。设计 1对引物亚克隆猪IFN -γ成熟蛋白基因并对其5′端前 2个稀有密码子进行大肠杆菌偏嗜性改造。经测序鉴定后插入原核表达载体pRLC ,并实现在大肠杆菌中的高效表达。表达产物以包涵体形式存在 ,经 7mol·L-1盐酸胍的变性液溶解及 0 5mol·L-1盐酸胍复性液复性处理 ,表达产物进行脱盐、凝胶层析纯化。细胞病变抑制法测定结果表明 ,重组猪IFN -γ具有较高的干扰素活性 ,约为 4 5× 10 6U·mg-1。     

梅花鹿Thymosin beta 10基因的原核表达、活性鉴定和多克隆抗体制备

为研究梅花鹿Thymosin beta 10基因(Tβ10)在鹿茸快速生长过程中的作用,利用Gateway技术构建梅花鹿Tβ10基因的原核表达载体—pDEST17-Tβ10并诱导表达,对融合蛋白进行功能检测及多克隆抗体制备。结果表明:1)获得了190bp Tβ10基因开放阅读框序列,并获得重组表达载体pDEST17-Tβ10。2)pDEST17-Tβ10在宿主BL21-SI中诱导表达条件为0.3mol/L NaCL诱导2h,获得产物的最终浓度为0.50mg/mL。3)制备的Tβ10蛋白多克隆抗体血清效价在105之上,该抗体可以特异性结合天然和原核表达的Tβ10蛋白。4)离体检测发现,Tβ10融合蛋白一方面可以促进人脐静脉内皮细胞增殖,另一方面可以抑制鹿茸前成软骨区细胞的增殖。综上所述,本研究获得了具有生物活性的Tβ10融合蛋白,并制备了高度特异性的梅花鹿Tβ10蛋白多克隆抗体,为深入研究Tβ10基因的生物学功能奠定了基础。     

一株产植酸酶青霉的分类鉴定及其植酸酶基因克隆 和在毕赤酵母中的表达

植酸酶是催化植酸盐水解成磷酸盐的一类酶的总称,添加到猪和家禽动物的饲料中可以提高植酸磷的利用率和促进对矿质元素的吸收利用。根据形态特征和ITS分子序列,作者对该实验室筛选得到的高产植酸酶菌株青霉RCEF4908进行了鉴定,确定该菌株在系统分类上属于草酸青霉Penicillium oxalicum Currie&Thom。利用特异性引物扩增出植酸酶成熟肽基因片段,蛋白质序列含有保守区域RHGXRXP和HD,属于组氨酸酸性磷酸酶家族。通过基因操作成功实现了植酸酶在Pichia pastoris GS115的表达。转化子P49在诱导培养144 h后酶活性可以达到约8 000U·mL-1。重组植酸酶在pH 2.5～7.0之间都有活性,在pH 5.5时酶活性最高;在90℃水浴处理10、20和30 min后酶活性仍分别保留53.8%、52.5%和45.2%,具有较高的耐热性,适宜于作为饲料添加剂,有进一步开发的价值。     

小麦TaMlo8基因的克隆及表达分析

【目的】克隆小麦Mlo基因家族新成员,分析其编码蛋白的结构、进化地位以及其在小麦根、茎、叶组织和生物胁迫下的表达模式。【方法】采用电子克隆、RT-PCR技术,从小麦品种"水源11"中分离出1个Mlo的cD-NA序列基因,对其进行克隆和序列分析;利用InterProScan、TMpred、SignalP等在线分析工具,预测TaMlo蛋白的保守结构域、跨膜结构、信号肽、细胞定位等特征;采用DNASTAR软件分别进行氨基酸序列同源性比对和进化树分析,并利用qRT-PCR技术对其表达谱进行分析。【结果】以玉米ZmMlo8基因为种子序列,克隆了小麦新基因TaMlo8(暂命名)cDNA序列,该序列长1 897bp,ORF为1 497bp,编码499个氨基酸;InterProScan和SignalP预测结果显示,其为Mlo家族成员,含信号肽和7个跨膜区;BLASTX结果显示,TaMlo8与玉米ZmMlo8蛋白的相似性达78%;系统进化树显示,TaMlo8与玉米ZmMlo8处于同一分支下,而与小麦其他Mlo家族成员处于不同的分支上,进一步说明TaMlo8为小麦Mlo家族的新成员;表达谱分析表明,TaMlo8是组成型低表达,在小麦根、茎、叶组织中的表达量基本一致,在小麦与条锈菌互作的非亲和体系中诱导表达,在小麦与白粉菌的感病反应中诱导表达。【结论】克隆到1个小麦Mlo基因新成员TaMlo8,其在小麦与条锈菌的抗性反应和小麦与白粉菌的感病反应中起一定作用,说明TaMlo8基因对条锈菌和白粉菌的抗病路径可能不同,为进一步研究其在小麦生物胁迫反应中的潜在功能奠定了基础。     

Molecular identification of a taste receptor gene for trehalose in Drosophila

The molecular nature of sweet taste receptors has not been fully explored. Employing a differential screening strategy, we identified a taste receptor gene, Tre1, that controls the taste sensitivity to trehalose in Drosophila melanogaster. The Tre1 gene encodes a novel protein with similarity to G protein-coupled seven-transmembrane receptors. Disruption of the Tre1 gene lowered the taste sensitivity to trehalose, whereas sensitivities to other sugars were unaltered. Overexpression of the Tre1 gene restored the taste sensitivity to trehalose in the Tre1 deletion mutant. The Tre1 gene is expressed in taste sensory cells. These results provide direct evidence that Tre1 encodes a putative taste receptor for trehalose in Drosophila.     

聚肌胞苷酸刺激对鳜免疫因子活性及干扰素基因表达的影响

【目的】比较聚肌胞苷酸（Poly I:C）刺激对鳜（Siniperca chuatsi）免疫因子活性及干扰素系统相关基因表达的影响,为判断和指导鳜养殖过程中病原刺激后免疫应答和病毒监测提供参考依据。【方法】采用Poly I:C模拟病毒刺激,比较注射后不同时序（0、3、6、12、24、36、48和72 h）鳜白细胞组成百分比,以双抗体夹心酶联免疫法检测补体蛋白水平变化,荧光PCR相对定量检测免疫相关基因表达变化。【结果】血液白细胞百分比中,血栓细胞>单核细胞>淋巴细胞>嗜中性粒细胞,其中,与对照组比较,处理组6~72 h单核细胞百分比极显著提高（P<0.01,下同）,且于48 h达峰值后恢复至初始水平,嗜中性粒细胞占比均有明显提升,淋巴细胞、血栓细胞占比均呈下降趋势。处理组血清补体C3含量在3 h高于初始,6 h低于初始,与对照组差异显著（P<0.05,下同）;补体C4含量处理组3 h显著高于对照组,6、24、48 h显著低于对照组。与初始0 h相比,处理组肾脏、胸腺、脾脏和肝脏IRF7基因表达量分别从3和6 h开始极显著上调,且胸腺表达量最高;处理组肾脏和肝脏IFNh基因表达量3~12 h极显著上调,胸腺IFNh基因表达量于6 h达峰值,12 h后恢复下降,脾脏IFNh基因表达在各时段均低于初始;处理组肾脏、胸腺、肝脏、脾脏IFNc基因表达量于12 h极显著上调,然后逐渐下降,分别于72、72、48和72 h达最低水平。【结论】鳜受Poly I:C模拟病毒刺激后,血细胞中各类白细胞、血清酶补体C3和C4含量有不同变化,干扰素在不同时序显著影响各组织中的表达变化。     

Specific expression of a tyrosine kinase gene, blk, in B lymphoid cells

Several pathways of transmembrane signaling in lymphocytes involve protein-tyrosine phosphorylation. With the exception of p56lck, a tyrosine kinase specific to T lymphoid cells that associates with the T cell transmembrane proteins CD4 and CD8, the kinases that function in these pathways are unknown. A murine lymphocyte complementary DNA that represents a new member of the src family has now been isolated and characterized. This complementary DNA, termed blk (for B lymphoid kinase), specifies a polypeptide of 55 kilodaltons that is related to, but distinct from, previously identified retroviral or cellular tyrosine kinases. The protein encoded by blk exhibits tyrosine kinase activity when expressed in bacterial cells. In the mouse and among cell lines, blk is specifically expressed in the B cell lineage. The tyrosine kinase encoded by blk may function in a signal transduction pathway that is restricted to B lymphoid cells.