棉铃虫Nanchung基因的全长cDNA克隆及序列分析

昆虫的Nanchtmg(Nan)基因是瞬时感受器电位香草素受体亚家族(transient receptor potential vanilloid,TRPV)通道蛋白的编码基因.有研究证实,Nan基因的缺失会造成昆虫听觉的完全丧失[1].目前,仅少数昆虫的Nan基因全序列被克隆[2-3].作者利用反转录-多聚酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增技术(RACE)对棉铃虫Nan基因完整的cDNA进行了克隆、序列分析和同源性比较.     

甜菜坏死黄脉病毒(BNYVV)RNA4基因组的克隆与表达

 以甜菜坏死黄脉病毒内蒙分离物(BNYVV-NM1) RNA为模板,通过反转录和PCR扩增得到含有全长RNA4基因组的cDNA克隆pGBF6。序列分析结果表明。     

小菜蛾GluCl受体α亚基cDNA基因克隆和序列分析

利用RT-PCR和RACE技术对小菜蛾[Plutella xylostella(L.)]4龄幼虫谷氨酸门控的氯离子通道(GluCl)受体cDNA全长进行了克隆和序列分析。通过设计简并性上、下游引物扩增出小菜蛾GluCl受体α亚基基因192bp的cDNA片段,根据得到的片段序列设计3′和5′特异性引物采用RACE技术进行3′和5′末端的克隆,获得了小菜蛾GluCl受体的cDNA的完整序列,GenBank登录号为GQ221939。该基因全长2144bp,其开放阅读框(ORF)1344bp,编码447个氨基酸。相似性分析表明:它与果蝇和赤拟谷盗的相似性均为73%,与埃及伊蚊的相似性为75%,与东亚飞蝗的相似性为79%;氨基酸分析后显示它具有GluClα亚基的典型特征,表明克隆的cDNA序列是小菜蛾GluClα亚基基因的序列。     

华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita中肠羧酸酯酶基因 HoCL1的克隆与序列分析

利用粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)围食膜蛋白多克隆抗体,从已构建的华北大黑鳃金龟 Holotrichia oblita 中肠cDNA表达文库中筛选得到1个编码羧酸酯酶的cDNA克隆 HoCL1 ,其开放阅读框(ORF)长1 599 bp,编码532个氨基酸,推导的蛋白质分子质量为59.5 kDa,等电点(p I)为4.5。 HoCL1蛋白具有羧酸酯酶的保守结构域:1个二硫键形成的位点和1个丝氨酸活性中心,三联体催化活性中心位于Ser207、Asp333和His422上,不含有氮联糖基化位点和氧联糖基化位点,只含有3 个半胱氨酸残基。依据氨基酸序列同源性分析和保守结构域分析,HoCL1属于B类酯酶,与赤拟谷盗 Tribolium castaneum 羧酸酯酶相似性最高,为35.2%。通过与其他昆虫羧酸酯酶序列比对及构建系统发育树,发现HoCL1羧基端的氨基酸序列保守性低,但靠近N端的活性中心处的氨基酸序列则高度保守,可与赤拟谷盗、异色瓢虫 Harmonia axyridis 羧酸酯酶聚类在一起。羧酸酯酶 HoCL1 基因的克隆鉴定为进一步研究该基因在华北大黑鳃金龟体内的表达及功能奠定了基础。     

菜蛾盘绒茧蜂多分DNA病毒EP-1-like基因克隆、原核表达与多克隆抗体制备方法

本实验提取被菜蛾盘绒茧蜂寄生后24h的小菜蛾幼虫体内总RNA,反转录合成cDNA,以此为模板PCR扩增出菜蛾盘绒茧蜂多分DNA病毒(Cotesia vestalis polydnavirus,CvBV)EP-1-like基因,将其分别克隆到表达载体pET30a、pET28a中,转化宿主菌BL21(DE3),获得单克隆重组质粒pET-30a-EP1L和pET-28a-EP1L。经IPTG诱导,pET-28a-EP1L成功表达了约34.8kDa的包涵体蛋白。将诱导条件优化以后,采用割胶回收的方法纯化包涵体,将纯化后的表达蛋白免疫新西兰大耳兔制备多克隆抗体。ELISA分析表明制备的抗体效价达1:128000,Western blot检测证明抗体具有良好的免疫反应特异性。     

麦长管蚜电压门控钠离子通道基因克隆及序列分析

克隆获得麦长管蚜电压门控钠离子通道基因cDNA序列,明确其典型特征,为研究麦长管蚜抗性分子机理奠定基础。采用RT-PCR技术,克隆麦长管蚜钠离子通道基因cDNA序列,利用DNASTAR Lasergene 7.10软件对其序列进行分析。克隆得到两条cDNA序列SaNa_v1和SaNa_v2（GenBank登录号分别为MN176137和MN161584）,SaNa_v1序列长3423 bp,共编码1141个氨基酸;SaNa_v2序列长2874 bp,共编码958个氨基酸。同源比对发现,SaNav1与禾谷缢管蚜和桃蚜的第一部分钠离子通道基因相似度分别高达97.81%和97.91%;SaNav2与禾谷缢管蚜和桃蚜的第二部分钠离子通道基因相似性高达97.90%和96.43%。所克隆序列包含4个同源结构域,每个结构域6个跨膜片段（S1～S6）,存在钠通道选择性关键残基“DENS”。本文成功克隆了麦长管蚜中钠离子通道基因,为麦长管蚜钠离子通道抗性机制的研究提供依据。     

大麦黄矮病毒(BYDV) cDNA的合成、克隆及初步应用

 以大麦黄矮病毒二叉蚜和麦长管蚜专化株的病毒核酸为模板,以小牛胸腺DNA为引物,合成cDNA的第一条链,再用缺口翻译法合成第二条链,然后采用加装BamH₁人工接头的方法将ds-cDNA插入到质粒载体pUC₈中,重组质粒于大肠杆菌JM—83中进行克隆,以克隆的颜色变化选择含有外源DNA的克隆,再用病毒核酸制备的探针筛选真正病毒cDNA插入的克隆。重组质粒中ds-DNA的插入长度在300—1600bp之间。用缺口翻译法制备质粒DNA分子探针检测同源病毒液,反应灵敏度在100pg-1ng之间。应用cDNA探针检测不同病毒和病毒株系,从中筛选出黄矮病毒株系专化克隆系,黄矮病毒专化克隆系和黄矮病毒组专化克隆系.     

禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)纤维素结合 蛋白基因(Ha-cbp-1)的克隆和序列分析

 禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)是中国小麦上的重要病原线虫。纤维素结合蛋白基因是一种重要的植物线虫寄生和致病相关基因。用同源克隆的方法从禾谷孢囊线虫寄生前二龄幼虫中克隆出一种纤维素结合蛋白新基因Ha-cbp-1（GenBank 注册号GQ178086）cDNA序列。Ha-cbp-1基因cDNA包含1个开放阅读框,编码131个氨基酸残基的蛋白质,预测蛋白由1个长度为18氨基酸残基的信号肽和1个纤维素结合区域（CBD）组成。Ha-cbp-1的基因组DNA序列含有2个内含子。预测的禾谷孢囊线虫纤维素结合蛋白（HA-CBP-1）序列与大豆孢囊线虫纤维素结合蛋白（HG-CBP-1）序列有60%的同一性和76%的相似性,与甜菜孢囊线虫纤维素结合蛋白（HS-CBP-1）序列有60%的同一性和75%的相似性。本研究首次从禾谷孢囊线虫中成功克隆出CBP蛋白基因。     

小地老虎2种不同类型肌动蛋白基因的克隆与序列分析

本研究以鳞翅目夜蛾科昆虫小地老虎［Agrotis ipsilon（Hüfnagel）］3龄幼虫整个虫体为材料提取总RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术（RACE）,分别扩增得到2条肌动蛋白的cDNA序列Aiactin1和Aiactin2。GenBank数据库搜索及序列比对结果表明,克隆的2条肌动蛋白基因应属于2种不同类型的肌动蛋白,Aiactin1为肌肉特异型肌动蛋白,Aiactin2为细胞质特异型肌动蛋白。Aiactin1的cDNA序列含有1 469个碱基,Aiactin2的cDNA序列含有1 408个碱基。2条基因的cDNA序列均包括一个1 131个碱基的开放阅读框,编码一个含376个氨基酸的蛋白。Aiactin1肌动蛋白分子量约为41.77 ku,等电点5.22;Aiactin2肌动蛋白分子量约为41.83 ku,等电点5.47。Prosite软件分析结果表明,Aiactin1和Aiactin2肌动蛋白氨基酸序列中都存在3个肌动蛋白特征片段。2个基因的cDNA序列已经登录GenBank并获得登录号。     

谷子DREB转录因子基因的克隆及其在干旱胁迫下的表达模式分析

为了挖掘谷子的抗旱基因,根据小麦转录因子基因TaDREB6的序列设计引物,从谷子中分离到一个DREB基因的cDNA序列,长1113 bp,编码259个氨基酸,具有DREB类转录因子典型的N-末端碱性核定位信号和高度保守的AP2/ERFBP结构域.植物DREB类氨基酸序列多重比较分析表明,谷子DREB基因属于DREB2类...     

三七NAC基因家族全基因组鉴定与表达分析

为明确三七Panax notoginseng NAC转录因子基因家族的分布、功能和结构,通过生物信息学分析法进行鉴定,对其理化特性、染色体位置和进化特征进行分析,并根据RNA-seq数据分析其家族成员的时空表达模式和受黑斑病菌Alternaria panax诱导后的表达情况。结果显示,三七中共有98个NAC基因家族成员,其编码蛋白质长度介于104～882个氨基酸之间,分子量在11.78～100.20 kD之间,等电点在4.12～9.75之间。这98个NAC基因家族不均匀地分布在三七的12条染色体上,其中1号染色体分布最多（16个）,而11号染色体上分布最少（1个）。三七NAC基因启动子区域存在与光响应、生长素响应、赤霉素响应及茉莉酸甲酯响应等相关的多种顺式作用元件。NAC基因在三七不同组织及根部不同发育时期均有表达,在受到黑斑病菌侵染的叶片中NAC部分基因家族成员显著上调表达。表明NAC基因家族在三七的生长发育和响应黑斑病菌侵染过程中具有重要作用。     

干旱胁迫对3种苹果砧木叶片光合、叶绿体超微结构和抗氧化系统的影响

以新疆野苹果（Malus sieversii Roem.（XJ））、垂丝海棠（Malus halliana Koehne（CS））和山定子（Malus baccata Borkh.（SDZ））3种一年生苹果砧木实生苗为材料,采用盆栽控水的方法设置正常供水（75%~80% RWC）和干旱胁迫（45%~50% RWC）2种水分处理,研究干旱胁迫下叶片光合特性、叶绿体超微结构、丙二醛（MDA）含量、超氧阴离子（O^—[KG-1][JX*3]·[JX-*3]₂）产生速率以及抗氧化酶活性的变化规律,并利用主成分分析（PCA）对3种砧木进行抗旱性综合评价。结果表明：干旱胁迫抑制了3种苹果砧木的光合作用,但干旱胁迫下CS的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、PSII最大光能转化效率（Fv/Fm）、潜在光化学活性（Fv/Fo）及光化学猝灭系数（qP）的降幅均显著小于其他两种砧木,胞间CO₂浓度（Ci）和非光化学猝灭系数（NPQ）的增幅显著高于其他两种砧木;干旱胁迫下,3种砧木超微结构受到不同程度的伤害,其中CS叶片的超微结构损伤较小,能较好地保持细胞结构的完整性;干旱胁迫下3种砧木的SOD和CAT活性先升高后降低,POD活性逐渐增加至21 d趋于稳定,MDA含量和O^—[KG-1][JX*3]·[JX-*3]₂产生速率持续升高。PCA结果显示：2个主成分的方差贡献率达到98.502%,干旱胁迫下CS的综合得分最高。因此,干旱胁迫下,垂丝海棠能保持叶绿体结构的完整性,激活抗氧化酶系统,清除氧化产物而保持较高的光合能力。     

干旱和盐胁迫对向日葵叶片蜡质积累的影响及蜡质烷烃合成基因的克隆

植物表皮蜡质在植物逆境胁迫响应中发挥重要作用。为了研究干旱和盐胁迫对向日葵叶片蜡质积累的影响,对三周龄向日葵分别进行干旱和盐胁迫处理,7 d后提取蜡质并利用气相色谱-质谱联用仪进行分析。结果表明：向日葵幼苗叶片蜡质主要由初级醇、烷烃和脂肪酸组成,其含量分别占蜡质总含量的79%、10%和9%。干旱和盐胁迫均没有改变向日葵幼苗叶片蜡质的组成,但是能够显著提高蜡质总含量,与对照相比,分别增加了8.8%和8.5%。所有蜡质组分中,烷烃含量变化最大,分别在干旱和盐胁迫后较对照增加了62.5%和47.0%,表明了向日葵幼苗叶片蜡质组分中,烷烃积极响应干旱和盐胁迫。为进一步研究参与向日葵蜡质烷烃合成的基因,在向日葵基因组中进行同源检索,共获得6个差异表达的候选基因,克隆了两个在叶片中表达水平较高的HaCER1-1和HaCER3-1。测序结果显示,HaCER1-1和HaCER3-1编码区长度分别为1 869 bp和1 674 bp,编码622个和557个氨基酸的蛋白质。利用qRT-PCR技术进一步分析了NaCl和PEG溶液处理下HaCER3-1的表达水平,结果显示,在处理后的12 h时,HaCER3-1在叶片中的表达分别增加了11倍和3.5倍,表明HaCER3-1的表达受到干旱和盐胁迫的诱导。本研究为解析向日葵蜡质响应渗透胁迫和烷烃合成机制奠定了分子基础。     

向日葵3个谷胱甘肽-S-转移酶GST基因的克隆及表达模式分析

从向日葵转录组测序结果中获得了3个对盐胁迫有响应的谷胱甘肽-S-转移酶（GST,EC2.5.1.18）GST基因,构建了系统进化树并进行分析,得知这3个基因属于Tau型GST,并将它们命名为HaGSTU26（HanXRQChr04g0127901）、HaGSTU8（HanXRQChr06g0177581）、HaGSTU27（HanXRQChr10g0316331）,然后以向日葵Sk02R为试验材料,克隆这3个基因,并进行了不同组织和不同胁迫条件下的表达分析。序列分析表明：HaGSTU26基因组为1674bp,CDS（编码蛋白序列）长666bp,编码221个氨基酸,由2个外显子和1个内含子组成;HaGSTU8基因组为2271bp,CDS长654bp,编码217个氨基酸,由2个外显子和1个内含子组成; HaGSTU27基因组为663bp,CDS长663bp,编码220个氨基酸,由1个外显子组成。实时荧光定量PCR分析表明：向日葵HaGSTU26、HaGSTU8、HaGSTU27基因在不同组织（根、幼叶、成熟叶、茎、幼茎、苞叶）中表达量不同,其中,HaGSTU26基因和HaGSTU27基因在根中表达量最高,而HaGSTU8基因在苞叶中表达量最高,但这3个基因均在成熟茎中的表达量最低。在不同胁迫条件下,测定这3个基因在向日葵幼苗中的表达量,结果表明在盐及ABA胁迫下,基因表达量均随着处理时间的增加而呈现先增加后下降的趋势。其中,在盐胁迫下,HaGSTU26基因在12 h后相对表达量最高,HaGSTU8及HaGSTU27基因表达量在3h后相对表达量最高。在ABA胁迫后,HaGSTU26及HaGSTU27基因表达量在12 h后相对表达量最高,HaGSTU8在24 h后相对表达量最高。在冷胁迫下,HaGSTU26和HaGSTU27基因上调表达,它们分别在3、24 h后相对表达量最高,HaGSTU8基因下调表达,其相对表达量随处理时间的延长呈现逐渐减少的趋势。在热胁迫条件下,这3个基因的相对表达量随着胁迫时间的延长而增加,均在24 h后表达量最高。以上结果说明这3个基因对不同非生物胁迫（盐、ABA、冷、热胁迫）均有响应。     

外源ABA和钨酸钠对干旱胁迫下白菜型冬油菜ZEP表达的影响

为研究白菜型冬油菜玉米黄质环氧酶(ZEP)基因在干旱胁迫下响应外源ABA的分子机制,本研究选择白菜型冬油菜陇油7号和天油4号为试验材料,分别喷施蒸馏水、ABA溶液、钨酸钠溶液、ABA+钨酸钠溶液200 mL后置于植物培养箱干旱处理7 d。采用RT-PCR和qPCR等技术进行ZEP基因克隆和表达分析,结果表明:该基因包含一个长度为2 013 bp的ORF,编码含670个氨基酸残基的蛋白质,理论等电点为6.16,属于亲水性蛋白。该基因与拟南芥、甘蓝型油菜的同源性分别为89.25%和99.40%。实时荧光定量分析表明,干旱胁迫可诱导白菜型冬油菜ZEP基因上调表达,外源喷施ABA后陇油7号叶片ZEP基因相对表达量较CK升高66.64%,喷施外源ABA合成抑制剂钨酸钠后陇油7号叶片ZEP基因表达量较CK降低12.74%,而同时喷施外源ABA和钨酸钠后,干旱胁迫下陇油7号、天油4号叶片ZEP基因表达量较CK分别增加了3.3倍和2.28倍,陇油7号叶片中的ZEP基因表达量较根系高21.61%,表明ZEP基因在白菜型冬油菜抗旱中可能发挥一定作用。     

白菜型油菜BraSAUR基因家族鉴定及其表达分析

SAUR(Small auxin-up RNA)是生长素早期响应逆境胁迫的基因,本文研究白菜型油菜全基因组中SAUR家族的信息,分析了该家族成员的基本特征。以强抗寒性白菜型冬油菜品种陇油7号（L7）和弱抗寒性冬油菜品种陇Lenox（X）为试验材料,采用低温和干旱处理,应用荧光定量技术分析不同基因在不同品种中的表达特性,筛选差异表达基因,为研究生长素早期应答基因调控白菜型冬油菜生长点发育机理提供支撑。结果表明：白菜型油菜的BraSAUR基因共有142个,在10条染色体中不对称分布,主要分布在2、3号染色体上,基因长度较短,且大多数基因没有内含子。qRT-PCR结果表明,低温处理后,与CK相比,在两个品种的叶片中,Bra029452的表达量变化趋势不同,24 h时在L7中的表达量是X的24倍,在生长点中,Bra010501在L7中24 h时表达量达到CK的4倍,而在X中是先增加后降低的趋势。模拟干旱胁迫后,Bra029452在L7的叶片中的表达量均显著高于CK,在X中则是逐渐降低,在L7的生长点中1 h和24 h表达量均高于CK,但在X中则表现为先降低后升高。低温胁迫和干旱胁迫条件下,Bra029452基因表达量在强抗寒性油菜品种L7的叶片及生长点中均逐渐升高,可推断该基因同时参与白菜型冬油菜耐受低温、干旱的调控过程。     

Accumulation of Pathogenesis-Related Proteins in the Apoplast of a Susceptible Cultivar of Apple (Malus domestica cv. Elstar) after Infection by Venturia inaequalis and Constitutive Expression of PR Genes in the Resistant Cultivar Remo

Leaves of apple (Malus domestica cv. Elstar) were infected with a cloned isolate of the apple scab Venturia inaequalis. The intercellular washing fluid (IWF) of these plants was collected and the variation in the composition of proteins in the IWF was analysed by SDS-PAGE and two-dimensional gel electrophoresis during and after the infection with V. inaequalis, the causal agent of apple scab. The subsequent analysis of induced proteins by electron spray ionization quadrupole time of flight mass spectroscopy revealed the presence of -1,3-glucanase, chitinase, thaumatin-like protein and a cysteine-like protease in M. domestica leaves infected by V. inaequalis. These results were confirmed by immunoblotting with antibodies against some of these proteins. Moreover, a non-specific lipid transfer protein was identified in uninfected leaves: the amount declined to a non-detectable level within the first week after infection by V. inaequalis. The analysis of the IWF of M. domestica cv. Remo, bearing resistances to apple scab, powdery mildew and fire blight, showed a protein pattern comparable to that of the IWF from V. inaequalis infected leaves from cultivar Elstar indicating the constitutive production at least of some of the pathogenesis-related proteins in the resistant cultivar.     

基于转录组测序解析干旱胁迫对祁连山黄参基因表达的调控

以栽培2个月的黄参为试材,设置对照（土壤相对含水量70%~80%）和适度干旱胁迫（土壤相对含水量55%~60%）处理,利用高通量转录组测序BGISEQ-500平台,对测序结果进行基因功能注释、差异表达基因(DEGs, differentially expressed genes)筛选。结果表明：(1)获得的68193条Unigene中,分别有34230(50.20%)、34170(50.11%）、31727(46.53%)、27701(40.62%)、27092(39.73%)和22793(33.42%)个Unigene分别被分配到NCBI非冗余蛋白(NR)、eggNOG(基因的进化谱系, Evolutionary genealogy of genes: Non\|supervised Orthologous Groups)、基因本体(Gene ontology,GO)、Pfam (Protein family)、SwissProt (Reviewed protein sequence database)和KEGG (Kyoto encyelopedia of genes and genomes)六大功能数据库。(2)DEGs分析显示,黄参块状根和叶中分别有10674个和13402个DEGs;GO富集结果表明,根和叶中的DEGs功能部位中的分布基本一致,主要富集在生物过程、DNA的复制和翻译调控、氧化还原过程、蛋白质磷酸化、防御响应等;KEGG富集分析表明,根中DEGs显著富集在苯丙烷类生物合成、半乳糖代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌相互作用、植物激素信号转导等途径,叶中DEGs则主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、戊糖、葡萄糖醛酸转换、植物激素信号转导等途径,说明淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导途径在黄参应对干旱胁迫中起重要作用。干旱胁迫影响黄参不同器官中差异基因的表达,为解析黄参耐受干旱的生物学途径、黄参药效成分的生物合成和分子机制提供了理论依据。     

烟蚜热激蛋白Hsp90基因的克隆及在UV-B胁迫下的表达分析

为探讨UV-B胁迫对烟蚜Myzus persicae热激蛋白Hsp90基因表达量的影响,采用RT-PCR与RACE技术克隆了烟蚜热激蛋白Hsp90基因的全长,并对其进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR技术研究了烟蚜Hsp90基因在不同时长UV-B胁迫下的表达量变化。结果表明,烟蚜Hsp90基因的cDNA全长为2 670 bp,编码728个氨基酸,编码蛋白质的相对分子量为82.6 kD,等电点为4.95,获得的氨基酸序列具有Hsp90蛋白家族的1个签名序列及C末端MEEVD基序,推测其属于胞质型热激蛋白。系统进化树结果显示,烟蚜Hsp90与其它昆虫Hsp90具有很高的相似性。实时荧光定量PCR结果表明,不同时长UV-B胁迫下烟蚜Hsp90均有表达,随着照射时间延长,Hsp90表达量表现为先上升后下降的趋势;与对照相比,照射时间为15、30、60、90和120 min时,Hsp90表达量均显著升高,且在60 min时Hsp90表达量达最大,是对照组的2.05倍。表明Hsp90基因在不同时长UV-B胁迫下差异表达,在烟蚜适应紫外胁迫的分子机制中具有重要作用。