水牛热休克蛋白70基因克隆及其表达分析

【目的】克隆水牛热休克蛋白70基因（HSP70）并进行生物信息学分析,同时明确HSP70基因在水牛成熟卵母细胞（MII期）和2-细胞期胚胎中的表达情况,为研究HSP70在水牛卵母细胞成熟及着床前早期胚胎发育中的作用机理提供理论依据。【方法】根据NCBI已公布的水牛HSP70基因mRNA预测序列（MH814759.1）设计引物,通过RTPCR克隆水牛HSP70基因,运用DNAStar、MEGA 7.0、TMHMM 2.0及SignalP 4.1 Server等在线软件进行生物信息学分析;同时采用细胞免疫荧光分析HSP70在水牛成熟卵母细胞及2-细胞期胚胎中的表达情况。【结果】水牛HSP70基因编码区（CDS）长度为1926 bp,共编码641个氨基酸残基。克隆获得的水牛HSP70基因序列与NCBI已公布水牛HSP70基因mRNA预测序列（MH814759.1）的相似性高达97.7%;与牛、家犬、山羊、小鼠、绵羊和大鼠的HSP70基因序列具有较高的相似性,其中与牛的相似性高达99.1%。基于HSP70基因核苷酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示,水牛与牛的亲缘关系最近。水牛HSP70分子量为70.27 kD,分子式为C₃₀₈₈H₄₉₆₇N_8670972S₁₅,理论等电点（pI）为5.67,不稳定系数为32.84,属于稳定蛋白;不存在跨膜结构及信号肽,主要定位于细胞质（60.9%）、细胞核（30.4%）及线粒体（8.7%）,其亲水性较强;水牛HSP70蛋白结构以α-螺旋和β-折叠为主。HSP70在水牛成熟卵母细胞及2-细胞期胚胎中均有表达,且主要集中在细胞质。【结论】水牛HSP70基因在进化过程中具有高度的保守性,在水牛成熟卵母细胞和着床前早期胚胎中均有表达,且主要集中在细胞质,属于结构型HSP70。     

多子小瓜虫HSP70基因ORF的克隆及表达分析

热激蛋白(HSP)是生物适应环境温度变化的重要媒介分子,本试验中克隆了多子小瓜虫Ichthyophthirius multifiliis HSP70(Im HSP70)基因的ORF,采用荧光定量RT-PCR法,在水温为20、25、30℃的条件下检测了HSP70基因在多子小瓜虫幼虫、滋养体和包囊3个不同发育阶段的表达情况。结果表明:Im HSP70基因的ORF为1995 bp,预测编码为664 aa;Im HSP70蛋白的二级结构主要以α-螺旋和无规卷曲为主,空间构型包括N端ATPase功能域和C端多肽结合功能域;与其他物种HSP70蛋白序列进行同源性比较发现,Im HSP70与螅状独缩虫Carchesium polypinum HSP70的同源性最高,为78.08%;Im HSP70与分类地位同为纤毛门的螅状独缩虫、嗜热四膜虫Tetrahymena thermophila、变藓棘毛虫Sterkiella histriomuscorum的HSP70聚在一个分支;3种温度下幼虫的HSP70表达量均最低,20℃和25℃时,HSP70基因在滋养体中的表达量显著高于幼虫和包囊(P<0.05),而30℃时,HSP70基因在包囊中的表达量显著高于滋养体和幼虫(P<0.05);30℃时HSP70基因在包囊中的表达量显著高于25℃(P<0.05)。研究表明,试验所用多子小瓜虫的HSP70基因在30℃时仍大量表达,且能感染试验鱼,推测该虫株为热带型多子小瓜虫,HSP70基因在多子小瓜虫对抗外界高温环境中可能发挥着重要的作用。     

多子小瓜虫HSP70基因ORF的克隆及表达分析

热激蛋白（ HSP）是生物适应环境温度变化的重要媒介分子,本试验中克隆了多子小瓜虫Ichthyoph-thirius multifiliis HSP70（Im HSP70）基因的ORF,采用荧光定量RT-PCR法,在水温为20、25、30℃的条件下检测了HSP70基因在多子小瓜虫幼虫、滋养体和包囊3个不同发育阶段的表达情况。结果表明：Im HSP70基因的ORF为1995 bp,预测编码为664 aa; Im HSP70蛋白的二级结构主要以α-螺旋和无规卷曲为主,空间构型包括N端ATPase功能域和C端多肽结合功能域;与其他物种HSP70蛋白序列进行同源性比较发现, Im HSP70与螅状独缩虫Carchesium polypinum HSP70的同源性最高,为78.08%; Im HSP70与分类地位同为纤毛门的螅状独缩虫、嗜热四膜虫Tetrahymena thermophila、变藓棘毛虫Sterkiella histriomuscorum的HSP70聚在一个分支;3种温度下幼虫的HSP70表达量均最低,20℃和25℃时, HSP70基因在滋养体中的表达量显著高于幼虫和包囊（P〈0.05）,而30℃时, HSP70基因在包囊中的表达量显著高于滋养体和幼虫（P〈0.05）;30℃时HSP70基因在包囊中的表达量显著高于25℃（P〈0.05）。研究表明,试验所用多子小瓜虫的HSP70基因在30℃时仍大量表达,且能感染试验鱼,推测该虫株为热带型多子小瓜虫, HSP70基因在多子小瓜虫对抗外界高温环境中可能发挥着重要的作用。     

菜粉蝶HSP20基因的克隆及温度胁迫下表达分析

[目的]克隆分析菜粉蝶(Pieris rapae)热激蛋白20基因(HSP20),并检测其在温度胁迫下的表达情况,为探析菜粉蝶适应温度胁迫机制提供参考.[方法]以菜粉蝶为试验材料,采用RT-PCR和RACE克隆获得菜粉蝶HSP20基因cDNA全长,并通过生物学软件分析其序列,明确其基因结构特征和亲缘关系;采用实时荧光定量PCR检测菜粉蝶HSP20基因在低温(-20~0℃)和高温(5~45℃)胁迫下的表达响应.[结果]菜粉蝶HSP20基因全长725 bp,5'-端非编码区105 bp,3'-端非编码区109 bp,开放阅读框531 bp,编码176个氨基酸,预测蛋白分子量19.5 kD,理论等电点6.61;其编码氨基酸序列中含有1个典型的HSP20家族结构域(位于第60~142位氨基酸)、1个α-晶体蛋白(位于第60~157位氨基酸)和1个Allato allatostatin(位于第14~24位氨基酸);基序列相似度分析其与二化螟、家蚕和甘蓝夜蛾HSP20蛋白氨基酸相似度较高并聚为一族.该基因随环境温度的升高或降低发生变化,在-5和40℃诱发该基因高效表达.[结论]低温和高温均能诱导菜粉蝶HSP20基因高效表达.     

运输应激猪骨骼肌中热应激蛋白HSP70和HSP90家族的表达

利用Western blot技术，检测长途运输试验猪骨骼肌（背最长肌和臀长肌）中分属于HSP70家族和HSP90家族的4种应激蛋白（HSP70，HSP72，HSP86和HSP90）的表达，所有运输应激猪和对照猪肌肉组织 中均检测到了上述4种HSP，对照猪组织中HSP的表达说明HSP除了在受应激 的细胞内行使生理功能外，还具有独立于应激刺激应答以外的其它作用，6h长途运输后，HSP的表达量明显不同，HSP70和HSP72在肌肉组织中的表达虽然有一定的增加，但统计学分析差异不显（P＞0．05），而HSP86和HSP90在骨髓肌中的表达明显下降，尤以HSP90下降最显（P＜0．01），提示HSP90家族成员与肉品品质相关，可能作为判应激损伤的的指征。     

高温胁迫对豌豆HSP70和抗坏血酸代谢及膜脂氧化的影响

通过测定热驯和高温胁迫下3个豌豆品种幼苗根热激蛋白70(HSP70)、抗坏血酸(AsA)和丙二醛(MDA)含量,探讨高温胁迫对豌豆生理的影响.结果表明:在热驯和高温胁迫下,HSP70的表达在品种之间存在差异;3个品种在高温胁迫下都表达了HSP70,但表达量有差异.高温胁迫还导致AsA含量下降和MDA含量升高;先热驯再高温胁迫的AsA含量明显高于直接高温胁迫者,MDA则低于后者.     

丽江双团棘胸蛙热驯化中HSP70表达量的变化

用Western Blotting方法检测在不同温度梯度及不同时间热驯化下,丽江双团棘胸蛙肝脏、心脏、脑及皮肤等器官组织HSP70的表达情况。结果表明：丽江双团棘胸蛙各器官HSP70表达量与热驯化温度和时间长短有关,在15,20,30,35％热驯化过程中,各温度条件下各器官的HSP70表达水平有差异,表明热效应会影响活体中HSP70蛋白的表达水平。     

肉鸡热应激下肝脏和下丘脑HSP70 mRNA的表达

研究优质黄羽肉鸡热应激期间肝脏和下丘脑组织中热休克蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)基因mRNA的动态表达规律,为揭示该类型优质鸡种热应激反应机理提供参考。64日龄Anak 40(♂)×岭南黄(♀)杂交后代母鸡置于(38±1)℃恒温室内进行持续热应激处理,采取荧光定量PCR方法分别测定热应激起始(0 h)、热应激后12、24、36、48和60 h肝脏和下丘脑组织中HSP70 mRNA的表达水平。随着热应激时间的延长,肝脏和下丘脑组织中HSP70 mRNA表达水平均显著上升,至热应激36 h时表达水平达高峰值,约为应激起始表达水平的7倍,差异显著(P<0.05);热应激48和60 h,下丘脑HSP70 mRNA表达量快速回落至热应激初期的水平,而肝脏表达量极显著地骤降至低于热应激初期10%的水平。在(38±1)℃持续热应激期间,优质肉鸡肝脏和下丘脑HSP70 mRNA表达呈现基本同步的变化规律,即表达水平先上升后下降,热应激36 h时表达水平达高峰值。     

花楸树热激蛋白SpHSP70-3基因克隆与功能分析

  目的  探讨热激蛋白（HSP）在花楸树响应高温胁迫过程中的作用,以期为花楸树引种低海拔地区提供理论基础。  方法  以2 ~ 4年生花楸树实生苗为研究对象,进行了花楸树SpHSP70-3基因的克隆、系统进化分析、组织特异性表达模式以及响应高温胁迫的表达机制研究,并利用农杆菌介导法转化拟南芥,对SpHSP70-3基因在高温胁迫下的响应进行了异源验证。  结果  SpHSP70-3基因开放阅读框全长为2 088 bp,编码695个氨基酸;SpHSP70-3蛋白与蔷薇科梨属的白梨PbHSP70同源性最高。内源性表达分析显示:SpHSP70-3基因在叶片中表达量最高,在花蕾、初花、盛花时表达量偏低;42 ℃处理花楸树后,发现前6 h SpHSP70-3基因表达量没有显著变化,12 h时表达量增至对照组的12倍,24 h时表达倍数最高,为对照组的19倍。对3个转SpHSP70-3基因拟南芥纯合株系（OE1、OE2、OE3）和野生型拟南芥（WT）进行45 ℃高温处理后,OE1、OE2、OE3中的丙二醛（MDA）含量均高于WT,且过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）活性结果均低于WT。此外,SpHSP70-3在转基因株系中的表达量随着处理时间的增加而上升,并且其抑制了正调节因子AtHSP70、AtHSP18.2、AtHsfA1D和AtHsfA1A的表达,同时诱导了负调节因子AtHsfB2B的上调表达。  结论  SpHSP70-3在花楸树响应高温胁迫过程中起负调控作用,初步推测SpHSP70-3是花楸树引种低海拔地区响应高温响胁迫机制中的负调控因子。      

玉米热激蛋白70基因对温度胁迫的响应

利用RT-PCR技术从玉米自交系H21叶片中克隆获得一热激蛋白70(HSP70)基因的完整开放阅读框,全长1 737 bp,编码578个氨基酸,命名为ZmHSP70。编码的氨基酸与其他作物比对分析表明,ZmHSP70与高粱中一推测的蛋白(SbHSP70,XP_002465635)同源性最高,达95%,与水稻中一推测的蛋白(OsHSP70,EAY89062)同源性达87%。半定量RT-PCR的结果表明,该基因明显受42℃热激诱导表达,热激2 h其表达量达最大值;4℃冷胁迫也能诱导ZmHSP70表达量增加,冷胁迫4 h,其表达量达最大值。ZmHSP70是一个受温度诱导的热激蛋白。     

叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因的克隆及表达分析

为了解叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因在高温下的作用机制,通过同源克隆及RACE技术克隆并获得叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因全长cDNA序列,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析基因在不同叶用莴苣品种中的表达量差异。该基因全长2 400bp(KP258179),开放阅读框为2 106bp,编码701个氨基酸,与西瓜(AAC03416.1)、牵牛花(ABZ04081.1)、黄瓜(CAA52149.1)、菠菜(AAB91471.1)等HSP70蛋白高度同源。实时荧光定量PCR结果表明:高温处理时,该基因在热敏品种中表达没有明显增加,随着处理时间的增加甚至表现为下调,而在耐热品种中,其表达上调。成功克隆得到叶用莴苣热激蛋白LsHsp70-1707基因,热胁迫下该基因在不同品种中的表达有一定的差异性,推测该基因可能与叶用莴苣耐热性相关。     

版纳地区泽蛙热驯化中HSP70表达规律的研究

为探索两栖动物热激蛋白HSP70分子表达与温度变化的关系,选取版纳泽蛙作为试验材料,研究该物种在热驯化下HSP70的表达规律。结果显示：版纳泽蛙机体各器官HSP70表达量与驯化温度的高低和时间长短有关,其表达量的高峰均出现在低温区域;由此认为,该物种在长期进化中已适应高温环境,体内已形成了对高温耐受的调节机制。     

蝴蝶兰热激蛋白基因PhHsp70序列分析及对冷胁迫的响应

通过RT-PCR和RACE相结合的方法从蝴蝶兰叶片中克隆了一个热激蛋白基因PhHsp70 c DNA序列(Gen Bank登录号为MG214259),该基因全长为2 239 bp,编码647个氨基酸,与多种植物的HSP70基因具有94%以上的相似性;其编码蛋白包含HSP70结构域,属于胞质型HSP70;系统进化分析显示,该蛋白与铁皮石斛的HSP70蛋白亲缘关系最近;PhHsp70基因在营养器官和生殖器官中均有表达,其中在根中表达水平最高,在花器官中表达水平较低;PhHsp70基因在4℃冷胁迫处理0.5 h表达水平下降,冷胁迫1 h后,表达水平升高,在处理24 h时表达水平最高。由此推测,PhHsp70基因参与蝴蝶兰4℃冷胁迫的生理反应。研究结果可为研究蝴蝶兰热激蛋白在低温胁迫响应中的调控机理提供理论基础。     

金鱼HSC70和HSP40基因克隆及其原核表达

[目的]克隆金鱼热激同源蛋白70(HSC70)和热休克蛋白(HSP40)基因,构建原核表达载体并通过IPTG诱导表达获得目的蛋白,明确HSC70和HSP40蛋白的生物学功能,为揭示金鱼的高温应答机制打下基础.[方法]提取金鱼鳃组织总RNA,利用RT-PCR扩增金鱼HSC70和HSP40基因,将目的基因片段克隆至线性空表达载体pET-32a上构建原核表达载体pET-32a-HSC70和pET-32a-HSP40,转化大肠杆菌Rosetta表达菌株后用IPTG进行诱导表达,并以SDS-PAGE和Western blotting检测分析表达获得的融合蛋白.[结果]金鱼HSC70基因CDS序列全长1950 bp,编码650个氨基酸;金鱼HSP40基因CDS序列全长996 bp,编码332个氨基酸.金鱼HSC70氨基酸序列与斑马鱼、人类、家鼠、金线鲃和草鱼的相似度分别为96.28%、95.50%、95.35%、98.15%和98.61%;HSP40氨基酸序列与斑马鱼的完全一致(相似度100.00%),与普通鲤鱼、金线鲃、人类和家鼠的相似度均为94.12%.原核诱导表达获得的融合蛋白Trx-HSC70和Trx-HSP40为可溶性表达,其大小约91.5和55.0 kD,均能与Anti-Trx抗体发生特异性反应.[结论]HSC70和HSP40蛋白在鱼类及哺乳动物中高度保守,经原核诱导表达获得的金鱼融合蛋白Trx-HSC70和Trx-HSP40为可溶性表达,且携带有Trx标签,能与Anti-Trx抗体发生特异性反应,可作为互作蛋白用于RNA pull down试验.     

肉鸡HSP70的基因克隆、原核表达及单克隆抗体制备

 【目的】制备高特异性的肉鸡热休克蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）单克隆抗体,研究肉鸡HSP70与热应激损伤的关系。 【方法】 利用RT-PCR方法扩增肉鸡HSP70 mRNA,将其扩增产物克隆到PGEM-T Easy 载体和原核表达载体pET-28a(+)上,进一步转化至大肠杆菌BL-21中,用IPTG诱导表达重组肉鸡HSP70。以纯化的重组肉鸡HSP70制备多克隆抗体,免疫印迹分析说明重组肉鸡HSP70具有很好的免疫原性。以纯化的重组肉鸡HSP70免疫Balb/c小鼠,通过淋巴细胞杂交瘤技术制备单克隆抗体。【结果】获得2株分泌肉鸡HSP70单克隆抗体的杂交瘤细胞株,进一步通过免疫印迹分析筛选出1株高特异性的肉鸡HSP70单克隆抗体,命名为BH70-1。 【结论】免疫组织化学结果显示,单克隆抗体BH70-1是一种理想的抗体。     

亚麻MAPK基因克隆及盐碱胁迫下的表达分析

为研究MAPK基因与亚麻应答盐碱胁迫的关系,利用生物信息学方法从亚麻基因组中预测得到20个亚麻MAPK基因,命名为Lu MPK1~Lu MPK20,这20个MAPK基因都含有T[D/E]Y保守结构域,除Lu MPK5和Lu MPK20以外,其他基因都是两两一组。利用PCR技术克隆得到5个亚麻MAPK基因(Lu MPK3、Lu MPK8、Lu MPK11、Lu MPK14、Lu MPK16),这5个基因序列与预测序列完全一致。利用数字基因表达谱数据,分析亚麻盐碱胁迫下这5个基因的表达情况。结果表明,这5个基因的表达均受到盐碱胁迫影响。Lu MPK3、Lu MPK11、Lu MPK14、Lu MPK16在中性盐胁迫下上调表达,Lu MPK3、Lu MPK8、Lu MPK11、Lu MPK14在碱性盐胁迫下上调表达,Lu MPK16在碱性盐胁迫下下调表达。研究为亚麻MAPK基因功能,尤其是耐盐碱功能研究奠定理论基础。     

马铃薯甲虫热激蛋白基因Ld-hsp70的克隆及温度胁迫下的表达特性

[目的]热激蛋白(heat shock protein,HSP)是一种在生物体内广泛存在且高度保守的蛋白质,在生物抗逆过程中发挥重要作用.当生物体遭受不利环境条件胁迫时,其迅速产生可保证生物体的正常生理活动.本研究以重大检疫害虫马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)为研究对象,对其热激蛋白HS...     

菊花脑热激蛋白70基因的克隆及表达分析

采用同源克隆结合RACE技术从菊花脑叶片中克隆菊花脑(Chrysanthemum nankingense)热激蛋白70基因(hsp70)的cDNA序列,并通过荧光定量PCR(qRT–PCR)分析菊花脑在40℃高温下热激不同时间(0、0.5、1、2、3、6 h)后叶片中hsp70基因的表达差异。结果表明,克隆的cDNA序列全长2 224 bp,与水母雪莲花、紫茎泽兰的hsp70基因在核苷酸和氨基酸水平的同源性分别为88%、98%,表明该序列为菊花脑的hsp70基因序列(GenBank登录号,KJ561911),命名为Cnhsp70。Cnhsp70基因的开放阅读框为1 944 bp,其编码的蛋白(647个氨基酸)的相对分子质量约为70 900,含有HSP70家族序列标签。qRT–PCR分析的结果表明,Cnhsp70基因的表达在热激后短时间内迅速上调,热激3 h达到最高,热激6 h时表达量迅速下调。     

鲤鱼HSP70基因组织表达差异研究

[目的]研究HSP70是否可作为鲤鱼养殖中的应激监测指标。[方法]根据鲤鱼HSP70序列（AY120894）设计并合成1对引物,提取鲤鱼肝脏组织总RNA,通过RT-PCR方法克隆得到鲤鱼HSP70部分cDNA片段,然后检测其在鲤鱼心脏、肠、粘液、性腺、鳔、鳃、鳍等不同组织中的表达差异。[结果]RT-PCR扩增获得鲤鱼HSP70基因cDNA部分序列为480 bp。将测序后推测的氨基酸序列与其他种类的鱼进行同源性比较,结果发现与鲤鱼、斑马鱼、虹鳟、牙鲆、剑尾鱼、鲋鱼的同源性依次为96%、98%、98%、96%、96%、96%。HSP70在鲤鱼8个组织中均检测到表达,其中在心脏中表达最高,其次是鳔、鳍,二者之间无显著差异（P〉0.05）,在肠、粘液与脂肪3个组织中的表达无显著差异（P〉0.05）,但显著高于在性腺与鳃中的表达水平（P〈0.05）。[结论]HSP70作为鲤鱼养殖中应激程度、应激能力、健康状况检测的分子标记物是可行的。     

溶藻弧菌感染对剑尾鱼HSP70基因表达的影响

用溶藻弧菌Vibrio alginolyticus感染剑尾鱼Xiphophorus helleri,取感染后第0、2、5、8、11 d的活鱼及感染后第2 d濒死鱼,采用半定量RT-PCR方法分别检测HSP70基因在肝胰脏、脾脏、头肾和心脏组织中的表达。结果表明:正常条件下,HSP70在检测的剑尾鱼组织中均不表达;在用溶藻弧菌感染第8 d的剑尾鱼肝胰脏内,HSP70基因被诱导强烈表达,HSP70/β-actin的值为1.80±0.03;在感染第2、5 d的剑尾鱼头肾内,HSP70基因被诱导表达,第8 d HSP70基因强烈表达,感染濒死鱼头肾内也检测到HSP70基因的强烈表达,HSP70/β-actin的值分别为0.35±0.02、0.15±0.01、2.00±0.06和0.95±0.05;在剑尾鱼被感染第2、5、8 d,在脾脏内均检测到HSP70基因的表达,感染濒死鱼脾脏内也检测到HSP70基因的强烈表达,HSP70/β-actin的值分别为0.30±0.02、0.15±0.01、0.45±0.03和1.55±0.04;仅在感染濒死鱼的心脏中检测到HSP70基因的表达,HSP70/β-actin的值为0.30±0.02;到第11 d HSP70基因表达消失。