中华大节竹K~+通道蛋白β亚基的克隆及序列分析

用RACE法从中华大节竹幼苗中克隆了K+通道蛋白β亚基,命名为KIB1(基因登录号:JX900132)。序列分析表明,该基因全长1 211 bp,开放读码框为987 bp,编码329个氨基酸多肽。经氨基酸同源性和聚类分析证实,KIB1与拟南芥(KAB1)和水稻(KOB1)钾离子通道蛋白的序列同源性较高,其同源性分别为85.06%和82.32%。亚细胞定位结果表明,该蛋白主要存在于线粒体中(86.1%)。     

刺槐幼苗对NaCl胁迫的生理生化响应

[目的 ]研究刺槐幼苗对不同浓度NaCl的生理生化响应,为建立刺槐抗逆性生态生理指标体系提供理论依据。[方法 ]以1年生刺槐幼苗为材料,施加不同浓度NaCl(0、50、100 mmol·L~(-1)),分析其生长、生理及水通道蛋白和Na+/H+逆向转运蛋白基因转录表达变化特征。[结果 ]在NaCl胁迫下,刺槐生长被抑制,叶片相对含水量、光合色素含量、光合作用参数降低,水分利用效率和气孔限制值升高;根和叶中MDA含量、抗氧化酶(CAT、APX和GR)活性及渗透调节物质(游离脯氨酸、氨基酸和可溶性蛋白质)含量升高;NaCl胁迫改变了刺槐体内Na~+、K~+、Mg~(2+)的离子平衡状态,但是对Ca~(2+)的含量影响不显著。NaCl胁迫诱导了刺槐根中水通道蛋白基因(TIP1;1、PIP1;1和PIP2;1)、叶中水通道蛋白基因(TIP1;1和PIP1;1)及根和叶中Na+/H+逆向转运蛋白基因NHX1的转录表达。[结论 ]刺槐通过增加叶片水分利用效率、合成并积累抗氧化酶和渗透调节物质及诱导相关基因转录表达,增强了盐适应能力。     

慈竹β-tubulin基因片段的克隆及序列分析

利用Trizol一步法提取慈竹幼笋总RNA,运用RT-PCR方法首次在慈竹中克隆到3条β-tubulin基因部分序列,命名为Na-βtub1、Naβ-tub2、Naβ-tub3,长度分别为958bp、958bp和959bp,分别编码318、318和319个氨基酸。核酸和氨基酸的序列比对分析结果表明,慈竹中3条β-tubulin基因核酸和推测的氨基酸序列之间相似性分别为92.46%和98.22%,与禾本科植物水稻、玉米、小麦的β-tubulin基因核酸和氨基酸序列相似性分别在89%和95%以上。     

油茶脂氢过氧化物裂解酶基因的克隆与序列分析

以油茶近成熟种子为材料,根据油茶EST文库中已知的脂氢过氧化物裂解酶EST序列,利用3’RACE与5’RACE技术,克隆到脂氢过氧化物裂解酶的全长cDNA序列。该基因全长1648bp,,包含一个1476bp开放阅读框长,编码491个氨基酸,5’与3’非编码分别为52bp、121bp。预测该蛋白相对分子量为54.7779KDa,等电点为6.77,是个叶绿体转运肽,N端包含有22个疏水氨基酸残基组成的序列,不仅具有转运肽富含的丝氨酸,还含有大量转运肽中很少存在的脯氨酸。多序列比对发现油茶脂氢过氧化物裂解酶核苷酸序列与茶的相似性达到96%,因此将该基因命名coHPL。     

版纳龙竹CONSTANS同源基因的克隆与序列分析

以版纳龙竹基因组DNA为模板,采用前人基于水稻CO同源基因Hd1序列的保守区所设计的特异引物COS1和COA1,运用PCR方法扩增出一条1 520 bp的DNA片段,并克隆到pGEM-T载体。测序和序列分析结果显示:该片段含有1个590 bp的内含子,编码区930 bp共编码310个氨基酸;该基因被命名为DxCO1,其DNA序列在G enB ank中的注册号为GQ358925。在G enB ank中进行同源性检索的结果显示:其核苷酸序列与其它禾本科植物CO同源基因的氨基酸序列同源性高达81%~91%;推测的DxCO1蛋白质序列与其它种子植物CO同源基因蛋白质序列的系统发育分析结果显示:DxCO1与小麦Hd1-like等5个基因聚成了一个强烈支持的分支;另外,在该片段推测的蛋白质序列的氨基端含有一个类似锌指蛋白的B-box(Cx2Cx8Cx7Cx2Cx4Hx8H)结构域,羧基端含有一个CCT(CO,CO-like,TOC1)结构域。序列和结构的高度同源性表明:DxCO1是版纳龙竹的1个CO-like基因,可能对其开花调控有着重要作用。     

白蜡虫β1-微管蛋白基因cDNA克隆及序列分析

采用RACE和RT-PCR对白蜡虫雌成虫β1-微管蛋白基因进行了克隆,获得的cDNA全长序列为1 492 bp,完整开放阅读框为1 341 bp,编码447个氨基酸残基,包含β微管蛋白的保守区域和GTP结合位点,理论分子量约为50.20 Kda,等电点为4.75。同源性分析表明:所获得的β1-微管蛋白与其它昆虫的β微管蛋白基因在氨基酸水平上是高度同源的,该基因cDNA序列已经递交到Genbank,获得的登录号为JF731244。     

杜仲HDR基因全长cDNA克隆与序列分析

以杜仲叶片cDNA为模板,采用反转录RCR及RACE技术分离出HDR基因的cDNA克隆,命名为EuHDR。EuHDR基因cDNA全长1 653 bp,5’端非编码区长82 bp,3’端非编码区长188 bp,编码460个氨基酸,与喜树HDR基因序列相似性最高,达82%;推导EuHDR氨基酸序列中包含转运肽序列(A1-A33)及植物HDR蛋白多个保守的功能位点(A117,A208,A262,A345);EuHDR蛋白二级结构α-螺旋占35.65%,β-折叠占19.78%,螺环结构占44.57%;EuHDR蛋白三级结构为单体形式,呈不规则的三叶草形状;系统进化分析表明EuHDR蛋白与葡萄HDR蛋白的亲缘关系最为接近。     

麻疯树磷酸烯酮式丙酮酸羧化酶em>pepc基因全长cDNA克隆及序列分析

应用RT-PCR和RACE法从麻疯树总RNA中分离出pepc基因全长cDNA,长度为3 142 bp,阅读框2 898 bp,编码965个氨基酸,在GenBank中登录,序列号为EU069413。它的氨基酸序列与蓖麻、陆地棉、橙、大豆、花生、烟草、油菜、拟南芥的氨基酸同源性分别为94.94%、92.46%、90.60%、90.50%、90.50%、88.33%、84.61%、82.44%。该基因编码了pepc基因家族中的pepc1,蛋白属于C₃型PEPC。推测了pepc编码蛋白分子量为110.6 kD,并对其稳定性、二级结构、疏水性等特性进行了分析,最后确定了该蛋白的功能位点和结构域。     

绿竹咖啡酸-O-甲基转移酶基因(COMT)的克隆及相关分析

采用RT-PCR及RACE方法从绿竹中分离了COMT基因家族的一个基因,命名为BoCOMT1.BoCOMT1全长1 377 bp,编码一个361 aa的蛋白,估计分子量为39 kDa.BoCOMT1与小麦的TaCOMT、甘蔗的SoCOMT、玉米的ZmCOMT和毛白杨的PtCOMT的氨基酸序列比对结果表明,BoCOMT1与TaCOMT的氨基酸同源性最高,达到86.7%,系统进化树的分析表明,BoCOMT1与TaCOMT亲缘关系较近.RT-PCR结果显示,BoCOMT1在茎中的表达量约为叶中的2倍.     

板栗脂质转运蛋白基因的克隆及表达

利用RACE技术从板栗短雄花序突变体中扩增得到660bp的板栗脂质转运蛋白(lipid transfer protein,LTP)cDNA片段。该cDNA编码118个氨基酸,具有8个位置保守的半胱氨酸(C)残基及26个氨基酸的信号肽,它与棉花、草莓脂质转运蛋白氨基酸序列相似性为63%,基因序列已提交数据库(GenBank),其登录号分别为FJ490676(基因)和ACL01093(蛋白)。荧光定量分析表明板栗短雄花序突变体较正常雄花序的脂质转运蛋白表达量更高。将板栗脂质转运蛋白基因插入到硫氧还蛋白融合表达载体pET32a(+)中,构建了板栗的原核表达载体pET-LTP,在大肠杆菌菌株Rosetta-gamiTM2(DE3)中,IPTG诱导5h大量表达约为30ku的融合蛋白,通过Ni2+-chelating sepharose fast flow柱纯化的融合蛋白具有抑制板栗镰刀菌属病原真菌孢子萌发的功能。     

茶树2个MYB转录因子基因的克隆及表达分析

MYB类转录因子是一类包含一段保守的DNA结合结构域的基因家族,广泛地参与植物发育和植物次生代谢的调节。根据前期芯片杂交和文库筛选得到的2个MYB转录因子的部分序列,采用RT-PCR和RACE技术分离得到它们的全长基因:CsMYB1和CsMYB2,在GenBank的登录号分别为HQ660373和HQ660374。序列分析表明:CsMYB1基因全长1132bp,开放阅读框长879bp,编码292个氨基酸,推测的蛋白分子量约为32.9ku,理论等电点为8.13;CsMYB2基因全长1020bp,其中开放阅读框长675bp,编码224个氨基酸,推测的蛋白分子量约为25.4ku,理论等电点为9.05。2个基因编码的蛋白均具有明显的R2R3MYB结构域,且在R3结构域的下游都含有1个相对保守的C1(LIXXGIDPXTHR)基序。同源性分析表明:茶树CsMYB1和CsMYB2编码的氨基酸序列与其他植物的MYB类转录因子具有较高的相似性,其中CsMYB1编码的氨基酸序列与陆地棉MYB1的相似性为57%,CsMYB2编码的氨基酸序列与葡萄MYBC2的相似性为75%。利用荧光定量PCR技术检测2个转录因子基因在遮荫处理条件下的表达规律,及其在茶树不同组织中的表达特性,结果表明:CsMYB1和CsMYB2在不同组织中均有表达,但表达量具有明显区别,其中CsMYB2在叶片中的相对表达量是根中的100多倍;而遮荫处理能明显降低叶片中的花青素含量,并提高CsMYB1的表达,但对转录因子CsMYB2的影响不大。     

2个野扁桃自交不亲和SFB基因全长的克隆与序列分析

为给野扁桃的遗传改良和自交不亲和机制的进一步研究提供理论依据,以新疆野扁桃花药为试材,利用RT-PCR和RACE技术克隆野扁桃自交不亲和性花粉特异性决定因子编码基因SFB全长序列。采用BLAST进行序列比对,ORF Finder寻找开放阅读框,CDD分析蛋白保守结构域,Prot Param分析蛋白理化性质,TMHMM预测蛋白跨膜区,Signal P预测蛋白信号肽,Sub Loc预测蛋白亚细胞定位,SOPMA分析蛋白二级结构,DANMAN进行氨基酸多序列比对,MEGA6进行系统进化分析,Prot Fun预测蛋白功能。结果表明:克隆到的Pt SFB16基因和Pt SFB17基因属于F-box基因家族,与其它多种植物的SLF/SFB基因的序列相似度为88%,推导的氨基酸序列均具有F-box蛋白典型结构;Pt SFB16基因ORF长1 146 bp,编码381个氨基酸,Pt SFB17基因ORF长1 131 bp,编码376个氨基酸;预测2个SFB蛋白均为略显亲水性、不稳定的细胞质蛋白,二级结构均以α-螺旋,延伸链和无规则卷曲为主,SFB/SLF蛋白在蔷薇科李属植物中具有较高的系统进化一致性,种间同源性可能大于种内同源性,SFB蛋白可能的功能主要有辅助因子生物合成、能量代谢和裂合酶。     

松材线虫果胶酶基因Bxpel1的克隆及其生物信息学分析

以松材线虫Bursaphelenchus xylophilus转录本为模板,通过RT-PCR技术克隆果胶酶Bxpel1基因。结果表明,松材线虫果胶酶Bxpel1基因序列全长为795bp,GC含量为50.44%,编码252个氨基酸。通过Blast比对克隆的Bxpel1基因与已知序列(Gen-Bank ID:AB232908.1)的同源性达到98%。系统进化分析表明,Bxpel1基因编码产物的氨基酸序列与拟松材线虫Bursaphelenchus mucronatus,燕麦真滑刃线虫Aphelenchus avenae的Bxpel1蛋白序列具有高度同源性。Bxpel1基因编码的产物的0～25序列有可能是跨膜结构域,而其他序列均位于膜外,其二级结构主要是以无规则卷曲和β-折叠为主,信号肽的剪切位点位于第17至第18位氨基酸之间,主要在细胞外发挥生物学作用。Bxpel1基因的克隆及其生物信息学分析对进一步研究Bxpel1基因在松材线虫致病过程中的功能具有重要意义。     

金花茶查尔酮异构酶基因全长克隆与表达的初步研究

利用RT-PCR和RACE技术,从我国珍稀濒危植物金花茶花瓣中获得了查尔酮异构酶(Chalcone isomerase,CHI)基因的cDNA全长,命名为Cn-CHI,GenBank登录号HQ269805.1。碱基序列分析表明,Cn-CHI基因全长953 bp,包含56 bp的5’非翻译区、204 bp的3’ 非翻译区和一个长为693 bp编码230个氨基酸的开放阅读框。氨基酸序列比对分析表明,Cn-CHI基因编码蛋白与蔷薇科、杜鹃花科、茄科等植物的CHI蛋白同源性都在75%以上,与山茶科山茶属茶树CHI蛋白同源性高达99%。相对荧光定量PCR分析表明,Cn-CHI基因在金花茶花蕾发育过程中呈现先急剧上升后平缓下降的趋势;在花器官的不同部位中,Cn-CHI基因表达量最高的是雌蕊,其次是雄蕊,在萼片和花瓣中的表达量较低且相差不大。     

天女木兰种子天冬氨酸蛋白酶基因的克隆与分析

天冬氨酸蛋白酶在天女木兰种子萌发过程中发挥着重要作用。以天女木兰种子为试验材料,利用同源克隆法RACE技术,从天女木兰种子中克隆得到天冬氨酸蛋白酶基因,全长1 545 bp,可以编码514个氨基酸残基。同源性分析显示,目的序列推导的氨基酸序列与其它植物中已知的天冬氨酸蛋白酶基因的氨基酸序列的同源性都在85%以上;采用生物信息学的方法进行分析,初步预测该基因编码的蛋白属于跨膜的分泌蛋白,大部分区域属于疏水结构;结构域的预测分析显示,此类蛋白包含约100个植物组织蛋白酶所特有的区域,该区域可能在植物液泡中发挥着重要作用。本研究为下一步系统、全面地研究天女木兰种子休眠的分子机理奠定了基础。     

竹子捕光叶绿素a/b结合蛋白基因全长的克隆和序列分析

采用RT-PCR技术与RACE技术,从绿竹中克隆到捕光叶绿素a/b结合蛋白基因全长cDNA,命名为cab-BO1(GenBank登记号:EF061137).该基因长1 102 bp,从第64～861 bp含有1个开放阅读框,编码265个氨基酸.cab-BO1编码的氨基酸中第64～232位包括典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域,第9～11位为蛋白激酶C的磷酸化位点,第27～52位为泛素结构功能域信号,第55～58位为酪氨酸激酶(CK2)磷酸化位点.序列相似性分析结果表明:cab-BO1 DNA序列和编码的氨基酸序列与玉米、小果野蕉、小麦、水稻等的cab基因及其氨基酸序列的相似性分别在85%和89%以上,显示了cab家族基因在进化过程中的保守性.     

巨龙竹AINTEGUMENTA基因的克隆研究

为进一步探索臣龙竹速生与巨大的分子机理,研究其AINTEGUMENTA（ANT）基因功能,研究试验以巨龙竹cDNA第一链为模板,用简并引物、基因特异引物以及运用RACE技术首次克隆出巨龙竹ANT基因全长cDNA序列。其序列全长为1914bp,与水稻、玉米、小麦等植物同类基因序列相似性高达85％;并且含有一个837bp的开放阅读框,编码278个与水稻、拟南芥和烟草ANT蛋白氨基酸序列有着较高同源性的巨龙竹ANT前体蛋白氨基酸序列。     

金花茶异戊烯焦磷酸异构酶基因全长cDNA的克隆与生物信息学分析

为深入研究金花茶花瓣类胡萝卜素合成的分子机理,在成功提取金花茶花瓣总RNA的基础上,利用同源克隆和RACE技术克隆得到了异戊烯焦磷酸异构酶基因的cDNA序列全长,命名为CnIPI。碱基序列分析表明:CnIPI基因全长916 bp,包含有一个长度为747 bp编码248个氨基酸的开发阅读框。生物信息学分析表明:该基因编码的CnIPI蛋白质分子量为27.97 kD,为稳定亲水性蛋白,无信号肽;CnIPI蛋白的二级结构以无规则卷曲为主,β-折叠所占比例最少;CnIPI蛋白含有一个典型的异戊烯焦磷酸异构酶结构域。氨基酸序列同源性分析结果表明:CnIPI蛋白与茶、月季、杜鹃等植物IPI蛋白的同源性高于86%。CnIPI基因的克隆使全面理解金花茶花瓣类胡萝卜素合成的分子途径取得了新的突破,为进一步深入研究CnIPI基因的功能及金花茶花瓣类胡萝卜素合成的分子机理奠定了良好的理论基础。     

尾叶桉GLU4肉桂酰-辅酶A还原酶基因克隆及原核表达

肉桂酰-辅酶A还原酶(Cinnamoyl Co-A Reductase,CCR)是木质素合成中的关键酶,根据植物中CCR保守序列设计引物,以尾叶桉GLU4嫩茎为材料克隆到其CCR基因,命名为Eu CCR。该基因g DNA长2 918bp,c DNA长1 045 bp,CDS区编码336个氨基酸。EuCCR核酸序列与Gen Bank已登录的桉属植物CCR基因同源性达到96%以上,与伞房属、杯果木属植物CCR的同源性达85%以上,其编码的氨基酸序列经比对发现具有完整FR_SDR_e结构域及NADP结合位点和底物结合位点,与可可树等植物中CCR基因编码序列同源性也在84%以上,确定为CCR基因。对EuCCR蛋白序列理化性质及结构进行生物信息学分析,利用MEGA软件对基因序列进行系统进化树分析。采用pQE30/M15系统对EuCCR进行原核表达,重组质粒成功表达分子量约36 kD的目的蛋白。本研究从尾叶桉GLU4中克隆得到EuCCR基因并原核表达,为该基因的酶学分析以及利用该基因转化调控尾叶桉木质素合成奠定基础。     

思茅松1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)基因的克隆及功能分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)是甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)途径中的第一个酶,也是限速酶。本文根据思茅松(Pinus kesiya var. langbianensis(A. Chev.) Gaussen)树皮转录组数据分析结果,获得思茅松DXS基因片段,然后根据获得的基因片段设计特异引物,运用RT-PCR和RACE技术从思茅松树皮中克隆得到完整的DXS基因(PkDXS1)。PkDXS1基因的cDNA全长序列2888 bp,含有1个2223 bp的开放阅读框(ORF),编码740个氨基酸,该基因推断的蛋白与赤松(Pinus densiflora Siebold & Zucc)DXS蛋白的相似性为99%,与欧洲云杉(Picea abies(L.) H. Karst.)DXS的相似性为97%;经氨基酸序列比对,推断思茅松DXS具有高等植物DXS酶特有的叶绿体转运肽,二磷酸硫胺结合位点和转酮醇酶结构域。半定量RT-PCR检测表明树皮的创伤促进DXS基因的表达。