小麦TaeEF1β基因的克隆、同源性及表达分析

真核翻译延伸因子(eukaryotic translation elongation factor,eEFs)是一种重要的多功能调控蛋白,eEF1β是eEF1的组成部分,在蛋白质生物合成过程中发挥着重要的作用。本文通过RT-PCR扩增克隆小麦(Triticum aestivum L.)的eEF1β基因,并命名为TaeEF1β。氨基酸同源性分析发现,TaeEF1β具有高度保守性,且其保守结构域位于137~226 aa处。qRT-PCR结果表明,中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus,CWMV)侵染小麦植株后,可以诱导TaeEF1β基因转录水平的上调表达。另外,本文也进一步分析了TaeEF1β基因在小麦根、茎、叶的表达水平和CWMV侵染不同时间点的表达情况。     

中国小麦花叶病毒(CWMV)侵染条件下小麦内参基因的选择

实时定量PCR(qRT-PCR)是分析功能基因表达水平的常用方法之一,qRT-PCR数据统计分析离不开合适内参基因的选择。为了选择中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus, CWMV)侵染条件下的小麦内参基因,本实验通过PCR扩增效率和扩增特异性分析,从10个持家基因中选择8个候选基因,然后以接种CWMV的小麦样品为材料,利用qRT-PCR技术进一步检测上述8个基因在CWMV侵染条件下小麦样品中的时空表达特性。基于这些数据,通过geNorm、NormFinder程序分析,结果表明,2个小麦基因(即26S和CDC)在CWMV侵染前后以及不同组织中表达最为稳定,26S和CDC组合可选作CWMV与小麦互作过程中功能基因表达分析的内参基因。     

小麦根腐离蠕孢菌诱导小麦β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆及其表达

为了明确小麦受小麦根腐离蠕孢侵染后β-1,3-葡聚糖酶基因的表达情况,采用RT-PCR方法在受小麦根腐离蠕孢菌侵染后的小麦叶片中扩增β-1,3-葡聚糖酶基因,然后对侵染后的小麦叶片总RNA进行Northern斑点杂交。结果表明,克隆到了β-1,3-葡聚糖酶基因,该基因在小麦被侵染12 h时开始表达,在48 h后未见表达。对照中未见表达。可推断出此β-1,3-葡聚糖酶基因是被小麦根腐离蠕孢菌（Bipolaris sorokinianum）侵染后诱导表达的。     

开花期水稻颖花实时定量RT-PCR分析中内参基因的选择

实时定量RT-PCR (qRT-PCR)技术现已发展成为基因表达分析的首选方法,然而为了得到精确和可靠的qRT-PCR分析结果,需要应用稳定表达的内参基因对样品进行校正.以粳稻‘武运粳7号’和籼稻‘明恢63’的颖花为试验材料,应用geNorm算法对6个常用的内参基因(ACT1、eEF1-oα、β-TUB、UBQ5、GAPDH和UBC)在颖花开放过程中的表达稳定性进行分析.结果发现:eEF1-α和β-TUB在‘武运粳7号’颖花样品中的表达最为稳定,UBC和GAPDH在‘明恢63’颖花样品中的表达最为稳定,而ACT1在2个品种的颖花样品中表达均最不稳定.此外,同时选取2个最稳定表达的内参基因作内参照可获得更精确的校准.分析不同内参基因对JA生物合成关键基因OsAOC表达定量的影响.OsAOC表达的相对定量会随所选内参基因的不同而发生变异,进一步强调选择合适的内参基因进行校准是获得可靠qRT-PCR结果的重要前提.     

中国小麦花叶病毒CP和CRP蛋白的原核表达、抗血清制备及RNA2侵染性克隆构建

中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus,CWMV)引起的小麦土传花叶病在山东烟台、威海等地危害严重。本研究克隆了CWMV烟台分离物的衣壳蛋白(Coat protein,CP)及富含半胱氨酸蛋白(Cysteine-rich protein,CRP)基因,并将其连接到原核表达载体p EHISTEV,转化大肠杆菌Rosetta。经IPTG诱导,表达出分子量均为19 k D的CP和CRP。将二者从凝胶中切下,乳化后免疫新西兰大耳兔4次,获得了两种蛋白的多克隆抗体。ELISA检测表明,CWMV CP和CRP抗血清的效价分别为1∶4096和1∶2048。Western blot分析证明该抗血清只与感染CWMV的小麦有特异性反应,而与健康或感染小麦黄花叶病毒的小麦无反应。利用含T3启动子的引物通过RT-PCR扩增出CWMV RNA2全长片段,经T/A克隆连接到p MD18-T,获得质粒p MD18-T-CWMV-RNA2。该质粒经XbaⅠ线性化后,利用T3 RNA聚合酶进行体外转录,转录产物摩擦接种本氏烟,15℃培养3天后,利用Western blot可从接种叶片中检测到瞬时表达的CWMV CP蛋白。     

表达中国小麦花叶病毒（CWMV）外壳蛋白基因增强烟草对CWMV的抗病性

  目的  中国小麦花叶病毒（Chinese wheat mosaic virus,CWMV）是引起小麦黄花叶病的重要病原之一。获得表达CWMV外壳蛋白（coat protein,CP）的转基因烟草Nicotiana benthamiana（OECP）并分析其抗病性,为培育小麦抗病材料奠定工作基础。  方法  利用体外重组DNA技术构建含有CWMV外壳蛋白基因的表达载体,并通过农杆菌介导的转化方法,获得OECP。进一步利用Western Blot和PCR检测明确CWMV的外壳蛋白在OECP中能够正常的表达。  结果  部分转基因阳性植株出现矮化表型。此外,OECP阳性植株接种CWMV后7 d的定量分析表明,OECP中CWMV运动蛋白的表达量显著受到抑制。  结论  在烟草中表达CWMV的CP蛋白基因可显著增强烟草对CWMV的抗病性。     

叶锈菌侵染诱导产生的小麦Wrab17蛋白的原核表达、纯化及其抗体制备

叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病是影响世界小麦生产的重要病害之一。研究小麦抗叶锈相关防卫蛋白的表达,对于深入研究小麦对叶锈菌的抗病机制,更好地为农业生产服务,具有重要意义。Wrab17(Wheat response to ABA)是一个冷胁迫诱导蛋白,前期工作通过构建叶锈菌侵染早期的小麦SSH文库及ESTs序列分析,筛选到Wrab17基因在不亲和组合接种后早期显著上调表达,初步表明Wrab17基因可能参与了小麦抗叶锈菌侵染过程,这是首次发现Wrab17参与抗病反应。本研究进一步利用RT-PCR技术从接种叶锈菌的小麦叶片中克隆获得了Wrab17基因的CDS区,构建了Wrab17蛋白原核表达载体,并在大肠杆菌中高效表达Wrab17蛋白。利用镍柱亲和层析方法获得了纯度较高的重组蛋白,将融合蛋白纯化后制备其兔抗血清,得到特异性较好的多克隆抗体。为进一步通过Western Blotting技术检测Wrab17在小麦被叶锈菌侵染后不同时间点表达量的变化,明确Wrab17参与小麦抵抗叶锈菌侵染的防卫反应奠定基础。     

植物延伸因子eEF1A研究进展

60年代初,首先从E．coli细胞中分离获得延伸因子,延伸因子eEF1A广泛存在于真核细胞内,是在核糖体上催化氨基酸链的延伸而推动、控制蛋白质的合成等方面起到重要作用的蛋白质因子。在植物蛋白质合成延伸过程中,eEF1A是一个主要的翻译因子;在快速增殖的细胞中,eEF1A基因的表达调控十分保守,其表达水平同细胞生长及增殖速度有关。eEF1A除了参与同翻译控制有关的信号传导外,还参与细胞生长、应激反应及与运动性有关的信号传导,并且与细胞凋亡等有关。eEF1A在体内和体外均能同肌动蛋白纤维及微管蛋白结合,是细胞骨架运动性的调节蛋白。目前许多植物的eEF1A基因已被分离,植物种间的eEF1A氨基酸序列高度保守;植物eEF1A由多基因编码,它的表达受激素、环境胁迫和生长发育过程等因素诱导。文章通过总结植物延伸因子eEF1A的生理作用以及eEF1A基因的克隆、鉴定、诱导表达等分子生物学研究,以期为今后进一步深入研究eEF1A奠定基础。     

小麦蛋白磷酸酶2A调节亚基基因TaBβ-1的克隆及其在非生物胁迫下的表达特性

【目的】克隆小麦蛋白磷酸酶2A(PP2A)调节亚基(PR55)基因TaBβ-1,分析其在非生物胁迫下的表达特性,为小麦抗逆育种提供候选基因。【方法】以小麦品种旱选10号为材料,通过电子克隆和RT-PCR获得TaBβ-1的全长cDNA序列,采用生物信息学软件分析TaBβ-1及其编码蛋白TaBβ-1的序列特征,预测其功能,利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)技术分析该基因在小麦孕穗期不同组织中、不同生育时期新叶中的表达情况,以及在PEG、NaCl、低温及外源激素ABA等非生物胁迫下的表达模式,检测不同水分条件下成株期转基因拟南芥的叶片细胞膜稳定性。【结果】获得TaBβ-1的全长cDNA序列1931bp,其开放阅读框(ORF)为1539bp。该基因编码512个氨基酸,预测TaBβ-1蛋白分子量为57.1kD,等电点为5.87,含有PP2A调节亚基的1个CDC55保守结构域、1个alpha/beta结构域、2个PR55保守结构域和6个WD重复子。TaBβ-1在小麦孕穗期的根、穗、叶中均有表达,表达量依次为根穗叶;在不同生育时期的新叶中,苗期叶片的表达量最高。TaBβ-1的表达明显受PEG、NaCl、低温以及外源ABA的诱导。【结论】小麦蛋白磷酸酶2A调节亚基家族基因TaBβ-1在小麦苗期叶片中的表达量明显高于根、穗以及其它时期的叶片;TaBβ-1参与对高渗、高盐、低温等多种胁迫以及ABA处理的应答反应,但表达模式不同;在水分胁迫条件下,转基因拟南芥比野生型具有较高的细胞膜稳定性。     

山东省小麦黄花叶病的突发与防控措施

2012年3月山东省部分县市突发小麦黄花叶病。该病由小麦黄花叶病毒(WYMV)和中国小麦花叶病毒(CWMV)侵染所致,两种病毒均由禾谷多黏菌以持久性方式传播为害。防控措施主要是选育推广抗病品种,加强田间管理减轻病害发生。     

甘薯NPR1基因半定量RT-PCR检测方法的建立

为进一步研究甘薯病原微生物的侵染对甘薯病程相关非表达子1基因(NPR1)表达的影响,以甘薯肌动蛋白(β-ac-tin)基因为内参照基因,提取甘薯叶片总RNA,反转录为cDNA,同批异管对该2个基因进行PCR扩增.通过对循环数的优化和对体系重复性、准确性的分析,建立了一个稳定、方便的半定量RT-PCR体系.     

小麦条锈菌一个产孢相关基因PsCon1的克隆及表达特征分析

【目的】克隆小麦条锈菌产孢相关基因PsCon1,分析其在病菌不同发育时期的表达水平。【方法】利用RT-PCR和PCR技术克隆PsCon1的cDNA序列和基因组序列,采用生物信息学技术预测分析该基因的DNA序列结构及其编码蛋白的保守域等基本特性,运用实时荧光定量RT-PCR技术分析PsCon1在夏孢子,芽管以及不同侵染时间的表达水平。【结果】PsCon1由3个外显子和2个内含子构成,开放阅读框长为252bp,编码83个氨基酸;编码的蛋白PSCON1不含跨膜区,无信号肽,定位在细胞质,具有2个conidiation-specific protein6保守结构域。PsCon1与小麦秆锈菌核苷酸序列的一致性在外显子区为78%,内含子区为43%,与小麦秆锈菌(Puccinia graminis)的亲缘关系最近,与烟曲霉(Aspergillus fumigatus)和费氏新萨托(Neosartorya fischeri)的亲缘关系次之。PsCon1在小麦条锈菌萌发夏孢子时期基因表达量为新鲜夏孢子中的1.69倍。在亲和组合中,PsCon1在小麦条锈菌接种小麦后6h和24h表达量最高,分别为在新鲜夏孢子中表达量的3.21倍和2.91倍;在接种后24h至168h,基因表达基本呈下调趋势,在接种后168h的表达量最低,仅为夏孢子时期的0.0004倍,在接种后216h和264h,表达量有所增加,表达量约为接种后168h的15倍。在非亲和组合中,PsCon1在小麦条锈菌接种小麦后36h表达量最高,但仅为新鲜夏孢子基因表达量的0.13倍,基因表达总体呈下调趋势。【结论】PsCon1参与了小麦条锈菌对小麦的侵染,可能作为一个致病相关基因影响了条锈菌芽管和吸器的形成,同时促进了条锈菌在侵染过程中的产孢。PsCon1的克隆为进一步研究该基因在小麦与条锈菌互作过程中的功能奠定了基础。     

甘蔗eEF1A反义表达载体构建及其遗传转化研究

延伸因子eEF1A(Eukaryotic elongation factor 1A)是在核糖体催化氨基酸链延伸以及推动、控制蛋白质合成过程中起重要作用的蛋白质因子.利用RT-PCR技术扩增得到甘蔗eEF1A的编码区1420 bp的cDNA序列,反向连接到受体质粒pBI121载体中,构建含GUS基因的甘蔗eEF1A基因反义植物表达载体pBIantiEF.用冻融法将pBIantiEF导入根癌农杆菌菌株EHA105中,通过农杆菌介导法,将eEF1A反义基因转化烟草K346.将获得的43株抗卡那霉素烟草经PCR筛选,得到38株呈阳性的反义转基因植株,阳性植株再经Dot-Southern杂交检测,证明eEF1A基因已整合进其中的34株烟草基因组中,平均转化率为79 %.反义转基因烟草植株移栽后表型出现不同程度的变异,叶片变厚,卷曲不能平展,叶背出现明显皱折,并外突成芽,茎、叶的伸长明显受阻,顶芽出现双芽,开花延迟.推测甘蔗延伸因子eEF1A可能与甘蔗茎、叶伸长生长和发育有关.     

用于荔枝qPCR分析的内参基因克隆及稳定性分析

利用基因克隆和测序,从‘妃子笑’荔枝果皮中获得了β-Actin、GAPDH和18S rRNA 3个qPCR分析常用的内参基因全长序列,其长度分别为1 273、1 368和1 712 bp;3个基因与其他物种高度同源,氨基酸序列相似性均超过了98%.在此基础上,结合已报道的UBQ、eEF和25S rRNA 3个常用的内参基因,对β-Actin、GAPDH、18S rRNA,UBQ、eEF和25S rRNA 6个常用内参基因在荔枝果实发育不同阶段和外源生长调节剂处理后表达稳定性进行了分析,同时比较了geNorm、Norm Finder和BestKeeper 3种不同算法的差异.结果表明:以上6个基因中,β-Actin基因在3种不同算法下均保持了较好的表达稳定性.     

土传花叶病毒外壳蛋白基因导入小麦的研究

 利用基因枪技术 ,将小麦土传花叶病毒外壳蛋白基因CWMV CP1和筛选基因bar导入扬麦 15 8,获得14 5株抗Bialaphos再生植株 ;PCR Southern分析 ,其中 2 1株为阳性植株 ,转化率达到 0 .99% ;T1代植株的PCR Southern、单酶切和双酶切Southern杂交 ,证明外源抗性基因已经完整地整合到小麦基因组中 ;T1代植株分离比CP1+ ∶CP1-为 1∶1.3,偏离孟德尔分离定律 ;T2 代植株总RNA ,RT PCR的试验结果表明CWMV CP1在转录水平上得到了表达     

植物翻译延伸因子eEF1A的研究进展

真核翻译延伸因子eEF1A(eukaryotic translation elongation factor 1A)是参与蛋白质生物合成不可或缺的一部分,eEF1A可与一些蛋白互作参与植物病毒的复制和繁殖、介导细胞死亡和早叶衰老,同时也与植物抗逆性有关,且该基因在植物中表达较广泛且稳定,因此在某些条件下可做内参基因用于基因功能分析。简要阐述植物中eEF1A的保守型、与植物抗逆性的关系、与其他蛋白互作的关系,并进行了展望。     

利用RACE方法克隆小麦β-1,3-葡聚糖酶基因的全长cDNA

【目的】研究小麦抗条锈菌的分子机制,在受条锈菌侵染的非亲和组合小麦叶片中克隆一个新的β-1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA。【方法】采用RT-PCR、cDNA末端快速扩增技术(RACE),在感染小麦条锈菌的小麦(水源11)叶片中进行-β1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA的扩增。【结果】得到了一个1338 bp-β1,3-葡聚糖酶基因全长cDNA,Genbank上注册号为DQ090946,测序结果和序列生物信息学分析结果表明,其与-β1,3-葡聚糖酶基因gi3757681和gi6782375的同源性分别为94.3%和92.1%。该全长cDNA具有完整的编码框,编码334个氨基酸,Genbank上注册号为AAY96422,与-β1,3-葡聚糖酶CAA77085和AAA32958的同源性分别为95.8%和86.7%。【结论】初步推断此全长cDNA是小麦中编码-β1,3-葡聚糖酶的一个新基因。     

小麦条锈菌转录因子PsSte12的克隆及生物学分析

【目的】克隆小麦条锈菌PsSte12基因,明确其序列特征、转录活性及其在小麦条锈菌侵染过程中的相对表达量。【方法】采用RT-PCR方法,从小麦条锈菌中获得PsSte12基因,利用生物信息学分析其序列特征,实时定量PCR技术检测其在小麦条锈菌不同侵染阶段的表达特征;借助酵母单杂交系统解析该基因的转录活性。【结果】克隆到1个小麦条锈菌基因PsSte12,该基因序列含有1个全长2 553bp的开放阅读框;基因组DNA序列含有4个内含子,分别位于开放阅读框第281,429,1 512,1 584位,长度分别为73,79,66和68bp。该基因编码蛋白含850个氨基酸,75个正电荷残基和90个负电荷残基。PsSte12与小麦秆锈菌、杨树锈菌、小麦赤霉菌及构巢曲霉菌中同源序列的相似性分别为87.9%,61.53%,24.3%和25.2%;PsSte12在小麦条锈菌侵染后24和36h大量表达,相对表达量分别为对照的61倍和123倍;PsSte12具有转录活性,其N端为转录激活区。【结论】成功克隆了小麦条锈菌STE类型转录因子PsSte12,证实其具有转录活性,在小麦条锈菌侵染早期诱导表达,推测其参与了小麦条锈菌的侵染过程。     

辣椒几丁质酶基因受疫霉菌及灰霉菌侵染时的表达变化

通过对已知全部辣椒表达序列标签(EST)数据分析发现,辣椒中至少含7个编码几丁质酶基因(分别为CaCHT-1、CaCHT-2、CaCHT-3、CaCHT-4、CaCHT-5、CaCHT-6和CaCHT-1.1)。采用半定量RT-PCR技术,分析辣椒幼苗在分别接种疫霉菌和灰霉菌后CaCHTs表达强度的变化。结果表明:在受到辣椒疫霉菌侵染时,除CaCHT-6外,CaCHT-1、CaCHT-2、CaCHT-3、CaCHT-4、CaCHT-5和CaCHT-1.1的表达水平均明显上升;而受到辣椒灰霉菌侵染时,CaCHT-1、CaCHT-4、CaCHT-5和CaCHT-1.1的表达水平均有不同程度的上升,CaCHT-3未检测到有表达,CaCHT-2和CaCHT-6的表达水平无可见的变化。结果提示,辣椒几丁质酶基因大部分成员均可受辣椒疫霉菌和灰霉菌的侵染诱导表达。     

小麦谷氨酰胺合成酶基因克隆与其表达特性分析

为了研究小麦谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)的功能,利用RACE及RT-PCR技术克隆了小麦GS1(GenBank登录号:HQ840647)和GS2(GenBank登录号:JF894116)基因的全长cDNA.小麦GS1的cDNA全长为1 494 bp,GS2的cDNA全长为1 631 bp,并利用生物信息软件对GS1和GS2的基因序列以及所表达的蛋白特性进行了分析.利用半定量PCR和Western-bolt技术分别分析了小麦苗期叶片发育过程中GS同工酶基因转录和表达特点,结果表明,GS1在叶片开始衰老时转录和表达水平较高,GS2从叶片伸长期到定长期转录和表达水平最高.