猪小脂肪细胞因子1（SMAF1）基因cDNA的克隆及表达谱分析

采用比较基因组学和RT-PCR方法，根据人和小鼠SMAF1基因的保守序列，设计简并引物，克隆了猪SMAF1基因的cDNA序列。所克隆片断全长256bp（GeneBank登录号 DQ191892），包括一个编码了81个氨基酸的完整编码区，该序列与人和小鼠的SMAF1基因的相似性分别为86%和78％，预测的氨基酸序列与人、小鼠、大鼠和牛的相似性分别为81％、67％、70%和84%。猪SMAF1基因在脂肪组织中高丰度表达，在4月龄瘦肉型猪（大白猪）脂肪组织中的表达量显著低于脂肪型猪（梅山猪）（P＜0.05）。本研究结果表明，猪SMAF1基因可能具有和其它物种SMAF1基因相似的功能，推测其在脂肪细胞发生和/或脂肪细胞功能中具有重要的调控作用。     

棉花GhBI-1基因全长cDNA的克隆与表达分析

BI-1（Bax inhibitor-1）是广泛存在于生物体中控制细胞凋亡的抑制因子。过表达BI-1基因能够提高植物抵御病原体侵害和抗逆境的能力。本研究利用已知的部分BI基因序列,通过RACE获得2个全长cDNA序列,分别命名为GhBI-1a与GhBI-1b。序列分析表明,2个基因的核酸序列同源性达到86%,氨基酸序列同源性达到87%,GhBI-1a蛋白有6个跨膜区域,GhBI-1b有7个跨膜区域;2个GhBI-1基因在不同组织中均表达,GhBI-1a在接菌诱导后表达量没有变化,而GhBI-1b接菌后表达量上调;通过与棉属其他物种的核酸序列进行比对,推测GhBI-1a基因位于异源四倍体棉的D染色体亚组,而GhBI-1b位于A染色体亚组。     

早酥梨病程相关基因非表达子1基因（NPR1）克隆及原核表达

本研究以成年早酥梨(Pyrus bretschneideri cv.Zaosu)叶片为材料,通过RT-PCR克隆早酥梨病程相关基因非表达子1基因(NPR1)并获得其全长序列1771 bp,开放阅读框为1761 bp,编码586个氨基酸(GenBank登录号:FJ769372).利用NCBI/Blastp和ClustalX软件进行相似性分析表明,目的基因编码蛋白质序列与日本梨(p.pyrifolia)、秋子梨(P.ussuriensis)、苹果(Malus xdomestica)、烟草(Nicotiana tabacum)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的NPR1蛋白相似性分别为99%、98%、98%、67%和59%.将其连接pGEX-4T-1原核表达载体并转化大肠杆菌(EScherichia coli)BL21,经IPTG诱导表达获得大小约为91 kD的目的融合蛋白,融合蛋白主要以包涵体形式表达,表达量约占总蛋白17%.     

高粱抗病基因SbSGT1的克隆及原核表达

为探究高粱抗病基因SbSGT1的功能,以高粱BTx623为材料,利用RNA反转录得cDNA,以cDNA为模板扩增出全长SbSGT1基因,并对其进行生物信息学分析。进一步构建pET-28a-SbSGT1重组质粒进行原核表达,并分别对表达菌株、诱导温度以及异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导浓度进行了优化。结果表明,SbSGT1全长1 095 bp,编码364个氨基酸,蛋白理论分子大小约为40.45 kDa,蛋白质等电点为5.0。进化树分析表明,SbSGT1与玉米和水稻的亲缘性较高;蛋白质序列分析表明,SbSGT1蛋白为亲水性蛋白,定位在细胞质中;二级结构预测发现其α螺旋和无规则卷曲占比最高,分别达到43.41%和45.88%。原核表达结果表明,SbSGT1最佳表达菌株为大肠杆菌BL21(DE3),最佳诱导温度和IPTG浓度分别为25℃和0.8 mmol·L^-1。本研究为进一步探究SbSGT1基因在高粱抗病机理中所发挥的生物学功能奠定了基础。     

鸽子GR基因cDNA克隆与表达分析

糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)是保守的核受体超家族中的一员,属于核转录因子,GR对维持机体稳态起着重要作用,同时在动物繁殖代谢过程中扮演着重要的角色.本研究旨在克隆鸽子(Columba livia domestica) GR基因的cDNA全长并分析其组织表达谱.参照鸡(Gallus gallus domesticus)的GR基因序列设计引物,利用RT-PCR和RACE技术,克隆得到了鸽子的GR基因的cDNA序列.测序结果表明,鸽子GR基因包含有2313bp的全长CDS序列,102bp的5'UTR序列,以及18 bp的3'UTR序列,共编码770个氨基酸(GenBank登录号:NM001037826.1).通过序列同源性分析发现,鸽子GR氨基酸序列与鸡的同源性为94％,与短吻鳄(Alligator mississippienses)的同源性为85％,与人(Homo sapiens)的同源性为75％.通过与鸡、鳄鱼和人的氨基酸序列比对分析发现,鸽子的GR氨基酸序列中有一个非常保守的DNA结合区(DNA binding domain,DBD)和一个保守性较高的激素识别区(hormone recognition domain, LBD),此外还包括一个GR特异区域.利用qRT-PCR技术发现在鸽子不同组织中均有表达,表达量由高到低依次为睾丸、胰、肺、卵巢、腹部脂肪、肝、心、骨骼肌、肾、脾、输卵管、胃、下丘脑、大脑、肠和嗉囊.睾丸中表达量显著高于其他组织(P＜0.05),其次为胰腺和肺(P＜0.05),在嗉囊中的表达量显著低于其他各组(P＜0.05).本研究获得鸽子GR基因cDNA全长、组织表达规律,为进一步研究鸽子GR基因的功能提供了基础资料.     

非生物胁迫诱导的玉米蛋白激酶基因ZmCIPK1的cDNA克隆和表达分析

CIPK（CBL-interacting Protein Kinase）在植物非生物胁迫信号转导中起重要作用。应用电子克隆的方法在玉米中克隆了一个cDNA全长为1395bp的蛋白激酶基因ZmCIPK1（GenBank接受号为EF158034）。其编码的蛋白含有465个氨基酸,分子量为51.98KD,等电点为6.92。推断的ZmCIPK1催化结构域中包含蛋白激酶催化结构域保守的11个亚结构域, 蛋白C端具有植物CIPK蛋白家族特有的包含24个氨基酸的NAF结构域。半定量RT-PCR结果表明,在甘露醇、氯化钠、ABA和4°C低温诱导时,ZmCIPK1在玉米幼苗叶片中表达量明显上调,在24小时内保持较高的转录水平。试验结果表明,ZmCIPK1是一个新的玉米蛋白激酶基因,响应多种非生物胁迫信号。     

口蹄疫病毒3AB基因的克隆与原核表达

根据口蹄疫流行毒株设计一对包含3AB部分基因编码区的特异性引物,扩增出3AB基因550 bp的特异带,并将纯化的扩增产物克隆到pM D 18-T载体上。再用设计的酶切位点将3AB基因分别连接到两种原核表达载体上,构建了重组质粒pETCK S-3AB及pET 28a-3AB,转入BL 21菌中进行原核表达。SDS-PAGE电泳表明,3AB基因在两种表达系统中均高效表达。对表达的蛋白通过包涵体及切胶纯化的方法进行纯化,获得了高纯度的3AB蛋白。     

玉米DGAT基因家族的全基因组分析

为了进一步了解玉米中DGAT基因家族,本文利用生物信息学方法对玉米DGAT基因家族进行了鉴定和分类,并对其系统进化、基因结构以及表达模式进行了分析.结果表明:玉米中7个DGAT基因可以分成ZmDGAT1、ZmDGAT2和ZmDGAT3 3个亚组,分布在第4、5、6、9和10这5条染色体上,不同亚组的基因结构和跨膜区有明显差别,其表达也有一定差异,其中ZmDGAT1主要在胚乳中表达,ZmDGAT2表达范围较广,而ZmDGAT3的表达主要集中在叶片.研究明确了玉米中DGAT基因家族的基因结构和表达情况,为了解DGAT基因功能以及进一步提高植物油分含量提供了理论基础.     

小麦膨胀素基因TaEXPB8部分同源cDNA序列的克隆、定位及表达分析

膨胀素（expansin）是植物生长发育过程中诱导细胞壁松弛和伸展的重要蛋白。分别采用RACE方法,克隆了小麦（Triticum aestivum）TaEXPB8的4个部分同源基因的全长cDNA,其长度分别为1180、1169、1150和1135bp,依次命名为TaEXPB8-1、TaEXPB8-2、TaEXPB8-3和TaEXPB8-4。研究发现,这些基因的启动子区域均含有预测的生长素顺式作用元件。定位结果显示,TaEXPB8-1的位置无法确定,TaEXPB8-2和TaEXPB8-3定位到同一染色体上的相邻区域,即Bin6AS（0.35～1.00）区域,TaEXPB8-4位于Bin6DS（0.99～1.00）区域。在水稻（Oryza.sativa L.）、玉米（Zeamays L.）和拟南芥（Arabidopsis）基因组的同线性区域也存在膨胀素基因的串联重复,说明TaEXPB8-2和TaEXPB8-3可能为同一基因的两个拷贝,并在双子叶和单子叶植物分化之前已经形成。表达分析结果表明,TaEXPB8基因在小麦初生根的伸长区表达丰度最高,且受外源高浓度生长素处理的抑制,推测其可能在小麦根中起重要作用。     

水牛MyD88 cDNA的克隆与原核表达

采用RT-PCR方法从水牛外周血白细胞总RNA中扩增出髓样分化因子88（mydoid differentiation factor88,MyD88）cDNA序列,PCR产物分离纯化后,与pMD20-T载体连接,重组质粒经PCR、酶切鉴定后测序,并进行生物信息学分析;构建pET28a-MyD88表达载体,并将其转化至E.coli BL21（DE3）,经IPTG诱导表达后,进行SDS-PAGE、镍柱亲和层析纯化和Western blotting分析。结果显示,克隆到的水牛MyD88cDNA全长为1189bp,含有1个891bp的开放阅读框,编码296个氨基酸,理论等电点为5.65。经IPTG诱导表达后,得到一个带His·Tag的约39kD的重组融合蛋白。用抗His单克隆抗体进行Western blotting,得到1条约39kD特异性抗体结合带,表明水牛MyD88原核表达载体成功构建并表达。本研究为进一步开展水牛MyD88的结构功能分析奠定了基础。     

番茄果实特异表达启动子ESp1的克隆及表达

E8启动子是番茄果实成熟乙烯响应性基因E8的启动子区。这个区域中存在着一些响应乙烯以及在果实发育和成熟过程中起调节作用的顺式作用元件，调节E8基因在果实成熟过程中表达（Deikmaa et al．，1998）。本研究根据GenBank中E8基因的启动子区序列设计引物，从番茄基因组中克隆了该启动子，构建了番茄果实特异表达载体，并通过RT-PCR和gus基因检测了该表达载体的果实特异表达活性。     

高粱SbJAZ1基因克隆与表达分析

JAZ1基因是编码TIFY家族JAZs蛋白的基因之一。为克隆高粱SbJAZ1基因及研究其响应胁迫表达特性,本试验以高粱品种BTx623为研究材料,提取其总RNA,反转录获得cDNA,以cDNA为模板扩增SbJAZ1基因,并对其进行生物信息学、基因表达和原核表达分析。结果显示,SbJAZ1基因全长606 bp,编码201个氨基酸,蛋白质等电点为7.70,分子量大小为21.15 kDa;SbJAZ1与玉米相应同源基因亲缘关系最近,为亲水性蛋白;二级结构中α螺旋占25.37%、延伸链占9.95%、β转角占4.98%,无规则卷曲占59.70%。qRT-PCR分析表明,SbJAZ1在高粱根、茎、芽和叶组织中均有表达,且具有组织表达特异性,在茎中表达量最高;茉莉酸(JA)处理1 h后,SbJAZ1在高粱茎中表达量最高;吲哚乙酸(IAA)和PEG-6000可诱导SbJAZ1的表达。原核表达结果显示,SbJAZ1在大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株诱导表达的最佳条件为:温度30℃,异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.8 mmol·L^-1。本研究结果为SbJAZ1基因的生物学功...     

玉米生长素响应因子基因家族全基因组鉴定及表达分析

生长素响应因子(ARF)在植物中可以特异性结合在应答基因的启动子区域,调控植物的生长发育。为了进一步了解玉米ARF基因家族的数量、基本特征、进化关系及响应非生物胁迫和激素的表达模式,本研究在全基因组水平,通过生物信息学方法鉴定玉米ARF基因家族,分析了蛋白理化性质及系统发育,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析了4个ZmARFs基因的时空表达模式及高温、干旱、盐和脱落酸(ABA)处理下的表达情况。结果表明,玉米36个ARFs基因随机非均匀分布在9条染色体上,编码氨基酸长度、分子量、等电点及二级结构存在很大的差异。高粱、水稻、拟南芥和玉米的蛋白复合进化树显示共分为Ⅰ~Ⅳ四大类,玉米与高粱ARF蛋白亲缘关系最近,而与拟南芥ARF蛋白亲缘关系最远,且玉米中发生基因内和基因间复制现象。启动子顺式作用元件主要是干旱、低温、氧化和激素类响应元件。RT-qPCR结果显示,ZmARF1、ZmARF6、ZmARF13和ZmARF22基因均在雄穗分支和胚中表达量较高,在花粉中表达量较低;4个基因(除ZmARF22)在高温、干旱、盐和ABA诱导时均显著上调表达。亚细胞定位表明上述4个基因编码的蛋白质均定位于细胞核。本研究结果为揭示玉米ARF蛋白功能和挖掘玉米的抗逆基因提供了理论基础,为抗逆育种提供了分子资源。     

番茄果实特异表达启动子E8p1的克隆及表达

E8启动子是番茄果实成熟乙烯响应性基因E8的启动子区。这个区域中存在着一些响应乙烯以及在果实发育和成熟过程中起调节作用的顺式作用元件,调节E8基因在果实     

不同氮高效玉米品种对氮素的吸收转运和代谢研究

为研究不同氮高效型品种的氮素代谢调控机制,本试验以高氮高效型玉米品种先玉335和低氮高效型玉米品种京农科728为试材,设置5个施氮水平120、180、240、300、360 kg·hm^-2,以本地大田生产施氮量360 kg·hm^-2为对照(NCK),探讨不同基因型玉米植株氮素转运、氮代谢关键酶活性和关键酶基因表达对减施氮肥的响应特征。结果表明,当施氮量为240～300 kg·hm^-2时,先玉335各生育时期氮含量较高,平均产量达到较高水平;当施氮量为180～240 kg·hm^-2时,京农科728各生育时期氮含量较高,平均产量达到较高水平。在低氮条件下,相较于先玉335,京农科728的硝酸还原酶(NR)、亚硝酸盐还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、天冬酰胺合成酶(AS)均可保持较高的活性。相较于拔节期,京农科782在大喇叭口期的NR基因相对表达量显著上调;大喇叭口至灌浆期,两品种的GOGAT1和GOGAT2基因均显著上调;抽雄吐丝和灌浆期,京农科728中的GS1-3基...     

苏云金芽胞杆菌cry1Ia基因的克隆、表达与活性研究

根据cry1Ia类基因的全长序列设计引物,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)菌株Btc008的总DNA为模板扩增出片段长为2.1kb的cry1Ia的全长基因,插入大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET-21b,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,诱导表达出81kD的蛋白。该蛋白由719个氨基酸组成,推导的分子量为81.2kD。该蛋白的氨基酸序列不同于已知的12种Cry1Ia蛋白,是一种新的Cry1Ia蛋白,该基因已被国际基因命名委员会正式命名为cry1Ia8。杀虫活性测定结果表明:Cry1Ia8对亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)和小菜蛾(Plutella xylostella)有很强的杀虫活性,LC50分别为0.268μg/g和2.227μg/mL,其杀虫效果与Cry1Ab和Cry1Ac相当。对大豆食心虫(Leguminivora glycinivorella)也有较好的活性,但对鞘翅目叶甲科害虫榆兰叶甲(Pyrrhalta aenescens)没有活性。该基因的获得将为我国抗虫转基因作物和工程菌的研制提供新的基因来源,为筛选延缓昆虫抗性产生的基因组合提供了重要依据。